Metoda eksperymentalna



Informacje, które udało nam się zgromadzić na temat Metoda eksperymentalna, zostały starannie sprawdzone i uporządkowane, aby były jak najbardziej przydatne. Prawdopodobnie trafiłeś tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat Metoda eksperymentalna. W Internecie łatwo zgubić się w gąszczu stron, które mówią o Metoda eksperymentalna, a jednocześnie nie podają tego, co chcemy wiedzieć o Metoda eksperymentalna. Mamy nadzieję, że dasz nam znać w komentarzach, czy podoba Ci się to, co przeczytałeś o Metoda eksperymentalna poniżej. Jeśli informacje o Metoda eksperymentalna, które podajemy, nie są tym, czego szukałeś, daj nam znać, abyśmy mogli codziennie ulepszać tę stronę.

.

Do metod dowiadczalnych naukowcy s do testowania wanoci hipotezy , odtwarzajc zjawisko (czsto w laboratorium) i zmieniajc parametr. Zmienny parametr jest implikowany w hipotezie. Wynik eksperymentu potwierdza hipotez lub nie. Podejcie eksperymentalne jest stosowane w badaniach z zakresu biologii, fizyki, chemii, psychologii, a nawet archeologii .

Zdefiniowane przez chemika Michela-Eugène'a Chevreula w 1856 roku, zostay opracowane przez Claude'a Bernarda w medycynie i biologii . Uprzywilejowane narzdzie w naukach przyrodniczych , metody eksperymentalne wykorzystywane s równie w naukach humanistycznych i spoecznych .

Historia i epistemologia

Historia

Niektórzy twierdz, e uczony Ibn Al Haytham ( Alhazen ) by jednym z pierwszych, którzy promowali metody eksperymentalne.

Nowoczesna definicja

Metod eksperymentaln tak zdefiniowa chemik Michel-Eugène Chevreul w 1856 r.: Zjawisko uderza w twoje zmysy; obserwujesz go z zamiarem odkrycia jego przyczyny i przypuszczasz, e w tym celu poszukujesz weryfikacji poprzez przeprowadzenie eksperymentu. Rozumowanie sugerowane przez obserwacj zjawisk inicjuje zatem eksperymenty (...) i to rozumowanie stanowi metod, któr nazywam eksperymentaln, bo ostatecznie dowiadczenie jest kontrol, kryterium trafnoci rozumowania w poszukiwaniu przyczyn lub prawda ".

Metoda ta zostaa centralny do rewolucji naukowej dokonanego od XVII do XX  wieku, dajc nauk eksperymentalnych. Wród prekursorów metody eksperymentalnej warto wymieni irlandzkiego fizyka i chemika Roberta Boyle'a , który jest take ojcem filozofii przyrody , a take lekarza Claude'a Bernarda .

Georges Canguilhem i Jean Gayon podnosz dug Claude'a Bernarda wobec tez metodologicznych Chevreula, zwizanych z nieprzerwanym dialogiem midzy dwoma mistrzami muzeum, dug, który fizjolog dostrzega ponadto po wprowadzeniu jego gównego dziea: Obecnie M. Chevreul rozwija we wszystkich swoich pracach bardzo wane rozwaania dotyczce filozofii nauk eksperymentalnych. () Naszym jedynym celem jest i zawsze bya pomoc we wprowadzaniu dobrze znanych zasad metody eksperymentalnej w naukach medycznych. .

Claude Bernard wyranie rozrónia podejcia empiryczne i eksperymentalne: Empiryzm jest wskim i ndznym lochem, z którego uwiziony duch moe uciec tylko na skrzydach hipotezy. Rzeczywicie kadzie nacisk na znaczenie tej hipotezy, a Canguilhem opisuje Wstp do Studium Medycyny Eksperymentalnej jako dug apel o wykorzystanie tej idei w badaniach, o zrozumienie, e idea naukowa jest ide przewodni, a nie ustalon. pomys. . Etapy metody eksperymentalnej zostay podsumowane skrótem OHERIC , bardzo upraszczajcym diagramem, i zaproponowano modele blisze autentycznej metodzie eksperymentalnej .

