X
تبلیغات
پنجره یاد - مراحل علمي حل مسئله در شيمي

پنجره یاد

ارائه مطالب علمی - ادبی و...

مراحل علمي حل مسئله در شيمي

روش علم شيمي ( مراحل علمي حل مسئله در شيمي )
براي اين كه يك تحقيق علمي در کمترين زمان ممكن با صرف حداقل امكانات و انرژي به نتايج مطلوب و مورد اعتمادي برسد ناچار بكارگيري اصول علمي هستيم .  بايد  از روش غير علمي آزمون و خطا در اين فرآيند پرهيز كرد ، چراكه تاريخ بشري نشان مي دهد اين نحوه نگرش به مسائل نه تنها باعث اتلاف وقت ، انرژي  و امكانات مي شود بلكه نتايج نامطمئن هستند . مراحل يك روش علمي عبارت است از :1
- مشاهده علمي ( برخورد با مسئله) :
مي توان گفت كه علم با مشاهده آغاز مي شود . به همه يافته ها و آگاهي هايي واقعي كه از طريق حواس بينايي ، شنوايي ، بويايي و چشايي و بساوايي به دست مي آيند ، را مشاهده علمي گويند . اين يافته ها را  بايد خالص و بدون هر گونه تغييري ثبت نمود . براي اين كه يك تحقيق علمي به انحراف نرود ، بايد از آميخته شدن مشاهده با استنباط و تصورات شخصي پرهيز كرد .
بايد گفت ، گزارش درباره يك رويداد ، وقتي معتبر است كه مشاهده كننده هاي گوناگون يافته هاي تقريبا مشابهي ثبت كنند .
مشاهده چه به طور اتفاقي ، و يا در شرايط كنترل شده رخ دهد . دو نوع است :
مشاهده كيفي : در مشاهده كيفي كيفيت اشياء و رويدادها مانند رنگ ، بو ، مزه ، شكل ، نرمي ، نوع صدا  و ... مورد توجه قرار مي گيرند .
مثلا چوب كبريت سفيد و سر آن از ماده اي قهوه اي رنگ و زبر مي باشد  ، با مقطع مربعي شكل و شكننده است . و .....
مشاهده كمي : مشاهده اي كه كميت و اندازه اشياء و رويدادها را( با عدد يا قيد مقداري ) بيان مي كند .
مثلا چوب كبرينت با اندكي خم شدن مي شكند. ماده ي قهوه اي سر چوب كبريت خيلي زبر است . و مقطع آن 5/1 ميلي متر است . ..
اساسا در روش علمي ، مشاهدات و يافته هاي كمي از كيفي دقيق تر بوده و  اعتبار بيش تري دارند چون در ذات خود كيفيت را نيز نشان مي دهند )
2- جستجوي نظام :
 طبقه بندي مشاهدات ، خلاصه كردن و نتيجه گيري از مشاهدات گوناگون در مورد يك پديده را نظام گويند.
مثال1 : در شرايط آزمايشگاه ( دماي 25OCو فشار 1atm ) براي توليد آب از گاز اكسيژن و هيدروژن ، اطلاعات زير بدست آمده است :

حجم بخار آب توليد شده (L)

حجم گاز اكسيژن مصرفي (L)

حجم گاز هيدروژن مصرفي (L)

