Grundlagen der Forschung und wissenschaftliche Methoden

Definition und Arten der Forschung

Man könnte sagen, dass die Forschung dazu dient, etwas zu entdecken, zu untersuchen und systematisch auf die vielen Fragen zu reagieren, die Menschen stellen.

Arten der Forschung

Es gibt drei Arten der Forschung:

1. Historische Forschung: Beschreibung dessen, was war.
2. Beschreibende Forschung: Interpretation dessen, was ist.
3. Experimentelle Forschung: Beschreibung dessen, was sein wird.

Die Forschungsmethode ist auf jede Disziplin der Wissenschaft anwendbar. Ihr Ziel ist vor allem eine kritische Suche nach der Wirklichkeit und Wahrheit, wobei die Ereignisse der Vergangenheit unterstützend wirken.

Die beschreibende Forschung

Die beschreibende Forschung umfasst die Beschreibung, Registrierung, Analyse und Interpretation der aktuellen Art, Zusammensetzung oder Prozesse der Phänomene. Der Schwerpunkt liegt auf wichtigen Erkenntnissen über eine Person, Gruppe oder Sache, die gegenwärtig aktiv ist oder arbeitet. Ihr Hauptziel ist es, die Realität zu interpretieren.

Die experimentelle Forschung

Die experimentelle Forschung ist jene, bei der der Forscher eine unbewiesene experimentelle Variable unter streng kontrollierten Bedingungen manipuliert. Ihr Ziel ist es zu beschreiben, wie und aus welchem Grund ein Phänomen erzeugt wird oder entstehen kann.

Die wissenschaftliche Methode

Das Ziel aller Wissenschaft liegt in der Bereitstellung von Erklärungen für die beobachteten Phänomene und in der Vorhersage allgemeiner Grundsätze für die Beziehungen zwischen diesen und anderen Phänomenen. Diese Erklärungen und Verallgemeinerungen werden durch eine Art von organisiertem gesunden Menschenverstand, bekannt als wissenschaftliche Methode, erreicht.

Einer der Grundpfeiler der wissenschaftlichen Methode ist es, den Antrag abzulehnen, d.h. kein Gesetz oder keine Theorie nur deshalb anzunehmen, weil jemand sie behauptet. Der Wissenschaftler ist skeptisch. Das Wesen der wissenschaftlichen Methode besteht darin, Fragen zu stellen und Antworten zu suchen, die überprüfbar sein müssen.

Schritte der wissenschaftlichen Methode

Die wissenschaftliche Methode ist eine Möglichkeit, Informationen zu sammeln und Ideen zu testen. Sie ist die Art und Weise, wie ein Wissenschaftler versucht, Antworten auf Fragen rund um die Natur zu finden. Obwohl das Verfahren variieren kann, besteht die wissenschaftliche Methode aus den folgenden allgemeinen Schritten:

1. Beobachtungen machen
2. Formulierung von Hypothesen
3. Testen von Hypothesen (Experimentieren)
4. Schlussfolgerungen ziehen

Die wissenschaftliche Methode unterscheidet die Wissenschaft von anderen Studienbereichen.

Wissenschaftliche Beobachtung

Die Grundlage einer wissenschaftlichen Methode und die ultimative Quelle aller Entdeckungen der Wissenschaft ist eine sorgfältige und präzise Beobachtung sowie Experimente, die so frei wie möglich von Störvariablen sind, mit angemessenen Kontrollen und, wenn möglich, quantitativ. Die Beobachtungen eines Wissenschaftlers müssen korrekt sein. Jede Idee oder Meinung, die von den Emotionen oder Meinungen des Forschers beeinflusst wird, ist fehlerhaft, da sie parteiisch oder voreingenommen ist. Abgesehen davon, dass sie genau sind, sollten die Beobachtungen auch schriftlich, auf Film, auf Band oder in einer anderen Form festgehalten werden. Diese Aufzeichnung der Beobachtungen sind die experimentellen Daten. Die Beobachtungen und Experimente können analysiert werden, sodass die beobachteten Phänomene in eine bestimmte Reihenfolge gebracht werden können. Danach werden die Teile hergestellt, um ihre Beziehungen zu erkunden.

Formulierung von Hypothesen

Aufgrund der Beobachtungen entwickelt der Wissenschaftler eine Verallgemeinerung oder Hypothese. Eine Beobachtung oder eine Reihe von Beobachtungen führt sehr oft dazu, dass ein Wissenschaftler eine oder mehrere Fragen stellt. Wenn der Wissenschaftler die Antwort auf seine Frage nicht in wissenschaftlichen Arbeiten oder Dokumenten findet, muss er sehr sorgfältige Beobachtungen über das untersuchte Phänomen anstellen. Nach der Fragestellung antwortet der Wissenschaftler durch die Formulierung einer Hypothese. Eine Hypothese ist eine mögliche Antwort auf eine Frage über die Natur, basierend auf Beobachtungen, Messungen und dem Wissen des Wissenschaftlers. Die Vorhersagen der Hypothese können dann durch weitere Experimente überprüft werden. Der nächste Schritt in der wissenschaftlichen Methode ist das Testen der Hypothese.