Teza Duhema-Quine'a

Schemat testowania hipotez z wykorzystaniem dowiadczenia pozostaway w mocy w nauce eksperymentalnej Francis Bacon do XX th  century, gdy niektórzy kwestionowali ( Pierre Duhem w 1906 roku). Rzeczywicie, zgodnie z artykuem Quine'a Dwa dogmaty empiryzmu , nie ma kluczowego eksperymentu, który mógby potwierdzi lub nie, twierdzenie naukowe. Quine rzeczywicie zajmuje stanowisko holistyczne , które nie neguje adnej roli dowiadczenia, ale uwaa, e nie odnosi si to w szczególnoci do twierdzenia lub hipotezy naukowej, ale do caoci teorii naukowej . Ponadto, ilekro eksperyment wydaje si przeczy jednej z naszych hipotez, w rzeczywistoci zawsze mamy wybór midzy porzuceniem tej hipotezy lub jej utrzymaniem, a modyfikacj innego z naszych twierdze naukowych. Eksperyment nie pozwala wic na uniewanienie lub potwierdzenie danej hipotezy, ale narzuca korekt teorii jako caoci. Zawsze mamy moliwo dokonania dowolnej korekty: Zawsze moesz zachowa prawdziwo kadego stwierdzenia, bez wzgldu na okolicznoci. Wystarczy dokona drastycznych korekt w innych czciach systemu. Mona nawet w przypadku opornego eksperymentu zachowa prawdziwo twierdzenia znajdujcego si na obrzeach, powoujc si na halucynacj lub modyfikujc niektóre twierdzenia, które nazywa si prawami logicznymi. I odwrotnie (), adne stwierdzenie nie jest wiecznie odporne na rewizj. Posunlimy si tak daleko, e zasugerowalimy zrewidowanie prawa logicznego wykluczonego trzeciego , aby uproci mechanik kwantow  .

Wczeniejsze dowiadczenie jakociowe

Wolfgang Köhler zauwaa, e fizycy potrzebowali stuleci, aby stopniowo zastpi bezporednie, a przede wszystkim jakociowe obserwacje innymi, porednimi, ale bardzo precyzyjnymi. Przytacza przykady, w których taki naukowiec dokonuje pojedynczej obserwacji, ale tylko jakociowej, zanim ten fakt - raz odkryty - posuy za podstaw metody ilociowej oceny zjawiska; metody te czsto przekadaj si na coraz bardziej wyrafinowane przyrzdy pomiarowe.

Uogólnia t historyczn obserwacj, stwierdzajc, e kada nowa nauka rozwija si naturalnie poprzez stopniowe przechodzenie od eksperymentów bezporednich i jakociowych do eksperymentów porednich i ilociowych, przy czym te ostatnie s gówn cech nauk cisych . Nalega na konieczne uprzednie zgromadzenie zasadniczo jakociowych dowiadcze; niezbdne warunki dla póniejszych bada ilociowych.

To jest wyzwanie, które stawia psychologii, któr uwaa za mod nauk. W ten sposób zachca nas, bymy przeciwstawiali si imitacji fizyki, nie kadli metod dojrzaej nauki na próbach i bdach tego, co poszukuje siebie, a tym samym sprzyjali przede wszystkim rozwojowi wstpnych eksperymentów jakociowych, niezbdnych dla przyszych rygorystycznych eksperymentów ilociowych.

Uznajc zoono przedmiotu psychologii w porównaniu z uproszczeniami, na jakie pozwala fizyka, zapewnia po przywoaniu pytania z testów, e nie mona wystarczajco podkreli znaczenia informacji jakociowej jako niezbdnego uzupenienia pracy ilociowej. Typowym przykadem jest Galileusz , który odkry ruch planet poprzez obserwacj za pomoc teleskopu astronomicznego .

