Eine Theorie entwickeln: 14 Schritte (mit Bildern)

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Eine Theorie entwickeln: 14 Schritte (mit Bildern)
Eine Theorie entwickeln: 14 Schritte (mit Bildern)
Anonim

Eine Theorie erklärt, warum etwas passiert oder wie mehrere Dinge zusammenhängen. Es ist das „Wie“und das „Warum“eines beobachtbaren „Was“. Um eine Theorie zu entwickeln, müssen Sie der wissenschaftlichen Methode folgen. Machen Sie zunächst messbare Vorhersagen darüber, warum oder wie etwas funktioniert. Testen Sie dann diese Vorhersagen mit einem kontrollierten Experiment und schließen Sie objektiv, ob die Ergebnisse die Hypothesen bestätigen oder nicht.

Schritte

Teil 1 von 3: Eine Theorie konzipieren

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 1

Schritt 1. Fragen Sie sich "warum?

" Suchen Sie nach Mustern zwischen scheinbar nicht zusammenhängenden Dingen. Erkunden Sie die Ursachen hinter alltäglichen Ereignissen und versuchen Sie vorherzusagen, was als nächstes passieren wird. Wenn Sie bereits den Samen einer Theorie in Ihrem Kopf haben, beobachten Sie die Themen dieser Idee und versuchen Sie, wie Schreiben Sie das „Wie“, das „Warum“und die Verbindungen zwischen Ursachen und Wirkungen auf, während Sie sie zusammensetzen.

Wenn Sie keine Theorie oder Hypothese im Sinn haben, können Sie damit beginnen, Verbindungen herzustellen. Wer mit neugierigen Augen durch die Welt geht, kann plötzlich auf eine Idee kommen

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 2

Schritt 2. Entwickeln Sie eine Theorie, um ein Gesetz zu erklären

Im Allgemeinen ist ein wissenschaftliches Gesetz die Beschreibung eines beobachteten Phänomens. Es erklärt nicht, warum das Phänomen existiert oder was es verursacht. Die Erklärung des Phänomens wird als wissenschaftliche Theorie bezeichnet. Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis, dass Theorien mit ausreichender Forschung zu Gesetzen werden.

Zum Beispiel: Newtons Gravitationsgesetz war das erste, das mathematisch beschreibt, wie zwei verschiedene Körper im Universum miteinander interagieren. Das Newtonsche Gesetz erklärt jedoch nicht, warum es Gravitation gibt oder wie Gravitation funktioniert. Erst drei Jahrhunderte nach Newton, als Albert Einstein seine Relativitätstheorie entwickelte, begannen Wissenschaftler zu verstehen, wie und warum die Schwerkraft funktioniert

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 3

Schritt 3. Recherchieren Sie die akademischen Präzedenzfälle zu Ihrer Theorie

Erfahren Sie, was bereits getestet, bewiesen und widerlegt wurde. Finden Sie alles über Ihr Thema heraus und stellen Sie fest, ob jemand die gleichen Fragen schon einmal gestellt hat. Lernen Sie aus der Vergangenheit, damit Sie nicht dieselben Fehler machen.

  • Nutzen Sie vorhandenes Wissen, um Ihr Thema besser zu verstehen. Dazu gehören Gleichungen, Beobachtungen und bestehende Theorien. Wenn Sie sich mit einem neuen Phänomen befassen, versuchen Sie, auf verwandten Theorien aufzubauen, die bereits bewiesen wurden.
  • Finden Sie heraus, ob jemand Ihre Theorie bereits entwickelt hat. Bevor Sie fortfahren, sollten Sie sich vergewissern, dass sich noch niemand mit diesem Thema beschäftigt hat. Wenn Sie nichts finden können, können Sie Ihre Theorie entwickeln. Wenn jemand bereits eine ähnliche Theorie aufgestellt hat, lesen Sie seine Arbeit durch und sehen Sie, ob Sie darauf aufbauen können.
Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 4

Schritt 4. Erstellen Sie eine Hypothese

Eine Hypothese ist eine begründete Vermutung oder Aussage, die darauf abzielt, eine Reihe von Tatsachen oder Naturphänomenen zu erklären. Schlagen Sie eine mögliche Realität vor, die logisch aus Ihren Beobachtungen folgt – suchen Sie nach Mustern und überlegen Sie, was diese Dinge verursachen könnte. Verwenden Sie eine "Wenn, dann"-Form: " Wenn [X] wahr ist, dann ist [Y] wahr " oder " Wenn [X] wahr ist, ist [Y] nicht wahr." Formale Hypothesen enthalten eine „unabhängige“und eine „abhängige“Variable. Die unabhängige Variable ist eine mögliche Ursache, die Sie optimieren und kontrollieren können, während die abhängige Variable ein Phänomen ist, das Sie beobachten oder messen.

