Этапы научного исследования.
Наблюдение над объектом или явлением.
Обобщение полученных данных.
Выдвижение гипотез (предположений), которые объясняют наблюдения.
Разработка эксперимента.
Проведение эксперимента для проверки гипотез. Эксперимент сопровождается контрольным опытом, условия которого отличаются от условий эксперимента только одним фактором.
Анализ результатов эксперимента. Подтверждение или опровержение гипотез. Подтвержденная гипотеза, которая способна давать точные прогнозы, может быть названа теорией или законом.
Эксперимент всегда включает влияние экспериментатора на объект изучения. ЭКСПЕРИМЕНТ – это научно поставленный опыт, наблюдение исследуемого явления в контролируемых условиях, позволяющих выявить характеристики данного объекта или явления. Эксперимент может состоять из нескольких опытов, условия в которых отличались лишь одним параметром; сопровождается эксперимент контролем. К эксперименту исследователь прибегает в том случае, если необходимо изучить состояние объекта или процесса, которое в естественных условиях далеко не всегда возможно наблюдать и зафиксировать.
Гипотеза эксперимента – это предположение, которое нужно проверить. Например: Каким будет итог влияния на объект изучения? Если я сделаю или поменяю что-то, то это что-то должно измениться.
Нулевая гипотеза – применяемое по умолчанию предположение о том, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами. Для формулировки нулевой гипотезы необходимо, прочитав условия задачи, правильно определить независимую и зависимую переменные. Далее можно формулировать нулевую гипотезу, в которой мы будем утверждать, что нет связи между наблюдаемыми событиями, о которых идет речь именно в этой задаче (т.е. нет связи между независимой переменной и наблюдаемой зависимой переменой).
Независимая переменная – переменная, которую меняет экспериментатор.
Зависимая переменная изменяется в ответ на влияние.
Отрицательный контроль – это такой контроль, который позволяет однозначно ответить на вопрос о существовании связи между зависимой и независимой переменной. В зависимости от типа эксперимента отрицательный контроль будет отличаться. Отрицательный контроль - экспериментальный контроль, в котором независимая переменная остается
постоянной при прочих равных условиях эксперимента. Т.е. экспериментатор создает такие же условия эксперимента, но значение независимой переменной делает неизменной (постоянной).
Цель отрицательного контроля:
Отрицательный контроль использует для проверки внешних неучтенных факторов, которые могут оказать влияние на результат эксперимента. Или, иными словами, убедиться, что именно независимая переменная влияет на зависимую, а не какие-то другие факторы
Что нужно для постановки отрицательного контроля?
Необходимо выявить независимую переменную, то есть экспериментальное воздействие и свести его к нулю. Иными словами – создать условия, при которых изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию ПРИ ПРОЧИХ РАВНЫХ УСЛОВИЯХ эксперимента - в ответе пишем волшебную фразу "остальные параметры эксперимента оставить без изменений".
Примеры:
Устанавливается зависимость между концентрацией углекислого газа и интенсивностью фотосинтеза. Экспериментальное воздействие здесь – это повышение концентрации углекислого газа, а не его наличие/отсутствие. Именно поэтому в эталонном ответе указано про постоянную концентрацию углекислого газа.
Зависимость между объемом (массой) брусочков картофеля и временем, проведенным в солёном растворе, то отрицательным контролем будет брусочек, который помещается в изотонический раствор на такое же время. Потому что переменная, которая задаётся экспериментатором здесь – время.
В другом эксперименте, где на одинаковое время брусочки помещаются в разные концентрации растворов (то есть задаваемая переменная – концентрация) опять же контролем будут те условия, в которых брусочки были изначально, то есть в изотонической среде. Отсутствие соли в растворе не может быть отрицательным контролем, так как оно уже отличается от тех условий, в которых в норме находятся брусочки (так как в клетках растения осмолярность не равна 0).
Текст написан на основе ответов разработчиков КИМ ЕГЭ,
открытых источников сети Интернет и учебников из списка