Zasady

Kontrola parametrów i testowanie hipotez

Metoda eksperymentalna opiera si na jednej zasadzie: polega na modyfikacji zestawu parametrów za pomoc urzdzenia eksperymentalnego zaprojektowanego tak, aby umoliwi kontrol tych parametrów w celu pomiaru ich skutków i, jeli to moliwe, ich modelowania. W najprostszym przypadku staramy si modyfikowa tylko jeden parametr na raz, wszystkie inne rzeczy s równe. Jednak nie zawsze jest moliwa lub podana zmiana tylko jednego parametru na raz. Tak wic w chemii, gdy operuje si skadnikami pojedynczej fazy (ciecz, ciao stae, gaz lub w postaci plazmy), suma ste skadników pozostaje równa jeden; modyfikacja wartoci jednego z nich nieuchronnie zmienia stenie co najmniej innego skadnika. Innym razem wynik eksperymentu jednoczynnikowego moe prowadzi do bdnego wniosku. Zatem podany wynik moe wynosi zero dla pewnych ustalonych warunków i okaza si wany, gdy ustalone warunki s róne. Ten przypadek odzwierciedla istnienie synergii lub interakcji midzy czynnikami (patrz porównanie paszczyzn gwiazd i planów czynnikowych, Linder s.  38 ). Kwestia ta jest czasami kluczowa (przypadek synergii midzy lekami, midzy zanieczyszczeniami itp.). Najczciej staramy si przetestowa hipotez dotyczc zwizku przyczynowo-skutkowego. W analizie wyników (jakoci tego powizania) statystyka odgrywa bardzo wan rol zarówno w dokonywaniu oceny (o precyzji uzyskanego modelu prognostycznego), jak i w projektowaniu optymalnego eksperymentu w odniesieniu do ryzyka statystycznego (Linder, s.  126 ). Rozwamy nastpujcy przykad z jednym parametrem, którego celem jest sprawdzenie hipotezy, e wiato umoliwia wzrost roliny. W proponowanym przykadzie róne roliny bd poddawane rónemu owietleniu, wszystkie inne czynniki s jednakowe, w szczególnoci temperatura musi pozosta staa, a zatem niezalena od owietlenia, aby zmierzy wpyw tego parametru na ich wzrost.

Eksperyment polega na odtworzeniu zjawiska wzrostu roliny na dwa sposoby:

  • z jednej strony bez badanego parametru (bez wiata); to jest kontrola ujemna.
  • z drugiej strony kontrola pozytywna z badanym parametrem (ze wiatem). To ostatnie urzdzenie pozwala zweryfikowa, czy wszystkie inne nieprzetestowane elementy s sprawne (zakad dziaa dobrze).

Jeszcze przed wdroeniem naley przewidzie wyniki eksperymentu:

  • jeli wzrost nie wystpuje w obu urzdzeniach, nie mog wydedukowa niczego poza tym, e moja manipulacja nie jest dopasowana do moich bada;
  • jeli wzrost nie nastpuje bez wiata, ale ze wiatem, to hipoteza jest potwierdzona: wiato sprawia, e roliny rosn;
  • jeli wzrost nie nastpuje ze wiatem, ale bez wiata, to hipoteza zostaje obalona;
  • jeli zjawisko wystpuje w obu urzdzeniach, to hipoteza nie jest potwierdzona, ale nie jest z tego powodu odrzucana.

Poza parametrem, który ma by testowany, który musi by zmieniany, inne parametry, które mog interweniowa, musz by ustawione rygorystycznie, jeli nie najlepiej jak to moliwe. W przeciwnym razie te parametry mog by ródem rónic w wynikach midzy eksperymentem kontrolnym a pozostaymi. Na przykad, jeli w pierwszym urzdzeniu bez wiata jest za zimno lub jeli atmosfera nie zawiera wystarczajco dwutlenku wgla, to brak wzrostu moe by spowodowany tymi czynnikami. Widzimy równie potrzeb jak najszerszej wiedzy naukowej, aby umoliwi prawidowe zaprojektowanie eksperymentu.

Przeprowadzenie eksperymentu prowadzi zatem klasyczny schemat interpretacji epistemologicznej do dwóch rodzajów korzyci:

  • po pierwsze moliwo weryfikacji lub, lepiej, potwierdzenia hipotezy lub jej obalenia  ;
  • ale take we wszystkich przypadkach nauczanie o przyczynach moliwej poraki, nauczanie, które zostanie ponownie zainwestowane w zdefiniowanie bardziej adekwatnego dowiadczenia. Korzy jest wtedy metodologiczna.

