Formulare l'Ipotesi Analizzare e Rendere Noti i Risultati Condurre l'Esperimento
È innanzitutto grazie alla curiosità che si fanno nuove scoperte. Potrebbe capitarti di notare qualcosa che non riesci a spiegare con la conoscenza di cui sei in possesso o che potrebbe avere un'altra spiegazione oltre a quella comunemente data: chiediti quale possa essere la causa di quel fenomeno. Per esempio, potresti aver notato che la pianta in vaso che hai messo sul davanzale è più alta di quella che hai in camera da letto, anche se sono dello stesso tipo e le hai piantate nello stesso momento. Potresti quindi chiederti il motivo per cui le due piante hanno un ritmo di crescita diverso. Per poter rispondere alla tua domanda, hai bisogno di saperne di più sull'argomento; per cominciare, puoi leggere dei libri e cercare degli articoli online.  Per esempio, nel caso del quesito sulle piante, come prima cosa potresti cercare informazioni sulla biologia vegetale e la fotosintesi in un libro di testo di scienze oppure su internet. Anche libri e siti web sul giardinaggio potrebbero esserti utili. Dovresti leggere il più possibile: potresti scoprire che è già stata data una risposta oppure trovare informazioni utili per formulare un'ipotesi. Un'ipotesi è una congettura ragionata, basata sulle ricerche condotte, che offre una possibile spiegazione del fenomeno osservato in termini di relazione causa-effetto.  Devi formularla come se fosse la constatazione di un fatto. Per esempio, la tua ipotesi potrebbe essere che è stata la maggiore quantità di luce solare che arriva sul davanzale della finestra a far sì che la prima pianta sia cresciuta più velocemente della seconda. Assicurati che sia verificabile, ovvero che possa essere provata attraverso un esperimento scientifico. Devi stabilire qual è il risultato che ti aspetti di vedere nel caso l'ipotesi sia corretta: è quello che cercherai di dimostrare nel tuo esperimento. La previsione deve consistere di un'affermazione che abbia la struttura "se… allora"; per esempio: "Se una pianta riceve una maggiore quantità di luce solare, allora crescerà più velocemente". La verifica di un'ipotesi è semplicemente un modo per raccogliere dei dati che permettano di confermarla o confutarla. Analizza i risultati per determinare in che modo la variabile indipendente ha influenzato quella dipendente e se la tua ipotesi è confermata.  Puoi analizzare i dati cercando determinati schemi o relazioni di proporzionalità nei risultati. Per esempio, se noti che le piante che hanno ricevuto più luce solare sono cresciute più rapidamente di quella lasciata al buio, puoi dedurne che la quantità di luce solare è direttamente proporzionale al ritmo di crescita. Che i dati confermino o meno l'ipotesi, devi comunque controllare la presenza di altri fattori, le cosiddette variabili "esogene", che potrebbero aver influenzato i risultati. Se questo è il caso, potrebbe essere necessario riprogettare e ripetere l'esperimento. Nel caso di esperimenti più complicati, potrebbe essere necessario dedicare molto tempo a esaminare i dati raccolti prima di riuscire a capire se l'ipotesi è confermata. Potresti anche scoprire che l'esperimento è inconcludente, ovvero che non è in grado né di confermare né di confutare la tua ipotesi. In genere gli scienziati rendono noti i risultati delle proprie ricerche nelle riviste scientifiche o in relazioni che presentano alle conferenze. Espongono non solo i risultati che hanno ottenuto, ma anche la metodologia che hanno adottato ed eventuali problemi o quesiti emersi durante la verifica delle ipotesi. Divulgare i risultati consente ad altri di basarsi su di essi per le proprie ricerche.  Per esempio, potresti considerare l'idea di pubblicare le tue scoperte su una rivista scientifica o presentarle a una conferenza accademica tenuta in un'università vicina a te. Il formato che userai per comunicare i tuoi risultati dipende in gran parte dalla sede. Per esempio, se stai presentando le tue scoperte a una fiera della scienza, potrebbe essere sufficiente un semplice cartellone. Se non sei riuscito a confermare la tua ipotesi iniziale con i dati che hai raccolto, è tempo di formularne una nuova e verificarla. La buona notizia è che il tuo primo esperimento ti avrà fornito preziose informazioni che ti aiuteranno a ideare una nuova ipotesi. Ricomincia dall'inizio e continua a cercare una risposta alla tua domanda.  