• Was ist wissenschaftliches Experimentieren?
• Wozu dient wissenschaftliches Experimentieren?
• Merkmale des wissenschaftlichen Experimentierens
• Arten wissenschaftlicher Experimente
• Beispiele für wissenschaftliches Experimentieren
• Die wissenschaftliche Methode

Wir erklären, was wissenschaftliches Experimentieren ist, wozu es dient und welche Eigenschaften es hat. Auch die Typen, die es gibt und einige Beispiele.

Wissenschaftliche Experimente testen Hypothesen.

Was ist wissenschaftliches Experimentieren?

Wissenschaftliches Experimentieren ist die Methode oder Methoden, die von Forschern (insbesondere den sogenannten Hard- oder Factual Sciences) verwendet werden, um ihre Hypothese in Bezug auf ein zu untersuchendes Phänomen oder Objekt.

Es ist einer der Schritte von wissenschaftliche Methode und basiert auf der Untersuchung bestimmter Phänomene, die in der Natur oder in der kontrollierten Umgebung des Labors beobachtet werden. Experimentieren besteht darin, das untersuchte Phänomen oder Objekt bestimmten Variablen auszusetzen, um Ergebnisse oder Ursachen und Konsequenzen zu erklären oder vorherzusagen.

Experimente werden von Wissenschaftlern verwendet, um zu zeigen, wie bestimmte Ereignisse auftreten Naturphänomen Ihres Interesses. Dazu müssen diese Phänomene in einem Labor repliziert werden, das alle Variablen kontrolliert, um zu zeigen, dass eine Hypothese nicht das Produkt eines Zufalls, sondern eines universellen Gesetzes ist.

Es gibt komplexe Experimente, die jahrelanges Studium erfordern, und einfachere Experimente, die eine schnelle Überprüfung oder Widerlegung der Hypothese ermöglichen. Alle von ihnen werden in Wissenschaften durchgeführt, wie z Biologie, das Mathematik, das Chemie und das körperlich. Zum Beispiel: das Experimentieren, das durchgeführt wird, um die Lösung eines Problems zu finden, oder das Experimentieren, das durchgeführt wird, um die Heilung einer Krankheit zu finden.

Ein wissenschaftliches Experiment ist gültig, wenn alle Schritte der wissenschaftlichen Methode erfüllt sind. Die wissenschaftliche Methode ist ein wissenschaftliches Verfahren, um ein Phänomen objektiv und nachweisbar zu untersuchen und besteht aus bestimmten Schritten: Überwachung und Problemstellung, Hypothesenformulierung, Experimentieren und Analyse Daten und Schlussfolgerungen. Die wissenschaftliche Methode entstand im 17. Jahrhundert während der wissenschaftlichen Revolutionen, die die Modernes Alter (genannt Zeitalter der Vernunft) und wurde während des neunzehnten Jahrhunderts bis heute perfektioniert.

Wissenschaftliches Experimentieren nutzt die Technologie und aus verschiedenen Wissensgebieten, um ein Höchstmaß an Kontrolle und Beobachtung der Phänomene, die es repliziert, zu erreichen, damit es ein tiefes Verständnis dessen erlangen kann, was in der Natur. Das Ergebnis dieser Erfahrungen kann dann von anderen Wissenschaftlern veröffentlicht und studiert werden, die bei Wiederholung des Experiments zu ähnlichen Ergebnissen kommen sollten, da es sich um überprüfbare Tatsachen und nicht um Zufälle handelt.

Wozu dient wissenschaftliches Experimentieren?

Experimente können überprüfen, was von der Natur gedacht wird.

Experimente sind die Hauptmethode, um das hypothetische Wissen von Wissenschaftlern zu testen, dh es ist die Hauptmethode, um gültige Theorien von ungültigen zu unterscheiden. Es ist extrem wichtig, weil es eines der notwendigen Verfahren ist, um neue Wissen auf dem Gebiet der Wissenschaft.

Das Experimentieren ist ein sehr wichtiger Schritt innerhalb der wissenschaftlichen Methode, weil es ermöglicht, eine Hypothese zu testen und zu überprüfen, ob das Geglaubte gültig ist und in allen Fällen auftritt, oder ob im Gegenteil Ergebnisse erzielt werden, die es nicht erlauben, ein Phänomen in allen Fällen zu erklären . Beim Experimentieren werden Feldstudien durchgeführt und sollte die Hypothese nicht bewiesen werden, muss sie verworfen und eine neue Hypothese formuliert werden.

Diese Art von Verfahren entstand mit dem Aufkommen der wissenschaftlichen Methode, die im 16./17. Jahrhundert mit dem italienischen Physiker und Philosophen Galileo Galilei ihre Entwicklung fand. In der Antike wurde die Wissenschaft durch Argumentation und das logisches Denken formal, so dass Naturphänomene eine Interpretation nach dem Überzeugungen der ganzen Zeit.

Die Möglichkeit des Experimentierens führte zur faktischen und empirischen Überprüfung der Naturphänomene. Der englische Philosoph Francis Bacon war ein weiterer Wissenschaftler des 16. Jahrhunderts, der versuchte, das durch Deduktion gewonnene Wissen beiseite zu legen, um empirische Tests durch Experimente zu suchen.