Eksperyment naukowy z wykorzystaniem modelu

Kiedy pewne zjawiska przyrodnicze s zbyt zoone, zbyt rozlege, zbyt niebezpieczne, zbyt drogie lub zbyt dugie, by odtworzy je w eksperymencie, uciekamy si do uproszczonego urzdzenia: modelu .

Mogoby by :

  • zredukowanego modelu ( model ). Mówimy o modelowaniu analogowym, do którego uciekaj si geolodzy badajcy tektonik ;
  • model cyfrowy ( symulacja programu przez komputer );
  • ywego modelu, takiego jak mysz , którego zdolno przenoszenia na ludzi wynosi tylko 43%.

W takim przypadku mona zakwestionowa wano modelu. Model powinien najlepiej reprezentowa obiekt, na którym opiera si hipoteza. Na przykad, aby zademonstrowa ludzkie pochodzenie globalnego ocieplenia , wykorzystywane s cyfrowe modele klimatu. Krytycy tej hipotezy kwestionuj te modele, które nie uwzgldniaj w wystarczajcym stopniu wpywu chmur .

eksperymentalny protokó

Protokó eksperymentalny zawiera opis warunków i przebiegu eksperymentu lub testu. Opis musi by wystarczajco jasny, aby eksperyment móg by odtwarzany w identyczny sposób i musi by przedmiotem krytycznej analizy, w szczególnoci w celu wykrycia wszelkich odchyle.

Struktura teoretyczna eksperymentu

Z bardzo ogólnego punktu widzenia odosobnione dowiadczenie zasadniczo skada si z trzech faz:

  • przygotowanie ;
  • eksperymentowanie;
  • ocena.

Dwie ostatnie s prost kulminacj tego, co byo przed nimi.

Dowiadczenie globalne skadajce si z czciowo dajcych si zindywidualizowa dowiadcze ma te same trzy bieguny. Jeli jednak w odosobnionym dowiadczeniu te trzy fazy tworz tak wiele chronologicznie uregulowanych etapów , to w dowiadczeniu globalnym chodzi o trzy rejestry, które ze sob trwale wspódziaaj . Wic :

  • ocena jest mniej lub bardziej zwizana z parametrami branymi pod uwag przy przygotowaniu, na przykad wyniki kwestionuj metod pobierania próbek;
  • eksperyment mona powtórzy, w zalenoci od pozostaych dwóch faz;

Przygotowanie odbywa si wokó podwójnej intencji: powodzenia eksperymentu, czyli prowadzenia do jego koca; istotno lub powodzenie eksperymentu, to znaczy dostp do pozytywnego wyniku w odniesieniu do pocztkowego celu. Kada z intencji motywujcych i organizujcych dowiadczenie znajduje swoje granice w co najmniej jednej postaci niepewnoci: do podstawowej niepewnoci zwizanej z realizacj dowiadczenia docza si tyle niepewnoci, ile jest moliwych wyborów warunków pocztkowych.

Przygotowanie opiera si na perspektywach i operacjach przewidywania  ; zaoenia dowiadczenia, które mog zmniejszy niepewno danego parametru. Preparat prowadzi wic do kombinacji czynników efektywnoci. W caym eksperymencie, kada faza nie wynika po prostu z poprzedniej, na powizania midzy warunkami pocztkowymi a wynikami wpywa zoono, która wprowadza nowy adunek niepewnoci. Ocena odnosi si do kryteriów, które zostan doprecyzowane w zwizku z okreleniem czynników efektywnoci.

Eksperymenty blokowe

W szeroko rozumianych dowiadczeniach polowych (polowych, sadowych, lenych itp.), prowadzonych w badaniach agronomicznych , nazywamy blokowymi zestawami ssiednich poletek, które su do porównywania rónych zabiegów (np. rónych oborników). Mówi si, e bloki s kompletne, gdy wszystkie elementy biorce udzia w eksperymencie (na przykad wszystkie badane nawozy) s obecne. Wrcz przeciwnie, mówi si, e s niekompletne, gdy obecne s tylko niektóre z tych elementów.

