Cum să explici diferența dintre teorie, lege și fapte

Dacă întrebați pe cineva să definească ce este "teoria", acea persoană poate spune în mod corect că este o declarație care încearcă să explice un fenomen. Dacă întrebați aceeași persoană "cât de corectă este o teorie?" Ea poate răspunde că "este doar o teorie" sau că este o "presupunere". Când un om de știință vorbește despre o teorie, înseamnă ceva complet diferit.

pași

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 1

Cereți elevilor să numească câteva teorii științifice. Veți primi câteva răspunsuri comune cum ar fi:

Teoria relativității: legile fizicii sunt identice pentru toți observatorii.
Teoria evoluției prin selecție naturală: că schimbările observate la specii se datorează selecției specimenelor bine adaptate în detrimentul celor mai puțin adaptate.
Teoria Big Bang: universul a început ca un punct infinit de mic care a trecut printr-o expansiune, formând universul așa cum o știm astăzi.

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 2

Definiți ce teorie științifică este pentru elevi. O definiție bună ar putea fi ceva de genul "o teorie științifică este o declarație" generală "care încearcă să explice natura, confirmată de toate dovezile disponibile și care poate fi utilizată pentru a prezice fenomene noi care nu au fost încă observate". dacă nu prezice corect toate dovezile cunoscute. Cel mai important, teoriile pot fi schimbate pe măsură ce apar noi dovezi. Cele mai multe dintre teoriile discutate într-o clasă științifică din liceu sunt bine confirmate și este puțin probabil să fie revizuite în mod semnificativ. Teoriile puțin infailibile sunt abundente în domenii cum ar fi fizica teoretică și cosmologia, cum ar fi teoria corzilor.

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 3

Întrebați elevii dacă se pot gândi la câteva teorii în contextul acestei definiții. Probabil că va trebui să vă ajutați. Luați în considerare sugerând:

Teoria bolilor germinative: unele boli sunt cauzate de organisme microscopice.
Sistemul solar heliocentric: că planetele din sistemul nostru solar orbitează în jurul soarelui.
Teoria rotundă a pământului: că planeta este rotundă, nu plată, și nici nu are altă formă.
Teoria atomică a materiei: că toată materia este compusă din atomi.

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 4

Întrebați elevii de ce nu se gândesc la ele ca teorii. Elevii tind să nu se gândească la astfel de afirmații ca la teorii, considerându-le ca fapte. De fapt, ele sunt, dar încă se potrivesc definiției teoriei, deoarece intenția lor este să explice.

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 5

Definiți ce este un fapt științific. Un fapt este o observație obiectivă și verificabilă. Este identic pretutindeni. Acesta poate fi și a fost dovedit de mai multe ori. De exemplu, știm că teoria bolilor germinale este un fapt pentru că putem lua bacterii de la cineva care suferă de o boală, o observăm sub microscop și apoi o injecem într-un alt individ, care apoi va contracta aceeași boală. Știm că Pământul este rotund, pentru că putem călători la vest și ajungem la același punct în care am început.

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 6

Întrebați cum se poate face o teorie într-un fapt. Cele mai multe teorii nu pot fi transformate în realitate și nu toate faptele lumii care susțin asemenea teorii le transformă într-adevăr. Amintiți-vă că o teorie este o declarație generală care încearcă să explice faptele. De exemplu, popoarele antice au remarcat punctele speciale ale luminii care călătoresc prin cer. Astăzi știm că sunt planete. Ei au călătorit deoarece, ca și Pământul, au orbit soarele, la viteze și distanțe diferite de soare. Nicolaus Copernicus este, în general, considerat primul care propune acest lucru și susține teoria sa prin dovezi, însă culturile antice au ajuns la acest gând prin speculații. Astăzi, considerăm acest lucru ca fiind un fapt, deoarece trimitem multe dispozitive pe aceste planete și putem anticipa mișcările lor cu o acuratețe foarte mare. Evident, predicțiile noastre provin din teoria (și din legile care o susțin).