Per esempio, se l'esperimento con la pianta in vaso non ha mostrato una relazione significativa tra la quantità di luce solare ricevuta e i ritmi di crescita delle tre piante, dovresti considerare quali altre variabili potrebbero spiegare la differenza di altezza che hai notato. Potrebbe essere la quantità di acqua che dai alle piante, il tipo di terra utilizzato o altro ancora. Anche se la tua ipotesi viene confermata dopo un solo esperimento, saranno necessarie ulteriori ricerche per avere la certezza che i risultati siano effettivamente riproducibili e non una mera coincidenza. Elenca punto per punto che cosa fai; questo non solo ti aiuterà a procedere in modo corretto, ma permetterà a te e ad altri di ripetere l'esperimento.  Per esempio, dovresti annotare con esattezza quanta luce solare riceve ogni pianta (espressa in watt per metro quadro), quanta terra c'è in ogni vaso, quanta acqua dai a ciascuna pianta e ogni quanto lo fai. Uno degli elementi chiave del metodo scientifico è la riproducibilità. È quindi importante definire in modo preciso come viene condotto l'esperimento per garantire che altri possano copiarlo e provare a ottenere gli stessi risultati. Il tuo esperimento dovrebbe verificare l'effetto di qualcosa (la variabile indipendente) su qualcos'altro (la variabile dipendente). Determina quali sono queste variabili e come le misurerai nell'esperimento. Per esempio, nell'esperimento della pianta in vaso, la variabile indipendente sarebbe la quantità di luce solare a cui ogni pianta è esposta, mentre la variabile dipendente sarebbe l'altezza di ogni pianta. L'esperimento deve confermare o non confermare la tua ipotesi, quindi deve essere eseguito in modo tale che la causa del fenomeno possa essere isolata e identificata. In altre parole, deve essere "controllato".  Per esempio, potresti progettare un esperimento in cui collochi tre piante in vaso della stessa specie in tre luoghi diversi: una sul davanzale della finestra, una nella stessa stanza ma in un'area con meno luce solare diretta e una dentro un armadio, al buio; dovresti poi registrare quanto è cresciuta ciascuna pianta alla fine di ogni settimana, per un periodo di 6 settimane. Verifica una sola variabile alla volta. Tutte le altre variabili devono rimanere costanti. Per esempio, tutte e tre le piante devono essere piantate in vasi della stessa grandezza, con lo stesso tipo e quantità di terra, e ricevere la stessa quantità d'acqua alla stessa ora ogni giorno. Nel caso di fenomeni più complessi, potrebbero esserci centinaia o migliaia di potenziali cause e può essere difficile se non impossibile isolarle in un singolo esperimento. Altre persone devono essere in grado di condurre l'esperimento nello stesso modo in cui lo hai fatto tu e ottenere lo stesso risultato. Tieni un registro che documenti in modo accurato l'esperimento, il procedimento che segui e i dati che raccogli. È molto importante che per altri scienziati sia possibile copiare con precisione tutto quello che hai fatto quando ripetono il tuo esperimento. Questo consentirà loro di escludere che i tuoi risultati derivino da eventuali discrepanze o errori. Una volta che hai progettato il tuo esperimento, dovrai eseguirlo. Assicurati che i risultati siano espressi in valori quantitativi che ti consentano di analizzarli e permettano ad altri di ripetere l'esperimento in modo obiettivo.  Nell'esempio della pianta in vaso, posiziona ciascuna pianta in una delle aree con diversa esposizione alla luce solare che hai selezionato. Se le piante sono già spuntate dal terreno, registra la loro altezza iniziale. Innaffia ogni pianta con la stessa quantità d'acqua tutti i giorni e registrane l'altezza ogni 7 giorni. Dovresti eseguire più volte l'esperimento per assicurarti che i risultati siano coerenti e per eliminare eventuali anomalie. Non esiste un numero stabilito di volte in cui è necessario ripetere un esperimento, ma dovresti mirare a ripeterlo almeno due volte.
Poniti delle domande su un fenomeno che osservi. Fai delle ricerche sulle conoscenze esistenti riguardo al fenomeno che stai osservando. Proponi una spiegazione in forma di ipotesi. Fai una previsione in base alla tua ipotesi. Esamina i dati che hai raccolto e trai delle conclusioni. Divulga le tue scoperte, se opportuno. Fai ulteriori ricerche, se necessario. Registra tutti i passaggi del procedimento usato per verificare l'ipotesi. Identifica la variabile indipendente e quella dipendente. Progetta l'esperimento in modo da poter isolare la causa del fenomeno. Documenta tutto in modo impeccabile. Conduci l'esperimento e raccogli risultati quantificabili.
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Coming up with a Hypothesis Analyzing and Reporting Your Results Conducting Your Experiment