De waarde van een experiment

De waarde van een experiment wordt bepaald door het doel waarop het is gericht. Als een experiment wordt uitgevoerd om een aantal gasten op een feestje te vermaken, is de waarde van het experiment gering.
Anders is het, als het experiment door de onderzoeker wordt gebruikt om tegenover collega's zijn gelijk te bewijzen. De waarde is in dat geval groter.
Een derde mogelijkheid is, dat het experiment een onderdeel vormt van het zoeken naar ontbrekende feiten, waaraan de juistheid van een hypothese (veronderstelling) kan worden getoetst. Alleen dan is een experiment waardevol.

Bedrog in de wetenschap

Alleen door nauwkeurig en met grote zorg een experiment stap voor stap uit te voeren, kan een goed resultaat behaald worden. Soms is de behoefte om snel een goed resultaat te boeken zo groot, dat men het met de waarheid niet al te nauw neemt en gegevens vervalst. Dit kan gebeuren door ongunstige meetresultaten niet te noemen. Het is ook mogelijk dat de onderzoeker de gewenste resultaten nabootst. Zo claimde in 1974 een onderzoeker een gelukte transplantatie van stukjes huid van een zwarte op een witte muis. Bij onderzoek bleek echter, dat hij met viltstift de 'getransplanteerde' huidgedeelten had zwart gemaakt!

1.Zoek op internet een voorbeeld van wetenschappelijk bedrog op (dat uitgekomen is).
Vermeld de bron, zet het in een word document en mail het naar de docent.

Het doel van natuurwetenschappelijk experiment is altijd het verschaffen van informatie om waarnemingen die in de natuur zijn gedaan, aan te vullen en dus begrijpelijker te maken. Een dergelijk experiment wordt dan ook alleen gedaan naar aanleiding van een of meer onbeantwoorde vragen, die bij de waarneming zijn opgekomen.

De waarnemingen in de natuur vormen dus de eerste stap. Een tweede stap wordt gevormd door de formulering van de vragen, die opkomen naar aanleiding van de waarneming: de probleemstelling. Het is nodig om de vragen heel zorgvuldig te formuleren. Anders bestaat de kans, dat de onderzoeker aandacht gaat besteden aan dingen die niet ter zake doen. Zo'n nog niet bewezen verklaring heet een hypothese (veronderstelling).

Omdat de probleemstelling is gebaseerd op een waarneming aan een bepaald object, wordt ditzelfde object of een ander exemplaar van dezelfde soort gebruikt als materiaal voor het experiment. Daarvoor is het nodig, dat niet alleen de herkomst van het materiaal zo goed mogelijk bekend is, maar ook precies de naam wordt vastgelegd en de verdere eigenschappen worden omschreven zoals lengte, gewicht, ouderdom, geslacht. enzovoort.
Vervolgens omschrijft de onderzoeker nauwkeurig volgens welke methode hij wil gaan werken, welke bewerkingen hij wil toepassen op het materiaal. Hij omschrijft daarbij nauwkeurig de omstandigheden waarbij het experiment zal plaatsvinden. Hierna wordt het experiment uitgevoerd. Alle handelingen worden precies vastgelegd.

2. Waarom is het belangrijk om zeer nauwkeurig gegevens te hebben van alle omstandigheden van het experiment?

De direct waarneembare veranderingen worden vastgelegd. De resultaten van het experiment kunnen door de onderzoeker op allerlei manieren worden verkregen, bijvoorbeeld door te meten en te wegen.
Als de onderzoeker ook maar 1 foutje maakt, een kleinigheid over het hoofd ziet, of te laat ingrijpt als het fout dreigt te gaan, bestaat de kans dat hij of zij helemaal opnieuw moet beginnen. In veel gevallen wordt een experiment enige malen herhaald, waarvoor steeds ook weer nieuw materiaal nodig is. Je zult nu wel begrijpen waarom die onderzoeker zijn materiaal zo zorgvuldig heeft beschreven en waarom hij of zij zijn handelingen vastlegt. Dit herhalen doet de onderzoeker om meer zekerheid te krijgen van de uitkomsten van het onderzoek.

De betekenis van het blanco experiment

Heel vaak is het nodig om naast elkaar verschillende proeven in te zetten. In het volgende voorbeeld wordt dat aan de hand van een proef met enzymen duidelijk maakt.

3.In het darmkanaal van dieren worden allerlei enzymen afgescheiden die inwerken op het voedsel.

Zoek op welke van de volgende enzymen lipase, amylase of proteinase het zetmeel splitst in kleinere moleculen?
Leg de werking uit met behulp van afbeeldingen die je op het internet vindt, verwerk het in een word bestand en stuur dit naar de docent.

Het is bekend dat zetmeel kan worden aangetoond met behulp van enkele druppels jodiumtinctuur:het wordt blauwpaars van kleur. Als het zetmeel is opgesplitst blijft deze kleurreactie achterwege.
Om nu aan te tonen welk enzym het zetmeel splitst, kan het volgende experiment worden gedaan.
In drie erlenmeyers A,B en C wordt 50 cc van een oplossing van zetmeel in water gedaan. Vervolgens worden aan elke oplossing van zetmeel drie druppels jodiumtinctuur toegevoegd en daarna aan A 1 ml lipase, aan B 1 ml amylase en aan C 1ml Pepsine oplossing.

De erlenmeyers worden geschud en in een bak met wtaer geplaatst. Het water wordt constant op 37 graden Celcius gehouden. Om de 5 minuten worden de erlenmeyers voorzichtig geschud. Al redelijk snel blijkt in erlenmeyer B de blauwpaarse kleur te verdwijnen, terwijl in A en C deze kleur blijft bestaan.

4.Waarom wordt de oplossing op een constante temperatuur van 37 graden Celcius gehouden.

5. Wat wordt met het bovenstaande experiment bewezen?

Als er nog een 4e erlenmeyer (D) was geweest waarin aan de zetmeeloplossing wel jodiumtinctuur, maar geen enzymoplossing was toegevoegd (blanco experiment), dan had kunnen worden aangetoond dat het verdwijnen van de paars-blauwe kleur in B geen gevolg geweest zou kunnen zijn van het laten staan van de oplossing. De oplossing in D zou namelijk de kleur hebben behouden.

6.Verwerk de volgende opdracht in een verslag en lever het in.

Hoe zou je deze experimenten moeten opzetten, als je wilt nagaan, hoe het verband is tussen de werking van het enzym en de temperatuur?

Gebruik afbeeldingen bij de uitleg.

7.Hoe zou je kunnen bepalen, welke van de stoffen, eiwit, vet, of zetmeel wordt afgebroken door lipase?

De natuurwetenschappelijke werkwijze samengevat

1. Waarneming.

2. Probleemstelling (onderzoeksvraag).

3. Hypothese (veronderstelling).

4.Benodigdheden.

5.Vaststellen van de omstandigheden waaronder het experiment zal worden uitgevoerd.

6.Vaststellen welke variabele factor in het experiment wordt onderzocht.

7. Uitvoering:

- uitvoeren van het experiment, zo mogelijk met een blanco experiment.

- Herhaling van het experiment.

- Vergelijken van de herhalingsexperimenten met het eerste experiment.

- Vastleggen waarnemingen.

- Verklaring van de verkregen resultaten.

- Conclusie (antwoord op de onderzoeksvraag of probleemstelling).