1.6 Natuurwetenschappelijk onderzoek Samenvatting
Biologische kennis ontstaat door onderzoek naar de levende natuur. Onderzoekers stellen vragen over verschijnselen en kiezen een onderzoeksmethode waarmee ze die vragen kunnen beantwoorden. Daarbij zijn validiteit en betrouwbaarheid belangrijk.
Verschillende typen onderzoek
Met literatuuronderzoek verzamel je bestaande kennis over een onderwerp. Je gebruikt verschillende betrouwbare bronnen, zoals wetenschappelijke artikelen en boeken, en beoordeelt de informatie kritisch. Zo ontdek je wat al bekend is en welke vragen nog openstaan.
Bij beschrijvend onderzoek verzamel je waarnemingen en metingen. Waarnemen, of observeren, doe je nauwkeurig en volgens vooraf vastgestelde regels. De verzamelde gegevens heten data. Door veel afzonderlijke gevallen te bestuderen, kun je een algemene regel afleiden. Beschrijvend onderzoek kan ook aanleiding geven tot een hypothese.
Een hypothese is een mogelijke verklaring voor een verschijnsel of een mogelijk verband tussen verschijnselen. Bij hypothesetoetsend onderzoek verzamel je gegevens om te beoordelen of deze hypothese wordt ondersteund. Dat kan met een experiment, maar ook met andere methoden, zoals een enquête of het vergelijken van groepen.
Experimenten, steekproeven en modellen
Bij een experiment stel je een experimenteergroep bloot aan de factor die je onderzoekt. Je vergelijkt de uitkomsten met die van een controlegroep, waarin deze factor afwezig is. Deze controle heet een blancoproef. Alle overige omstandigheden moeten gelijk zijn, zodat je verschillen in de uitkomsten kunt verbinden aan de onderzochte factor.
Bij interviews en enquêtes onderzoek je vaak een steekproef: een deel van de totale groep. Een representatieve steekproef is een goede afspiegeling van die groep. Zo kun je met de verzamelde gegevens uitspraken doen over de groep die je wilt onderzoeken.
Een model is een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Onderzoek met modellen heet modelleren. Hiermee kun je bijvoorbeeld een virtueel experiment uitvoeren als een echt experiment moeilijk of onmogelijk is.
Ontwerpend onderzoek
Bij ontwerpend onderzoek ontwikkel je een product, zoals een instrument of systeem, als antwoord op een onderzoeksvraag. Je bepaalt eerst aan welke eisen het product moet voldoen. Vervolgens bouw en test je een prototype. Op basis van de testresultaten beoordeel je het ontwerp en stel je de eisen zo nodig bij. Daarna maak je de definitieve versie.
Validiteit en betrouwbaarheid
Een onderzoek is valide als je met de gekozen methode meet wat je wilt meten en de resultaten antwoord geven op de onderzoeksvraag. Een onderzoek is betrouwbaar als de resultaten zorgvuldig en eerlijk zijn verkregen en andere onderzoekers bij herhaling vergelijkbare resultaten krijgen.
De fasen van hypothesetoetsend onderzoek
- Waarneming: je merkt een verschijnsel op waarover je meer wilt weten.
- Onderzoeksvraag: je formuleert nauwkeurig wat je wilt onderzoeken.
- Hypothesevorming: je stelt een mogelijke verklaring op. Daaruit leid je een verwachting af: welke uitkomst verwacht je als de hypothese klopt?
- Experimentele fase: je voert het onderzoek uit. Bij een experiment onderzoek je één factor tegelijk en houd je de overige omstandigheden gelijk. Voldoende grote groepen helpen om betrouwbare gegevens te verzamelen.
- Resultaten: je verzamelt de gegevens en geeft ze overzichtelijk weer, bijvoorbeeld in tabellen en grafieken.
- Conclusie: je beantwoordt de onderzoeksvraag met behulp van de resultaten en bestaande kennis. Je beoordeelt of de hypothese wordt ondersteund of verworpen. Een verworpen hypothese kan aanleiding zijn voor een nieuwe hypothese en nieuw onderzoek.
Niet ieder type onderzoek doorloopt al deze fasen. Bij beschrijvend onderzoek verzamel je gegevens zonder vooraf een hypothese te toetsen. Ook bij ontwerpend onderzoek staat het toetsen van een hypothese niet centraal.
Woordenlijst
- Beschrijvend onderzoek: Onderzoek dat vastlegt hoe iets eruitziet, voorkomt of verandert. Je gebruikt bijvoorbeeld tellingen of waarnemingen om een patroon te beschrijven.
- Betrouwbaarheid: De mate waarin herhaalde metingen onder dezelfde omstandigheden vergelijkbare resultaten geven.
- Blancoproef: Een controle waarbij de onderzochte stof of behandeling ontbreekt. Zo meet je welke reactie ook zonder die factor optreedt.
- Conclusie: Het antwoord op de onderzoeksvraag dat je uit de resultaten afleidt. Je geeft aan wat de gegevens wel onderbouwen.
- Controlegroep: Een groep die dient als vergelijking voor de experimenteergroep. Ze krijgt bijvoorbeeld geen behandeling of de gebruikelijke behandeling.
- Data: De vastgelegde gegevens uit een onderzoek, zoals metingen, tellingen en beschrijvingen van waarnemingen.
- Experiment: Een proef waarin je een factor doelgericht verandert en meet welk effect dat heeft, terwijl je andere omstandigheden zo goed mogelijk gelijk houdt.
- Experimenteergroep: De groep waarin je de factor verandert of de behandeling toepast die je wilt onderzoeken.
- Hypothese: Een toetsbare verklaring of voorlopig antwoord op de onderzoeksvraag. Er volgt een voorspelling uit die je kunt onderzoeken.
- Hypothesetoetsend onderzoek: Onderzoek waarin je gegevens verzamelt om te bepalen of ze de voorspelling uit een hypothese ondersteunen.
- Literatuuronderzoek: Een vraag onderzoeken door informatie uit bestaande publicaties te zoeken, te beoordelen en met elkaar te vergelijken.
- Model: Een vereenvoudigde weergave van een verschijnsel, bijvoorbeeld een schema, formule of computersimulatie.
- Modelleren: Een model opstellen, ermee werken en nagaan hoe goed de uitkomsten passen bij waarnemingen.
- Observeren: Gericht waarnemen en vastleggen wat je ziet, hoort of meet, volgens een vooraf gekozen aanpak.
- Onderzoeksvraag: De precieze, onderzoekbare vraag waarop je met gegevens een antwoord zoekt.
- Ontwerpend onderzoek: Onderzoek waarin je een oplossing voor een probleem bedenkt, uitprobeert en op basis van de resultaten verbetert.
- Prototype: Een eerste uitgewerkt model van een ontwerp waarmee je kunt testen of het aan de eisen voldoet.
- Representatieve steekproef: Een steekproef die voor de relevante kenmerken voldoende lijkt op de groep waarover je iets wilt concluderen.
- Resultaten: De uitkomsten van je waarnemingen en metingen, bijvoorbeeld samengevat in tabellen of grafieken.
- Steekproef: Een geselecteerd deel van een grotere groep dat je onderzoekt om iets over die groep te weten te komen.
- Validiteit: De mate waarin een onderzoek werkelijk meet wat je wilt meten en daarmee de onderzoeksvraag kan beantwoorden.
- Verwachting: De voorspelde uitkomst van een onderzoek als de hypothese klopt.
- Waarneming: Iets dat je met zintuigen of meetapparatuur vaststelt en kunt vastleggen.