3/14/12 BİLİMSEL ARAŞTIRMA SÜRECİ ve BECERİLERİ Olay ve nesnelerin hareketlerinin duyu organlarının kullanılması ile doğal ortamlarında izlenmesidir. İki türlü gözlem vardır; a) Kontrollü gözlem (Deney) b) Kontrolsüz gözlem Ayın hareketlerinin gözlenmesi Sınıfta bir dersin işlenişinin gözlenmesi Bir toprak örneğindeki bileşenlerin gözlenmesi Kurma Tahmin etme Değişkenleri Belirleme ve Kontrol Etme Hipotez Kurma ve Test etme Verileri Yorumlama Fonksiyonel Tanımlama Yapma Deneme Modeller Oluşturma Bilimsel u ra ının bir insan etkinli i oldu u gerçe inden hareketle, gözlem verilerinin de gözlemcinin sahip oldu u bilgiler, deneyimler, ön yargılar gibi bir çok özelli inden etkilenece i söylenebilir. Kısaca gözlem sonuçları belirli ölçülerde hatalar içerebilir. Olay yada nesnelerin gözlemler sonucunda farklılık ve benzerliklerine göre gruplara ayrılmasıdır. Sınıflama ile karmaşık olan varlıklar bir düzen içine sokulur. Sınıflama için aynı türün farklı çeşidinin bulunması gerekir. Çevredeki kuşların sınıflandırılması Kütüphanenizdeki kitapların bir düzene sokulması Koleksiyonunuzdaki pulların sınıflandırılması 1
! Sınıflama i lemi ile kavramsal yapılar olu turulur, bilgiler da ınıklıktan kurtarılır, ili kiler daha iyi görülür ve ö renme kolayla ır.! nsan zihnindeki kavram olu umu da bir sınıflandırma örne idir.! bir konu hakkındaki fikirlerimizi başkaları ile paylaşmadır.! sözel olan davranışlarla yapılabildiği gibi sözel olmayan davranışlarla da yapılan bir aktivitedir. Araştırmacılar sonuçlarını dergilerde yayınlayarak, Konferanslarda anlatarak, diğer bilim adamları ile bireysel iletişim kurarak paylaşırlar.! Bilimsel çalışmalarda gözlem sonucu elde edilen ham verilerin, şekil, tablo, grafik veya matematiksel bağıntılar halinde düzenlenerek daha anlamlı hale getirilip başkaları ile paylaşılması son derece önemlidir.! Öğrencilerin de bilim insanlarının sahip oldukları iletişim becerilerine sahip olmaları için, onlara birer bilim insanı gibi yaptıkları çalışmalarının sonuçlarını başkaları ile paylaşma fırsatları sağlanmalıdır.! Bilimsel bilginin genellikle kabul edilen evrensel olma özelli i bilim insanları arasında etkili bir ileti imle sa lanmaktadır.!, en basit seviyede kıyaslama ve saymadır; doğrusal boyutların ölçülebilir niteliklerini, hacmi, zamanı, sıcaklığı, basıncı ve kütleyi tanımlamak için standart ve standart dışı birimlerin kullanımını kapsar. Uzunluk, hacim, kütle, sıcaklık, zaman ölçülebilen niteliklerin en başında gelirler.! Çözeltilerin hacimlerinin ölçümlerine ait sonuçların ml olarak ifade edilmesi standart birimin, damla olarak ifade edilmesi ise standart olmayan birimin kullanılmasına örnektir. 2
Tahmin Etme (Yordama)! Bilimsel araştırmalar ve gündelik hayat açısından büyük bir öneme sahip olan ölçme doğal dünyadaki nesne ve olaylarının çeşitliliğinden ve farklılığından doğan bir gereksinimdir.! Verilen bir durum için gelecekte meydana gelecek gözlemi kestirme işidir. Eğer. Olursa ne olur? Sorusu önceden kestirme ile ilgili bir sorudur. Önceden kestirmelerde dikkatli gözlem çok önemlidir. Eğer bu deneyde suyun hacmini değiştirirsek ne olur? Bilimsel Tahmin Etme Süreci Tahmin Etme (Yordama) Yordamalar Önceden Kestirme Gözlemler Önceden kestirme süreci güvenilir verilerden ulama ve öteleme yoluyla elde edilmiş bilgileri