Hopp til innhold

  1. Home
  2. BiologiChevronRight
  3. Den unge biologenChevronRight
  4. ForskningChevronRight
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Naturvitenskapelige arbeidsmetoder

Forskningen har siden midten av 1500-tallet arbeidet etter naturvitenskaplige arbeidsmetoder. Disse metodene bygger på et sett av retningslinjer som man følger når man skal undersøke forskjellige fenomener for å skaffe ny kunnskap, og for å korrigere det man hittil har trodd på.

Naturvitenskapelige arbeidsmåter

Til daglig tenker vi på en teori som noe usikkert, mens teorier er den sikreste viten vi har i naturvitenskapen. Disse vitenskapelige teoriene er et resultat av utallige eksperimenter og observasjoner der hypoteser har blitt testet og bekreftet.

Hypotesetesting – fra hypotese til teori

Når du skal løse problemer ved hjelp av naturvitenskapelige arbeidsmåter, begynner du med å sette opp en eller flere hypoteser for det du tror kan være løsningen. For å kontrollere om hypotesen din stemmer, planlegger du ulike eksperimenter som vil vise om du har rett eller ikke.

Det er viktig at forsøkene beskrives så nøyaktig at andre kan gjennomføre eksperimentene på samme måte og etterprøve dine konklusjoner. Vi sier at en hypotese må være falsifiserbar. Det vil si at det må være mulig for andre å prøve å motbevise den.

En hypotese er en antakelse om en sammenheng, men når en hypotese er bekreftet tilstrekkelig mange ganger, får den status som en teori.

Metoden kan noe forenklet deles opp i åtte punkter:

1. Teori

Begrepet "teori" brukes forskjellig i dagliglivet og i vitenskapen. I naturvitenskapen er teorier den sikreste viten vi til nå har, mens vi til daglig ser på en teori som noe usikkert.

les mer

Vi kommer fram til vitenskapelige teorier gjennom eksperimenter og observasjoner. I den vitenskapelige metode bygger problemstillinger oftest på gjeldende teorier. De tar altså utgangspunkt i allerede forankret kunnskap.

Eksempel: Vi vet at planter trenger lys for å vokse. Lyset tilfører planten energi som brukes i fotosyntesen.

2. Problem

Før eksperimenteringen og undersøkelsene starter, må problemet beskrives.

les mer

I problembeskrivelsen forklarer man hva man har tenkt å undersøke. Beskrivelsen kan være kort eller lang, det kommer an på hva man arbeider med. Problembeskrivelsen bygger på kunnskap man allerede har, altså på eksisterende teorier.

Eksempel: Er det slik at jo mer lys en plante får, desto kraftigere vokser den i lengden?

3. Hypotese

En hypotese er en kvalifisert gjetning. Her sier forskerne hva de tror er løsningen på problemet.

les mer

Et problem kan utløse en eller flere hypoteser. Igjen kommer det an på problemets natur. Det er viktig at hypotesen formuleres før eksperimenteringen starter.

Eksempel: Vi tror det er slik at lys i 24 timer per døgn vil gi dobbelt så stor lengdevekst hos en erteplante som lys i 12 timer per døgn vil gjøre.

4. Eksperiment

Gjennom eksperimenter (forsøk) skal hypotesen testes. I utgangspunktet skal forskerne faktisk forsøke å fastslå at hypotesen er feil, men dersom dette ikke lar seg gjøre, kan det hende at hypotesen er riktig og kan bekreftes.

les mer

Eksperimenteringen kan foregå i laboratorium eller i naturen, helt avhengig av hva man studerer. Ofte er eksperimenteringen en tidkrevende prosess som forutsetter at flere eksperimenter gjennomføres, og noen ganger brukes avansert utstyr. Som hovedregel er det viktig å variere en parameter av gangen, og metoden må beskrives nøyaktig og i detalj for at eksperimentet skal kunne etterprøves.