Der Einsatz von Experimenten ist für die unabhängige Entwicklung von Wissenschaft und Technologie unerlässlich, da wir so die Funktionsweise von Lebewesen und der sie umgebenden Welt besser und besser verstehen können. Experimentieren ermöglicht die Entdeckung von Techniken und Prozesse für die Entwicklung verschiedener Wissenschaften und Disziplinen, wie Medizin, Technik, Biologie, Landwirtschaft, Mathematik, Archäologie, unter vielen anderen.

Merkmale des wissenschaftlichen Experimentierens

Um als wahr angesehen zu werden, müssen wissenschaftliche Experimente:

• Überprüfbar. Andere Wissenschaftler müssen in der Lage sein, das gleiche Experiment unter den gleichen Bedingungen durchzuführen und das gleiche Ergebnis zu erzielen.
• Methodisch Kein Element des Experiments darf dem Zufall überlassen werden, Experimentieren ist ein Verfahren, das geordnet durchgeführt werden muss und alle auf dem Spiel stehenden Variablen berücksichtigt werden müssen.
• Zielsetzung Die Meinung oder das Gefühl des Wissenschaftlers oder seine persönlichen Ansichten können nicht berücksichtigt werden, aber es muss eine Bezeichnung Ziel dessen, was passiert ist.
• Wahr. Die Ergebnisse des Experiments müssen, ob erwartet oder nicht, akzeptiert und respektiert werden und dürfen auf keinen Fall verfälscht werden.

Arten wissenschaftlicher Experimente

Deterministische Experimente versuchen, eine bereits aufgestellte Hypothese zu überprüfen oder zu widerlegen.

Je nach verfolgtem Zweck gibt es zwei Arten von Experimenten:

• Deterministisches Experimentieren. Es sind solche Experimente, bei denen die Bestätigung einer Hypothese gesucht wird, dh ein zuvor formuliertes wissenschaftliches Prinzip nachgewiesen oder widerlegt werden soll.
• Zufälliges Experimentieren. Es sind solche Experimente, bei denen das zu erzielende Ergebnis unbekannt ist, da das Experimentieren einfach durchgeführt wird, um zu wissen, was passiert, dh um das Wissen über ein bestimmtes Thema zu erweitern.

Beispiele für wissenschaftliches Experimentieren

Einige Fälle, in denen wissenschaftliche Experimente verwendet werden, sind:

