Hvis du spurte folk flest å definere "teori", kan de riktig, si at det er en uttalelse ment å forklare et fenomen. Hvis du spurte de samme menneskene, "hvordan enkelte er en teori?" De kan svare, "Vel, det er bare en teori." eller "Det er en gjetning." Når en forsker snakker om en teori, betyr at han eller hun noe helt annet.
Trinn
- 1Be elevene nevne noen vitenskapelige teorier. Du vil få noen vanlige svar som:
- Relativitetsteorien: at fysikkens lover er de samme for alle observatører
- Teorien om evolusjon ved naturlig utvalg: at de observerte endringene i arter oppstå på grunn av valg av godt tilrettelagte prøver i løpet av mindre godt tilpasset prøver.
- Big Bang-teorien: at universet begynte som et uendelig lite punkt som gjennomgikk utvidelse for å danne universet slik vi kjenner det i dag.
- 2Definere vitenskapelig teori for elevene. En god definisjon kunne være som, "En vitenskapelig teori er en generell uttalelse til hensikt å forklare naturen som bekreftes av all tilgjengelig dokumentasjon slik at det kan brukes til å forutsi nye, som ennå uobserverte fenomener." Viktigere, er en teori verdt svært lite hvis det ikke spå riktig alle kjente bevis. Veldig viktig, teorier kan endres hvert som ny kunnskap blir tilgjengelig. De fleste teorier som du vil diskutere i en high school science klasse er godt bekreftet, og er usannsynlig å bli revidert i vesentlig forstand. Teorier som er mindre bekreftet er rikelig i felt som teoretisk fysikk og kosmologi, slik som String Theory.
- 3Spør elevene om de kan tenke på noen flere teorier i sammenheng med denne definisjonen. Du vil sannsynligvis nødt til å hjelpe. Vurdere å foreslå:
- Spiren teori om sykdom: at noen sykdommer er forårsaket av mikroskopiske organismer.
- Den heliosentrisk solsystem: at planetene i vårt solsystem går i bane rundt solen.
- Den runde Earth teori: at Jorden er rund, og ikke flat, eller en annen form.
- Atom-teori om saken: at all materie er bygd opp av atomer.
- 4Spør elevene hvorfor de ikke tenker på disse som teorier. Studenter har en tendens til å ikke tenke på disse som teorier fordi de anser dem fakta. De er faktisk fakta, men de fortsatt passer inn i definisjonen av teorien fordi de har tenkt å forklare.
- 5Definer et vitenskapelig faktum. Et faktum er en objektiv, kontrollerbar observasjon. Det er den samme overalt. Det kan være, og har vært, bekreftet mange ganger. For eksempel vet vi at spiren teori om sykdommen er et faktum fordi vi kan ta bakterier fra noen som lider av en sykdom, se på at bakterier under et mikroskop, og deretter injisere at bakterier inn i en annen person - som deretter vil få den samme sykdom. Vi vet at jorda er rund fordi vi kan reise rett vestover og til slutt ende opp der vi startet fra.
- 6Spør hvordan en teori kan bli forvandlet til et faktum. De fleste teorier kan aldri bli forvandlet til faktum. Ingen mengde fakta som støtter slike teorier gjør dette så. Husk at en teori en generell uttalelse ment å forklare fakta. For eksempel, la merke til de gamle folkene særegne lyspunkter som vandret blant deres bakgrunn. Vi vet nå at disse er planetene. De vandret fordi de, i likhet med jorden, var i bane rundt solen, hver på forskjellige hastigheter, forskjellige avstander fra Solen. Nicolaus Copernicus er generelt ansett for å være den første til å foreslå dette, og støtte hans teori med harde bevis, men gamle kulturer snublet over dette gjennom spekulasjon. Vi nå vurdere dette et faktum fordi vi har sendt mange båter til disse planetene og kan forutse deres bevegelser til en meget høy presisjon. Selvfølgelig våre forutsigelser kommer fra teorien (og lovene underliggende det).
