Naturvidenskabelig metode Hvorfor arbejde med naturvidenskab i det hele taget i gymnasiet– det er jo meget nemmere ikke at beskæftige sig med det ? DEMOKRATI-ARGUMENTET. Mange beslutninger i moderne demokrati er baseret på kendskab til naturvidenskab. ALMENDANNELSES-ARGUMENTET. Et almendannet menneske skal have kendskab til det moderne verdensbillede. Dem der eks. tror på Aristoteles’s fire elementer sakker bagud. REKRUTTERINGS-ARGUMENTET. Et moderne samfund har brug for at nogen beskæftiger sig med naturvidenskaben: læger, farmaceuter, optikere etc. HVERDAGSFÆNOMEN-ARGUMENTET. Det er nødvendigt at forstå de naturfænomener og den teknologi, man omgiver sig med i hverdagen.
Naturvidenskaben er et redskab: OPGAVE: 1) Hvilke af argumenterne for undervisning i naturvidenskab er efter din mening vigtigst ? 2) Nævn et naturvidenskabeligt spørgsmål ,som du er mest interesseret i at få besvaret i gymnasietiden ? Naturvidenskaben er et redskab: Naturvidenskaben er nyttigt instrument i menneskets ønske om at beherske + udnytte + forstå naturen. Naturvidenskaben er fundamenteret i forestilling om, at der er en sandhed om naturen. Man forsøger at observere objektivt, arbejde teoretisk inkl. brug af matematik og arbejde eksperimentielt. Mål: at andre kan erkende det samme under de samme omstændigheder (reproducerbarhed).
Den naturvidenskabelige metode. Undersøgelser og observationer skal være så uafhængige af den enkelte iagttager og de omstændigheder, de iagttages under, som muligt. Naturvidenskaben er først og fremmest beskrivende og forklarende – tager ikke stilling. Den naturvidenskabelige metode. Er ikke entydig, men…. …der er begreber og regler for forsøgsarbejde, som man må kende til: Ligheder mellem alle videnskaber: Viljen til kritik, Reduktion, Objektivitet, Metode, Offentlighed. For at opnå naturvidenskabelig viden Iagttager, måler og registrerer, hvad der foregår i naturen. Resultater influeres af mange faktorer og processer. Faktorer / parametre svære at kontrollere. udføres 1) Feltundersøgelser 2) Laboratorieforsøg DOBBELTBESTEMMELSE Her kan man undersøge én ting af gangen og holde andre faktorer eller parametre med influens konstante. Feltundersøgelse for at bekræfte resultat.
Det kontrollerede eksperiment: Man kontrollerer, at andre faktorer / parametre ikke varierer => den mest entydige sammenhæng Kvalitative forsøg: Man får en viden om en kvalitet / egenskab ved det, man undersøger. Man undersøger og beskriver disse egenskaber vha. tekst og / eller skitser eller ser, om noget sker eller ej. Kvantitative forsøg: Man måler på en sammenhæng ml. to eller flere faktorer og sætter tal på sammenhængen. Kontrolforsøg indsættes i forsøgsdesignet: Skal sikre, at resultatet rent faktisk skyldes den undersøgte faktor / parameter. Ved kontrolforsøg måler man på forsøgets fejlkilder. Dvs. de faktorer, der også har indflydelse på resultatet af en måling, og som man uvægerligt måler med. På denne måde kan fejlkilder udelukkes.
informationer og erfaringer Ide og eksperiment Baseret på: informationer og erfaringer (empiri) MODEL: En arbejdshypotese, der beskriver, hvordan man mener, at sammenhængene er i et mere kompliceret system. Kan bruges til at foretage simuleringer. HYPOTESE: En foreløbig teori der – på grundlag af den viden man har - forudsiger resultater Karakteristika: Begrundet i iagttagelser, målinger eller logiske slutninger Den beskriver ofte årsags-virkningssammenhænge Den kan testes (bekræftes / afkræftes (falsificeres) ) gennem forsøg. Induktivt arbejde: undersøgelser fører til, at et mønster findes => årsagssammenhæng => hypotese Deduktivt arbejde: hypotese forudsiger noget, man ønsker at teste. Testen viser, om det gør sig gældende.
Hypotetisk - deduktiv tankegang(metode): Brug af logisk tankegang baseret på nogle forudsætninger eller præmisser leder til en konklusion Falsk Præmis 1: Alle italienere kan lide pizza Præmis2: Roberto er italiener KONKLUSION: Roberto kan lide pizza Falsk EN DEDUKTION: Er præmisserne sande vil konklusionen være sand Konklusionen vil være entydigt givet ud fra præmisserne (man kan ikke med udgangspunkt i de samme præmisser og logisk tankegang nå frem til to forskellige konklusioner). Hvis præmisserne er usande, så bliver konklusionen måske falsk. Præmis 1: Alle fugle kan flyve (falsk) Præmis2: Flagermus er fugle (falsk) KONKLUSION: Flagermus kan flyve (sandt) Falske præmisser kan give sand konklusion Informationen i konklusionen er allerede indeholdt i præmisserne. Egentlig lærer man ikke noget nyt. METODE: OBSERVATION HYPOTESE DEDUCERER AFPRØVER EKSPERIMENTIELT BEKRÆFTET AFKRÆFTET NY HYPOTESE
Induktiv tankegang (metode): Præmis 1: De 5 liter mælk i køleskabet har samme holdbarhedsdato Præmis2: De første 4 liter mælk er sure KONKLUSION: Den. 5. liter er også sur EN INDUKTION: 1) Stor sandsynlighed for at konklusionen er korrekt, men det er ikke sikkert at det er tilfældet. 2) Altså selv om præmisserne er sande er det ikke sikkert at konklusionen er sand. 3) Ofte vil konklusionen dog være sand. Undersøgelser Mønster findes Hypotese opstilles Svært at bevise naturvidenskabelige udsagn i det hele taget, men mange induktive argumenter virker ret troværdige.
TEORI: En naturvidenskabelig viden er ikke sandheden om naturen, men når den gennem mange undersøgelser og observationer er bekræftet (underbygger hypotesen herom) kaldes det en teori. NATURLOV: Teorier der anerkendes af alle kaldes naturlove. De udgør sammen med undersøgelsemetoderne naturvidenskabens fundament. Skal være alment gyldig og universiel mht. tid og rum. Skal være testbar.
OPGAVE: Angiv nogle karakteristiske træk ved naturvidenskaben ? Hvad betyder reproducerbarhed i forbindelse med naturvidenskab ? Hvornår forventer man, at man i naturvidenskaben har fundet frem til en endelig og fuldstændig forståelse af naturen ? Begrund svaret ? Hvad forstås i forbindelse med tænkning ved en deduktion ? Giv evt. et eksempel. Hvad forstås i forbindelse med tænkning ved en induktion ? Giv evt. et eksempel. Hvad forstås ved en hypotese ? Giv evt. et eksempel. Hvad er ideen i den hypotetisk-deduktive metode ? Hvad forstås ved en falsifikation ? Nævn nogle faktorer , der har betydning for om naturvidenskabelig teori bliver accepteret i forskningsmiljøet ?