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 7

Vorbește despre evoluție. În mod clar, una dintre teoriile cele mai controversate de astăzi este teoria evoluției, dar să spunem doar "teoria evoluției" este necorespunzătoare. Partea teoretică a afirmației este "prin selecție naturală". Adică evoluția apare din cauza selecției naturale sau a oricărei alte metode? Evoluția este, de fapt, un fapt. Este observat constant în natură și în laborator. De fapt, oamenii de știință au considerat evoluția un fapt înainte ca Darwin să-și propună teoria. Luați în considerare evoluția lui Lamarck, care precede teoria lui Darwin. Ea a sugerat, de asemenea, că toate animalele cu sânge cald (o afirmație mai specifică decât cea a lui Darwin) au provenit de la un strămoș comun, dar nu au propus metoda corectă. În evoluția Lamarck, un animal poate trece la descendenții caracteristice dobândite pe parcursul vieții sale (cunoscută și sub numele de "utilizare și neutilizare"). Așa că a prezis că girafele își vor lua gâtul lung, întinzându-i să ajungă la frunze mai mari. Se poate sugera cu ușurință un experiment pentru a testa această ipoteză. Dacă am tăia cozile șobolanilor la naștere și le-am făcut să se înmulțească, s-ar naște în cele din urmă fără cozile lor. Nu este cazul, așa că teoria lui Lamarck astăzi este depășită, deoarece nu explică toate faptele cunoscute. Astăzi, avem un alt fapt că numai ADN (și spermatozoizii și componentele de ouă) pot fi transmise puilor. Prin urmare, schimbările în celulele somatice nu pot afecta generațiile viitoare.

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 8

Definiți ce este o lege științifică. Acesta este un concept complicat care poate confunda studenții. O lege poate fi de asemenea folosită pentru a face previziuni, însă o lege este mai puțin generală în sensul real. Acestea tind să aibă o natură mai matematică și sunt, în general, derivate din principiile timpurii, adică declarații simple despre sistemele matematice (ideale / nereale) și comportamentele acestora. Unele legi științifice includ:

Legea de încălzire și răcire a lui Newton: schimbarea temperaturii a două corpuri în contact termic este proporțională cu diferența de temperatură.
Noile legi ale mișcării de la Newton: Revendicări despre modul în care obiectele mari fabricate din atomi se comportă prin deplasarea la viteze reduse relativ una la cealaltă.
Legile termodinamicii: afirmații despre entropie, temperatură și echilibru termic.
Legea lui Ohm: Tensiunea într-un element pur rezistiv este egală cu curentul care trece prin el, în funcție de rezistența sa.

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 9

Realizați că o lege nu este reală. În același sens în care natura nu este obligată să fie de acord cu teoriile noastre, ea nu este obligată nici să se supună legilor noastre. Dar chiar și așa, nu ne-am redus utilitățile. Explicați că teoriile sunt mai mari decât legile și că "promovarea" unei teorii unei legi ar fi de fapt o degradare. Teoria relativității va fi vreodată legea relativității și teoria evoluției prin selecție naturală nu va fi niciodată legea evoluției prin selecție naturală. Știm că legile mișcării lui Newton nu sunt corecte. Ele sunt combătute atunci când obiectele sunt prea mici sau se mișcă prea repede (în raport cu alte obiecte). Dacă elevii dvs. merg la cursuri moderne de colegiu fizic, vor dovedi neconcordanțe (și, prin urmare, neadevăr) în legile lui Newton. De ce, totuși, încă o învățăm? Pentru că sunt extrem de bune la predicții. Sunt atât de buni încât inginerii care construiesc zgârie-nori nu trebuie decât să le ia în considerare. Este chiar posibil să călătorești prin sistemul solar numai cu ei, dar acestea nu sunt corecte. Rețineți că multe legi nu au fost încă dovedit a fi false, ca ecuația Schrodinger, care prezice comportamentul cuantic al particulelor, și legea lui Newton de încălzire și răcire, care este o declarație mai puțin specifică a legilor termodinamicii, care, în sine, nu au fost niciodată verificate împotriva.

Imaginea intitulată Explicați diferența dintre teorie, lege și un fapt Pasul 10

Discutați despre ce constituie o teorie. O teorie este construită în primul rând cu fapte. De asemenea, ele conțin legi, dar înseamnă foarte puțin fără fapte. Teoriile conțin, de asemenea, inferențe logice. De exemplu, se deduce că legile derivate prezic fapte, împreună cu multe alte inferențe epistemologice de bază (care reprezintă mai degrabă probleme filosofice decât științifice). Vorbește despre cum știm ce știm. După toate etapele anterioare, omul de știință creează o declarație generală pentru a explica toate aceste dovezi. Alți oameni de știință reafirmă faptele și folosesc teoria pentru a prezice și a realiza noi fapte.

Discutați despre speculații. O speculație este o declarație generală despre natură care este construită fără fapte (sau fapte suficiente). Asta este, este doar o lovitură în întuneric. Acesta poate fi un pas preliminar către o teorie, încurajând descoperirea faptelor care pot conduce sau ameliorează o teorie, deși rezultatul poate fi destul de diferit de speculațiile originale. Considerăm că culturile antice speculează că soarele este centrul sistemului solar, însă, în timp, filosofii naturaliști (strămoșii academici ai oamenilor de știință) nu au recunoscut valoarea faptului că au sprijinit-o. Din această cauză, această cunoaștere a fost, din păcate, pierdută de milenii.