Obiectivele lecției

• Identificați scopul științei.
• Explicați importanța punerii de întrebări.
• Descrisă modul în care oamenii de știință studiază lumea naturală.
• Explicați cum și de ce oamenii de știință colectează date.
• Descrieți cele trei tipuri majore de modele științifice.
• Explicați cum diferă o teorie științifică de o ipoteză.
• Descrieți măsurile de siguranță adecvate în interiorul și în afara laboratorului de științe.

Vocabular

• model conceptual
• control
• variabilă dependentă
• ipoteză
• variabilă independentă
• matematică. model
• model
• model fizic
• metodă științifică
• teorie

Introducere

Știința este o cale de obținere a cunoștințelor despre lumea naturală. Studiul științei include, de asemenea, ansamblul de cunoștințe care au fost colectate prin intermediul investigației științifice.

Pentru a efectua o investigație științifică, oamenii de știință pun întrebări testabile. Pentru a răspunde la aceste întrebări, ei fac observații sistematice și colectează cu atenție dovezi relevante. Apoi, ei folosesc raționamentul logic și puțină imaginație pentru a dezvolta ipoteze și explicații. În cele din urmă, oamenii de știință proiectează și efectuează experimente pe baza ipotezelor lor.

Obiectivul științei

Științii caută să înțeleagă lumea naturală. Oamenii de știință încep cu o întrebare și apoi încearcă să răspundă la întrebare cu dovezi și logică. O întrebare științifică trebuie să poată fi testată. Ea nu se bazează pe credință sau pe opinii. Înțelegerea proceselor naturale ale Pământului ne ajută să înțelegem de ce se produc cutremurele acolo unde se produc și să înțelegem consecințele adăugării excesului de gaze cu efect de seră în atmosfera noastră.

Cercetarea științifică poate fi făcută pentru a construi cunoștințe sau pentru a rezolva probleme. Descoperirile științifice pot duce la progrese tehnologice. Cercetarea pură ajută adesea la dezvoltarea cercetării aplicate. Uneori, rezultatele cercetării pure pot fi aplicate mult timp după ce cercetarea pură a fost finalizată. Uneori se descoperă ceva neașteptat în timp ce oamenii de știință își desfășoară cercetările.

Câteva idei nu pot fi testate. De exemplu, fenomenele supranaturale, cum ar fi poveștile despre fantome, vârcolaci sau vampiri, nu pot fi testate. Uitați-vă pe acest site pentru a vedea de ce astrologia nu este științifică.

Științii descriu ceea ce văd, fie în natură, fie în laborator. Știința este tărâmul faptelor și al observațiilor. Cu toate acestea, știința nu face judecăți morale, cum ar fi „Este rău că vulcanul a erupt”, iar opiniile nu sunt relevante pentru cercetarea științifică. Oamenilor de știință le poate plăcea să studieze tornadele, dar opinia lor că tornadele sunt interesante nu este importantă pentru a învăța despre ele. Oamenii de știință sporesc cunoștințele noastre tehnologice, dar știința nu determină cum sau dacă folosim aceste cunoștințe. Oamenii de știință au învățat să construiască o bombă atomică, dar oamenii de știință nu au decis dacă sau când să o folosească. Oamenii de știință au acumulat date despre încălzirea temperaturilor. Modelele lor au arătat cauzele probabile ale acestei încălziri. Dar, deși oamenii de știință sunt în mare parte de acord cu privire la cauzele încălzirii globale, ei nu pot forța politicienii sau indivizii să adopte legi sau să își schimbe comportamentele.

Pentru ca știința să funcționeze, oamenii de știință trebuie să facă unele presupuneri. Regulile naturii, fie ele simple sau complexe, sunt aceleași peste tot în univers. Evenimentele naturale, structurile și formele de relief au cauze naturale. Dovezile din lumea naturală pot fi folosite pentru a afla despre aceste cauze. Obiectele și evenimentele din natură pot fi înțelese printr-un studiu atent și sistematic. Ideile științifice se pot schimba dacă adunăm noi date sau aflăm mai multe. O idee, chiar și una care este acceptată în prezent, ar putea să trebuiască să fie ușor modificată sau să fie înlocuită în întregime dacă se găsesc noi dovezi care o contrazic. Cunoștințele științifice pot rezista testului timpului. Ideile acceptate în știință devin mai fiabile pe măsură ce supraviețuiesc mai multor teste.

