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Scientific Process

Outlines the process used to investigate scientific questions.

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과학적 접근

이 사람이 진짜 과학자라 생각하는가? 과학소설에서 흔히 과학자는 안경을 낀 광대 같은 사람이 실험실에서 화학약품을 섞는 모습으로 묘사된다. 그러나 이러한 모습은 실제 과학자와는 거리가 멀다. 실제 과학자는 고도의 훈련을 받은 전문가이며 과학의 연구는 매우 조직적이고 엄정한 방법에 따라 이루어진다. 

과학의 연구

연구는 과학의 핵심이다. 과학자들은 연구를 통해 과학적 지식을 더해가며 자연에 대해 더 나은 이해를 하게된다.  과학적 연구는 질문에 답을 하는데 도움이 되는 증거를 생성해준다. 비록 그 증거가 답을 제공하지 못한다 해도 유용할 수 있다. 이는 그것이 새로운 연구 질문을 이끌어 줄 수도 있기 때문이다. 더 많은 지식의 발견으로 과학이 진보한다.   

과학적 연구의 단계

과학자들은 세계를 다양한 방법으로 연구한다. 서로 다른 분야의 과학자들은 다른 방법을 사용하고 다른 이론과  질문에 따라 연구를 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 대부분의 과학자들은 아래 그림에 나타나 있는 일반적인 단계에 따라 연구를 수행한다. 이러한 접근을 보통 과학적 방법이라 부른다. 그러나 과학적 방법이란 일반적 접근이지 엄격한 일련의 단계가 아님에 유의해야 한다. 얘를 들어, 과학자들은 이들 단계의 순서를 바꿀 수도 있고, 또는 일부 단계를 건너 뛰거나 반복할 수도 있다.

[질문을 한다. -> 배경을 연구한다. -> 가설을 설정한다. -> 데이터를 분석하고 결론을 끌어낸다. -> 결과를 보고한다.(자신의 가설이 옳았는가?) ]

과학적 방법의 사용: 단순한 예

다음의 단순한 예가 과학적 방법이 어떻게 작동하는지 이해하는데 도움을 줄 것이다. 아래 그림의 코디는 시리얼을 먹으며 시리얼 상자에 적힌 성분표시를 읽었다.  그는 시리얼에 철분이 포함되었음을 알게 되었다. 코디는 학교에서 자석에 관해 공부했으며 자석은 철을 포함한 물질을 끌어당긴다는 것을 알고 있다. 그는 시리얼의 플레이크에 철분이 강한 자석에 의해 끌릴 정도로 많이 들어 있을지 궁금하였다. 그는 아주 강력한 자석을 사용한다 해도 철의 함량이 이러한 일이 일어나게 하기에는 너무 작을 것이라 생각한다. 

코디는 질문이 생기게한 관찰을 한다. 관찰에 대한 호기심이 대부분의 조사를 시작하게 한다.

 

Q: 만일 코디가 과학적 연구를 한다면 그의 질문과 가설은 무엇이 되겠는가?

A: 코디의 질문은 “플레이크에 강력한 자석에 의해 끌어 당겨질 만큼의 철분이 포함되어 있는가?"이다. 그의 가설은 “플레이크의 철분함량이 너무 낮아서 강력한 자석을 사용한다 해도 끌리지 않을 것이다.'이다 

코디는 그의 가설을 검증하기 위해 실험을 하기로 하였다. 그는 그의 엄마의 연장통에서 강력한 자석을 꺼내 책상위의 시리얼 플레이크에 가져갔다. 그리고 천천히 플레이크 위에서 자석을 움직였다. 놀랍게도 자석이 플레이크에 매우 가까워지자 플레이크가 자석을 따라 움직였다. 

Q: 이 증거에 의해 코디는 어떤 결론을 내릴 수 있나?

A: 코디는 자신의 가설이 틀렸다는 결론을 내려야 한다. 시리얼의 플레이크에는 강력한 자석에 끌릴 만큼의 철분이 포함되어 있다.

Q: 만일 코디가 과학적 연구를 하는 실제 과학자였다면 그는 다음에 무엇을 해야 하는가? 

A: 그는 자신의 결과를 다른 과학자들에게 보고해야 한다.

요약

  • 연구는 과학의 핵심이다. 이는 과학자들이 질문에 답하고 세계를 더 잘 이해할 수 있도록 해준다.
  • 대부분의 과학자들은 연구를 할 때에 동일한 일반적 접근을 따르며 이를 과학적 방법이라 부른다. 이는 다음 단계를 포함한다.: 질문을 한다. -> 배경 연구를 한다. -> 가설을 설정한다. -> 데이터를 분석하고 결론을 끌어낸다. -> 결과를 보고한다.(자신의 가설이 옳았는가?) ]

연습

다음 사이트에서 “Money in a Blender” 조사의 과정을 읽고 아래의 질문에 답하라. 부모나 교사의 허락을 받고 이 활동을 자신이 해보라.

http://www.stevespanglerscience.com/experiment/00000126

  1. 이 조사에서 어떤 연구 질문이 제기되었나? 이 조사에서 검증할 가설은 무엇인가?
  2. 이 조사의 절차를 본인이 따라 했다면 본인이 관찰한 증거를 설명하라.
  3. 이 증거로부터 어떤 결론을 이끌어 내겠는가?

복습

  1. 과학에서 연구의 역할은 무엇인가?
  2. 과학적 방법의 각 단계를 열거하라.
  3. 코디가 약한 자석을 사용하고 시리얼의 플레이크가 자석에 딸려오지 않았다고 가정해보자. 그는 어떤 결론을 이끌어 냈을까?

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