  • Wenn Sie die wissenschaftliche Methode verwenden, um Ihre Theorie zu entwickeln, muss Ihre Hypothese messbar sein. Sie können eine Theorie nicht ohne Zahlen beweisen, die sie untermauern.
  • Versuchen Sie, mehrere Hypothesen aufzustellen, die Ihre Beobachtungen erklären könnten. Vergleichen Sie diese Hypothesen. Überlegen Sie, wo sie sich überschneiden und wo sie sich teilen.
  • Beispielhypothese: "Wenn Hautkrebs mit ultraviolettem Licht zusammenhängt, dann haben Menschen mit einer hohen UV-Exposition eine höhere Häufigkeit von Hautkrebs." oder "Wenn die Änderung der Blattfarbe mit der Temperatur zusammenhängt, führt die Exposition der Pflanzen gegenüber niedrigen Temperaturen zu Veränderungen der Blattfarbe."
Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 5

Schritt 5. Wisse, dass jede Theorie als Hypothese beginnt

Achten Sie darauf, die beiden nicht zu verwechseln. Eine Theorie ist eine gut getestete Erklärung dafür, warum ein Muster existiert, während eine Hypothese nur ein vorhergesagter Grund für dieses Muster ist. Eine Theorie wird immer durch Beweise gestützt. Eine Hypothese ist jedoch nur ein vorgeschlagenes mögliches Ergebnis, und es kann wahr sein oder auch nicht. Punktzahl

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Teil 1 Quiz

Was ist ein Beispiel für eine formale Hypothese?

Wenn Sie einen Topf mit Wasser offen lassen, verdunstet es schneller.

Absolut! Wie alle Hypothesen ist dies eine fundierte Vermutung über den Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung. Diese Hypothese stellt die Behauptung auf, dass Wasser schneller verdunstet, weil der Topf aufgedeckt wird. Dies ist eine Behauptung, die dann durch Experimente definitiv bewiesen oder widerlegt werden kann. Lesen Sie weiter für eine weitere Quizfrage.

Goldfische verlieren mit der Zeit manchmal ihre Farbe.

Nö! Dies ist nur eine qualifizierte Feststellung von Tatsachen und keine Hypothese, die eine fundierte Vermutung über Ursache und Wirkung sein sollte. Eine verwandte Hypothese könnte beispielsweise lauten: „Wenn ein Goldfisch nicht dem Sonnenlicht ausgesetzt ist, verliert er seine Farbe.“Versuchen Sie es mit einer anderen Antwort…

Wenn Sie Äpfel im Kühlschrank aufbewahren, können sie länger halten oder auch nicht.

Nicht ganz! Dies kommt dem Format einer formalen Hypothese ziemlich nahe, aber Sie sollten Ihre Wetten nicht absichern. Sprache wie „kann oder darf nicht“gehört nicht in eine Hypothese. Auch wenn eine Hypothese nur eine Vermutung ist, sollte sie eine starke und eindeutige Aussage machen, damit sie definitiv bewiesen oder widerlegt werden kann. Rate nochmal!

Wenn Sie im Sommer eine niedrigere Stromrechnung wünschen, schließen Sie die Vorhänge in Ihrem Haus.

