Als je vroeg meeste mensen "theorie" te definiëren, zouden zij kunnen zeggen dat het een verklaring tot een verschijnsel te verklaren. Als je diezelfde mensen vroegen, "hoe zeker is een theorie? ' Ze kunnen antwoorden: "Wel, het is maar een theorie." of "Het is een gok." Wanneer een wetenschapper spreekt over een theorie, die hij of zij bedoelt iets heel anders.
Stappen
- 1Vraag de leerlingen enkele wetenschappelijke theorieën te noemen. Je krijgt een aantal gemeenschappelijke antwoorden, zoals:
- De relativiteitstheorie: dat de wetten van de fysica zijn hetzelfde voor alle waarnemers
- De theorie van evolutie door natuurlijke selectie: dat de waargenomen veranderingen in de soorten optreden als gevolg van selectie van goed aangepaste exemplaren dan minder goed aangepaste exemplaren.
- Big Bang-theorie: dat het universum begon als een oneindig klein punt dat uitbreiding naar het heelal te vormen zoals we die vandaag kennen onderging.
- 2Definieer wetenschappelijke theorie voor de leerlingen. Een goede definitie zou kunnen zijn, "Een wetenschappelijke theorie is een algemene verklaring van plan om de natuur die wordt bevestigd door alle beschikbare gegevens zodanig dat het kan worden gebruikt om nieuwe, nog niet waargenomen fenomenen te voorspellen uit te leggen." Belangrijker nog, een theorie is de moeite waard heel weinig als het niet correct alle bekende bewijsmateriaal te voorspellen. Heel belangrijk, theorieën zijn onderhevig aan veranderingen als nieuwe gegevens beschikbaar komen. De meeste theorieën die u zullen bespreken in een middelbare school wetenschap klasse zijn goed bevestigd en zich waarschijnlijk in elke belangrijke zin te worden herzien. Theorieën die minder zijn bevestigd zijn overvloedig aanwezig in gebieden als de theoretische natuurkunde en kosmologie, zoals String Theory.
- 3Vraag de leerlingen of ze kunnen bedenken wat meer theorieën in de context van deze definitie. U zult waarschijnlijk moeten helpen. Overweeg suggereert:
- De kiem theorie van ziekte: dat sommige ziekten worden veroorzaakt door microscopisch kleine organismen.
- Het heliocentrische zonnestelsel: dat de planeten in ons zonnestelsel een baan rond de zon.
- De ronde aarde theorie: dat de aarde rond is en niet plat, of een andere vorm.
- De atoomtheorie: dat alle materie uit atomen.
- 4Vraag de leerlingen waarom ze niet denken van deze als theorieën. Studenten hebben de neiging om niet denken van deze als theorieën omdat ze hen feiten beschouwen. Sterker nog, ze zijn feiten, maar ze nog steeds passen in de definitie van de theorie, omdat zij van plan zijn uit te leggen.
- 5Definieer een wetenschappelijk feit. Een feit is een objectieve, verifieerbare waarneming. Het is overal gelijk. Het kan zijn, en is, geverifieerd vele malen. Bijvoorbeeld, we weten dat de kiem theorie van ziekte is een feit, omdat we bacteriën kunnen nemen van iemand die lijdt aan een ziekte, kijk naar dat bacteriën onder een microscoop, en vervolgens te injecteren dat bacteriën in een ander persoon - die dan krijgen die dezelfde ziekte. We weten dat de aarde rond is, want we kunnen het westen reizen en uiteindelijk eindigen waar we begonnen uit.
- 6Vraag hoe een theorie kan worden omgezet in een feit. De meeste theorieën ooit kan niet worden omgezet in werkelijkheid. Geen enkele hoeveelheid feiten ondersteuning van dergelijke theorieën maakt dit zo. Vergeet niet, een theorie is een algemene verklaring bedoeld om feiten te verklaren. Bijvoorbeeld, de oude volkeren merkte merkwaardige punten van licht die zwierven onder hun achtergrond. We weten nu deze zijn de planeten. Ze dwaalden omdat ze, net als de aarde, werden in een baan rond de zon, elk met verschillende snelheden, verschillende afstanden van de Zon. Nicolaus Copernicus wordt algemeen beschouwd als de eerste om dit voor te stellen, en te ondersteunen zijn theorie met harde bewijzen, maar oude culturen ontdekten dit door middel van speculatie. We beschouwen nu dit een feit, omdat we vele ambachtelijke hebben gestuurd naar deze planeten en kunnen hun bewegingen te voorspellen met een zeer hoge precisie. Natuurlijk, onze voorspellingen komen uit de theorie (en de wetten ten grondslag liggen).
