Temat nr 5. Określanie problemu badawczego i formułowanie

Temat nr 5. Określanie problemu badawczego i formułowanie hipotez.
Teoria
Obserwacje i doświadczenia to podstawowe źródło wiedzy biologicznej, dlatego podstawową umiejętnością jest planowanie
przebiegu obserwacji i eksperymentów związanych różnymi dziedzinami np. z: fizjologią roślin, zwierząt i człowieka oraz ekologią
lub ochroną środowiska.
Obserwacja dotyczyć może zjawisk i organizmów w warunkach niezmienionych przez obserwatora, czyli rejestruje się
istniejące fakty bez wprowadzania zmian do obserwowanego obiektu. Obserwacji biologicznych często dokonuje się w warunkach
terenowych.
Eksperyment (doświadczenie) polega na badaniu obiektu lub zjawiska w warunkach stworzonych celowo na potrzeby
doświadczenia i dających się powtarzać dowolną liczbę razy.
Sprawdzane umiejętności dotyczą:
1. formułowania problemu badawczego,
2. stawiania hipotezy,
3. planowania przebiegu obserwacji lub eksperymentu,
4. interpretowania wyników i przedstawianie wniosków.
Aby dobrze rozwiązywać tego typu zadania trzeba poznać i zrozumieć metodykę przeprowadzania doświadczenia
naukowego.
Na początku należy sformułować problem badawczy, czyli odpowiedź na pytanie: „Co jest przedmiotem (tematem)
badań?". Najczęściej problem badawczy jest w postaci zdania oznajmiającego, np. „Badanie wpływu natężenia światła na
intensywność fotosyntezy"/,,Wpływ natężenia światła na intensywność fotosyntezy", itd. Możliwe jest też formułowanie problemu
badawczego w formie pytania, np. „Czy natężenie światła wpływa na intensywność fotosyntezy?”, „Czy istnieje zależność między
liczbą mitochondriów a aktywnością metaboliczną komórki?"/„Jak aktywność metaboliczna komórki zależy od liczby mitochondriów?".
Następnie należy sformułować hipotezę badawczą. Jest to próba teoretycznej odpowiedzi na pytanie: „Jak przebiega
proces?", „Czy zależy od?", np. „Intensywność fotosyntezy zależy od natężenia światła". Hipoteza badawcza ma zawsze postać
zdania twierdzącego. Hipoteza może być bardziej szczegółowa, np. „Im większe natężenie światła, tym większa intensywność
fotosyntezy", „Im większa aktywność metaboliczna komórki, tym więcej mitochondriów" itd.. Hipotezę szczegółową
(ukierunkowaną) formułujemy zawsze, gdy polecenie w zadaniu brzmi: sformułuj hipotezę potwierdzoną wynikami badań.
Hipoteza jest zawsze założeniem teoretycznym, przewidywaniem, które wymaga sprawdzenia. Sprawdzenie to powinno się
dokonać w przebiegu doświadczenia. Jego wyniki mogą potwierdzać lub zaprzeczać postawionej hipotezie. Wyniki zaprzeczające
postawionej hipotezie mają taką samą wartość, jak wyniki potwierdzające hipotezę, jeżeli wszystko w doświadczeniu zostało
prawidłowo zaplanowane i wykonane.
Zadania do rozwiązania
1) Sformułuj problem badawczy do tego doświadczenia (1pkt).
I - próba kontrolna: glony w wodzie z dużą zawartością soli mineralnych.
II - próba badawcza: glony w wodzie z solami mineralnymi bez dostępu światła.
III - próba badawcza: glony w wodzie destylowanej.
2) Rysunek przedstawia doświadczenie badające reakcję samic konika polnego znajdujących się w okresie godowym.
Sformułuj problem badawczy tego doświadczenia (1pkt).
3) Badano skład chemiczny komórek należących do różnych tkanek roślinnych i zwierzęcych. Uzyskane przeciętne
wyniki przedstawiono w tabeli:
związek chemiczny
komórka roślinna
komórka zwierzęca
woda
73%
59%
inne związki nieorganiczne
2%
4%
białka
3%
21%
tłuszcze
1%
7%
węglowodany
20%
8%
kwasy nukleinowe
1%
1%
Sformułuj hipotezę badawczą, której potwierdzeniem są otrzymane wyniki (1pkt).
4) Postaw hipotezę i zaplanuj obserwację wpływu wysiłku fizycznego na częstotliwość oddechów (2pkt).
5) Pacjentom dwóch pięćdziesięcioosobowych grup, w przedziale wiekowym 45-50 lat, zmierzono ciśnienie krwi.
Pierwszą grupę stanowiły osoby palące po około 20 papierosów dziennie przez ostatnie 10 lat, a grupę drugą
stanowiły osoby niepalące. Postaw prawdopodobną hipotezę, której słuszność sprawdzano, wykonując powyższe
badania (1pkt).
6) Przeprowadzono badanie występowania wad postawy u młodzieży w wieku 13 lat. Badaniami objęto uczniów klasy
pływackiej w szkole sportowej oraz taką samą liczbę uczniów nie uprawiających pływania. Sformułuj problem
badawczy takiego badania (1pkt).
7) Przeprowadzono doświadczenie polegające na naświetlaniu fitoplanktonu morskiego różnymi dawkami
promieniowania UV. Okazało się, że wysokie dawki tego promieniowania powodują zmniejszenie tempa fotosyntezy
glonów. Jeden z naukowców prowadzących doświadczenie sformułował na podstawie tych wyników wniosek, że
promieniowanie UV przedostające się przez dziury ozonowe może podobnie wpływać na fitoplankton okolic
podbiegunowych. Fitoplankton występujący w okolicach podbiegunowych jest pożywieniem kryla, a krylem żywi się
z kolei płetwal błękitny
a) Sformułuj problem badawczy obserwacji, która odnosiłaby się do populacji płetwala błękitnego, a byłaby
oparta na wynikach przedstawionego wyżej doświadczenia (1pkt).
8) W doświadczeniu badano wpływ zanieczyszczenia pyłowego powietrza na różne gatunki drzew liściastych i
iglastych, występujących na określonym terenie. Sformułuj hipotezę do tego problemu badawczego (1pkt).
9) Na wykresie przedstawiono wynik doświadczenia, którego obiektem były nasiona pewnej rośliny kiełkujące w
temperaturze 20°C. Sformułuj problem badawczy tego doświadczenia. (1pkt).