• Impfstoffe überprüfen. Impfstoffe sind Präparate, die an Menschen Ja Tiere um eine Immunität gegen Krankheiten aufzubauen. Bevor mit der Impfung von Personen begonnen wird, muss überprüft werden, ob die Impfstoffe sicher und wirksam sind, um das Krankheitsrisiko zu verhindern oder zu verringern. Dazu muss der Impfstoff von Personen- oder Tiergruppen (je nach Fall) getestet werden, um den Erfolg des Medikaments zu beobachten.
• Bestimmung des geologischen Alters. Um herauszufinden, wie lange es her ist, dass sich bestimmte Fossilien gebildet haben, wird ein wissenschaftliches Experiment durchgeführt, bei dem die Spuren von Kohlenstoff 14 (einem Kohlenstoffisotop) gemessen werden, die in den fossilen Überresten verbleiben. Dieses Verfahren wird als Radiokarbon-Datierung bezeichnet und ist in der Archäologie weit verbreitet.
• Entdeckung der Pasteurisierung. Pasteurisierung ist ein Prozess, bei dem Sie sich einer flüssig hoch Temperaturen um die darin enthaltenen Krankheitserreger zu eliminieren. Dieses Verfahren wurde von dem französischen Chemiker Louis Pasteur nach einer Reihe von Experimenten entdeckt, in denen er versuchte, fermentierte Getränke wie Wein herzustellen, ohne ihren Geschmack oder ihre Eigenschaften zu verändern. Seine Experimente bestanden darin, Getränke unterschiedlichen Temperaturen auszusetzen und zu überprüfen, wie eine Art von Chemikalie eliminiert wurde. Hefe Das beeinflusste die Qualität des Weines.
• Entwicklung von Penicillin. Penicillin ist ein Antibiotikum, das aus einer Art Pilz das ermöglicht die Beseitigung von Bakterien. Penicillin wurde von dem englischen Wissenschaftler Alexander Fleming entdeckt, der nach der Rückkehr aus dem Urlaub in seinem Labor beobachtete, wie ein Pilz gegen eine Bakterienkultur vorgegangen war. Darauf aufbauend wurden Versuche und Experimente durchgeführt, um die schimmelsekretierende Substanz zu isolieren, die gegen Bakterien wirkt. Das Team der Universität Oxford arbeitete zunächst an Tieren und dann am Menschen, um die Wirkung dieser Substanz zu testen. Penicillin wurde in der Zweiter Weltkrieg und es ist eine der Hauptkomponenten, die bakterielle Infektionen bekämpft.
• Entwicklung der Radiologie. Die Radiologie ist der Zweig der Medizin, der Strahlen verwendet, um das Innere des Körpers zu beobachten und seine korrekte Funktion zu kontrollieren. Den Nutzen von Röntgenstrahlen entdeckte der deutsche Physiker Wilhelm Conrad Roentgen, als er Experimente mit Strahlen durchführte und feststellte, dass diese eine Vielzahl von Objekten und Materialien durchdringen.
• Bedingter Reflex. Der konditionierte Reflex ist die Aktion oder Wirkung, die bei einem Individuum vor einem bestimmten neutralen Reiz auftritt. Für seine Entdeckung führte der russische Physiologe Ivan Pavlov Experimente mit Hunden durch und stellte fest, dass die Hunde auch dann sabberten, wenn das Futter nicht vor ihnen lag, weil sie bestimmte neutrale Reize mit der Idee der Nähe des Futters in Verbindung gebracht hatten. So führte Pavlov ein Metronom ein, das er vor der Essensausgabe spielte, und stellte nach einigen Tagen fest, dass die Hunde bei der Klang des Metronoms und dass sie einen zunächst neutralen Reiz mit einer Wirkung in Verbindung bringen konnten: Nahrung.
• Künstliches Klonen. Der Klonen künstlich ist das wissenschaftliche Verfahren, bei dem versucht wird, eine genetisch gleiche Kopie eines Individuums zu erstellen. Dabei können Gewebe geklont werden, einzellige Organismen, Gene, Zellen Und bis Säugetiere übergroß, wie Pferde. Nach jahrelangen Experimenten wurde 1997 das erste Säugetier geklont, ein Schaf namens Dolly, das aus einer erwachsenen Zelle geklont wurde. Von da an wurden viele Organismen mit unterschiedlichen Verfahren geklont.
• Poincaré-Vermutung. Henri Poincaré war ein französischer Physiker und Mathematiker, der eine der anerkanntesten Hypothesen in der Topologie aufgestellt hat, einem Zweig der Mathematik, der Poincaré-Vermutung oder -Hypothese genannt wird. Diese Hypothese wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts aufgestellt und beschäftigte sich mit der dreidimensionalen Sphäre. Ein Jahrhundert lang konnten Forscher die Hypothese weder bestätigen noch ablehnen, bis das Problem 2003 vom russischen Mathematiker Grigori Perelmán gelöst wurde.
• Entwicklung der Anästhesie. Anästhesie ist die Substanz, die verwendet wird, um Beschwerden oder Schmerzen bei einer Person zu hemmen, die durch einen chirurgischen Eingriff oder ein anderes Verfahren verursacht werden können. Im Laufe der Geschichte wurden viele Substanzen verwendet, um eine Anästhesie im Körper auszulösen und die Empfindlichkeit zu verringern, wie z Alkohol, Opium, Chloroform und Ether. Die ersten Experimente, bei denen Gase als Narkosemittel verwendet wurden, wurden von Forschern im 19. Jahrhundert durchgeführt. Diese Art der Anästhesie hat sich bis heute entwickelt und heute werden verschiedene Medikamente wie Propofol, Halothan und Ketamin unter anderem auf venösem oder respiratorischem Weg verwendet.
• Entwicklung künstlicher Satelliten. Der künstliche Satelliten Sie sind Objekte, die in die Umlaufbahn der Erde oder in die Umlaufbahn anderer Himmelskörper geschossen werden. Satelliten haben unterschiedliche Funktionen, wie z Telekommunikation, das Forschung, das Meteorologie, unter anderem. Die Entwicklung von Satelliten begann zu Beginn des 20. Jahrhunderts und der erste erfolgreich gesendete Satellit war Sputnik, der 1957 von der UdSSR gestartet wurde. Von da an starteten viele Länder erfolgreich Satelliten mit unterschiedlichen Funktionen.

Die wissenschaftliche Methode

Das Experimentieren ist einer der Schritte der wissenschaftlichen Methode, ein Verfahren, mit dem neue wissenschaftliche Erkenntnisse und Theorien generiert und getestet werden.

Der Schritte der wissenschaftlichen Methode sind:

• Überwachung. Ein bestimmtes Phänomen oder eine bestimmte Situation wird beobachtet und Daten und Informationen werden extrahiert.
• Problemstellung darstellen. In dem Beobachteten gibt es ein mögliches Problem oder eine zu lösende Frage. In diesem Schritt werden Fragen aufgeworfen.
• Vorschlag von Hypothesen. Auf die Fragen, die sich aus der Beobachtung ergaben, wird eine mögliche Antwort gestellt.
• Experimentieren. Die Hypothese wird getestet, indem ein Experiment durchgeführt wird.
• Datenregister. Die nach dem Testen der Hypothese gewonnenen Daten werden analysiert und aufgezeichnet.
• Schlussfolgerungen. Der Schlussfolgerungen Dabei wird berücksichtigt, ob die Hypothese bewiesen wurde oder nicht. Für den Fall, dass die Hypothese nicht verifiziert wurde, kann das Verfahren wiederholt werden, wobei eine neue Hypothese aufgestellt wird. Für den Fall, dass die Hypothese bewiesen ist, können die Ergebnisse geteilt und eine Theorie vorgeschlagen werden.