Έρευνα και Πειραματισμός: Ορολογία, μέθοδοι, παραδείγματα
Επιλέξτε τον σύνδεσμο δεξιά για να κατεβάσετε (download) αρχείο Word: ereunapeirama.doc (313,5 kB)
================================================================================================================================
Ορολογία
Επιστήμη είναι σύστημα απόκτησης γνώσης με βάση την επιστημονική μεθοδολογία που βασίζεται στην επιστημονική έρευνα, καθώς και στην οργάνωση και ταξινόμηση της αποκτώμενης με αυτόν τον τρόπο γνώσης. Γενικά, η επιστημονική γνώση δεν καθίσταται ποτέ άχρηστη αλλά αποτελεί το υπόβαθρο για περαιτέρω γνώση και εξειδίκευση.
Η ανακάλυψη είναι η εύρεση και για πρώτη φορά χρήση ή διατύπωση κάποιου προϋπάρχοντος πράγματος. ∆εν υπάρχει λόγος κάποιος να ανακαλύψει το ίδιο πράγµα ξανά (εκτός ίσως από το να το αναπαραγάγει για επιβεβαίωση της αρχικής ανακάλυψης).
Παραδείγματα : Ανακάλυψη της γραφής, του ηλεκτρισμού, της Αμερικής, κ.ά.
Βρέθηκε πλανήτης που μοιάζει με τη Γη!: Η επιστημονική ομάδα της ΝΑSΑ ανακοίνωσε ότι ανακάλυψε έναν πλανήτη που φαίνεται να έχει πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τη Γη.
Αρχαίο… tablet έφεραν στο φως οι ανασκαφές: Ένα… περίεργο αντικείμενο που περιγράφεται ως ο πρόγονος των σύγχρονων υπολογιστών tablet, έφεραν στο φως οι ανασκαφές αρχαιολόγων κοντά στην Κωνσταντινούπολη
Εφεύρεση χαρακτηρίζεται οποιαδήποτε δημιουργική ενέργεια του ανθρώπου που απολήγει στην επινόηση πραγμάτων που δεν υπάρχουν προηγουμένως, ή στην ανεύρεση νέων μεθόδων εργασίας ή επωφελέστερων μέσων ή μεθόδων εκμετάλλευσης γνωστών δυνάμεων, ιδιοτήτων ή πραγμάτων. Η σύλληψη μιας πρωτότυπης ιδέας και η τεχνική της πραγματοποίηση. Τα κριτήρια επιτυχίας μίας εφεύρεσης είναι περισσότερο τεχνικά παρά εμπορικά.
Η ευρεσιτεχνία (πατέντα, patent) είναι ένα αποκλειστικό δικαίωμα χρήσης που δίνεται για κάποιο διάστημα στον εφευρέτη (φυσικό ή νομικό πρόσωπο) μιας νέας μεθόδου, ουσίας ή μηχανισμού. Το αποκλειστικό αυτό δικαίωμα χορηγείται για 20 χρόνια από την υποβολή της αίτησης και απαγορεύει σε άλλους να χρησιμοποιούν την κατοχυρωμένη μέθοδο, ουσία ή μηχανισμό χωρίς την άδεια του κατόχου του διπλώματος ευρεσιτεχνίας. Οι ευρεσιτεχνίες δίνουν μία ένδειξη εφαρμογών νέων τεχνολογιών.
Παραδείγματα:
Εφευρέσεις: Η ατμομηχανή, ο ηλεκτρικός λαμπτήρας, το τρανζίστορ, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές, το τηλέφωνο και τα Smartphone
Ευρεσιτεχνίες: Εφαρμογή για smartphone βρίσκει τα πρόωρα νεογνά, το στυλό bic.
Με τον όρο καινοτομία εννοείται η νέα και πρωτοποριακή ιδέα για την υλοποίηση κάποιου πράγματος ή η νέα διαδικασία αυτής της υλοποίησης, καθώς επίσης και η εφαρμογή νέων εφευρέσεων ή ανακαλύψεων για την πραγματοποίηση κάποιου αποτελέσματος. Η καινοτομία είναι αυτή που μεταμορφώνει τις εφευρέσεις σε εμπορικά προϊόντα, υπηρεσίες και επιχειρήσεις και αλλάζει τον τρόπο που ζούμε. Η εφεύρεση είναι η ιδέα και η καινοτομία είναι η διαδικασία αξιοποίησής της. Προέρχεται από την λατινική λέξη innovare που σημαίνει “να κάνεις κάτι καινούριο”. Καινοτομία είναι: 1.Η Εισαγωγή ενός νέου προϊόντος ή η ποιοτική αλλαγή ενός υπάρχοντος προϊόντος, 2.Η νέα διαδικασία ανάπτυξης προϊόντος, 3.Το άνοιγμα μίας νέας αγοράς, 4.Η νέα πηγή εφοδιασμού πρώτων υλών ή άλλων υλικών, 5.Η οργανωτική αλλαγή.