Experimentieren

Wenn der Wissenschaftler eine Untersuchung beginnt, hat er den Vorteil, eine Arbeitshypothese für die Planung seiner Experimente zu entwickeln. Wenn Beobachtungen widersprechen, kann er davon ausgehen, dass seine Hypothese falsch ist oder die Beobachtung fehlerhaft ist. Im Idealfall steht jede neue Beobachtung in völliger Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung mit der Hypothese, aber es ist oft schwierig, ein Experiment durchzuführen, das ein kategorisches Ja oder Nein liefert. Der wissenschaftliche Nachweis einer Hypothese wird als Experimentieren bezeichnet.

Ein Wissenschaftler muss ein Experiment durchführen, um die vorgeschlagene Hypothese zu testen. Im Allgemeinen beinhaltet ein Experiment zwei Gruppen von Beobachtungen. Eine wird als Kontrollgruppe und die andere als Versuchsgruppe bezeichnet. Die experimentelle Gruppe unterscheidet sich von der Kontrollgruppe nur durch einen Faktor oder eine Bedingung. Dieser Zustand oder Faktor ist als variable Faktor bekannt. Während der Durchführung des Experiments sollten die Einträge für beide Gruppen aufgenommen werden. Diese Einträge sind die Daten des Experiments. Um sicherzustellen, dass eine zuverlässige Stichprobe erhalten wird, sollte die für das Experiment ausgewählte Gruppe repräsentativ sein, sodass genügend Informationen erhalten werden. Nach der Registrierung der Daten müssen diese organisiert und analysiert werden. Das Szenario wird ständig verbessert und verfeinert.

Das Beispiel von Joseph Priestley

Der berühmte englische Chemiker Joseph Priestley bemerkte, dass sich in Fässern mit Bier dicke Luftblasen bildeten. Viele Leute hatten dieses Phänomen schon bemerkt, fragten aber nicht, warum! Er nutzte diese Information jedoch, um zu prüfen: Was ist Luft? Um zu versuchen, diese Frage zu beantworten, nahm er eine Glocke mit Luft gefüllt und setzte eine lebendige Maus hinein. Bald starb das Tierchen. Er wiederholte das Experiment unter der Haube, indem er eine brennende Kerze hineinstellte. Bald darauf ging die Kerze aus. Priestley formulierte dann die Hypothese, dass die Luft einen wichtigen Bestandteil enthält und dass die Atmung der Tiere der Verbrennung ähnlich war. Dann stellte er eine kleine grüne Pflanze mit einer brennenden Kerze in die Motorhaube. Bald ging die Kerze aus, aber die Pflanze verlor ihre Frische nicht. Ein paar Tage später zündete er die Kerze unter der Haube, wo die Pflanze geblieben war, erneut an: Die Kerze brannte länger als zuvor und ging dann aus. Dies ermöglichte es ihm, einige weitere Annahmen zu treffen:

• Die Pflanze kann auch weiterhin in einer tragfähigen Umgebung leben.
• Die Pflanze ist in der Lage, den "vitalen" Teil der Luft, der von der Kerze verbraucht wurde, zu erneuern.

Weitere Experimente zeigten, dass die Luft im Wesentlichen zu einem Fünftel ihres Volumens aus "vitaler Luft" (heute: Sauerstoff) und zu vier Fünfteln aus "nicht-vitaler Luft" (jetzt als Stickstoff bezeichnet) besteht. Der Prozess, dem Priestley bei der Durchführung seiner Experimente folgte, sollte erneut geprüft werden:

1. Zuerst beobachtete er sorgfältig Phänomene im Zusammenhang mit Luft.
2. Dann formulierte er Hypothesen.
3. Schließlich führte er Experimente durch, um diese Hypothesen zu überprüfen.

Diese Methode, die sogenannte experimentelle Methode, wurde von Galileo im siebzehnten Jahrhundert vorgeschlagen und basiert auf den folgenden Phasen:

1. Vorschlagen eines ganz spezifischen Problems, das durch sorgfältige Beobachtung der damit verbundenen Phänomene gewonnen wurde.
2. Formulierung von Hypothesen, die in der Lage sind, das Problem zu erklären.
3. Vorschlagen und Durchführen eines Experiments, um diese Hypothesen zu überprüfen.

Induktive und Deduktive Methoden

Die induktive Methode

Alle Dinge und ihre Veränderungen, alle Fakten und Folgen, alles, was unsere Sinne beeinflusst, sind Phänomene. Betrachten Sie ein freigegebenes Objekt: Es fällt, d.h. es bewegt sich auf die niedrigstmögliche Position. Diese Tatsache findet zu Hause, auf der Straße, am Meer, in den Bergen, bei Tag und Nacht statt und hat sich nie anders gezeigt. Diese Tatsachen werden im Gedächtnis gespeichert. Unser Verstand verallgemeinerte dies kurz mit dem Vorschlag, dass alle "freien" Körper fallen. Dies ist jedoch eine vage Aussage, da es notwendig wäre zu klären, wie und warum Körper fallen und wie viele Meter pro Sekunde.

Die deduktive Methode

Die deduktive Methode.