Metoda științifică

Ați învățat probabil că metoda științifică este modul în care oamenii de știință își abordează munca. Metoda științifică este o serie de pași care ajută la investigarea unei întrebări. Oamenii de știință folosesc datele și dovezile adunate din observații, experiențe sau experimente pentru a răspunde la întrebările lor.

Dar cercetarea științifică rareori se desfășoară în aceeași succesiune de pași descrisă de metoda științifică. De exemplu, ordinea etapelor se poate schimba deoarece apar mai multe întrebări din datele care sunt colectate. Cu toate acestea, pentru a ajunge la concluzii verificabile, trebuie urmați pașii logici și repetabile ai metodei științifice, așa cum se vede în figura de mai jos.

O organigramă a modului în care funcționează știința care este mult mai precisă decât diagrama simplă din figura de mai sus se găsește aici.

Întrebări

Cel mai important lucru pe care îl poate face un om de știință este să pună întrebări.

• De ce este cerul albastru?
• De ce California are multe cutremure, în timp ce Kansas nu are?
• De ce Pământul are atât de multe forme de viață variate, dar alte planete din sistemul solar nu au?

Științele pământului pot răspunde la întrebări testabile despre lumea naturală. Ce face ca o întrebare să fie imposibil de testat? Unele întrebări imposibil de testat sunt dacă există fantome sau dacă există viață după moarte.

O întrebare testabilă ar putea fi despre cum se poate reduce eroziunea solului la o fermă (figura de mai jos). Un fermier a auzit de o metodă de însămânțare numită „agricultură fără semănat”. Utilizarea acestui procedeu elimină nevoia de arat pământul. Întrebarea fermierului este: Va reduce agricultura fără semănat eroziunea terenului agricol?

Cercetare

Pentru a răspunde la o întrebare, un om de știință află mai întâi ce se știe deja despre subiect citind cărți și reviste, căutând pe Internet și vorbind cu experți. Aceste informații îi vor permite omului de știință să creeze un design experimental bun. Dacă această întrebare a primit deja un răspuns, cercetarea poate fi suficientă sau poate duce la noi întrebări.

Exemplu: Fermierul face cercetări despre cultivarea fără semănat pe internet, la bibliotecă, la magazinul local de materiale agricole și în alte locuri. El află despre diferite metode de agricultură, așa cum este ilustrat în figura de mai jos. El învață ce tip de îngrășământ este cel mai bine de utilizat și care ar fi cea mai bună spațiere a culturilor. Din cercetările sale, el află că agricultura fără semănat poate fi o modalitate de a reduce emisiile de dioxid de carbon în atmosferă, ceea ce ajută în lupta împotriva încălzirii globale.

Ipoteză

Cu ajutorul informațiilor colectate din cercetările de fond, omul de știință creează o explicație plauzibilă pentru întrebare. Aceasta este o ipoteză. Ipoteza trebuie să aibă legătură directă cu întrebarea și trebuie să poată fi testată. Faptul de a avea o ipoteză îl ghidează pe omul de știință în proiectarea experimentelor și interpretarea datelor.

Exemplu: Ipoteza fermierului este următoarea: Cultivarea prin semănat va scădea eroziunea solului pe dealuri cu o înclinație similară în comparație cu tehnica agricolă tradițională, deoarece vor fi mai puține perturbări ale solului.

Colectarea datelor

Pentru a susține sau infirma o ipoteză, omul de știință trebuie să colecteze date. O mare cantitate de logică și de efort este alocată proiectării de teste pentru a colecta date, astfel încât datele să poată răspunde la întrebările științifice. Datele sunt de obicei colectate prin experiment sau observație. Uneori, îmbunătățirile în tehnologie vor permite ca noi teste să răspundă mai bine la o ipoteză.