شماره زمايش

4/3

2/7

7/1

6/3

4/3

2/7

1

2

 نظام بدست آمده از اين آزمايش ها : در دما و فشار اتاق ، دو حجم گاز هيدروژن با يك حجم اكسيژن تر كيب مي شود و دو حجم بخار آب پديد مي آيد .        
                                 2حجم بخار آب  =    1حجم گاز اكسيژن + 2حجم گاز هيدروژن 
3- تعميم و قانون :
اگر نظام و اطلاعات حاصل از مشاهده هاي علمي را تعميم دهيم  در موارد مشابه به كار گيريم  قانون علمي  بدست مي آيد .  از اين رو ،  قانون ارتباط بين برخي ويژگي هاي يك پديده را بدون ذكر علت بيان مي كند  .
قانون ترکیب حجمی گازها : در دما و فشار ثابت ٫ در یک واکنش گازی ٫ بین حجم مواد شرکت کننده در واکنش نسبت های ساده ای برقرار است . اولین بار این قانون را گیلوساک از بررسی واکنش های مانند مثال قبلی به دست آورد.
4- چراجويي :
 اوج مرحله ي تحقيق ، خلاق ترين و پر ثمرترين فعاليت علمي است . در اين مرحله به دنبال كشف علت پديده ها و قوانين علمي هستيم .
سوال : چرا آهن در هوا زنگ مي زند؟ و ...
5- فرضيه سازي :
هر گونه استنباط و پاسخ  فرضي علت يك پديده ، كه بتوان با انجام آزمايش درستي يا نادرستي آن را امتحان كرد را فرضيه گويند.
پاسخ ها ( فرضيه ها ) در مورد عامل زنگ زدن آهن :
1- رطوبت ( متغير مستقل ) ، هوا عامل مهم زنگ زدن آهن ( متغير وابسته ) است.
2- هوا ( متغير مستقل ) ،  هوا عامل مهم زنگ زدن آهن ( متغير وابسته ) است.
توجه : در رسم نمودار  ، معمولاً متغير روي محور x ها متغير مستقل است . متغير روي محور y ها متغير وابسته  مي باشد .
 6- امتحان و آزمايش فرضيه :
مجموعه اي از مشاهده هاي منظم و كنترل شده را آزمايش گويند. كه براي اثبات درستي يا نادرستي فرضيه انجام مي شود .
 در هر آزمايش علمي ، تنها اثر يك عامل ( متغير مستقل )  بر انجام يك پديده ( متغير وابسته ) مورد بررسي قرار مي گيرد .  بقيه عوامل موثر شناخته شده و ناشناخته در انجام پديده را بايد ثابت نگه داشت . براي رسيدن به اين هدف ، هر آزمايش هاي علمي در شرايط كنترل شده انجام مي به صورت دو آزمايش هم زمان و در شرايط كا ملا  يكسان انجام مي گيرند . و تنها در داشتن يا نداشتن متغيير مستقل با هم تفاوت دارند.
 آزمايشي كه در آن متغير مستقل وجود دارد . ( آزمايش اصلي ) و آزمايشي كه متغير مستقل در آن حذف شده است( آزمايش گواه ياكنترل ) اين آزمايش براي اثبات نتيجه آزمايش اصلي طراحي مي شود.

آزمايش فرضيه ي ،" رطوبت  عامل مهم  زنگ زدن آهن است ."

آزمايش فرضيه ي ، " هوا عامل مهم زنگ زدن آهن است . "

همزمان ، در يك لوله آزمايش حاوي مقداري آب ، دو عدد ميخ آهني قرار مي دهيم.( آزمايش اصلي )

( آزمايش گواه ) در لوله خشك ديگر ، دو ميخ آهني با ماده ي نمگير  وارد مي كنيم .

 در شرايط يكسان ،  اين دو لوله را براي مدتي نگه مي داريم . پس از آن سطح دو ميخ را از لحاظ زنگ زدگي مورد بررسي و با هم مقايسه مي كنيم .

                      

 


 آزمايش اصلي      آزمايش گواه                                         

در اين دو آزمايش به جز رطوبت ، بايد تاثير  عواملي مانند هوا  ، زمان آزمايش ، فشار هوا ،   جنس و تعداد ميخ ها و ... در دو آزمايش يكسان باشند.                             

آزمايش اصلي :در يك لوله آزمايش حاوي آب جوشيده با دو عدد ميخ آهني قرار مي دهيم ، و سطح آب را با لايه ي روغن مي پوشانيم تا از تاثير هوا محفوظ بماند.

(آزمايش گواه ) : در يك لوله آزمايش حاوي آب جوشيده با دو عدد ميخ آهني وارد مي كنيم ،

در شرايط يكسان ، اين دو لوله را براي مدتي نگه مي داريم . پس از آن سطح دو ميخ را از لحاظ زنگ زدگي مورد بررسي و با هم مقايسه مي كنيم .                                     

 

 


      آزمايش اصلي                        آزمايش كنترل

در اين دو آزمايش به جز اثر هوا ، بايد تاثير رطوبت ، زمان آزمايش ، فشار هوا ،   جنس و تعداد ميخ ها و ... يكسان باشند.                             

7- تئوري ( نظريه ) علمي : فرضيه اي كه درستي آن با انجام آزمايش هاي مكرر ثابت شده است .مانند نظريه اتمي بودن ماده
البته يك نظريه علمي ممكن است ، داراي محدوديت ها يي باشد كه به مرور زمان با پيشرفت علم ، اصلاح  و كامل تر شود.                       

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و دوم مرداد 1388ساعت 14:26  توسط حمید باکویی  |