الأحد، 3 مايو، 2015

مهارات البحث العلمي




1.  مهارات البحث العلمي

لكي نفهم ماذا نعني بالبحث العلمي وما هي مركباته, فسنبدأ بمعاينة المثال التالي:-

عرض احد مسوقي المواد الزراعية على مزارع معينة ان يستعمل ماده هورمونية لزيادة منتوجه الزراعي, حيث ادعى هذا المسوق بان هذه المادة تزيد من انتاج الازهار وبالتالي من انتاج الثمر. تردد المزارع ولكنه بالنهاية قرر ان يفحص مدى صحة ادعاء المسوق.

 بهدف فحص الادعاء قرر المزارع ان ينفذ التجربة التالية:-

اخذ مجموعة من نباتات الخيار واضاف لمياه الري الماده الهرمونية وبعد مرور اسبوع  وجد ان المحصول زاد بنسبة   %75 .

السؤال الذي يطرح نفسه هنا! ماذا يمكن ان يستنتج المزارع بالنسبة لتاثير الماده الهورمونية على كمية المنتوج؟ هل فعلا الماده الهرمونية هي التي زادت من كمية المحصول؟

بالواقع, لا يمكن الوصول الى استنتاج واضح حول العلاقة بين اضافة المادة الهرمونية والزيادة بكمية المحصول وفق ما فعل المزارع, لان هنالك عدة عوامل لم تؤخذ بالحسبان اثناء تخطيط التجربة. فالزيادة بكمية المحصول قد تكون نتيجة لظروف درجة الحرارة او لكمية المياه او بسبب اضافة المادة الهورمونية.
 للوصول الى استنتاج حقيقي وصحيح, هنالك حاجة لتخطيط افضل للتجربة اخذين بعين الاعتبار عامل مهم جدا يسمى " ضابط "

بالتجربة المذكورة اعلاه, كان من المفروض ان تنفذ تجربتين, الاولى مع اضافة العامل المراد فحص تاثيره( الماده الهورمونيه), وتجربة اخرى بدون اضافة هذا العامل.( مع الحفاظ على باقي العوامل ثابتة بالتجربتين).

التجربة الثانية التي تنفذ بدون اضافة الماده الهورمونية تسمى تجربة  ضابط.

من هنا,  لتخطيط تجربة علمية بشكل صحيح يجب ان ناخذ النقاط التالية بعين الاعتبار:-

أ- سؤال البحث: وهو يتعلق بالامر المراد فحصه خلال التجربة. بالمثال السابق سؤال البحث كان" هل للماده الهورمونية تاثير على كمية محصول الخيار؟"
وقد نصل الى سؤال البحث من خلال مشاهده لنتيجة تجربة او لظاهرة معينة او من خلال قراءة مقالة علمية معينة.




امثلة لاسئلة بحث:-

-         ما هي العلاقة بين التغيير بدرجة الحرارة وبين سرعة التفاعل  ؟
-         ما هي العلاقة بين حجم محرك السيارة وبين سرعتها القصوى؟
-         ما هو تاثير شدة الاضاءة على نمو النباتات؟
-         ما هو تاثير نسبة ملوحة مياه الري على نمو النباتات؟

ب- الفرضية:-
لكل سؤال بحث هنالك عدة اجابات ممكنة( مفترضة ), وكل واحدة من هذه الاجابات المفترضة تسمى فرضية. على الفرضية ان تكون قابلة للفحص بواسطة تجربة علمية
وذالك بهدف دعمها\ تأكيدها  او نفيها. اضافة لذلك على الفرضية ان ترتكز على معلومات مسبقة وردت بالقطعة او ظهرت من خلال التجربة.

بالمثال السابق: فرضية ممكنة هي :

" اضافة المادة الهورمونية لنبات الخيار يزيد من كمية المحصول".

ج- المتغير المستقل
هو العامل الذي يقوم الباحث بتعيين مجال قيمته منذ بداية التجربة, ويتم تغيير هذه القيم خلال سير التجربة. هذا المتغير من المفروض ان يؤثر على سير التجربة وعلى نتيجتها.

بالتجربة السابقة المتغير المستقل هو:" كمية الماده الهورمونية التي اضيفت لنبات الخيار".

د- المتغير المتعلق
هو العامل الذي يقوم الباحث بقياسه خلال التجربة, لذلك هذا المتغير , تتغيير قيمته وفقا لتغيير قيمة المتغير المستقل.

بالتجربة السابقة, " كمية المحصول "  هي المتغير المتعلق.

ه- الضابط
لكي تكون التجربة كاملة, يجب ان تشمل ضابط. بمساعدة الضابط,  يمكن للباحث ان يؤكد ان العملية المفحوصة في التجربة تتاثر فعلا من متغير مستقل واحد, وبذلك تنفي تاثير باقي العوامل.

بالتجربة السابقة , " ري نبات الخيار بدون اضافة الماده الهورمونية "( مع الحفاظ على نفس الشروط الثابتة ) هي الضابط.