Rozkad poszczególnych elementów odbywa si losowo w ramach rónych bloków i niezalenie od bloku do bloku, dlatego bloki czsto s kwalifikowane jako losowe lub randomizowane. Najczstszym przypadkiem s eksperymenty w kompletnych blokach losowych lub kompletnych blokach losowych (por. ilustracja). Kwadratu aciskiego i grecko-aciski kwadrat s inne urzdzenia dowiadczalne, znacznie mniej uywane ni bloki.

Stosowanie bloków (w jzyku angielskim: blokowanie ) wystpuje równie, czasami pod innymi nazwami, w dziedzinach innych ni eksperymenty polowe i badania agronomiczne (badania przemysowe lub technologiczne, badania medyczne lub farmaceutyczne itp.). Na przykad w medycynie bloki mog skada si z grup pacjentów o podobnych cechach.

Instrumenty czsto uywane w naukach eksperymentalnych

Mikroskopia

Metody mikroskopowe s stosowane gównie w materiaoznawstwie i naukach przyrodniczych : materiaoznawstwo , biologia molekularna , geologia itp. ale take do bada: kryminalistyki , epidemiologii i diagnostyki medycznej (hodowla komórkowa), bada rodowiskowych (higiena i bezpieczestwo pracy, zanieczyszczenia). .

Analiza strukturalna

Metody te polegaj na okreleniu struktury krysztaów i czsteczek . Wykorzystywane s w chemii analitycznej , do bada syntezy czsteczek ( synteza organiczna , przemys farmaceutyczny ), w materiaoznawstwie itp.

Analiza chemiczna

Wiele dziedzin wykorzystuje chemi analityczn .

Kinetyka chemiczna

Testy mechaniczne

Rola testów mechanicznych do okrelenia zdolnoci materiau lub zoonej strukturze do odksztacenia (ksztatowania, obróbki mechanicznej , waciwoci reologicznych ) zniszczeniu ( trybologii ) lub zamania. Dotyczy to oczywicie materiaoznawstwa , ale take biomechaniki .

  • Próba rozcigania, próba ciskania, próba zginania.
  • Próba udarnoci , Mouton Charpy
  • Pomiar twardoci
  • testy lepkoci (pyny), testy przepywu (proszki, zawiesiny)
  • testy przepuszczalnoci (pynu przez orodek porowaty, membran)
  • próby pezania (odksztacenia opónione w czasie przy staym napreniu)
  • testy pkania (propagacja pkni)
  • próby zmczeniowe (niszczenie przez powtarzajce si naprenia, pod wpywem czynników fizykochemicznych)
  • testy zderzeniowe (pojazd uderzony w przeszkod)
  • badania odpornoci na trzsienia ziemi (budynki, konstrukcje inynierskie)
  • ...

Nauki spoeczne

Metod eksperymentaln stosuje si w dyscyplinach uznawanych za nauki humanistyczne , takich jak socjologia , psychologia czy archeologia .

Eksperyment Milgrama jest przykadem psychologii eksperymentu przeprowadzonego midzy 1960 i 1963 roku przez amerykaskiego psychologa Stanleya Milgrama . Eksperyment ten mia na celu ocen stopnia posuszestwa jednostki wobec wadzy, któr uwaa za suszn, oraz analiz procesu podporzdkowania si wadzy, w szczególnoci gdy skania on do dziaa stwarzajcych problemy sumienia podmiotu.