- 7Ta opp evolusjon. Åpenbart er en av de mest kontroversielle teorier om dagen evolusjonsteorien, men sier bare "evolusjonsteorien" er en misvisende benevnelse. Den teoretiske delen av utsagnet er "ved naturlig utvalg." Det vil si, ikke forekommer evolusjon grunn av naturlig seleksjon eller på annen måte,? Evolution er, faktisk, et faktum. Det er stadig observert i naturen, men er stadig observert i laboratoriet. I sannhet (for å ikke si faktisk så mange ganger), forskere ansett evolusjon et faktum før Darwin foreslo hans teori. Tenk Lamarckian evolusjon, som forut for Darwins teori. Denne teorien har også foreslått at alle varmblodige dyr (en mer spesifikk uttalelse enn Darwins) oppsto fra en felles stamfar, men ikke foreslå den riktige metoden. I Lamarckian evolusjon, kan et dyr passere på egenskaper ervervet i løpet av sin levetid (også kjent som "bruk og stillstand"). Som sådan, ville det forutse at giraffer erholdt lang hals ved strekking å nå høyere blader. Man kan enkelt foreslå en eksperiment som ville teste dette. Hvis man skulle kutte haler av mus ved fødselen og avle slike mus med hverandre, til slutt, vil mus bli født uten hale. Dette er ikke tilfelle, og dermed er Lamarck teori nå foreldet fordi det ikke høyde for alle kjente fakta. Vi vet nå, som et faktum, kan det bare DNA (og komponenter av sæd og eggceller) sendes til avkom. Dermed kan endringer i somatiske celler ikke påvirke fremtidige generasjoner.
- 8Definere en vitenskapelig lov. Dette er en mer komplisert begrep, og kan tendens til å forvirre elevene. En lov kan også brukes til å gjøre forutsigelser, men en lov er mindre generelt i selve forstand. De pleier å være mer matematisk i naturen og er vanligvis avledet fra første prinsipper, er at enkle utsagn om matematiske (ideelle / ikke faktiske) systemer og deres atferd. Noen vitenskapelige lover er:
- Newtons lov av oppvarming og avkjøling: endring i temperatur av to legemer i termisk kontakt er proporsjonal med deres forskjell i temperatur.
- Newtons lover om bevegelse: statements om hvor store gjenstander laget av atomer oppfører seg når du flytter ved lave hastigheter i forhold til hverandre.
- Lovene i termodynamikk: uttalelser om entropi, temperatur og termisk likevekt.
- Ohms lov: spenningen over en rent resistiv element er lik den strøm gjennom elementet ganger dens motstand.
- 9Stress at en lov ikke er reell. På samme måte som naturen ikke er forpliktet til å være enig med våre teorier, er det ikke plikt til å adlyde våre lover. Men, vi har fortsatt ikke rabatt sin nytte. Stress at teorier er større enn lover, og at "oppgradering" en teori til en lov ville faktisk være en nedgradering. The Theory of Relativity vil aldri bli den Law of Relativity og Theory of evolusjon ved naturlig utvalg vil aldri bli lov av evolusjon ved naturlig utvalg. Vi vet at Newtons lover om bevegelse er ikke, faktisk, ikke sant. De brytes ned når objektene er svært liten eller går veldig fort (i forhold til andre objekter). Hvis elevene går på å ta en moderne fysikk klassen på høgskolenivå, vil de bevise uoverensstemmelser (og dermed løgn) innenfor Newtons lover. Hvorfor da holder vi dem rundt? Fordi de er overmåte god til å forutsi. De er så gode, at ingeniører bygge skyskrapere må bare vurdere dem. Man kan også reise gjennom solsystemet bare vurderer dem, men de er ikke riktig. Legg merke til at mange lover ikke har vist seg å være falsk, slik som Schrödingerligningen, som predikerer Quantum oppførsel av partikler, og Newtons lov av oppvarming og avkjøling, som er en mindre spesifikk angivelse av de termodynamiske lover, som i seg selv har aldri vist seg å være falsk.
- 10Diskuter hva som utgjør en teori. En teori er bygget mest av alt fra fakta. Dernest teorier inneholder lover, men lover bety svært lite uten fakta. Teorier også inneholde logiske slutninger. For eksempel må man slutte at de avledede lover faktisk forutsi fakta, sammen med mange flere grunnleggende epistemologiske slutninger (som hevder filosofisk, snarere enn vitenskapelige utgaver). Disse snakk om hvordan vi vet det vi vet. Samler all den forrige, gjør forskeren en generell uttalelse for å forklare alle bevisene. Andre forskere bekrefte fakta og bruke teorien til å gjøre forutsigelser og få nye fakta.
- 11Diskuter spekulasjon. En spekulasjon er en generell uttalelse om naturen som er konstruert uten faktum (eller nok faktisk). Det vil si, det er bare et skudd i mørket. Det kan være et foreløpig skritt mot teori og oppmuntre oppdagelsen av fakta som kan føre til eller forbedre teori, selv om resultatet kan være svært forskjellig fra den opprinnelige spekulasjoner. Tenk at gamle kulturer riktig spekulert i at solen er sentrum av solsystemet, men på den tiden, gjorde naturlige filosofer (de akademiske forfedre av forskere) ikke ser verdien av å støtte faktum. På grunn av dette, deres tanker, dessverre, gikk tapt i årtusener.