Observația este utilizată pentru a colecta date atunci când nu este posibil, din motive practice sau etice, să se efectueze experimente. Descrierile scrise sunt date calitative bazate pe observații. Aceste date pot fi, de asemenea, utilizate pentru a răspunde la întrebări. Oamenii de știință folosesc multe tipuri diferite de instrumente pentru a face măsurători cantitative. Microscoapele electronice pot fi folosite pentru a explora obiecte minuscule sau telescoapele pentru a învăța despre univers. Sondele fac observații acolo unde este prea periculos sau prea puțin practic pentru oamenii de știință să meargă. Datele provenite de la sonde călătoresc prin cabluri sau prin spațiu până la un computer unde sunt manipulate de oamenii de știință (figura de mai jos).

Experimentele pot implica substanțe chimice și eprubete sau pot necesita tehnologii avansate, cum ar fi un microscop electronic de mare putere sau un radiotelescop. Oamenii de știință din domeniul atmosferei pot colecta date analizând gazele prezente în eșantioanele de gaz, iar geochimiștii pot efectua analize chimice pe eșantioane de roci.

Un experiment bun trebuie să aibă un factor care poate fi manipulat sau schimbat. Aceasta este variabila independentă. Restul factorilor trebuie să rămână aceiași. Aceștia sunt controalele experimentale. Rezultatul experimentului, sau ceea ce se schimbă ca urmare a experimentului, este variabila dependentă. Variabila dependentă „depinde” de variabila independentă.

Exemplu: Fermierul conduce un experiment pe două dealuri separate. Dealurile au abrupturi similare și primesc cantități similare de soare. Pe unul dintre ele, fermierul folosește o tehnică agricolă tradițională care include aratul. Pe celălalt, el folosește o tehnică de semănat fără semănat, distanțând plantele mai mult între ele și folosind echipamente specializate pentru plantare. Plantele de pe ambele versanți primesc cantități identice de apă și îngrășăminte. Fermierul măsoară creșterea plantelor pe ambele versanți (figura de mai jos).

În acest experiment:

• Ce este variabila independentă?
• Care sunt controalele experimentale?
• Ce este variabila dependentă?

Variabila independentă este tehnica agricolă – fie tradițională, fie fără semănat – pentru că aceasta este cea care este manipulată. Pentru o comparație corectă a celor două tehnici agricole, cele două dealuri trebuie să aibă aceeași pantă și aceeași cantitate de îngrășăminte și apă. Acestea sunt controalele experimentale. Cantitatea de eroziune este variabila dependentă. Este ceea ce măsoară fermierul.

În timpul unui experiment, oamenii de știință fac multe măsurători. Datele sub formă de numere sunt cantitative. Datele colectate de la echipamentele avansate intră de obicei direct într-un computer sau cercetătorul poate introduce datele într-o foaie de calcul. Datele pot fi apoi manipulate. Graficele și tabelele afișează datele și ar trebui să fie clar etichetate.

Analiza statistică face o utilizare mai eficientă a datelor, permițând oamenilor de știință să arate relațiile dintre diferite categorii de date. Statistica poate da sens variabilității dintr-un set de date. Graficele îi ajută pe oamenii de știință să înțeleagă vizual relațiile dintre date. Imaginile sunt create astfel încât alte persoane interesate să poată vedea cu ușurință relațiile.

În aproape orice activitate umană, erorile sunt inevitabile. Într-un experiment științific, aceasta se numește eroare experimentală. Care sunt sursele de erori experimentale? Erorile sistematice pot fi inerente în configurația experimentală, astfel încât cifrele să fie întotdeauna înclinate într-o direcție. De exemplu, un cântar poate măsura întotdeauna o jumătate de uncie. Eroarea va dispărea dacă cântarul este recalibrat. Erorile aleatorii apar pentru că o măsurătoare nu este efectuată cu precizie. De exemplu, un cronometru poate fi oprit prea devreme sau prea târziu. Pentru a corecta acest tip de eroare, se fac mai multe măsurători și apoi se face o medie.

Dacă un rezultat este inconsecvent cu rezultatele altor probe și s-au făcut mai multe teste, este probabil că s-a făcut o greșeală în acel experiment și punctul de date inconsecvent poate fi aruncat.

Concluzii

Cercetătorii studiază grafice, tabele, diagrame, imagini, descrieri și toate celelalte date disponibile pentru a trage o concluzie din experimentele lor. Există un răspuns la întrebare pe baza rezultatelor experimentului? A fost susținută ipoteza?

