come condurre un'esperimento scientifico

1. PORSI UNA DOMANDA E RICONOSCERE IL PROBLEMA: Un esperimento può incominciare quando vi ponete una specifica domanda o se cercate di risolvere un problema particolare. Qualche volta la domanda di partenza porta direttamente all’esperimento; spesso però i ricercatori devono riesaminare il problema prima di progettare un test appropriato. La domanda sui semi che si pone il giardiniere, per esempio, è un po’ troppo ampia per essere sottoposta a verifica, perché le risposte possibili sono troppe. Per circoscrivere il problema potremmo porci domande specifiche.

2. FORMULARE UN'IPOTESI:In campo scientifico, per trovare una risposta a una domanda riferita a un fenomeno occorre elaborare un’ipotesi, cioè una spiegazione possibile. L’ipotesi può essere il frutto di lunghi ragionamenti e indagini, oppure di un’intuizione improvvisa. Non è importante il modo in cui si giunge a formularla; per essere valida, però, un’ipotesi deve esprimere previsioni scientifiche suscettibili di controllo sperimentale.Il passaggio successivo è la formulazione di una previsione scientifica basata su questa ipotesi.

3. PROGETTARE UN ESPERIMENTO:Un esperimento ben progettato può confermare una previsione scientifica in modo attendibile, escludendo altre possibili spiegazioni. Pianificando la procedura sperimentale da seguire, gli scienziati rivolgono un’attenzione particolare ai fattori che devono essere controllati.

4. CONTROLLARE LE VARIABILI: Quando progettano un esperimento, i ricercatori identificano le variabili in gioco, vale a dire i fattori che possono cambiare. Alcune variabili comuni sono la massa, il volume,il tempo, la temperatura, l’illuminazione e la presenza o assenza di particolari sostanze.Svolgendo un esperimento, avrete a che fare con tre tipi di variabili. Il fattore che gli scienziati modificano intenzionalmente viene indicato come variabile manipolata (o anche come variabile indipendente). Il fattore che potrebbe cambiare perché influenzato dalla variabile modificata è detto variabile dipendente ed è quello che interessa specificatamente gli studiosi. I fattori che gli scienziati mantengono intenzionalmente costanti sono indicati come variabili controllate. Grazie alle variabili controllate, i ricercatori possono stabilire se i cambiamenti che interessano le variabili dipendenti sono dovuti esclusivamente ai cambiamenti delle variabili manipolate.

5. ELABORARE DEFINIZIONI OPERATIVE: In un esperimento è spesso necessario definire esplicitamente una o più variabili in modo che ogni ricercatore possa misurarle o controllarle con cura applicando sempre le stesse condizioni. Una definizione operativa descrive il modo in cui una particolare variabile deve essere misurata o come deve essere definito un termine (per “operativo” si intende“che descrive come operare o agire”).

6. INTERPRETARE I DATI: Le osservazioni e le misurazioni condotte durante un esperimento rappresentano i dati che, di solito, gli scienziati raccolgono e ordinano accuratamente. Quando un esperimento è concluso, il ricercatore analizza i dati in cerca di schemi o tendenze, spesso svolgendo calcoli matematici o realizzando grafici per verificare se i risultati ottenuti convalidano l’ipotesi di partenza.Per assicurarsi che l’esito di un esperimento sia valido,gli scienziati riesaminano attentamente i risultati ottenuti in cerca di possibili fonti di errori. In questo caso per errori si intende ogni differenza tra i risultati osservati e i valori reali. Un errore sperimentale può derivare da una distrazione umana o da difetti della strumentazione usata. È anche possibile compiere errori se il campione di oggetti studiato non rappresenta adeguatamente l’intero gruppo.

7. TRARRE CONCLUSIONI:Se i dati raccolti sono validi, i ricercatori possono formulare una relazione conclusiva che sintetizzi i risultati ottenuti.Questa relazione, che rappresenta la conclusione dell’esperimento, indica se i dati convalidano o confutano l’ipotesi.

8. Un esperimento scientifico è un procedimento studiato per controllare una previsione. Alcuni tipi di esperimenti sono piuttosto semplici da progettare, altri possono richiedere una più sviluppata capacità di risolvere problemi.

9. CONTINUAZIONE DELL'ESPERIMENTO:Al termine di un esperimento, i ricercatori possono decidere di ripetere lo stesso esperimento per verificarne i risultati, oppure possono condividere i risultati ottenuti, per esempio pubblicandoli su una rivista scientifica, in modo che altri scienziati valutino i procedimenti seguiti o decidano di ripetere l’esperimento. Le conclusioni dell’esperimento, inoltre, possono es- sere confrontate con i risultati ottenuti da altri scienziati. In questo modo è facile che emergano nuove domande e idee per nuovi esperimenti.

10. CHE COS'é UN GRUPPO DI CONTROLLO: Leggendo la descrizione di molti esperimenti, potreste incontrare i termini gruppo di controllo e gruppo sperimentale. Per tutti i gruppi sottoposti all’esperimento le variabili controllate sono esattamente uguali, mentre le variabili manipolate sono diverse. Nel gruppo sperimentale, la variabile manipolata viene modificata in base alle intenzioni del ricercatore. Il gruppo di controllo serve come standard di confronto e può essere formato da oggetti le cui variabili non sono modificate in alcun modo, o da oggetti che sono stati trattati come accadrebbe normalmente.