Παραδείγματα καινοτομιών
• η ψηφιακή κάμερα σε σχέση με τη συμβατική φωτογραφική μηχανή
• o προσωπικός υπολογιστής (P.C.) που ανέπτυξε η IBM στις αρχές της δεκαετίας του 1980
• η τεχνολογία των τρανζίστορς που ανέπτυξε η Bell σε σχέση με τις τότε κυρίαρχες λυχνίες, κ.ά.
Η έρευνα είναι η αναζήτηση νέας γνώσης. Αυτή η νέα γνώση μπορεί να αξιοποιηθεί άμεσα ή όχι προς όφελος της κοινωνίας. Είναι μια από τις σημαντικότερες δραστηριότητες στη σύγχρονη εποχή και αφορά όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Αποτελεί πρωταρχικής σημασίας διαδικασία για την ανάδειξη, συγκρότηση και προαγωγή των επιστημών. Εκφράζει την προσπάθεια να χρησιµοποιηθούν οι επιστηµονικές γνώσεις και δεξιότητες για τη δηµιουργία νέων και χρήσιµων προϊόντων και διεργασιών σε σύντοµο χρόνο και µε αξιόπιστο τρόπο.
Έρευνα και ανάπτυξη είναι η δημιουργική εργασία η οποία καλύπτει όλες τις μορφές της έρευνας και πραγματοποιείται σε συστηματική βάση με σκοπό την αύξηση του αποθέματος της γνώσης, συμπεριλαμβανομένης της γνώσης του ανθρώπου, του πολιτισμού και της κοινωνίας, καθώς και η χρήση του αποθέματος της γνώσης για την ανάπτυξη νέων εφαρμογών. Ανάπτυξη σηµαίνει τις διαδικασίες βελτίωσης και διαµόρφωσης µιας τεχνολογίας ή ενός τεχνολογικού προϊόντος με στόχο να προετοιμασθεί ένα προϊόν ή ένα σύστημα για τελική παραγωγή.
Παραδείγματα
Η ανακάλυψη του ηλεκτρισμού από τον Ben Fraklin διεύρυνε το πεδίο των γνώσεων μας. Ο Alexander Graham Bell αξιοποίησε τις γνώσεις περί ηλεκτρισμού, με αποτέλεσμα να εφεύρει το τηλέφωνο.
Η ανακάλυψη του ηλεκτρισμού ήταν αποτέλεσμα έρευνας. Η εφεύρεση του τηλεφώνου που χρησιμοποιούσε ηλεκτρισμό ήταν ανάπτυξη.
Χρήση οπτικών ινών στα συστήματα επικοινωνίας
- κατοχύρωση του πρώτου συστήματος το 1881 (W. Wheeler)
- χρήση ινών χαλαζία διαμέτρου 0,25 μ το 1887 (Ch. Boys)
- χρήση ινών γυαλιού σε καλώδιο το 1927 (J. Logie Baird)
- χρήση ινών γυαλιού με επίστρωση το 1952 (Van Hell)
- χρήση καθοδικής λυχνίας για οδήγηση φωτός το 1950 (A.Reeves)
- αφαίρεση προσμίξεων από το γυαλί (CH.Kao, G.Hockham)
- κατασκευή οπτικών ινών το 1970.
Τα παραπάνω ελήφθησαν από τον ιστοχωρο: www.irantousis.gr (Γ΄ Γυμνασίου)
==================================================================================================
Έρευνα
Σε τι μας βοηθάει η έρευνα;
Η έρευνα είναι μια από τις σημαντικότερες δραστηριότητες στη σύγχρονη εποχή και αφορά όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Τα επιτεύγματα της επιστημονικής έρευνας είναι ιδιαίτερα αισθητά στις θετικές επιστήμες και οι επιδράσεις τους φαίνονται στην καθημερινή μας ζωή. Έτσι η έρευνα:
- Συντελεί στην καλύτερη αξιοποίηση των πρώτων υλών
- Αναπτύσσει συνθετικά υλικά
- Βελτιώνει τις συνθήκες εργασίας
- Προσπαθεί να βρει λύσεις σε διάφορα προβλήματα
- Ελαχιστοποιεί το κόστος παραγωγής
- Συμβάλλει στη σχεδίαση νέων προϊόντων
- Βελτιώνει όλο το φάσμα δραστηριοτήτων της βιομηχανίας ή της επιχείρησης.