Câteva experimente susțin complet o ipoteză, iar altele nu. Dacă se dovedește că o ipoteză este greșită, experimentul nu a fost un eșec. Toate rezultatele experimentale contribuie la cunoaștere. Experimentele care susțin sau nu o ipoteză pot duce la și mai multe întrebări și la mai multe experimente.

Exemplu: După un an, fermierul constată că eroziunea de pe dealul cultivat în mod tradițional este de 2,2 ori mai mare decât eroziunea de pe dealul cultivat fără semănat. Plantele de pe parcelele fără semănat sunt mai înalte și umiditatea solului este mai mare. Fermierul decide să treacă la cultivarea fără semănat pentru culturile viitoare. Fermierul continuă cercetările pentru a vedea ce alți factori ar putea contribui la reducerea eroziunii.

Teorie

Atunci când oamenii de știință efectuează experimente și fac observații pentru a testa o ipoteză, în timp, ei colectează o mulțime de date. Dacă o ipoteză explică toate datele și dacă niciuna dintre date nu contrazice ipoteza, ipoteza devine o teorie.

O teorie științifică este susținută de multe observații și nu are inconsecvențe majore. O teorie trebuie să fie în mod constant testată și revizuită. Odată ce a fost elaborată o teorie, aceasta poate fi folosită pentru a prezice comportamentul. O teorie oferă un model al realității care este mai simplu decât fenomenul în sine. Chiar și o teorie poate fi răsturnată dacă se descoperă date contradictorii. Cu toate acestea, o teorie de lungă durată, care are o mulțime de dovezi care să o susțină, are mai puține șanse de a fi răsturnată decât o teorie mai nouă.

O animație interactivă a modului în care Darwin a folosit cintezele (Figura de mai jos) pentru a explica originea speciilor folosind cintezele din insulele Galapagos se găsește aici.

Știința nu dovedește nimic dincolo de orice urmă de îndoială. Oamenii de știință caută dovezi care să susțină sau să respingă o idee. Dacă nu există dovezi semnificative care să respingă o idee și o mulțime de dovezi care să o susțină, ideea este acceptată. Cu cât sunt mai multe linii de dovezi care susțin o idee, cu atât este mai probabil ca aceasta să reziste testului timpului. Valoarea unei teorii este atunci când oamenii de știință o pot folosi pentru a oferi explicații fiabile și pentru a face predicții precise.

Modele științifice

Un sistem, cum ar fi suprafața Pământului sau clima, poate fi foarte complex și poate fi dificil pentru oamenii de știință să lucreze cu el. În schimb, oamenii de știință pot crea modele pentru a reprezenta sistemul real pe care sunt interesați să îl studieze.

Modelurile sunt un instrument util în știință. Ele îi ajută pe oamenii de știință să demonstreze eficient ideile și să creeze ipoteze. Modelele sunt folosite pentru a face predicții și a efectua experimente fără toate dificultățile legate de utilizarea obiectelor din viața reală. V-ați putea imagina cum ar fi să încercați să explicați o celulă vegetală folosind doar o celulă vegetală reală sau să încercați să preziceți următoarea aliniere a planetelor doar uitându-vă la ele? Dar modelele au limitări care ar trebui luate în considerare înainte ca orice predicție să fie crezută sau orice concluzie să fie considerată un fapt.

Modelurile sunt mai simple decât reprezentările în viața reală ale obiectelor sau sistemelor. Un avantaj al folosirii unui model este că acesta poate fi manipulat și ajustat mult mai ușor decât sistemele reale. Modelele îi ajută pe oamenii de știință să înțeleagă, să analizeze și să facă predicții despre sisteme care ar fi imposibil de studiat fără utilizarea modelelor. Simplitatea unui model, care îl face mai ușor de utilizat decât sistemul real, este, de asemenea, motivul pentru care modelele au limitări. O problemă cu un model mai simplu este că este posibil ca acesta să nu prezică foarte exact comportamentul sistemului real.

