Problem badawczy i hipoteza – jak sobie z nimi poradzić?

12 marca, 2019

Często Ci, którzy mają pełną wiedzę nie otrzymują maksymalnej liczby punktów, bo zapominają o ważnych elementach koniecznych w maturalnej odpowiedzi.

 Sukces rozwiązania zadania, w którym chodzi o sformułowanie problemu badawczego lub hipotezy zależy od umiejętności poradzenia sobie z takimi wyzwaniami. Lata pracy z uczniami pozwoliły mi stworzyć prostą instrukcję, która pomoże w takiej sytuacji.

 Elementy doświadczenia biologicznego

  1. Sformułowanie problemu badawczego
  2. Sformułowanie hipotezy
  3. Zaplanowanie doświadczenia
  4. Przeprowadzenie doświadczenia
  5. Obserwacja i zanotowanie spostrzeżeń
  6. Wyniki
  7. Sformułowanie wniosku
  8. Weryfikacja hipotezy

 

 

  1. Sformułowanie problemu badawczego

Problem badawczy jest naszym pomysłem na przeprowadzenie eksperymentu. Jest pytaniem, które stawiamy sobie, gdy chcemy się dowiedzieć jak dany czynnik działa lub jaki ma wpływ na organizm. Eksperyment da nam odpowiedź na to zadane pytanie czyli na ten problem badawczy.

 

Problem badawczy, ale także hipoteza i wniosek składają się z 4 elementów:

  • czynnik: element, którego wpływ badamy, np. związek chemiczny, enzym, parametr warunków środowiska (oświetlenie, temperatura itd.)
  • obiekt: element, którego reakcję na czynnik chcemy zaobserwować, np. komórka, nasiono
  • proces dotyczący obiektu: z reguły nie interesuje nas sam obiekt, ale to co się z nimi dzieje, np. podział komórki, kiełkowanie nasiona, tempo zajścia reakcji
  • wpływ: konsekwencja działania czynnika na proces obiektu, np. przyspieszenie kiełkowania, zahamowanie reakcji

 

 

Jak sformułować problem badawczy

  • Pytanie: problem badawczy może być pytaniem zaczynającym się od słów:
  • Czy…?
  • Jak …?
  • Jaki wpływ…?
  • Dlaczego…?
  • Od czego zależy…?
  • W jaki sposób…?

Przykład:            Czy katalaza rozkłada nadtlenek wodoru?

Czy roztwór soli kuchennej ma wpływ na rozwój liści?

Jaki wpływ ma niska temperatura na tempo pracy serca?

 

                      Schemat problemu badawczego:

 

  • Jak czynnik X wpływa na proces obiektu Y

 

  • Czy proces obiektu Y zależy od czynnika X

 

  • Zdanie twierdzące: problem badawczy może być także zadaniem twierdzącym pasującym do schematu:
    • Wpływ czynnika X na proces obiektu Y

 

Przykład:            Wpływ  katalazy na  nadtlenku wodoru.

Wpływ soli kuchennej na rozwój liści.

Wpływ niskiej temperatury na tempo pracy serca.

 

 

  1. Sformułowanie hipotezy

Po zadaniu sobie pytania, czyli problemu badawczego, do eksperymentu zaczynamy szukać odpowiedzi w głowie, literaturze czy Internecie i dowiadujemy się jakie jest możliwy przebieg danego procesu czy jakie potencjalne skutki może mieć dany czynnik. Wybieramy najbardziej realny scenariusz i tak tworzy się hipoteza.

 

Hipoteza jest zawsze zdaniem twierdzącym, jest odpowiedzią na pytanie zawarte w problemie badawczym.

 

Schemat hipotezy: Czynnik X wpływa na proces obiektu Y

 

Jeżeli wiemy jaki jest to wpływ, należy go nazwać zastępując słowo wpływ, określenie opisującym ten wpływ, np. zwiększa, stymuluje, hamuje, zmniejsza, ogranicza, przyspiesza itd.

 

Hipoteza uszczegóławia problem badawczy, sprowadzając go do poziomu, który da się sprawdzić pojedynczym doświadczeniem

 

Przykład:            Katalaza rozkłada nadtlenek wodoru do wody i tlenu.

Hipertoniczny roztwór soli kuchennej hamuje rozwój liści.

Niska temperatura przyspiesza pracę serca.

Kierunek padania światła wyznacza kierunek wzrostu pędu rośliny.

 

  1. Zaplanowanie doświadczenia

Doświadczenie planujemy po to, aby odpowiedzieć na pytanie zawarte w problemie badawczym oraz aby zweryfikować (sprawdzić czy jest prawdziwa czy jednak fałszywa) naszą hipotezę.

Doświadczenie zawsze musi składać się z dwóch elementów:

  • Próby kontrolnej
  • Próby badawczej

 

 

Próba kontrolna to część doświadczenia w której

  • brak jest czynnika badanego, czynnika odstającego od naturalnych, a więc tego który pojawił nam się w problemie badawczym i hipotezie.
  • często organizm znajduje się w optymalnych warunkach, czyli najlepszych, potrzebnych do prawidłowego funkcjonowania. Warunki te są odzwierciedleniem warunków naturalnych dla tego organizmu.