- Συμβάλλει στην καταπολέμηση ασθενειών
- Δημιουργεί ανθεκτικές ποικιλίες φυτών σε έντομα ή ζιζάνια
- Βελτιώνει τις σύγχρονες κατασκευές
- Μπορεί να μας οδηγήσει σε εφευρέσεις κ.λ.π.
(Από το σχολικό βιβλίο της Α΄ Λυκείου)
Τι είναι επιστημονική έρευνα και ποια τα χαρακτηριστικά της;
Τι είναι επιστημονική έρευνα:
Είναι μια σκόπιμη προσπάθεια με αφετηρία ένα συγκεκριμένο πρόβλημα ή υπόθεση. Στηρίζεται σε συστηματική και μεθοδική εργασία (σε θεωρητικό και πειραματικό επίπεδο) που τη διακρίνει αυστηρή λογική, με σκοπό να προταθεί λύση στο πρόβλημα ή με σκοπό την επαλήθευση ή την απόρριψη της υπόθεσης που διατυπώθηκε. Η επιστημονική έρευνα δέχεται ότι για να είναι η γνώση έγκυρη πρέπει να επαληθεύεται από τα εμπειρικά δεδομένα και αποσκοπεί στη γενίκευση (δηλαδή τα συμπεράσματα που βγαίνουν να έχουν τη μεγαλύτερη δυνατή ισχύ).
Χαρακτηριστικά της επιστημονικής έρευνας:
- Η επιστημονική έρευνα απορρίπτει τις προσωπικές εμπειρίες ως μεθόδους απόκτησης γνώσης και δέχεται ως έγκυρη και αξιόπιστη γνώση μόνον αυτή που μπορεί να επαληθευτεί από την εμπειρική πραγματικότητα.
- Η επιστημονική έρευνα ασχολείται με την ανακάλυψη νέων γνώσεων. Καμιά φορά όμως μια έρευνα μπορεί να είναι επανάληψη κάποιας άλλης έρευνας παλαιότερης ή πρόσφατης για επαλήθευση ή διόρθωση των ευρημάτων της.
- Η επιστημονική έρευνα στηρίζεται σε συστηματική και μεθοδική εργασία που τη διακρίνει αυστηρή λογική.
- Η διερεύνηση του προβλήματος και η επαλήθευση ή η απόρριψη της υπόθεσης γίνεται κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες ενώ καταβάλλεται προσπάθεια για μεγιστοποίηση αντικειμενικότητας στις μετρήσεις και για αντικειμενική ανάλυση των δεδομένων.
- Τα πορίσματα της επιστημονικής έρευνας δεν είναι τελεσίδικη γνώση. Κάθε εύρημα ισχύει "μέχρις αποδείξεως του εναντίου"
- Η επιστημονική έρευνα απολήγει σε μια γραπτή μελέτη, η οποία είναι στη διάθεση κάθε ενδιαφερομένου.
- Η επιστημονική έρευνα δίνει έμφαση στην ανακάλυψη γενικών αρχών και στη διατύπωση θεωριών.
- Η επιστημονική έρευνα, για να ολοκληρωθεί , απαιτεί υπομονή, επιμονή και θάρρος.
Η ενότητα δύο : από το βιβλίο «Μεθοδολογία Επιστημονικής έρευνας» τόμος Α του καθηγητή Ι. Παρασκευόπουλου καθηγητή Πανεπιστημίου Αθηνών
Τα 4 βασικά βήματα στη διαδικασία της επιστημονικής έρευνας:
- Προσδιορισμός του προβλήματος
- Συλλογή δεδομένων
- Ανάλυση δεδομένων με τη χρήση στατιστικής.
- Ερμηνεία των αποτελεσμάτων
Πώς μπορεί να ταξινομηθεί η επιστημονική έρευνα;
Η επιστημονική έρευνα μπορεί να ταξινομηθεί με διάφορους τρόπους.
Μερικοί από τους τρόπους ταξινόμησης είναι οι εξής:
- Ως προς τη δυνατότητα πρακτικής αξιοποίησης των ερευνητικών αποτελεσμάτων: Βασική ή θεωρητική έρευνα και εφαρμοσμένη έρευνα.