Științii trebuie să-și valideze ideile prin testare. Dacă un model este conceput pentru a prezice viitorul, s-ar putea să nu fie posibil să se aștepte suficient de mult timp pentru a vedea dacă predicția a fost corectă. O modalitate de a testa un model este de a folosi un moment din trecut ca punct de plecare și apoi de a cere modelului să prezică prezentul. Un model care poate prezice cu succes prezentul are mai multe șanse de a fi precis atunci când prezice viitorul.

Multe modele sunt create pe computere, deoarece numai computerele pot gestiona și manipula cantități atât de mari de date. De exemplu, modelele climatice sunt foarte utile pentru a încerca să determine la ce tipuri de schimbări ne putem aștepta pe măsură ce se schimbă compoziția atmosferei. Un model climatic rezonabil de precis ar fi imposibil pe altceva decât pe cele mai puternice calculatoare.

Există trei tipuri de modele folosite de oamenii de știință.

Modeluri fizice

Modelurile fizice sunt reprezentări fizice ale subiectului studiat. Aceste modele sunt de obicei mai mici și mai simple decât lucrul pe care îl modelează, dar ele conțin unele dintre elementele importante. O hartă sau un glob pământesc sunt modele fizice ale Pământului și sunt mai mici și mult mai simple decât lucrul real (figura de mai jos).

Modele conceptuale

Un model conceptual leagă împreună multe idei în încercarea de a explica un fenomen. Un model conceptual utilizează ceea ce se cunoaște și trebuie să fie capabil să încorporeze noi cunoștințe pe măsură ce acestea sunt dobândite (figura de mai jos). De exemplu, o mulțime de date susțin ideea că Luna s-a format atunci când o planetă de mărimea planetei Marte a lovit Pământul, aruncând pe orbită o mare cantitate de resturi și gaze care, în cele din urmă, s-au unit pentru a crea Luna. O idee bună de lucru este un model conceptual.

Modeluri matematice

Un model matematic este o ecuație sau un set de ecuații care ia în considerare mulți factori sau variabile. Modelele matematice sunt de obicei complexe și adesea nu pot lua în considerare nu toți factorii posibili (figura de mai jos). Aceste modele pot fi folosite pentru a prezice evenimente complexe, cum ar fi localizarea și puterea unui uragan.

Modelarea schimbărilor climatice este foarte complexă deoarece modelul trebuie să ia în considerare factori precum temperatura, densitatea gheții, căderea zăpezii și umiditatea. Mulți factori se afectează reciproc: Dacă temperaturile mai ridicate determină scăderea cantității de zăpadă, suprafața terestră este mai puțin capabilă să reflecte lumina soarelui și temperatura va crește mai mult.

Importanța comunității în știință

Descoperirea științifică este cea mai bună atunci când este opera unei comunități de oameni de știință. Pentru ca o ipoteză să fie pe deplin acceptată, munca mai multor oameni de știință trebuie să o susțină. Procesul științific are controale și echilibre încorporate. În general, comunitatea științifică face o treabă bună de autocontrol. Deși ideile noi sunt adesea criticate, dacă investigațiile continue le susțin, ele vor ajunge în cele din urmă să fie acceptate.

Deși fiecare om de știință poate efectua experimente în laboratorul său singur sau cu câteva ajutoare, își va scrie rezultatele și își va prezenta munca comunității de oameni de știință din domeniul său (figura de mai jos). Inițial, ea își poate prezenta datele și concluziile la o conferință științifică, unde va discuta cu alți oameni de știință despre aceste rezultate.

Utilizând ceea ce a învățat, ea va scrie o lucrare profesională care va fi publicată într-o revistă științifică (Figura de mai jos). Înainte de publicare, mai mulți oameni de știință vor revizui lucrarea – ceea ce se numește peer review – pentru a sugera modificări și apoi vor recomanda sau refuza publicarea lucrării. Odată ce este publicat, alți oameni de știință din domeniul ei vor afla despre lucrarea sa și vor încorpora rezultatele în propriile cercetări. Aceștia vor încerca să reproducă rezultatele ei pentru a dovedi dacă rezultatele sunt corecte sau incorecte. În acest fel, știința se construiește spre o mai mare înțelegere a naturii.