Uwagi i referencje

  1. Abhandlung über das Licht, J. Baarmann (red. 1882) Zeitschrift der Deutschen Morgenländischen Gesellschaft tom 36
  2. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7810846.stm
  3. Thiele, Rüdiger (2005), In Memoriam: Matthias Schramm, Arabic Sciences and Philosophy (Cambridge University Press) 15: 329-331, doi: 10.1017 / S0957423905000214
  4. Thiele, Rüdiger (sierpie 2005), In Memoriam: Matthias Schramm, 1928-2005, Historia Mathematica 32 (3): 271-274, doi: 10.1016 / j.hm.2005.05.002
  5. Chevreul Michel-Eugène, Listy skierowane do M. Villemaina dotyczce metody w ogóle i definicji sowa fakt: w odniesieniu do nauk cisych, listów, sztuk piknych itp., itd. , Pary, Garnier Frères, 1856, s.  27-29 .
  6. Canguilhem 1968, s.  153 i 166.
  7. Gayón 1996
  8. Canguilhem 1968
  9. 1865, s.  28.
  10. Claude Bernard, Zasady medycyny eksperymentalnej , PUF, 1947, reed. Pary, PUF, 1987, s.  77 .
  11. Canguilhem 1968, s.  233
  12. Pierre Duhem , Dowiadczenie decydujce jest niemoliwe w fizyce, wycig z Teoria fizyczna, jej przedmiot i struktura , 1906, 1914, cz druga, rozdzia VI, § III. [ przeczytaj online ]
  13. Quine, Dwa dogmaty empiryzmu , w Od Wiednia do Cambridge , prze. P. Jacob, Gallimard, 1980.
  14. W. Köhler, Gestalt Psychology , 1929. Tumaczenie francuskie La psychologie de la forme , Gallimard, Pary, 1964. Przekad Serge Bricianer. [ref. niekompletny]
  15. (en) Komitet Narodowej Rady ds. Bada Naukowych (USA) ds. wykorzystania bada toksycznoci stron trzecich z uczestnikami bada na ludziach , Wartoci i ograniczenia danych dotyczcych toksycznoci u zwierzt , National Academies Press (US)( przeczytaj online )
  16. Dépelteau François, Proces bada w naukach humanistycznych , Bruksela, De Boek, 2000, rozdzia 5.2. Metoda eksperymentalna, s.  251-271 .
  17. Giroux Sylvain, Tremblay Ginette, Metodologia nauk o czowieku: badania w dziaaniu , Éditions ERPI, Saint-Laurent (QC), 2009, s.  227 .

Bibliografia

  • Claude Bernard, 1865, Wstp do nauki medycyny eksperymentalnej , trzcina. Pary, Garnier-Flammarion, 1966.
  • Georges Canguilhem, 1968, Studia z historii i filozofii nauki, Pary, Vrin. [ przeczytaj online ]
  • Pierre Dagnelie, 2012, Zasady eksperymentowania: planowanie eksperymentów i analiza ich wyników , Prasa agronomiczna , Gembloux, 413 s. ( ISBN  978-2-87016-117-3 ) oraz w wersji elektronicznej ( PDF ) .
  • Jean Gayon, 1996, Rozwaania metodologiczne Claude'a Bernarda: kontekst i pochodzenie, Bull. Hist. Epistem. Nauka. ycie , 3 (1), s.  75-92.
  • Richard Linder, 2005, Plany eksperymentów. Niezbdne narzdzie dla eksperymentatora , Les Presses de l'École Nationale des Ponts et Chaussées, 2005, 320 s. ( ( ISBN  2-85978-402-0 ) ) [ czytaj online ]
  • Roger Prat, Eksperymenty w biologii i fizjologii rolin , Éditions Quae ,( przeczytaj online )

Zobacz równie

Mamy nadzieję, że informacje, które zgromadziliśmy na temat Metoda eksperymentalna, były dla Ciebie przydatne. Jeśli tak, nie zapomnij polecić nas swoim przyjaciołom i rodzinie oraz pamiętaj, że zawsze możesz się z nami skontaktować, jeśli będziesz nas potrzebować. Jeśli mimo naszych starań uznasz, że informacje podane na temat _title nie są całkowicie poprawne lub że powinniśmy coś dodać lub poprawić, będziemy wdzięczni za poinformowanie nas o tym. Dostarczanie najlepszych i najbardziej wyczerpujących informacji na temat Metoda eksperymentalna i każdego innego tematu jest istotą tej strony internetowej; kierujemy się tym samym duchem, który inspirował twórców Encyclopedia Project, i z tego powodu mamy nadzieję, że to, co znalazłeś o Metoda eksperymentalna na tej stronie pomogło Ci poszerzyć swoją wiedzę.

Opiniones de nuestros usuarios

Karol Komorowski

Artykuł o Metoda eksperymentalna jest kompletny i dobrze wyjaśniony. Nie dodawałbym ani nie usuwał przecinka.

Elena Grzyb

Podane informacje o zmiennej Metoda eksperymentalna są prawdziwe i bardzo przydatne. Dobrze.

Aleksander Szymczak

Bardzo ciekawy ten post o Metoda eksperymentalna.