Den vitskaplege arbeidsmetoden
Forskinga har heilt sidan midten av 1500-talet arbeidd etter den naturvitskaplege arbeidsmetoden. I vidaregåande skule seier læreplanen i biologi at du skal: ”...planleggje og gjennomføre undersøkingar i laboratorium frå alle hovudområda, rapportere frå arbeida med og utan digitale verktøy og peike på feilkjelder i undersøkingane…” Dette arbeidet tek utgangspunkt i den vitskaplege arbeidsmetoden.
Galileo Galilei.Fotograf: Dmitry Rozhkov
Kunstner: Justus Sustermans
Verknaden av enzymet pepsin.
Opphavsmann: Mintra AS / NDLA
Verknaden av utfisking i eit aurevatn.
Leverandør: Mintra AS / NDLA
Verknaden av solkrem.
Opphavsmann: Mintra AS / NDLA
Ida – det eldste heile apeskjelettet i verda.
Opphavsmann: Jørn Hurum, Universitetet i Oslo, Naturhistorisk Museum
Vitskapleg revolusjon
I perioden 1550–1700 skjedde det på mange måtar ein vitskapleg revolusjon. Det oppstod ein ny måte å drive vitskap på. Den engelske filosofen Francis Bacon (1561–1626), biologen William Harvey (1578–1657), den franske matematikaren og filosofen René Descartes (1596–1650) og ikkje minst den italienske fysikaren Galileo Galilei (1564–1642) grunnla det vi i dag kjenner som den vitskaplege arbeidsmetoden.
Hypotesetesting.
Opphavsmann: Susi
Metoden kan noko forenkla delast opp i åtte punkt:
1. Teori
Vi kjem fram til vitskaplege teoriar gjennom eksperiment og observasjonar. I den vitskaplege metoden byggjer problemstillingar oftast på gjeldande teoriar, dei tek altså utgangspunkt i allereie forankra kunnskap.
Eksempel: Vi veit at plantar treng lys for å vekse. Lyset tilfører planten energi som blir brukt i fotosyntesen.
2. Problem
I problembeskrivinga forklarer ein kva ein har tenkt å undersøkje. Beskrivinga kan vere kort eller lang, det kjem an på kva ein arbeider med. Problembeskrivinga byggjer på kunnskap ein allereie har, altså på eksisterande teoriar.
Eksempel: Er det slik at jo meir lys ein plante får, jo kraftigare veks han i lengda?
3. Hypotese
Eit problem kan utløyse ein eller fleire hypotesar, igjen kjem det an på naturen til problemet. Det er viktig at hypotesen blir formulert før eksperimenteringa startar.
Eksempel: Vi trur det er slik at lys i 24 timar per døgn vil gi dobbelt så stor lengdevekst hos ein erteplante som lys i 12 timer per døgn vil gjere.
4. Eksperiment
Eksperimenteringa kan gjerast i laboratorium eller i naturen, heilt avhengig av kva ein studerer. Ofte er eksperimenteringa ein tidkrevjande prosess som krev at fleire eksperiment blir gjennomførte, og somme gonger blir avansert utstyr brukt. Som hovudregel er det viktig å variere ein parameter om gongen, og metoden må beskrivast nøyaktig og i detalj for at eksperimentet skal kunne etterprøvast.
Eksempel: Vi plantar 48 erter av same art i 48 potter fylte med eit sterilt medium (for eksempel steinull). Vi vatnar alle plantane regelbunde med like mengder av same næringsløysning, men lèt 24 av plantane vekse i ein døgnrytme med 12 timar lys og 12 timar mørke, mens dei resterande 24 veks i 24 timars lys. Lyset har same styrke og kvalitet. Vi lèt plantane spire og vekse i 20 dagar.
5. Resultat
Det er viktig å passe på at metoden ein bruker, registrerer resultata på ein forsvarleg måte slik at dei kan forståast og tolkast etterpå.
Eksempel: Etter 20 dagar med spiring og vekst blant erteplantane fekk vi følgjande resultat:
| 12 t. lys + 12 t. mørke | 24 t. lys |
| Gjennomsnittleg stengellengd (cm) | 14 ± 0,6 | 16 ± 0,6 |
6. Tolking og feilkjelder
Har noko skjedd som ikkje vi hadde føresett? Har ein eller fleire uventa faktorar verka inn på eksperimentet? Resultata skal samanliknast med hypotesen. For forskaren er det absolutt nødvendig å vere heilt ærleg. Ikkje under nokon omstende må resultata fiksast på slik at dei passar til hypotesen. Dette er ei dødssynd innan all forsking.
Eksempel: Resultata våre viser at det er ein liten forskjell i veksten hos erteplantar som har fått lys heile døgnet, samanlikna med plantar som har vakse i ein 12 timars lys/mørke-døgnrytme, men forskjellen er mindre enn venta. Derimot har vi ikkje teke omsyn til temperaturen. Det kan tenkjast at varme frå lyskjelda kan ha gitt temperaturforskjellar som kan ha verka på veksten.
7. Konklusjon
Mange gonger er det ikkje mogleg å gjere nokon av delane fordi resultata ikkje er eintydige nok. I slike tilfelle må forskarane starte på nytt med nye hypotesar og/eller nye eksperiment. Dersom hypotesen blir verifisert, kan ein lage ein ny teori. Eksperimenta vil dessutan ofte etterprøvast av andre forskarar, og det kan derfor gå lang tid før nye teoriar får grunnleggjande forankring i forskarmiljøa og blir allment aksepterte.
Eksempel: Hypotesen vår er førebels falsifisert. Resultata tyder på at lengdeveksten av erteplantar ikkje blir dobla sjølv om lysmengda blir dobla. Feilkjelder gjer det nødvendig å halde fram med eksperimenteringa ut frå nye hypotesar. Det er ikkje mogleg å publisere resultat no.
8. Publisering
Ein vitskapleg artikkel blir bygd opp etter heilt bestemte kriterium og blir gjennomgått, korrekturlesen og kritisk vurdert av andre forskarar (fagfellevurdering) før han slepp gjennom nålauget for å bli offentleggjord. I skulesamanheng publiserer ein resultat av forsøk i rapportar.
Eksempel: Lenkje til første side i den vitskaplege publikasjonen om fossilet Ida.
Forfatter: Jørn Hurum
Tilrå