Eksempel: Vi planter 48 erter av samme art i 48 potter fylt med et sterilt medium (for eksempel steinull). Vi vanner alle plantene regelmessig med like mengder av samme næringsløsning, men lar 24 av plantene vokse i en døgnrytme med 12 timer lys og 12 timer mørke, mens de resterende 24 vokser i 24 timers lys. Lyset er av samme styrke og kvalitet. Vi lar plantene spire og vokse i 20 dager.

5. Resultater

Dersom eksperimentet ble vellykket, har man samlet ett eller flere sett med resultater.

les mer

Det er viktig å passe på at metoden man bruker, registrerer resultatene på en forsvarlig måte slik at de kan forstås og tolkes etterpå.

Eksempel: Etter 20 dagers spiring og vekst blant erteplantene fikk vi følgende resultater:

12 t. lys + 12 t. mørke 24 t. lys
Gjennomsnittlig stengel-lengde (cm) 14 ± 0,6 16 ± 0,6

6. Tolkning og feilkilder

Når eksperimentene er ferdige, må resultatene tolkes og vurderes. Her kommer feilkilder inn i bildet. Kanskje resultatene er annerledes enn forventet?

les mer

Har noe skjedd som ikke var forutsatt? Har en eller flere uforutsette faktorer virket inn på eksperimentet? Resultatene skal sammenholdes med hypotesen. For forskeren er det absolutt nødvendig å være helt ærlig. Ikke under noen omstendigheter må resultatene fikses på slik at de passer til hypotesen. Dette er en dødssynd innen all forskning.

Eksempel: Resultatene våre viser at det er en liten forskjell i veksten hos erteplanter som har fått lys hele døgnet, sammenlignet med planter som har vokst i en 12 timers lys/mørke-døgnrytme. Forskjellen er mindre enn forventet. Imidlertid har vi ikke tatt hensyn til temperaturen. Det kan tenkes at varme fra lyskilden kan ha gitt temperaturforskjeller som kan ha innvirket på veksten.

7. Konklusjon

I konklusjonen skal hypotesen om mulig falsifiseres (forkastes) eller verifiseres (bekreftes).

les mer

Mange ganger er det ikke mulig å gjøre noen av delene fordi resultatene ikke er entydige nok. I slike tilfeller må forskerne starte på nytt med nye hypoteser og/eller nye eksperimenter. Dersom hypotesen verifiseres, kan man lage en ny teori. Eksperimentene vil imidlertid ofte etterprøves av andre forskere og det kan derfor gå lang tid før nye teorier får grunnleggende forankring i forskermiljøene og blir allment akseptert.

Eksempel: Hypotesen vår er foreløpig falsifisert. Resultatene tyder på at lengdeveksten av erteplanter ikke dobles selv om lysmengden dobles. Feilkilder gjør det nødvendig å fortsette eksperimenteringen på bakgrunn av nye hypoteser. Det er ikke mulig å publisere noen resultater nå.

8. Publisering

Apeskjelett – fossil med lang hale. Foto.
Ida – verdens eldste hele apeskjelett

Når vi publiserer resultatene, forteller vi omverdenen, og ikke minst andre forskere, om resultatene av forskningen. I forskningsmiljøene publiseres arbeid i vitenskapelige tidsskrifter ofte på engelsk.

les mer

En vitenskapelig artikkel bygges opp etter helt bestemte kriterier og blir gjennomgått, korrekturlest og kritisk vurdert av andre forskere (fagfellevurdering) før den slipper gjennom nåløyet for å bli offentliggjort. I skolesammenheng publiserer man resultater av forsøk i rapporter.

Læringsressurser

Forskning

Hva er kjernestoff og tilleggsstoff?
SubjectEmne

Fagstoff

  • SubjectMaterialFagstoff

    Kreativ bruk av mobiltelefon i undervisningen

    Tilleggsstoff
    AdditionalTilleggstoff
SubjectEmne

Oppgaver og aktiviteter