Natura della scienza
&
Competenze
scientifiche
Una ricerca inizia con una …
• Domanda di ricerca
– Ciò che gli scienziati
vogliono sapere
Quali sono i due tipi generali di
ricerca:
• Sperimentale
• Descrittiva
La ricerca descrittiva è…
• Basata
principalmente sulle
osservazioni
Sono esempi di ricerca
descrittiva…
• Fare modelli
• Le dissezioni
• L'osservazione di
animali in Natura
Ad esempio…
In che modo i sopravvissuti a un
disastro reagiscono al disastro
stesso?
Non ci sono variabili; i dati si basano
sull'osservazione e i colloqui con i
sopravvissuti
La ricerca sperimentale è…
• La manipolazione di
variabili
Parlando di variabili….
Quali sono i tre tipi di variabili?
• Variabili indipendenti
• Variabili dipendenti
• Variabili controllate
– Anche dette costanti
Le variabili indipendenti sono…
•
•
•
•
Ciò che viene testato
Ciò che viene cambiato
La differenza tra i gruppi
La “causa” dei cambiamenti
Le variabili dipendenti sono…
•
•
•
•
Ciò che viene osservato
Ciò che viene misurato
I dati
L' “effetto” causato dalla variabile
indipendente
La variabili controllate sono…
• Cose che potrebbero cambiare, ma non lo
fanno
• Mantenute costanti dallo scienziato
• Permettono un test equo
Dunque una domanda
sperimentale deve indicare le
variabili
• In che modo la variabile indipendente
influenzerà la variabile dipendente
• Quale effetto provoca la variabile
indipendente su quella dipendente
Ad esempio…
• In che modo la temperatura degli oceani
influenza la velocità degli uragani?
– Variabile indipendente
• Temperatura (T) degli oceani
– Variabile dipendente
• Velocità degli uragani
Predizioni
• Previsioni informate su cosa accadrà
durante l'investigazione
– Basate su conoscenze pregresse
(osservazioni, ricerca di background, ecc)
Ad esempio…
Le persone durante un disastro
reagiranno cercando di aiutare gli
altri.
Questa è una PREDIZIONE perchè è ciò
che pensi che accadrà.
Ipotesi
• Tipo particolare di predizione
• Cosa la rende speciale???
– E' una previsione sulle VARIABILI e sulla loro
relazione, in particolare,
• In che modo la variabile indipendente influenza
quella dipendente?????????
Come scrivere un'ipotesi
• Usate un'affermazione del tipo Se...
Allora...
• SE la variabile indipendente cambia,
ALLORA la variabile dipendente cambia
– Questo tipo di frase mostra cosa la variabile
indipendente fa alla variabile dipendente
Ad esempio…
• SE la T dell'acqua dell'oceano aumenta,
ALLORA la velocità dell'uragano
aumenterà.
• Questo mostra la relazione attesa tra la
variabile indipendente (la T dell'acqua
dell'oceano) e quella dipendente (la
velocità dell'uragano)
– Se la T dell'acqua cambia, essa provocherà
un cambiamento anche nella velocità
dell'uragano.
L'ipotesi nulla
• Procedura statistica
• Affermata come se non ci fosse alcuna
relazione tra variabile dipendente e
indipendente
Ad esempio…
• Non c'è alcuna relazione tra la
temperatura dell'acqua degli oceani e la
velocità degli uragani
Pianificare l'investigazione –
Progetto sperimentale
• E' necessario assolutamente conoscere
quali sono le variabili
– Cosa state facendo cambiare
• Come lo state facendo
– Cosa state misurando
• Come lo state misurando
– Prove ripetute
– Tabelle dei dati
Tabelle dei dati?
• Dati numerici (quantitativi) in righe e
colonne
• Vengono elencate le variabili quantitative
specifiche
• Vengono elencate il numero di prove
• Vengono lasciate bianche le caselle per i
dati (variabili dipendenti)
Titolo che descrive i dati
Prova
1
2
3
4
5
Media
Variabile 1 Variabile 2 Variabile 3
Analisi dei dati
• Ridurre i dati
– Fare qualcosa per diminuire la quantità di dati
• Tendenze centrali
–
–
–
–
–
Media
Mediana
Moda
Ampiezza
Frequenza
Analisi dei dati
• Graficare i dati
– Vediamo tendenze, schemi, relazioni,
paragoni
– Grafici a barre
• Ci permettono di paragonare i dati
– Grafici a linea
• Ci mostrano tendenze e cambiamenti
– Grafici a punti
• Mostrano correlazioni e associazioni tra variabili
Grafici a barra
Sporcizia sulla spiaggia:
Tipo e quantità totale
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Sig
are
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Po
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Pla
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a
Ca
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Me
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Sto
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Go
mm
a
Alt
ro
Quantità
Questo
mostra
un
paragon
e del tipo
e
quantità
di
spazzatu
ra sulla
spiaggia
Materiale
Grafico a linea
Questo
mostra un
cambiame
nto nelle
medie dei
voti; la
tendenza
è un
aumento
delle
medie
Grafico a punti:
correlazione positiva
Un aumento
nella variabile
sull'asse X è
associato a
un aumento
della variabile
sull'asse Y
Grafico a punti:
correlazione negativa
Un aumento
nella variabile
sull'asse X è
associato a
una
diminuzione
della variabile
sull'asse Y
Grafico a punti:
nessuna correlazione
Punti dei dati
random – non
c'è alcuna
associazione
tra le variabili
Conclusioni
• Come riassumiamo l'investigazione
– I dati supportano l'ipotesi?
• Se lo fanno – accettiamo l'ipotesi
• Se non lo fanno – rigettiamo l'ipotesi
– Sempre sostenete ciò che dite con i dati
• Evidenze
– Discutete i problemi o le difficoltà sorte
nell'investigazione
– Discutete l'importanza o la rilevanza
dell'investigazione e come può essere
ampliata o implementata
Comunicate ciò che sapete
• Scoprire qualcosa di nuovo non aiuta
nessuno se non viene condiviso
– Giornali e riviste
– Presentazioni