Спостереження, експеримент, вимірювання, моделювання

У попередніх класах ви дізналися про те, що первісна людина боялась вогню, грому, дощу тощо. Але з часом вона почала вивчати ці явища, тобто пізнавати природу. До того ж наші предки навіть не розуміли, що за рахунок своїх випадкових дій відкриють основні методи пізнання в науці: спостереження, вимірювання, експеримент, а згодом і моделювання.

Спостереження — перший крок до пізнання природи, коли людина за допомогою органів чуття спостерігає за природними тілами і явищами у звичних для них умовах.

У кожній сфері науки спеціалісти по-своєму використовують цей метод. Скажімо, географи / географині беруть до уваги вивчення погодних умов, зміни, що відбуваються на земній поверхні, економічні ресурси тощо. Спеціалісти / спеціалістки з астрономії спостерігають за подіями, що відбуваються за межами нашої планети, у далекому космосі.

Біологи досліджують тіла живої природи або істот, що вже вимерли, а також різноманітні закономірності, системи, уплив світу живих організмів на об’єкти неживої та живої природи. Фізиків та фізикинь цікавлять закономірності в природі, різні явища й закони, властивості тощо. Хіміки / хімікині вивчають взаємодію речовин у природі.

Експеримент — це такий метод наукового дослідження, коли вивчають об’єкт дослідження за певних умов. Експерименти можна повторювати багаторазово, спостерігаючи за тим, як змінюються чи не змінюються результати. На відміну від спостереження, експеримент дозволяє природодослідникові / природодослідниці безпосередньо взаємодіяти з досліджуваним об’єктом.

Дослідження природи стає точнішим, якщо в ході спостереження чи експерименту здійснювати вимірювання. Вимірювати — означає охарактеризувати величину чого-небудь за допомогою спеціального приладдя або мірки чи еталона. Своєю чергою, еталон — точний зразок для порівняння із чим-небудь.

Усі ці еталони людина використовує в повсякденному житті. Так, навігатор в автомобілі вкаже відстань до наступного повороту чи кінцевої зупинки, продавець / продавчиня запропонують товар відповідної ваги (наприклад, кілограм цукерок чи яблук), а офіціант або офіціантка в кафетерії — великий (500 мл) або маленький (350 мл) стакан соку.

Під час фізичної активності людина рахує пульс за 1 хв. На зупинці метро дивиться на електронне табло, щоб дізнатись, коли прибуде поїзд.

Ось так це працює!

Моделювання — це створення моделі (копії) чого-небудь із метою дослідження властивостей, поведінки, процесів тощо обраного об’єкта пізнання.
Цей метод дає можливість, скажімо, вивчати процеси, які в реальному житті відбуваються миттєво, — хімічні реакції, фізичні перетворення. У такому випадку часто використовують ще й 3D-моделювання — тобто моделювання процесів на комп’ютері за допомогою спеціальних програм. Тож можна передбачити, коли станеться виверження вулкана, якою траєкторією летітиме астероїд біля Землі, як поводитиме себе той чи той матеріал, із якого планують побудувати міст, під час великих навантажень тощо.

Часом також створюють такий вид матеріальної моделі, як муляж. Це натурального розміру зліпок із гіпсу, воску, парафіну, пластику тощо, який точно відтворює форму предмета.