gerektirir. Meteorolojik olaylar, Kuyruklu yıldızın görünme zamanı tipik önceden kestirmelerdir.! Bilimin doğası ile uyumlu olarak bilimsel tahminlerde de bir kesinlik şartı aranmaz.! Bir kimyasal maddenin bağ yapısına bakılarak belirli bir çözücüde çözünüp çözünmeyeceği tahmin edilebilir. Gazların kinetik teorisine dayalı olarak bir gazın sıcaklığı arttırıldığında basıncının artacağı tahmininde bulunulabilir! Sonuç çıkarma veriye ve bulguya dayandırılır.! Mahkemelerde suçluyu sorgulama tipik bir sonuç çıkarmadır. Burada deliller ortaya konarak olayın nedeni bulunmaya çalışılır.! İki tür sonuç çıkarma vardır; a) Tümdengelim (genelden özele) b) Tümevarım (özelden genele)! Verilerin yorumlanması ve sonuç çıkarılması işlemi, bilimin akıl yürütme yönüyle ilgili olup elde edilen verilere dayalı olarak, araştırılan durumla ilgili açıklamalarda bulunmayı, genellemelere ulaşmayı, ilişkiler kurmayı ve önerilen hipotez hakkında karar vermeyi kapsar. 3
Değişkenleri Belirleme ve Kontrol Etme! Verilerin yorumlanması ve sonuç çıkarılması işlemi, bilimin akıl yürütme yönüyle ilgili olup elde edilen verilere dayalı olarak, araştırılan durumla ilgili açıklamalarda bulunmayı, genellemelere ulaşmayı, ilişkiler kurmayı ve önerilen hipotez hakkında karar vermeyi kapsar.! Bir ayın meydana gelişini etkiyen etmenler birer değişkendir. Öğrencinin okula devam durumu ve başarısı arasındaki ilişki Devam durumu ve Öğrenci başarısı birer değişkendir. Birinin değiştirilmesi diğerini etkiler. Sıcaklık ve basınç arasındaki ilişki Sıcaklık ve basınç birer değişkendir. Örneklerdeki değişkenleri kontrol edebilir ve değiştirebiliriz. Hipotez Kurma ve Test etme! Bilim adamlarının gözlemlerini, sorunlara geçici çözümler üretmek için genellemeler şeklinde ifade etme süreci hipotez formülleştirmedir.! Bir hipotez, bağımlı ve bağımsız değişkenin açıkça ifade edildiği, araştırmanın sınırlarını net olarak çizen bir neden ve etki öngörüsüdür. Öğrenci başarısı ile okula devam durumu arasında olumlu bir ilişki vardır. Mısır bitkisi nemli ortamda daha iyi ürün verir. Verileri Yorumlama! Verilerin yorumlanmasına verileri toplama aşamasında başlanır.! En başta hipoteze göre hangi verilere ihtiyaç duyulduğu belirlenir.! Daha sonra toplanan verilerin analiz edilmesi ile aralarında sebep sonuç ilişkisinin kurulması verilerin yorumlanmasıdır. İki çeşit veri vardır; a) Nitel veriler b) Nicel veriler Fonksiyonel Tanımlama Yapma Deneme! Doğrudan yollarla ölçemediğimiz değişkenler için yaptığımız açıklamalar fonksiyonel tanımlamalardır.! Örneğin elektronu doğrudan gözlemleyemiyoruz fakat elektriğin iletilmesi olayı ile elektronu açıklıyoruz.! Atomun çekirdeğinin büyüklüğü, çekirdekten saçılan ve florasan ekran üzerinde aydınlanmaya neden olan radyoaktif ışınlar yoluyla anlaşılır.! Deney yapma, değişkenleri sürekli bir biçimde değiştirme ve kontrol etme sürecidir.! Bundan önceki bütün bilimsel süreç basamaklarını kapsayan bir basamaktır. Farklı materyalleri elektrik iletimi üzerine etkisi Isı iletimi üzerine madde cinsinin etkisi 4
Model Oluşturma! Modeller, ulaştığımız bilgileri anlaşılır hale getirmek ve olayı gözümüzde canlandırmak için kullandığımız yapılardır.! Bilimsel modeller mühendislikte kullanılan ev modelinden yada bir uçak modelinden farklı kavramlardır. Atom modelleri Öğrenme modelleri vb 5