Le tre fasi del metodo scientifico

ANALISI QUALITATIVA: OSSERVAZIONE

Un'osservazione attenta e minuziosa è il primo passo da compiere per raggiungere la conoscenza scientifica di un oggetto, di un essere vivente, di un ambiente o di un fenomeno. Per osservare devi utilizzare gli organi di senso: con la vista rilevi le forme, i colori, le luci e le distanze; con l'udito, i suoni e i rumori; con l'olfatto e con il gusto, gli odori e i sapori; infine, con il tatto puoi avere notizie su caratteristiche come la consistenza, il tipo di superficie, il peso e la temperatura.

Immagina di voler studiare un animale: quali sono le caratteristiche che ti colpiscono maggiormente? Innanzitutto l'aspetto e le dimensioni, poi il verso
che emette, il suo comportamento e infine i suoi rapporti con gli altri esseri viventi e con l'ambiente. Per descrivere l'animale che hai appena osservato, usi dei termini come «alto», «basso», «lungo», »corto», «pesante», «leggero», «lento», «veloce».

Ogni persona usa dei termini basati su valutazioni personali che non sempre coincidono con quelle degli altri. L'osservazione effettuata con il solo aiuto dei sensi ti
permette di conoscere le «qualità», ma non le «quantità» precise. Un'analisi di questo tipo viene detta qualitativa e si limita all'esame delle caratteristiche esteriori di ciò che si osserva. Essa è utile per conoscere com'è fatto un oggetto o un essere vivente, per cogliere i rapporti tra organismi e ambiente e per stabilire quali condizioni occorrono perché si possa verificare un certo fenomeno. Una ricerca scientifica di questo tipo è indispensabile per ottenere le informazioni da cui partire per giungere a formulare regole valide e universalmente accettate, ma da sola non è sufficiente perché non è sorretta da dati precisi.

ANALISI QUANTITATIVA: MISURA

Per l'analisi qualitativa, usi tuoi sensi, per l'analisi quantitativa, invece, usi i numeri e le unità di misura. Ma che cosa significa misura? Prendi un libro e prova a misurare le sue dimensioni, cerca cioè di stabilire il valore della sua lunghezza, della sua larghezza e del suo spessore. Per effettuare la misurazione usa il righello, ma prima di usarlo osservalo at tentamente: sulla sua parte superiore sono incise tacche più evidenti e lunghe, in corrispondenza delle quali sono scritti i numeri; nello spazio compreso tra due di queste tacche ce ne sono altre nove più corte, di cui una, la quinta, leggermente inspessita. A che cosa corrispondono tutti questi segni? Le tacche più evídenti segnano i centimetri, quelle più corte i millimetri e la quinta indica la metà di un centimetro. Con il righello misuri dunque in
centimetri: è questa l'unità di misura che usi per determinare le dimensioni del tuo libro.

Il centimetro fa parte di un sistema di misura detto sistema metrico decimale in cui tutte le unità sono collegate fra loro. Misurare un oggetto, ad esempio il libro, significa dunque confrontare le sue dimensioni con un'unità di misura scelta come riferimento, in questo caso il centimetro.

Se provi a far misurare a qualcun altro lo stesso libro con lo stesso righello, noterai sicuramente delle lievi differenze tra la tua e la loro misura, dovute a piccoli errori, per esempio nello spostare il righello, nel decidere dove è il bordo del libro, nel leggere la misura sul righello. Proprio per questo si può affermare che ogni misura ha una sua incertezza. Per trovare la misura più esatta possibile, devi ripeterla più volte e calcolarne la media, cioè sommmare tutti i risultati ottenuti e dividere la somma per il numero di misurazioni effettuate: il risultato ottenuto è il valore più attendibile della lunghezza.

Finora ci siamo posti il problema di misurare delle lunghezze, ma sappiamo benissimo che, nella vita di ogni giorno, è necessario effettuare anche altre misure: il peso, la capacità, la temperatura, il tempo. Attualmente è in uso in quasi tutti i Paesi del mondo il Sistema Internazionale di Misura: in questo sistema vengono riconosciute sette grandezze fondamentali e individuate le relative unità di misura, da cui possono essere ricavate tutte le altre.

Per effettuare una misura usi uno strumento diverso per ogni grandezza: il righello o il metro per le lunghezze, il termometro per le temperature, la bilancia per il peso. Ma esistono strumenti diversi anche per misurare la stessa grandezza; pensa ad esemo ai vari tipi di bilancia che conosci: la bilancia del fruttivendolo, quella dell'orafo, quella dell'ufficio postale, quella che hai in casa per pesarti... e non sono tutte. Questo accade perché ogni strumento è tarato, cioè è costruito per un determinato tipo di misurazione ed è dotato di una scala che permette la lettura della misura: quanto più è fine la graduazione della scala, tanto più è precisa la misura che si effettua.

METODI PIÙ COMUNI DI COMUNICAZIONE DEI RISULTATI

Talvolta può essere utile schematizzare le tue osservazioni o i risultati dei tuoi esperimti: devi allora usare le rappresentazioni grafiche o, più semplicemente, i grafici. I grafici più usati sono:

ISTOGRAMMI

Un grafico molto ricorrente nei libri e nei giornali è l'istogramma; esso serve per rappresentare delle quantità, anche molto grandi. Viene anche chiamato diagramma a colonnine perché i dati vengono schematizzati in quadratini (o rettangolini) che, disposti uno sopra l'altro, formano, appunto, delle colonnine.

AREOGRAMMI

Talvolta alcuni dati vengono raccolti in un diagramma circolare o areogramma: questo avviene quando sembra utile rappresentare i dati paragonandoli al totale. Ad esempio, l'areogramma della figura rappresenta le coltivazioni di un certo appezzamento di terreno: esaminandolo si nota subito che il vigneto è la coltivazione predominante, mentre la «fetta» più piccola corrisponde alla coltivazione di mais.

Spesso nell'areogramma è riportata, in ciascuna «fetta», anche la percentuale: ciò serve per riuscire a confrontare con maggior precisione le parti fra di loro.

DIAGRAMMI CARTESIANI

Per rappresentare l'andamento di alcuni dati nel tempo, bisogna utilizzare un altro tipo di grafico: il diagramma cartesiano. Per esempio, prima dell'avvento della tecnologia, se venivi ricoverato in ospedale, trovavi ai piedi del letto, un foglio di carta quadrettata su cui era disegnata una linea spezzata. Sul foglio veniva annotata ogni 3-4 ore la temperatura corporea del paziente per controllarne le variazioni.

Come i vede nell'esempio illustrato in figura, il diagramma è disegnato su di un particolare schema predisposto: si tratta di due rette perpendicolari fra loro, dette assi cartesiani, che si intersecano in un punto, indicato con 0, detto origine degli assi. La retta orizzontale è l'asse delle ascisse o asse x, quella verticale è l'asse delle ordinate o asse y. Sull'asse x, nell'esempio, è indicato il tempo, in ore, e sull'asse y la temperatura corporea in gradi centigradi.

FONTI

Fonti bibliografiche

L'analisi qualitativa. Teorie, metodi, applicazioni-R.Cipriani
Metodi e approcci per l'analisi quantitativa
Fonti immagini (Dove non diversamente indicato sono da considerarsi di proprietà dell'autore)
Observation
Tartaruga
Metro
Bilancia
Tester
Esempio di istogramma