Natuurwetenschappelijk onderzoek

Een natuurwetenschappelijk onderzoek bestaat uit minimaal zes fases. Het onderzoek begint met observatie, waarna er een probleemstelling wordt geformuleerd. De derde fase is de hypothesevorming gevolgd door de experimentele fase. In de vijfde fase worden de resultaten weergegeven waaruit in de zesde fase een conclusie wordt getrokken.

Generatio Spontanea

Door de eeuwen heen is er veel onderzoek gedaan naar het ontstaan van het leven. Heel lang is men uitgegaan van generatio spontanea. Volgens deze theorie kunnen organismen ontstaan uit levenloze of dode materie. Deze theorie was gebaseerd op waarnemingen.

De Italiaan Redi twijfelde aan deze theorie. Met natuurwetenschappelijke onderzoeken toonde hij aan dat de theorie onjuist was. Bij natuurwetenschappelijk onderzoek gaat men steeds op dezelfde manier te werk. Hieronder worden de verschillende fases toegelicht.

Observatie

Het natuurwetenschappelijk onderzoek begint met observatie, ook wel waarnemen genoemd. In deze fase wordt een natuurverschijnsel waargenomen dat in aanmerking komt voor een nader onderzoek. Redi nam bijvoorbeeld waar dat in rottend vlees al snel maden te zien waren.

Probleemstelling

De tweede fase is de probleemstelling. De onderzoeker ervaart het natuurverschijnsel als een probleem en formuleert een probleemstelling. Een mogelijke probleemstelling van Redi is: hoe ontstaan maden in rottend vlees?

Hypothesevorming

In de derde fase wordt getracht een logische verklaring voor het probleem te geven. Deze fase noemen we de hypothesevorming. Hierbij stelt de onderzoeker een hypothese (veronderstelling) op. De hypothese van Redi is: maden in rottend vlees ontstaan uit de eieren van vliegen.

Experimentele fase

Na het opmaken van een hypothese begint de experimentele fase. In deze fase wordt de hypothese getoetst en wordt gekeken of de hypothese juist of onjuist is. De onderzoeker voert experimenten uit en verzamelt daarmee gegevens. Op basis van de hypothese kun je een verwachting uitspreken over de uitkomst van het experiment. Zo’n verwachting kun je als volgt formuleren: als … (hier wordt de hypothese ingevuld), dan … (hier wordt de uitkomst van het experiment ingevuld). Bij de experimenten wordt steeds gewerkt met twee groepen: een experimenteergroep en een controlegroep. In de experimenteergroep worden organismen blootgesteld aan een bepaalde invloed. De controlegroep ondergaat dezelfde proef, maar nu is deze invloed afwezig (de zogenaamde blancoproef). Per experiment mag maar één invloed tegelijk worden onderzocht. Voor de betrouwbaarheid van het onderzoek is het belangrijk dat beide groepen uit een groot aantal organismen bestaat.

Resultaten weergeven

In de vijfde fase worden de waarnemingen verricht en de gegevens verzameld. De resultaten worden vervolgens zo overzichtelijk mogelijk weergegeven. Dit kan bijvoorbeeld in de vorm van een diagram, grafiek of tabel.

Conclusie

Als laatste stap wordt er een conclusie opgemaakt. De onderzoeker vergelijkt de resultaten van het experiment met de hypothese. Indien de resultaten overeen komen met de verwachtingen kan de conclusie worden getrokken dat de hypothese juist is. Indien de hypothese onjuist blijkt te zijn zal de onderzoeker een nieuwe hypothese moeten opstellen en deze vervolgens met een nieuw experiment moeten toetsen.