生物学家如何使用科学方法解决生物学问题？

生物学家使用这种方法主要有6个步骤。

1. 进行观察。
2. 问一个问题。
3. 形成一个假设，或可检验的解释。
4. 根据假设进行预测。
5. 测试预测。
6. 迭代：使用结果做出新的假设或预测

首先，我将包括一个生物学家使用这种方法的小故事。

1854 年伦敦 Soho 区爆发了霍乱。不知道霍乱是如何传播的，也不知道是因为脏水。一位名叫约翰·斯诺的医生使用科学方法试图阻止霍乱。他在伦敦地图上绘制了所有霍乱疫情。然后他做了一些观察并提出了一个假设，并进行了检验。第一次观察：他注意到大多数霍乱爆发都在布罗德威克街的一个水泵附近；他还观察到霍乱影响消化道（受害者腹泻并死亡）。第二个观察：他采访了住在街上的人（收集了数据），发现所有霍乱受害者都喝了水泵。他还发现在布罗德威克街喝过水的游客都死了。附近喝啤酒而不喝水的人没有感染霍乱。 假设：他认为霍乱是从布罗德威克街的水泵里的水里沾上来的。死了。这个假设被认为是正确的。它被应用于世界各地类似的霍乱爆发，挽救了数百万人的生命。

问题观察阶段

有时，科学家会在沉思或观察时提出问题。一些观察是在扩展我们感官的仪器的帮助下进行的。例如，显微镜（电子和光）使我们能够观察非常小的生物。研究蝙蝠的生物学家使用的仪器可以拾取蝙蝠发出的人耳无法听到的声音。相机帮助我们看到发生得太快而无法用肉眼观察的事物。

假设阶段

用于解释观察的假设通常依赖或使用科学家已有的知识。这有时可能是一个障碍，因为我们所知道的往往会阻止我们思考新事物。

实验阶段——包括控制实验可以设置实验以 (i) 尝试进行更详细的观察或尝试反驳假设。设计一个真正好的实验是伟大科学家的标志。实验是科学方法中最重要的阶段。非科学家不会使用实验作为帮助他们的工具。

对照实验：作为实验设计的一部分，还必须使用良好的对照实验。

收集数据- 随机收集大样本并消除偏差实验需要数据来反驳假设。必须从足够大的样本中收集数据。数据越多越好。假设您要估算 1 平方公里区域内的雏菊数量。如果您使用 1 平方米的雏菊丛来估计一平方公里的数量，则不太可能得到准确的估计。您采集的样本在科学上不有效有两个原因：(a) 样本是有意识地选择的，因此存在偏差；(b) 样本太小。一个好的估计需要随机样本。数据也必须在没有偏见的情况下收集。消除偏见的最佳方法之一是使用数字。例如，与其说“非常冷”，不如说是 2°C。有些人可能会说“有点冷”或“这是一个寒冷的早晨”。这些太主观了；它们取决于您的感受。为了消除估计雏菊数量的偏差，您应该随机选择许多 1 平方米的区域。您收集的样本越多，您的总估计值就越准确。

解读数据并得出结论

这是科学家展示他们真正的创造力和思想独立性的时候。同样重要的是不要有偏见。通常，“预感”可以带来很好的解释。如果其他科学家认为你的实验不够好，他们可能会推翻你对数据的解释。在查看数据后，科学家可能会得出结论，必须建立一个新的实验（再次进入第 3 阶段），或者可能需要建立一个新的假设发展（再次阶段 2）。如果结论是原始假设是正确的，那么科学家必须查看它如何与现有知识（其他科学家对该主题的知识）相适应。

用现有知识得出结论

即使一个科学家得出的结论是正确的，如果它不符合现有的数据和知识，也可能不会被其他科学家接受。有时，一个绝妙的假设会因此而被拒绝。然而，它也可能导致科学家们关注他们在其他领域的知识有多好。如果该假设与其他知识很好地吻合，那么它通常会立即被科学家接受和欢迎。

报告和发布结果

科学家向其他科学家报告假设、实验和结论很重要。这是通过在所有其他科学家都可以访问的科学期刊上发表工作来完成的。报告应包含足够的细节，以允许其他科学家准确地重复报告中描述的内容。这包括对其他科学家工作的所有引用。

更多信息请关注，

http://www.biology.ie/docs/WEB_SM.pdf

https://extension.uga.edu/content/dam/extension/programs-and-services/science-behind-our-food/documents/ScientificMethod.pdf