- 7Breng evolutie. Duidelijk, een van de meest controversiële theorieën van de dag is de evolutietheorie, maar zegt alleen "de evolutietheorie" is een verkeerde benaming. Het theorie gedeelte van de verklaring is "door natuurlijke selectie." Dat is, is evolutie optreden als gevolg van natuurlijke selectie, of door een andere methode? Evolutie is, in feite, een feit. Voortdurend wordt waargenomen in de natuur, het voortdurend waargenomen in het laboratorium. In waarheid (om niet feite zo vaak zeggen), wetenschappers beschouwd als de evolutie een feit voordat Darwin zijn theorie voorgesteld. Overweeg Lamarckiaanse evolutie, die de theorie van Darwin dateert. Deze theorie stelt ook voor dat alle warmbloedige dieren (een meer specifieke verklaring dan Darwin) is ontstaan uit een gemeenschappelijke voorouder, maar wist de juiste methode niet voor te stellen. In Lamarckiaanse evolutie, kan een dier doorgeven eigenschappen gedurende de levensduur (ook bekend als "het gebruik en onbruik") verworven. Als zodanig zou het voorspellen dat giraffen verkregen lange nekken door strekken tot hogere bladeren bereiken. Men kan gemakkelijk een experiment dat dit zou testen voorstellen. Als men de staarten van muizen af te snijden bij hun geboorte en kweken zoals muizen met elkaar uiteindelijk zouden muizen geboren zonder staarten. Dit is niet het geval, en dus Lamarck's theorie is nu achterhaald omdat het geen rekening houdt met alle bekende feiten. We weten nu, als een andere omstandigheid, kan dat alleen DNA (en de componenten van sperma en eicellen) worden doorgegeven aan nageslacht. Zo kunnen veranderingen in somatische cellen geen invloed op toekomstige generaties.
- 8Definieer een wetenschappelijke wet. Dit is een ingewikkeld begrip en kunnen de neiging om studenten verwarren. Een wet kan ook gebruikt worden om voorspellingen te doen, maar een wet is minder algemeen in de eigenlijke zin. Ze hebben de neiging om meer wiskundige in de natuur en zijn meestal afgeleid van de eerste principes, dat is simpel uitspraken over wiskundige (ideale / niet feitelijke) systemen en hun gedrag. Sommige wetenschappelijke wetten zijn:
- Newton verwarming en koeling: de temperatuursverandering van twee lichamen in thermisch contact is evenredig met de temperatuurverschil.
- Newton's wetten van de beweging: uitspraken over hoe groot objecten gemaakt van atomen zich gedragen bij het verplaatsen bij lage snelheden ten opzichte van elkaar.
- De wetten van de thermodynamica: uitspraken over entropie, temperatuur en thermisch evenwicht.
- Wet van Ohm: de spanning over een zuiver resistieve element is gelijk aan de stroom door het element maal de weerstand.
- 9Benadrukken dat een wet niet echt is. In dezelfde zin dat de natuur niet verplicht is om eens met onze theorieën, is het niet verplicht om onze wetten te gehoorzamen. Maar, we hebben nog geen korting hun nut. Stress die theorieën zijn groter dan wetten, en dat "upgraden" een theorie om een wet zou een downgrade eigenlijk. De Relativiteitstheorie zal nooit de wet van relativiteitstheorie en de theorie van evolutie door natuurlijke selectie zal nooit de wet van evolutie door natuurlijke selectie te zijn. We weten dat Newtons wetten van de beweging zijn niet in feite gelijk. Ze breken wanneer de objecten zeer kleine of zeer snel verplaatsen (ten opzichte van andere objecten). Als uw leerlingen gaan op een moderne natuurkunde klasse op het college-niveau te nemen, zullen ze bewijzen dat de inconsistenties (en dus de valsheid) binnen de wetten van Newton. Waarom dan houden we ze rond? Want ze zijn buitengewoon goed in het voorspellen. Ze zijn zo goed, dat de ingenieurs bouwwolkenkrabbers hoeft alleen maar beschouwen hen. Men kan zelfs reizen door het zonnestelsel alleen overwegen hen, maar ze zijn niet correct. Merk op dat veel wetten hebben niet aangetoond vals, zoals de Schrödinger-vergelijking, die quantum gedrag van deeltjes voorspelt, en Newton's wet van verwarming en koeling, dat is een minder specifieke verklaring van de wetten van de thermodynamica, te zijn die, op zichzelf, zijn nooit aangetoond vals te zijn.
- 10Bespreek wat maakt een theorie. Een theorie is opgebouwd vooral uit feiten. Ten tweede, theorieën bevatten wetten, maar de wetten betekenen heel weinig zonder feiten. Theorieën bevatten ook logische gevolgtrekkingen. Zo moet men afleiden dat de afgeleide wetten daadwerkelijk voorspellen de feiten, samen met nog veel meer fundamentele epistemologische gevolgtrekkingen (welke filosofische strekking, eerder dan wetenschappelijke kwesties). Deze gepraat over hoe we weten wat we weten. Accumuleren al het voorgaande, de wetenschapper maakt een algemene verklaring voor al het bewijs uit te leggen. Andere wetenschappers bevestigen de feiten en gebruik de theorie om voorspellingen te doen en het verkrijgen van nieuwe feiten.
- 11Bespreken speculatie. Een speculatie is een algemene verklaring over de natuur, dat is gebouwd zonder feit (of genoeg feit). Dat is, het is gewoon een schot in het donker. Het kan een eerste stap theorie en de ontdekking van factoren die kunnen leiden tot of verbeteren theorie stimuleren, hoewel de resultaten zeer verschillend van de oorspronkelijke speculatie zijn. Bedenk dat oude culturen juist gespeculeerd dat de zon het middelpunt van het zonnestelsel, maar op dat moment, wist natuurlijke filosofen (de academische voorouders van wetenschappers) niet de waarde van de ondersteuning feit te erkennen. Vanwege dit, hun gedachten, helaas, verloren voor millennia.