و- الاعادة / التكرارية
لكي نقلل العشوائية بنتائج التجربة ولكي نزيد من الثقة بصحة هذه النتائج, يجب اعادة التجربة نفسها عدة مرات او اعادة كل معالجة عدة مرات في نفس التجربة.

ز- النتائج وعرضها
بعد تنفيذ التجربة نحصل على النتائج. يفضل ان تعرض النتائج بشكل مختصر, دقيق ومرتب ليتمكن القارىء من فهمها.
هنالك عدة طرق لعرض نتائج التجارب مثل:- رسومات,تخطيطات,جداول,رسوم بيانية,صور وغيرها...

تجربة بحث (مثال 1)  :
قررت  مجموعة من الطلاب   تنفيذ سلسة تجارب لفحص تأثير عملية التهوئه  داخل برك السمك على وتيرة تنفس الاسماك.
في التجربة الاولى  : درجة حرارة مياه البركة كانت 21 درجة مئوية, ولم يستعن الطلاب بجهاز تهوئة.
في التجربة الثانية : درجة حرارة مياه البركة كانت 21 درجة مئوية وقد استعان الطلاب بجهاز تهوئة.
الاسماك التي استعملت في التجربتين كانت متساوية في الوزن والحجم والعمر ومن نفس النوع ايضا. في كل تجربة تم قياس وتيرة التنفس ثلاثة مرات.

نتائج التجربة لخصت بالجدول التالي:

رقم التجربة
محتوى وظروف التجربة
تركيز الاكسجين في الماء مع بداية التجربة (ملغم/لتر)
عدد مرات التنفس عند السمك في الدقيقة
 (قياس اول)
عدد مرات التنفس عند السمك في الدقيقة
 (قياس ثاني)
عدد مرات التنفس عند السمك في الدقيقة
 (قياس ثالث)
معدل عدد مرات التنفس عند السمك في الدقيقة.
الاولى

ماء بدرجة حرارة 21 درجة مئوية بدون جهاز تهوئة
7
100
96
98
98
الثانية
ماء بدرجة حرارة 21 درجة مئوية مع جهاز تهوئة
8
85
84
81
83

س1.  ما هو سؤال البحث الذي اراد الطلاب الاجابة عليه  في التجربة ؟
س2.  اذكر جميع العوامل ( الظروف) التي كانت ثابتة ( متماثلة) في التجربة؟
س3.  لماذا تكررت عملية القياس في كل تجربة ثلاث مرات؟
س4.  ما هو المتغير المستقل في التجربة؟
س5. ما هو  المتغير المتعلق في التجربة؟
س6.  ماذا كان الهدف من تنفيذ التجربة " الاولى" ؟
س7.  اشرح نتائج التجربة؟
س8. ما هو الاستنتاج من التجربة؟
اعاد الطلاب تنفيذ التجربة  مع احداث بعض التغييرات في ظروف التجربة.  الظروف الجديدة ملخصة في الجدول التالي:

رقم التجربة
محتوى وظروف التجربة
تركيز الاكسجين في الماء مع بداية التجربة (ملغم/لتر)
معدل عدد مرات التنفس عند السمك في الدقيقة.
الاولى

ماء بدرجة حرارة 21 درجة مئوية بدون نبات ومع ضوء.
7

الثانية
ماء بدرجة حرارة 21 درجة مئوية مع  نبات وضوء.
8



أ.   ما هو التغيير الذي احدثه الطلاب في ظروف التجربة؟
ب. ماذا يمكن ان يكون سؤال البحث في هذه التجربة؟
ج.  ما هو مصدر الزيادة في تركيز الاكسجين مع بداية التجربة   بالتجربة " الثانية"؟
د.  ماذا تتوقع ان يكون معدل عدد مرات التنفس في الدقيقة في التجربة الاولى وفي التجربة الثانية ؟
ه . أي تجربة هي تجربة " ضابط"؟  التجربة " الاولى "  ام  التجربة" الثانية " ؟ اشرح.

تجربة بحث ( مثال 2) :
اراد تلاميذ الصف الثامن فحص الظروف اللازمة لنمو  فطر عفن الخبز, ومن اجل ذالك نفذوا التجارب التالية:

ادخلوا قطعة خبز جافة لداخل كيس بداخله بعض الهواء ثم ربطوا الكيس ورقموه بالرقم  1 .
لداخل كيس اخر ( بنفس الحجم) بداخله ايضا بعض الهواء ادخلوا  قطعة خبز رطبة ثم اغلقوا الكيس ورقموه بالرقم 2 .

ظروف الهواء, الحرارة والضوء كانت متماثلة داخل الكيسين.

س1.  ما هو سؤال البحث في التجربة ؟
س2.  ما هو العامل المفحوص ( المتغير المتعلق) في التجربة؟
س3.  ما هو العامل المتغير ( المتعلق المستقل ) في التجربة ؟
س4.  لماذا كان من الضروري ان تكون باقي العوامل والظروف متماثلة داخل الكيسين؟
س5. بعد مرور عدة ايام نمى فطر عفن الخبز على قطعة الخبز التي في الكيس رقم 2. كيف تفسر هذه النتيجة  ؟ 


ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق