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Definizioni generali

Scienza

La parola 'scienza' deriva dalla parola latina scientia, che significa conoscenza. La scienza si riferisce a conoscenze sistematiche e organizzate in qualsiasi settore di indagine ottenuto utilizzando il «metodo scientifico». Il metodo scientifico è il metodo migliore che abbiamo, per ottenere dati affidabili sul mondo, che aiuta sia a spiegare che prevedere fenomeni diversi. La scienza si basa su cose/fenomeni osservabili e misurabili. Tuttavia, non esiste una verità scientifica assoluta; è solo che alcune conoscenze hanno meno probabilità di essere sbagliate rispetto ad altre (Nayak & Singh 2015). Le dichiarazioni prodotte attraverso la ricerca scientifica devono essere verificabili e la ricerca stessa deve essere riproducibile (un buon documento scientifico è quello che consente di replicare il metodo).

Ricerca

La ricerca è definita come una ricerca scientifica e sistematica di informazioni pertinenti su una determinata questione. In tal caso il termine «ricerca» si riferisce al metodo sistematico che comprende l'articolazione del problema, la formulazione di un'ipotesi, la raccolta dei fatti o dei dati, l'analisi e il disegno di alcune conclusioni, sia come soluzione o come generalizzazioni per alcuni teorici formulazione. La ricerca viene definita «ricerca scientifica» se contribuisce al pool della scienza e segue il metodo scientifico.

In generale, la ricerca può essere divisa in due gruppi:

  • *Ricerca di base: * l'obiettivo principale è quello di acquisire un corpo organizzato di conoscenze scientifiche e non necessariamente di generare risultati con impatto pratico diretto. La ricerca di base riguarda le proprietà fondamentali degli oggetti, il loro rapporto e il loro comportamento, che comprende ricerche teoriche e sperimentali.

  • *Ricerca applicata: * l'obiettivo principale è quello di risolvere problemi pratici e l'obiettivo di contribuire al pool di conoscenze scientifiche è secondario. La ricerca applicata si concentra sull'utilità degli oggetti e sul loro comportamento, nonché sul miglioramento della tecnologia.

Vocabolario di ricerca

Variabili e livelli di misurazioni

Una variabile è una caratteristica misurabile di un costrutto astratto. Una variabile è qualcosa che può avere più di un valore e può variare da negativo a positivo, da basso a alto, ecc. È l'opposto di una costante. I valori di una variabile possono essere parole (es. sesso) o numeri (es. temperatura). I costrutti da soli non possono essere misurati direttamente; pertanto, gli scienziati devono trovare misure sostitutive chiamate variabili. Ad esempio, la qualità dell'acqua viene spesso misurata come concentrazioni di nitrati e ortofosfati e domanda chimica di ossigeno, che sono parametri diversi ottenuti dalle procedure analitiche di laboratorio eseguite su un campione d'acqua. In questo caso, la qualità dell'acqua è un costrutto, e le concentrazioni di nitrati e ortofosfati e la domanda chimica di ossigeno sono le variabili che la misurano.

Le variabili che descrivono altre variabili sono definite variabili indipendenti, mentre le variabili descritte da altre variabili sono variabili dipendenti. In un esperimento di ricerca ci possono essere altre variabili che non sono rilevanti per lo studio di una variabile dipendente selezionata ma che potrebbero avere un certo impatto su di essa. Queste variabili devono essere controllate durante l'esperimento e sono denominate «variabili di controllo** (ad esempio, pH e concentrazione di ossigeno nel caso della qualità dell'acqua). Nella ricerca vogliamo selezionare variabili specifiche e ricercare relazioni tra loro; inoltre, puntiamo a capire se e come la variazione in una variabile influisce sulla variazione in un'altra.

Variabili diverse hanno diversi livelli di misurazione** in ordine crescente: nominale, ordinale, intervallo e rapporto. Per la ricerca è importante selezionare sempre variabili con il più alto livello di misura (Nayak & Singh 2015):

  • *Livello nominale di misurazione: * i valori a questo livello includono un elenco di nomi/parole. I valori di denominazione sono una misurazione qualitativa (ad esempio specie vegetali o varietà, colore delle foglie). È anche possibile sostituire i nomi dei valori con numeri (ad esempio 1 per Boston Bibb, 2 per Red Leaf, 3 per Iceberg ecc.); tuttavia, in questo caso i numeri significano solo un diverso tipo di nome, e non rendono la variabile quantitativa. Dare numeri alle caratteristiche facilita l'analisi statistica dei dati qualitativi. L'analisi statistica della tendenza centrale delle misurazioni nominali è la modalità; la media o la mediana non può essere definita (non è possibile calcolare un sesso o un colore medio). Le analisi statistiche appropriate sono la distribuzione del chiquadrato e della frequenza e una trasformazione uno-a-uno (uguaglianza) (ad esempio 1=verde, 2=giallo, 3=rosso).

  • *Livello ordinale di misurazione: * i valori a questo livello possono essere ordinati in ranghi. Tutte le variabili misurate come alte, medie o basse (ad es. ingiallimento delle foglie delle piante), o come scale di opinione (fortemente d'accordo/neutro/disaccordo/fortemente disaccordo) sono ordinali. Le scale ordinali forniscono dati su sempre di più — ad esempio, fortemente concordare è più che d'accordo; tuttavia ciò che le variabili ordinali non ci dicono è quanta più. La misura centrale della tendenza di una scala ordinale può essere definita come mediana o modalità, mentre la media non può essere interpretata. Le analisi statistiche appropriate sono percentili e analisi non parametriche, e la trasformazione monotonicamente crescente (che mantiene la classifica); tuttavia, analisi più sofisticate come la correlazione, la regressione e l'analisi della varianza, non sono adatte.

  • Livello di intervallo di misurazione: ** i valori a questo livello hanno tutte le proprietà delle variabili nominali e ordinali; inoltre, le distanze tra le osservazioni sono significative. Il livello di intervallo di misurazione è **misurazione quantitativa. I valori misurati non sono ordinati solo in gradi, ma la distanza tra attributi adiacenti su una scala è sempre la stessa; ad esempio, la scala di temperatura in Celsius, dove la differenza tra 30 e 40 gradi è uguale a quella tra 80 e 90 gradi. La scala a intervalli ci permette di descrivere quanto più, o quanto meno, una misura viene confrontata con un'altra, cosa che non è il caso delle scale nominali o ordinali. Le misure di tendenza centrali possono essere medie, mediane o modalità. Sono possibili anche misure di dispersione, come la gamma e la deviazione standard. Le analisi statistiche appropriate comprendono tutti i metodi adatti per le scale nominali e ordinali, nonché la correlazione, la regressione e l'analisi della varianza. La trasformazione della scala dovrebbe essere lineare positiva.

  • *Livello di misura del rapporto: * oltre ad avere intervalli uguali, le osservazioni possono avere anche un valore pari a zero, ovvero l'assenza del fenomeno misurato. Le scale di rapporto hanno tutte le caratteristiche delle scale nominali, ordinali e intervalli, oltre a un punto 'vero zero'. La maggior parte delle misurazioni nelle scienze naturali e nell'ingegneria, come la massa, il volume, le concentrazioni di composti e la carica elettrica, sono scale di rapporto. Tutti i metodi e le trasformazioni statistiche sono adatti.

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Figura 1: Livelli di misurazione

Validità, affidabilità, precisione e precisione

Validità è la qualità di essere legalmente o ufficialmente vincolanti o accettabili. La validità degli strumenti, dei dati e dei risultati è il requisito più importante nella ricerca. Si riferisce alla loro accuratezza e affidabilità. La validità dei dati dipende dalla validità degli strumenti; tuttavia, supponendo che gli strumenti e i dati siano validi, la validità dei risultati e delle conclusioni può ancora essere messa in discussione (Nayak & Singh 2015).

Affidabilità è la qualità di prestazioni costantemente buone. L'affidabilità indica se è possibile ottenere lo stesso risultato utilizzando uno strumento per misurare una variabile più di una volta. Gli strumenti possono essere dispositivi di laboratorio, bilance o possono essere domande poste a un gruppo di persone.

Precisione si riferisce al numero di decimali in un risultato numerico di una misurazione.

Precisione è il grado in cui il risultato di una misurazione, di un calcolo o di una specifica è conforme al valore corretto o a uno standard. La precisione si riferisce al livello di precisione della scala.

*Copyright © Partner del progetto Aqu @teach. Aqu @teach è un partenariato strategico Erasmus+ per l'istruzione superiore (2017-2020) guidato dall'Università di Greenwich, in collaborazione con l'Università di Scienze Applicate di Zurigo (Svizzera), l'Università Tecnica di Madrid (Spagna), l'Università di Lubiana e il Centro Biotecnico Naklo (Slovenia) . *

Consultare il sommario per ulteriori argomenti.


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