Natura della scienza Competenze scientifiche Una ricerca inizia

Natura della scienza & Competenze scientifiche

Una ricerca inizia con una … • Domanda di ricerca – Ciò che gli scienziati vogliono sapere

Quali sono i due tipi generali di ricerca: • Sperimentale • Descrittiva

La ricerca descrittiva è… • Basata principalmente sulle osservazioni

Sono esempi di ricerca descrittiva… • Fare modelli • Le dissezioni • L'osservazione di animali in Natura

Ad esempio… In che modo i sopravvissuti a un disastro reagiscono al disastro stesso? Non ci sono variabili; i dati si basano sull'osservazione e i colloqui con i sopravvissuti

La ricerca sperimentale è… • La manipolazione di variabili

Parlando di variabili….

Quali sono i tre tipi di variabili? • Variabili indipendenti • Variabili controllate – Anche dette costanti

Le variabili indipendenti sono… • • Ciò che viene testato Ciò che viene cambiato La differenza tra i gruppi La “causa” dei cambiamenti

Le variabili dipendenti sono… • • Ciò che viene osservato Ciò che viene misurato I dati L' “effetto” causato dalla variabile indipendente

La variabili controllate sono… • Cose che potrebbero cambiare, ma non lo fanno • Mantenute costanti dallo scienziato • Permettono un test equo

Dunque una domanda sperimentale deve indicare le variabili • In che modo la variabile indipendente influenzerà la variabile dipendente • Quale effetto provoca la variabile indipendente su quella dipendente

Ad esempio… • In che modo la temperatura degli oceani influenza la velocità degli uragani? – Variabile indipendente • Temperatura (T) degli oceani – Variabile dipendente • Velocità degli uragani

Predizioni • Previsioni informate su cosa accadrà durante l'investigazione – Basate su conoscenze pregresse (osservazioni, ricerca di background, ecc)

Ad esempio… Le persone durante un disastro reagiranno cercando di aiutare gli altri. Questa è una PREDIZIONE perchè è ciò che pensi che accadrà.

Ipotesi • Tipo particolare di predizione • Cosa la rende speciale? ? ? – E' una previsione sulle VARIABILI e sulla loro relazione, in particolare, • In che modo la variabile indipendente influenza quella dipendente? ? ? ? ?

Come scrivere un'ipotesi • Usate un'affermazione del tipo Se. . . Allora. . . • SE la variabile indipendente cambia, ALLORA la variabile dipendente cambia – Questo tipo di frase mostra cosa la variabile indipendente fa alla variabile dipendente

Ad esempio… • SE la T dell'acqua dell'oceano aumenta, ALLORA la velocità dell'uragano aumenterà. • Questo mostra la relazione attesa tra la variabile indipendente (la T dell'acqua dell'oceano) e quella dipendente (la velocità dell'uragano) – Se la T dell'acqua cambia, essa provocherà un cambiamento anche nella velocità dell'uragano.

L'ipotesi nulla • Procedura statistica • Affermata come se non ci fosse alcuna relazione tra variabile dipendente e indipendente

Ad esempio… • Non c'è alcuna relazione tra la temperatura dell'acqua degli oceani e la velocità degli uragani

Pianificare l'investigazione – Progetto sperimentale • E' necessario assolutamente conoscere quali sono le variabili – Cosa state facendo cambiare • Come lo state facendo – Cosa state misurando • Come lo state misurando – Prove ripetute – Tabelle dei dati

Tabelle dei dati? • Dati numerici (quantitativi) in righe e colonne • Vengono elencate le variabili quantitative specifiche • Vengono elencate il numero di prove • Vengono lasciate bianche le caselle per i dati (variabili dipendenti)

Titolo che descrive i dati Prova 1 2 3 4 5 Media Variabile 1 Variabile 2 Variabile 3

Analisi dei dati • Ridurre i dati – Fare qualcosa per diminuire la quantità di dati • Tendenze centrali – – – Mediana Moda Ampiezza Frequenza

Analisi dei dati • Graficare i dati – Vediamo tendenze, schemi, relazioni, paragoni – Grafici a barre • Ci permettono di paragonare i dati – Grafici a linea • Ci mostrano tendenze e cambiamenti – Grafici a punti • Mostrano correlazioni e associazioni tra variabili

Grafici a barra Questo mostra un paragone del tipo e quantità di spazzatu ra sulla spiaggia

Grafico a linea Questo mostra un cambiame nto nelle medie dei voti; la tendenza è un aumento delle medie

Grafico a punti: correlazione positiva Un aumento nella variabile sull'asse X è associato a un aumento della variabile sull'asse Y

Grafico a punti: correlazione negativa Un aumento nella variabile sull'asse X è associato a una diminuzione della variabile sull'asse Y

Grafico a punti: nessuna correlazione Punti dei dati random – non c'è alcuna associazione tra le variabili

Conclusioni • Come riassumiamo l'investigazione – I dati supportano l'ipotesi? • Se lo fanno – accettiamo l'ipotesi • Se non lo fanno – rigettiamo l'ipotesi – Sempre sostenete ciò che dite con i dati • Evidenze – Discutete i problemi o le difficoltà sorte nell'investigazione – Discutete l'importanza o la rilevanza dell'investigazione e come può essere ampliata o implementata

Comunicate ciò che sapete • Scoprire qualcosa di nuovo non aiuta nessuno se non viene condiviso – Giornali e riviste – Presentazioni