Nicht genau! Während dieser Satz eine Art Kausalität zwischen geschlossenen Vorhängen und einer niedrigeren Stromrechnung impliziert, sollte eine formale Hypothese über den Zusammenhang explizit sein. Sie könnten stattdessen sagen: „Wenn Sie Ihre Vorhänge schließen, behält Ihr Haus mehr kühle Luft.“Versuchen Sie es nochmal…

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Teil 2 von 3: Hypothesen testen

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 6

Schritt 1. Entwerfen Sie ein Experiment

Nach der wissenschaftlichen Methode muss Ihre Theorie überprüfbar sein. Entwickeln Sie einen Weg, um zu testen, ob jede Hypothese wahr ist. Führen Sie Ihren Test unbedingt in einer kontrollierten Umgebung durch: Versuchen Sie, das Ereignis und Ihre vorgeschlagene Ursache (die abhängige und unabhängige Variable) von allem zu isolieren, was die Ergebnisse verkomplizieren könnte. Seien Sie präzise und achten Sie auf externe Faktoren.

  • Stellen Sie sicher, dass Ihre Experimente wiederholbar sind. In den meisten Fällen reicht es nicht aus, eine Hypothese nur einmal zu beweisen. Ihre Kollegen sollten in der Lage sein, Ihr Experiment selbst nachzubauen und die gleichen Ergebnisse zu erzielen.
  • Lassen Sie Ihr Testverfahren von Kollegen oder Beratern überprüfen. Bitten Sie jemanden, Ihre Arbeit zu überprüfen und zu bestätigen, dass Ihre Logik stichhaltig ist. Wenn Sie mit Partnern zusammenarbeiten, stellen Sie sicher, dass jeder seinen Beitrag leistet.
Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 7

Schritt 2. Finden Sie Unterstützung

Je nach Studienfach kann es schwierig sein, komplexe Experimente ohne Zugang zu bestimmten Geräten und Ressourcen durchzuführen. Wissenschaftliche Ausrüstung kann teuer und schwierig zu beschaffen sein. Wenn Sie an einer Universität eingeschrieben sind, sprechen Sie mit Professoren und Forschern, die Ihnen helfen können.

Wenn Sie nicht zur Schule gehen, sollten Sie sich an Professoren oder Doktoranden einer örtlichen Universität wenden. Wenden Sie sich zum Beispiel an die Physikabteilung, wenn Sie eine Theorie der Physik erforschen möchten. Wenn Sie eine weit entfernte Universität finden, die viele spannende Forschungen in Ihrem Bereich betreibt, sollten Sie sie per E-Mail nach ihrer Forschung, ihren Ergebnissen oder ihren Ratschlägen für Ihr Projekt fragen

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 8

Schritt 3. Führen Sie genaue Aufzeichnungen

Auch hier müssen Experimente reproduzierbar sein: Andere Personen müssen in der Lage sein, einen Test auf die gleiche Weise wie Sie aufzubauen und das gleiche Ergebnis zu erzielen. Führen Sie genaue Aufzeichnungen über alles, was Sie in Ihrem Test tun. Bewahren Sie alle Ihre Daten auf.

Wenn Sie in der Wissenschaft tätig sind, gibt es Archive, in denen die im Rahmen der wissenschaftlichen Forschung gesammelten Rohdaten gespeichert werden. Wenn andere Wissenschaftler von Ihrem Experiment erfahren möchten, können sie diese Archive konsultieren oder Sie nach Ihren Daten fragen. Stellen Sie sicher, dass Sie alle Details angeben können

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 9

Schritt 4. Bewerten Sie die Ergebnisse

Vergleichen Sie Ihre Vorhersagen miteinander und mit den Ergebnissen Ihrer Experimente. Suchen Sie nach Mustern. Fragen Sie sich, ob die Ergebnisse auf etwas Neues schließen lassen, und überlegen Sie, ob Sie etwas vergessen haben. Unabhängig davon, ob die Daten die Hypothese bestätigen oder nicht, achten Sie auf versteckte oder „exogene“Variablen, die die Ergebnisse beeinflusst haben könnten.

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 10

Schritt 5. Schaffen Sie Sicherheit

Wenn die Ergebnisse Ihre Hypothese nicht stützen, lehnen Sie die Vorhersage als falsch ab. Wenn Sie in der Lage sind, die Hypothese zu beweisen, ist die Theorie der Bestätigung einen Schritt näher. Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse immer so detailliert wie möglich. Wenn ein Testverfahren und seine Ergebnisse nicht reproduziert werden können, ist es viel weniger nützlich.