 

 

Próba kontrolna służy jako wzorzec, jest punktem odniesienia do próby badawczej. Jest porównaniem dla próby badawczej. Próba kontrola pozwala zweryfikować wynik doświadczenia. Jest konieczna, aby móc wykluczyć przypadek i uzyskać pewność ze zmianę wywołał badany czynnik.

 

Próba badawcza to część doświadczenia w której

  • dodajemy czynnik badany, obecny w naszym problemie badawczym i hipotezie, chcemy sprawdzić jaki on ma wpływ i działanie

 

Próba kontrolna i badawcza musi być identyczna pod względem użytego obiektu biologicznego i sprzętu. Użyte organizmy muszą być podobne pod względem rozmiarów, masy, stadium rozwojowego, wieku czy płci, i musi być taka sama liczba obiektów.

Opis obu zestawów i czynności do wykonania musi być na tyle dokładny, aby móc powtórzyć doświadczenie.

 

  1. Przeprowadzenia doświadczenia.

Montujemy zestawy doświadczalny i kontrolny. Dokonujemy obserwacji oraz pomiarów, jeśli wymaga tego hipoteza.

 

  1. Obserwacja i zanotowanie spostrzeżeń

Spostrzeżenia to dokumentacja obserwacji i eksperymentu. Opisujemy zmiany zachodzące np. zmiana koloru, wydzielanie substancji (gazów, śluzów itd.), zmiana kształtu, długości, zmiana pH itp.

 

6 Opracowanie wyników.

Zbieramy pojedyncze obserwacje i zestawiamy je razem. Jeśli dokonywaliśmy pomiarów, to niezbędne może by dokonanie obliczeń matematycznych np. średniej arytmetycznej.  Otrzymane wyniki prezentujemy w postaci wykresów lub tabeli lub dokładnego opisu.

 

  1. Sformułowanie wniosków.

 

Wniosek jest odpowiedzią na problem badawczy. Jest uogólnieniem wyników.

 

Cechy wniosku:

  • jest to zdanie twierdzące
  • musi wynikać bezpośrednio z informacji zebranych w doświadczeniu, jeżeli badamy np. nasiona grochu to wniosek musi odnosić się tylko do grochu, a nie wszystkich roślin
  • wniosek nie może zawierać konkretnych informacji o zmianach jak np. ile cm wzrosła łodyga, na jaki kolor zmienił się liść itp., jest uogólnieniem
  • swoją strukturą przypomina Hipotezę, często brzmią tak samo

 

Schemat wniosku: Czynnik X wpływa na proces obiektu Y

 

  1. Weryfikacja hipotezy

Stwierdzamy czy hipoteza postawiona na początku doświadczenia jest prawdziwa czy fałszywa.

Jeżeli jest fałszywa przygotowujemy nowy zestaw doświadczalny do nowej hipotezy.

Jeżeli w polecaniu pytania znajduje się zwrot: zweryfikuj hipotezę lub określ prawdziwość stwierdzenia, odpowiedź musi się zaczynać od słów: hipoteza jest fałszywa/prawdziwa lub twierdzenie jest nieprawdziwe/prawdziwe

 

 

UWAGA!!!

Za poprawne spostrzeżenia i wnioski będące konsekwencją niewłaściwie zaprojektowanego doświadczenia nie otrzymasz punktów!!!!

 

 

W zadaniach maturalnych, oprócz tekstu często mamy rysunki przedstawiające doświadczenie – Jak skorzystać z nich, aby bez problemu stworzyć problem badawczy, hipotezę czy wniosek?

  • Aby dobrze stworzyć problem badawczy do doświadczenia z rysunku, należy prawidłowo określić (1) czynnik oraz (2) obiekt, który badamy i proces dotyczący badanego obiektu
  • Czynnik, który testujemy to element różnicujący zestawy badawcze i kontrolne. Jest nim np. temperatura, zasolenie, pH, intensywność świata czy badany antybiotyk
  • Obiekt i proces związany z obiektem (2), to element wspólny dla zestawów badawczych i kontrolnego, ale różnią się efektem działania czynnika (1) badanego, np. kiełkujące nasiona, kolor liści, ciśnienie krwi, proces osmozy czy kierunek wzrostu pędu

Jeżeli wiemy jaki jest to wpływ, należy go nazwać zastępując słowo wpływ określeniem opisującym ten wpływ, np. zwiększa, stymuluje, hamuje, zmniejsza, ogranicza, przyspiesza

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *


O mnie

Jestem Paweł. Mam doświadczenie nauczyciela akademickiego oraz wieloletni  staż udzielania korepetycji przygotowujących do matury z biologii. Dzięki licznym materiałom dydaktycznym (testy, podręczniki, filmy, mp3, prezentacje, arkusze), a teraz także z profilem społecznościowym, pomagam opanować zawiłe zagadnienia biologiczne.

Na co dzień uczę rozwiązywać zadania maturalne, analizować je i prawidłowo formułować odpowiedzi. Jestem zwolennikiem indywidualnego podejścia do ucznia i kreatywnej pracy z materiałami oraz arkuszami egzaminacyjnymi.

Opracowuję sprawdzone przepisy na zdanie matury i dostanie się na wymarzone studia!

Pozdrawiam, Paweł Kardynia