- Ως προς τον επιστημονικό κλάδο: Παιδαγωγική, βιολογική, κοινωνιολογική, ιστορική, εθνογραφική κ.λ.π.
- Ως προς τον χώρο όπου διενεργείται η έρευνα: Εργαστηριακή, επιτόπια κ.λ.π.
- Ως προς τον αριθμό των εξεταζόμενων ατόμων: Δειγματοληπτική, ατομική περίπτωση
- Με βάση τον έλεγχο των παραγόντων : Περιγραφική και πειραματική έρευνα
Ποια η διαφορά Βασικής ή θεωρητικής έρευνας και εφαρμοσμένης έρευνας;
ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ:
Καθοδηγείται από τη περιέργεια ή το ενδιαφέρον των επιστημόνων και έχει σαν σκοπό να κάνει κατανοητό, να εξηγήσει και να ερμηνεύσει το γιατί ο κόσμος είναι όπως είναι . Δεν κατασκευάζει ή επινοεί κάτι αλλά παράγει γνώση. Οι ανακαλύψεις που προκύπτουν από μια βασική έρευνα δεν φαίνεται να έχουν άμεση εμπορική αξία.
Παραδείγματα από το πεδίο της βασικής έρευνας :
- Πώς άρχισε η δημιουργία του σύμπαντος;
- Από τι συνίστανται τα πρωτόνια, τα ηλεκτρόνια και τα νετρόνια;
- Πώς αναπαράγονται τα μυκετόζωα;
ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΕΡΕΥΝΑ:
Έχει σαν προορισμό την επίλυση πρακτικών προβλημάτων του σύγχρονου κόσμου και όχι την παραγωγή επιστημονικής γνώσης αυτής καθαυτής.
Παραδείγματα από το πεδίο της εφαρμοσμένης έρευνας:
- Βελτίωση της γεωργικής παραγωγής
- Θεραπεία ειδικών ασθενειών
- Εξοικονόμηση ενέργειας στο σπίτι, την βιομηχανία και στις μεταφορές.
Η ενότητα 5 είναι από τις σημειώσεις των Πλεύρη Ν. και Ιωσήπου Ν. της Ένωσης Διπλωματούχων Μηχανικών Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης.
Το παραπάνω κείμενο για την Έρευνα ελήφθη από σημειώσεις της Αναστασίας Διακουμίδου (Ηλεκτρολόγου-Μηχανολόγου μηχανικού).
================================================================================================
Ορισμοί (μεταβλητή, είδη μεταβλητών)
Μεταβλητή σημαίνει κάτι που μεταβάλλεται λαμβάνοντας διάφορες τιμές. Ειδικότερα στην έρευνα, μεταβλητή σημαίνει κάθε φυσικό μέγεθος που μπορεί να μετρηθεί. Π.χ. μεταβλητή μπορεί να είναι: η μάζα, ο χρόνος, η ταχύτητα, η θερμοκρασία, η ηλικία, κλπ (ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ).
Στην έρευνα, εξαρτημένη μεταβλητή είναι το (υποτιθέμενο) αποτέλεσμα που περιμένει να δει ένας ερευνητής μετά από το χειρισμό διάφορων παραγόντων, συνήθως της ανεξάρτητης μεταβλητής.
Ανεξάρτητη μεταβλητή είναι αυτή που μπορεί να επιφέρει αλλαγές σε μία άλλη μεταβλητή, την εξαρτημένη μεταβλητή. Είναι η υποτιθέμενη αιτία αλλαγής / μεταβολής της κατάστασης στην εξαρτημένη μεταβλητή.
(https://estatistics.eu/el/type-of-variables-dependent-and-independent-variables)
Σταθερή είναι εκείνη η μεταβλητή που ο ερευνητής θεωρεί ότι δεν αλλάζει τιμή σε όλη τη διάρκεια της έρευνας.
Παράδειγμα:
Στην έρευνα με τίτλο: "Πως επηρεάζει η ποσότητα του νερού την ανάπτυξη του φυτού της φακής" ανεξάρτητη μεταβλητή είναι η ποσότητα του νερού , εξαρτημένη μεταβλητή είναι η ανάπτυξη του φυτού της φακής. Σταθερές: Τα δοχεία (όπου μεγαλώνουν οι φακές) είναι ίδια για όλα τα δείγματα φακής, ο φωτισμός είναι ιδιος, η θερμοκρασία είναι η ίδια για κάθε δείγμα φακής, το είδος και η ποσότητα του χώματος είναι ίδια, το είδος φακής είναι το ίδιο, τα δείγματα φακής αναπτύσσονται στον ίδιο τόπο.