  • Stellen Sie sicher, dass sich die Ergebnisse nicht jedes Mal ändern, wenn Sie das Experiment durchführen. Wiederholen Sie die Tests, bis Sie sich sicher sind.
  • Viele Theorien werden aufgegeben, nachdem sie durch Experimente widerlegt wurden. Wenn Ihre neue Theorie jedoch etwas erklärt, was frühere Theorien nicht können, kann dies ein wichtiger wissenschaftlicher Fortschritt sein.

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Teil 2 Quiz

Wann könnte Ihre Hypothese möglicherweise als Theorie betrachtet werden?

Wenn Ihr Experiment mindestens einmal zu dem hypothetischen Ergebnis führt.

Nö! Es ist vielversprechend, die von Ihnen angenommenen Ergebnisse zu erhalten, aber es reicht nicht aus, Ihre Hypothese als Theorie zu bezeichnen. Möglicherweise haben Sie das Experiment unbewusst beeinflusst, um zu Ihrer Hypothese zu führen, oder es war einfach ein Zufall. Sie müssen Ihr Experiment mehr als einmal durchführen. Es gibt eine bessere Option da draußen!

Wenn Sie bei Experimenten eine Vielzahl unterschiedlicher Ergebnisse erhalten.

Nicht ganz! Wenn Sie während des Experimentierens eine Reihe verschiedener Ergebnisse erhalten, ist Ihre Hypothese noch lange nicht bereit, als Theorie angesehen zu werden. Tatsächlich kann dies Ihre Hypothese sehr gut widerlegen. Versuchen Sie es nochmal…

Wenn Sie bei wiederholten Experimenten jedes Mal die gleichen Ergebnisse erhalten.

Richtig! Eine Hypothese kann am besten getestet werden, wenn Sie Ihre Ergebnisse immer wieder wiederholen können. Wenn andere das Experiment durchführen und zu genau den gleichen Ergebnissen kommen, ist Ihre Hypothese möglicherweise auf dem besten Weg, als Theorie angesehen zu werden. Lesen Sie weiter für eine weitere Quizfrage.

Wenn jemand anderes Ihr Experiment wiederholt und fast die gleichen Ergebnisse erzielt.

Versuchen Sie es nochmal! Wenn es um Wissenschaft geht, ist „fast“nicht ganz nah genug. Jemand anderes, der Ihr Experiment wiederholt, sollte Ihre Ergebnisse vollständig reproduzieren können, andernfalls ist Ihre Hypothese widerlegt. Versuchen Sie es mit einer anderen Antwort…

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Teil 3 von 3: Eine Theorie akzeptieren und erweitern

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 11

Schritt 1. Ziehen Sie eine Schlussfolgerung

Stellen Sie fest, ob Ihre Theorie gültig ist, und stellen Sie sicher, dass Ihre experimentellen Ergebnisse wiederholbar sind. Wenn Sie die Theorie akzeptieren, sollten Sie sie mit den Ihnen zur Verfügung stehenden Werkzeugen und Informationen nicht widerlegen können. Versuchen Sie jedoch nicht, Ihre Theorie in absolute Tatsachen zu verwandeln.

Entwickeln Sie eine Theorie Schritt 12

Schritt 2. Teilen Sie Ihre Ergebnisse

Sie werden wahrscheinlich viele Informationen sammeln, um Ihre Theorie zu beweisen. Wenn Sie sicher sind, dass Ihre Ergebnisse wiederholbar sind und Ihre Schlussfolgerungen gültig sind, versuchen Sie, Ihre Theorie in ein Papier zu bringen, das andere studieren und verstehen können. Gestalten Sie Ihren Prozess in einer logischen Reihenfolge: Schreiben Sie zuerst eine "Zusammenfassung", die Ihre Theorie zusammenfasst; Legen Sie dann Ihre Hypothese, Ihr experimentelles Verfahren und Ihre Ergebnisse dar. Versuchen Sie, Ihre Theorie in eine Reihe von Punkten oder Argumenten zu destillieren. Beenden Sie die Arbeit abschließend mit einer Erläuterung Ihrer Schlussfolgerungen.

