Biologisk metode

I biologi arbejder man med at beskrive levende organismers opståen, udvikling, struktur og samspil med den øvrige natur. Herved indgår en række teorier og kendsgerninger som er dannet på baggrund af iagttagelser og eksperimenter. Biologi dækker derfor over forskellige metoder og undersøgelsesformer. 

Arbejdsformer

Biologi hører ind under Naturvidenskabeligt fakultet og har derfor regler for forskning og undersøgelser, som skal lede frem til resultater og siden hen kendsgerninger. Kendsgerninger er observationer, som alle kan være enige om og kan være kvalitative eller kvantitative. 

Kvalitative iagttagelser er når man beskriver egenskaber ved en genstand eller proces f.eks. form, farve, lugt eller smag. At beskrive spændstigheden på en grøntsag før og efter den har ligget i saltvand, kunne være en kvalitativ metode til at undersøge processen osmose. 

Kvantitative undersøgelser beskæftiger sig med mængder, antal og størrelse, som kan tælles, måles og/eller vejes. Det kunne være at måle sit blodsukker eller puls eller tælle antallet af forskellige plantearter på en eng. Datasættet for sådanne undersøgelser vil altså være kvantitativ empiri, hvor det er vigtigt at angive enhed efter ens talværdier. 

I naturvidenskab arbejder man med kontrollerede forsøg dvs. at der indgår et kontrolforsøg i forsøgsdesignet. Det betyder, at hvis man vil undersøge hvordan en vandplante optager kuldioxid når den udsættes for lys, så skal man også lave forsøget uden plante, for at være sikker på at andre faktorer ikke påvirker kuldioxidkoncentration. For at kunne sammenligne resultaterne er det vigtigt, at der kun er én variabel i ens forsøgsdesign f.eks. i førnævnte forsøge, hvor variablen er med eller uden plante. På den måde kan man være sikker på at det er plantens kuldioxid optag, der gør forskellen. Dvs. temperatur, fugtighed, lysmængde mm. skal være konstante faktorer under begge forsøg. 

Samtidig er det vigtigt at naturvidenskabelige forsøge kan gentages dvs. reproduceres af andre. Derfor er det vigtigt at alle forsøg har en præcis fremgangsmåde, så andre forskere har mulighed for at genskabe resultaterne. Forsøgene bliver derfor objektive kendsgerninger, som er uafhængige af hvem der foretager dem. 

Metodiske overvejelser

Biologi anvender forskellige metoder afhængig af hvad der er man ønsker at undersøge i sit forsøg. alle metoder har deres fordele og ulemper, som er vigtige at forholde sig til. Det vil sige valget af metoden er afgørende for hvilken kendsgerning. Man kan komme frem til.  

Biologiske undersøgelsesmetoder

Iagttagelse

• Studiet af planter og dyr, som har ført til klassificering af forskellige organismer. Samt fauna- og flora undersøgelser af en biotop, som kan føre til bestemmelse af områdets tilstand og biodiversitet.

Laboratorieforsøg

• Undersøger ofte én faktors betydning for udfaldet f.eks. gærcellers aktivitets afhængighed af temperaturen. Denne form for forsøg vil ofte være et hypotetisk kontrolleret forsøg. Man har altså på forhånd en teoretisk begrundet hypotese for resultaterne. Disse forsøg er gode til at belyse simple sammenhænge, men kan være svære at overføre til virkeligheden, som er sammensat mere kompleks.

Feltundersøgelser

• Målinger og undersøgelser som er foretaget i naturen vil ofte være underlagt flere forskellige variable faktorer f.eks. sæsonvariation, nedbør, temperatur, lys, vind mm. For at opveje denne udfordring udføres de ofte flere gange over en tidsperiode, for at gøre datasættet stærkere.   

Befolkningsundersøgelser – epidemiologiske undersøgelser

• Disse undersøgelser kan være gennemført som spørgeskemaundersøgelser eller direkte målinger. På den måde kan man undersøge livsstilens betydning for udvikling af kræft eller aktivitetsniveau i forhold til udvikling af overvægt i en befolkning.  

Modeller

• Da der er etiske grænser for hvad man kan udsætte mennesker for, så har man udviklet eksperimenter med dyr. Man kan dog ikke direkte overføre disse resultater til mennesket. Samtidig anvendes matematiske modeller til blandt andet at sige noget om udviklingen af en epidemi eller populationers størrelse i et økosystem. Dette er forenklede modeller  

Dine og andres undersøgelser

Indenfor nogle emner er det muligt at lave sine egne forsøg til SRP i biologi f.eks. bakteriel resistens eller blodsukkermålinger. Dette kræver dog ekstra omfattende tid og arbejde at gennemføre og man kan ikke altid regne med resultaterne arter sig, som man gerne vil. Derfor anvender de fleste der skriver SRP i biologi andres forsøg. Det kræver adgang til primær litteratur f.eks. naturvidenskabelige artikler mm., hvor man kan se fremgangsmåden og forsøgsdesignet, der ligger bag resultater. Lærebøger indeholder ofte kun kendsgerningerne/resultaterne og vil er derfor ikke være nok til SRP-metodeafsnittet. Litteraturlister i bøger og artikler, vil dog ofte kunne hjælpe en videre i søgningen på primær litteratur.   

Det er altid en god idé at forholde sig kritisk til de undersøgelser man vælger at anvende:

• Er forsøget foretaget af eksperter og hvem har udgivet materialet? (offentlig eller privat virksomhed)

• Hvordan er forsøget udført? (kontrolforsøg, antal variable, antal undersøgte)

• Hvilke arbejdsformer er anvendt? (usikkerheder samt fordele og ulemper herved)

• Er det in vitro (celler i glas dvs. uden for levende organisme) eller in vivo (celler i levende organisme) forsøg? 

• Indgår der forsøgsorganismer dvs. dyreforsøg? (i så fald hvilke og hvor sammenlignelige er det med menneskets biologi)

Basal videnskabsteoretiske overvejelser

Når man laver biologiske slutninger ud fra iagttagelser eller befolkningsundersøgelser, kaldes det induktiv metode. Ved denne metode ligger der ikke en begrundet hypotese forud for undersøgelsen. I stedet drager man slutninger ud fra den empiri man har indsamlet. Ulempen ved induktive slutninger er at man ikke har undersøgt nok materiale til at kunne være sikker på den videnskabelig sandhed. Metoden har altså et indbygget logisk problem. Observeres alle svaner i Danmark kunne man fejlslutte at ”alle svaner er hvide”, selvom der findes sorte svaner andre steder i verden. 

Den viden man opnår ved induktive undersøgelser vil senere føre til hypotetiske deduktive eksperimenter. Ved deduktive forsøg forsøger man at ud fra allerede kendt viden at efterprøve specifikke årsager og sammenhænge. Dvs. ud fra en given teori opstilles en hypotese som gennem kontrolleret forsøg be- eller afkræftes. Bekræftes hypotesen står den overordnede viden stærkere og kan medvirke ny biologisk viden. Afkræftes hypotesen derimod kan det enten være forsøget eller teorien, der er noget galt ved. Det gode ved disse forsøg er at de tester direkte årsager og sammenhænge, men kan dog være svære at overføre til mere komplekse systemer.