Comunitatea științifică controlează calitatea și tipul de cercetare care se face prin finanțarea proiectelor. Majoritatea cercetărilor științifice sunt costisitoare, astfel încât oamenii de știință trebuie să scrie o propunere către o agenție de finanțare, cum ar fi National Science Foundation sau National Aeronautics and Space Administration (NASA), pentru a plăti pentru echipamente, consumabile și salarii. Propunerile științifice sunt analizate de alți oameni de știință din domeniu și sunt evaluate în vederea finanțării. În multe domenii, rata de finanțare este scăzută, iar banii ajung doar la cele mai valoroase proiecte de cercetare.

Comunitatea științifică monitorizează integritatea științifică. În timpul formării lor, studenții învață cum să efectueze experimente științifice bune. Ei învață să nu falsifice, să ascundă sau să raporteze selectiv datele și învață cum să evalueze în mod corect datele și activitatea altor oameni de știință. Având în vedere toate cercetările științifice care se fac, există puține cazuri de necinste științifică, însă acestea sunt adesea raportate cu mare vehemență de către mass-media. Adesea, acest lucru determină publicul să aibă neîncredere în oamenii de știință într-un mod care nu este necesar. Oamenii de știință care nu au integritate științifică sunt puternic condamnați de comunitatea științifică.

Siguranța în știință

Accidentele se întâmplă din când în când în viața de zi cu zi, iar știința nu face excepție. Într-adevăr, oamenii de știință lucrează adesea cu materiale periculoase și, prin urmare, oamenii de știință – și chiar studenții la științe – trebuie să fie atenți pentru a preveni accidentele (Figura de mai jos). Dacă are loc un accident, oamenii de știință trebuie să se asigure că tratează orice rănire sau daună în mod corespunzător.

În interiorul laboratorului de științe

Dacă lucrați în laboratorul de științe, este posibil să întâlniți materiale sau situații periculoase. Obiecte ascuțite, substanțe chimice, căldură și electricitate, toate sunt folosite uneori în laboratoarele de științe ale pământului. Respectând instrucțiunile de siguranță, aproape toate accidentele pot fi prevenite sau pagubele pot fi reduse la minimum. Pentru exemple de echipamente de siguranță în laborator, consultați figura de mai jos.

• Să urmați instrucțiunile în orice moment.
• Să respectați instrucțiunile de siguranță date în instrucțiunile de laborator sau de către supraveghetorul de laborator. Un laborator nu este o zonă de joacă.
• Utilizați numai cantitățile de materiale indicate. Verificați cu persoana responsabilă înainte de a vă abate de la procedura de laborator.
• Atenție la părul lung. Purtați încălțăminte închisă la vârf și cămăși fără mâneci atârnate, glugi sau șireturi.
• Utilizați mănuși, ochelari de protecție sau șorțuri de siguranță atunci când vi se indică acest lucru.
• Utilizați cu mare grijă obiectele ascuțite sau ascuțite, cum ar fi bisturie, cuțite sau sticlă spartă.
• Nu mâncați și nu beți niciodată nimic în laboratorul de științe. Substanțe periculoase ar putea fi pe mesele de lucru.
• Mențineți zona de lucru ordonată și curată. O zonă de lucru dezordonată ar putea duce la deversări și spargeri.
• Curățați și întrețineți materialele, cum ar fi eprubetele și paharele. Substanțele rămase ar putea interacționa cu alte substanțe în experimentele viitoare.
• Aveți grijă când ajungeți. Flăcări, plăci termice sau substanțe chimice ar putea fi dedesubt.
• Utilizați aparatele electrice și arzătoarele conform instrucțiunilor.
• Cunoașteți cum să folosiți o stație de spălare a ochilor, o pătură de incendiu, un extinctor sau o trusă de prim ajutor.
• Alertați supraveghetorul de laborator dacă apare ceva neobișnuit. Un raport de accident poate fi necesar dacă cineva este rănit; supraveghetorul de laborator trebuie să știe dacă vreun material este deteriorat sau aruncat.