  • Erklären Sie, wie Sie Ihre Frage definiert haben, welchen Ansatz Sie gewählt haben und wie Sie sie getestet haben. Ein richtiger Bericht wird den Leser durch alle relevanten Gedanken und Handlungen führen, die Sie zu Ihrem Schluss gebracht haben.
  • Betrachten Sie Ihr Publikum. Wenn Sie Ihre Theorie mit Kollegen auf Ihrem Gebiet teilen möchten, schreiben Sie eine formelle Arbeit, in der Sie Ihre Ergebnisse erläutern. Erwägen Sie, Ihre Arbeit bei einer wissenschaftlichen Zeitschrift einzureichen. Wenn Sie Ihre Ergebnisse der breiten Öffentlichkeit zugänglich machen möchten, versuchen Sie, Ihre Theorie in etwas Verdaulicheres zu destillieren: ein Buch, einen Artikel oder ein Video.
Entwickeln Sie einen Theorieschritt 13

Schritt 3. Verstehen Sie den Peer-Review-Prozess

In der wissenschaftlichen Gemeinschaft werden Theorien erst dann allgemein als gültig angesehen, wenn sie einem Peer-Review unterzogen wurden. Wenn Sie Ihre Ergebnisse bei einer wissenschaftlichen Zeitschrift einreichen, kann ein anderer Wissenschaftler beschließen, die Theorie und den Prozess, die Sie vorgebracht haben, einem Peer-Review zu unterziehen, d. h. zu testen, zu prüfen und zu replizieren. Dies bestätigt entweder die Theorie oder lässt sie in der Schwebe. Wenn die Theorie den Test der Zeit übersteht, werden andere möglicherweise versuchen, Ihre Idee zu erweitern, indem sie sie auf andere Fächer anwenden.

Entwickeln Sie einen Theorieschritt 14

Schritt 4. Bauen Sie auf Ihrer Theorie auf

Ihr Denkprozess muss nicht enden, nachdem Sie Ihre Theorie geteilt haben. In der Tat werden Sie vielleicht feststellen, dass das Aufschreiben Ihrer Ideen Sie dazu zwingt, Faktoren zu berücksichtigen, die Sie bisher ignoriert haben. Scheuen Sie sich nicht, Ihre Theorie zu testen und zu überarbeiten, bis Sie vollständig zufrieden sind. Dies kann mehr Forschung, mehr Experimente und mehr Papiere bedeuten. Wenn Ihre Theorie groß genug ist, können Sie die Implikationen möglicherweise nie vollständig ausarbeiten.

Scheuen Sie sich nicht, zusammenzuarbeiten. Es kann verlockend sein, Ihre intellektuelle Souveränität zu behalten, aber Sie können feststellen, dass Ihre Ideen neues Leben erhalten, wenn Sie sie mit Kollegen, Freunden und Beratern teilen

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Teil 3 Quiz

Wann gilt eine Theorie als gültig?

Wenn Ihre Hypothese strengen Tests standhält.

Nicht genau! Eine Hypothese, die Sie selbst gründlich getestet haben, mag als neu entwickelte Theorie angesehen werden, aber sie macht sie in den Augen der wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht ganz gültig. Damit eine Theorie Gültigkeit erlangt, muss sie von anderen Wissenschaftlern außer Ihnen selbst bewiesen werden. Rate nochmal!

Wenn ein anderer Wissenschaftler beschließt, Ihr Experiment zu wiederholen.

Nicht ganz! Dies ist zwar sicherlich ein wichtiger Schritt im Prozess der Validierung einer Theorie, aber nicht ausreichend. Tatsächlich kann das Ergebnis dieses Prozesses sein, dass Ihre Theorie widerlegt wird. Rate nochmal!

Wenn andere Wissenschaftler die Theorie durch Peer-Review bestätigen.

Genau! Peer-Review ist der Prozess, bei dem andere Wissenschaftler als Sie Ihr Experiment wiederholen und zu den gleichen Ergebnissen kommen. Sobald eine Reihe von wiederholten Experimenten, die von anderen Wissenschaftlern durchgeführt wurden, zum gleichen Ergebnis führen, wird sich ein Konsens bilden, der Ihre Theorie bestätigt. Lesen Sie weiter für eine weitere Quizfrage.

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