În afara laboratorului

Mulți cercetători ai Pământului lucrează afară, pe teren, așa cum se arată în figura de mai jos. Lucrul în aer liber necesită precauții suplimentare, cum ar fi:

• Portați îmbrăcăminte adecvată; de exemplu, cizme de drumeție, pantaloni lungi și mâneci lungi.
• Aduceți suficientă hrană și apă, chiar și pentru o călătorie scurtă. Deshidratarea se poate produce rapid.
• Aveți la dispoziție primul ajutor adecvat.
• Spuneți-le celorlalți unde mergeți, ce veți face și când vă veți întoarce.
• Aduceți cu dvs. o hartă. De asemenea, este o idee bună să lăsați o copie a hărții la cineva acasă.
• Asigurați-vă că aveți acces la serviciile de urgență și o modalitate de a comunica. Rețineți că nu multe zone de teren sunt prea îndepărtate pentru ca telefoanele celulare să fie utile.
• Asigurați-vă că sunteți însoțit de o persoană care cunoaște zona sau care este familiarizată cu tipul de investigație pe care o faceți, dacă sunteți nou în munca de teren.

Rezumat al lecției

• Obiectivul științei este de a pune întrebări testabile și de a răspunde la ele.
• Științii folosesc o secvență de pași logici, numită metoda științifică, care implică efectuarea de observații, formularea unei ipoteze, testarea acelei ipoteze și formularea unei concluzii.
• Modelele fizice, conceptuale și matematice îi ajută pe oamenii de știință să discute și să înțeleagă informațiile și conceptele științifice.
• O teorie științifică este o ipoteză care a fost testată în mod repetat și care nu s-a dovedit a fi falsă.
• Siguranța în laborator, precum și pe teren sunt componente esențiale ale unor bune investigații științifice.

Întrebări de analiză

1. Scrieți o listă de cinci întrebări științifice interesante. Este fiecare dintre ele testabilă?
2. Un om de știință studia efectele contaminării cu petrol asupra algelor marine din ocean. El s-a gândit că scurgerile de petrol din canalele de scurgere a apelor pluviale ar împiedica algele marine să crească în mod normal, așa că a decis să facă un experiment. A umplut două acvarii de dimensiuni egale cu apă și a monitorizat oxigenul dizolvat și temperatura din fiecare pentru a se asigura că sunt egale. A introdus niște ulei de motor într-unul dintre acvarii și apoi a măsurat creșterea algelor marine în fiecare acvariu. În acvariul fără ulei, creșterea medie a fost de 2,57 cm. Creșterea medie a algelor marine din rezervorul cu ulei a fost de 2,37 cm. Pe baza acestui experiment:
   1. Care a fost întrebarea cu care a început omul de știință?
   2. Care a fost ipoteza sa?
   3. Identificați variabila independentă, variabila dependentă și controlul (controalele) experimental(e).
   4. Ce au arătat datele?
   5. Poate fi sigur de concluzia sa? Cum își poate face concluzia mai fermă?
3. Explicați trei tipuri de modele științifice. Care este un avantaj și un dezavantaj al fiecăruia?
4. Identificați sau concepeți cinci simboluri de siguranță proprii, pe baza cunoștințelor dvs. despre procedurile de siguranță într-un laborator de științe.
5. Proiectați propriul experiment pe baza uneia dintre întrebările de la întrebarea 1 de mai sus. Includeți întrebarea, ipoteza, variabilele independente și dependente și măsurile de siguranță. Este posibil să doriți să lucrați cu profesorul dumneavoastră sau cu un grup.

Lecturi suplimentare/legături suplimentare

• O explicație extrem de bună și detaliată a ceea ce este știința și cum se face.
• BrainPOP prezintă discuții aprofundate despre cercetarea științifică, inclusiv texte și filme.
• Un exemplu de utilizare a metodei științifice pentru a studia gazele cu efect de seră și creșterea copacilor se găsește aici. Sau unul pentru a studia relația dintre durerea de picioare și vreme.

Puncte de luat în considerare

• Cu ce tipuri de modele ați avut experiență? Ce ați învățat din ele?
• Ce situații sunt atât necesare, cât și periculoase de studiat pentru oamenii de știință? Ce măsuri de precauție credeți că ar trebui să folosească atunci când le studiază?
• Cum diferă sensul științific al cuvântului „teorie” de utilizarea obișnuită? Puteți găsi un exemplu în mass-media în care acest cuvânt a fost folosit incorect într-o știre științifică? Utilizarea incorectă a cuvântului teorie este răspândită în mass-media și în viața de zi cu zi.

.