1.생명 과학의 탐구 방법
1)귀납적 탐구 방법
생명 현상을 탐구할 때 구체적인 관찰과 자료 분석을 통해 여러 가지 사실을 종합하여 과학 지식을 만들 수 있습니다.
예를 들어, 2세기에 걸쳐 수많은 생명 과학자들이 현미경을 이용하여 다양한 생물을 관찰한 결과 모든 생물은 세포로 이루어져 있다라는 세포설을 확립하였습니다.
이와 같이 수많은 관찰과 탐색 활동을 통해 규칙성을 발견하여 일반적인 원리나 법칙을 이끌어 내는 방법을 귀납적 탐구 방법이라고 합니다.
2)연역적 탐구 방법
영희는 봄에 국화를 사서 창가에 두고 키웠습니다.
하지만 다음 해 꽃이 피지 않았습니다.
영희는 비료가 부족하여 꽃이 피지 않은 것일까?라는 의문이 들었습니다.
영희는 국화에 비료를 주면 꽃이 필 것이다라는 생각을 하고, 이 생각이 맞는지를 알아 보는 실험을 설계하고 수행하였습니다.
영희의 탐구처럼 잠정적인 결론을 설정하고, 이 잠정적인 결론이 맞는지를 검증하는 탐구 방법을 연역적 탐구 방법이라고 합니다.
이때 관찰로부터 생겅된 의문에 대한 장정적인 결론을 가설이라고 합니다.
연역적 탐구 방법은 문제 인식, 가설 설정, 탐구 설계 및 수행, 자료 분석 및 해석, 결론 도출, 일반화의 단계로 수행 할 수 있습니다.
탐구를 수행할 때에는 실험 결과에 대한 타당성을 높이기 위해 대조군을 설정하여 실험군과 비교하는 대조 실험을 해야 합니다.
실험군은 실험 조건을 변경하거나 제거하여 그 조건의 영향을 알아보기 위한 집단이고, 대조군은 실험군과 비교하기 위하여 실험 조건을 변화시키지 않은 집단입니다.
대조군이 없으면 의문점을 갖게 된 현상의 원인을 정확하게 규명할 수 없으므로 실험 결과에 관한 타당성이 불확실해집니다.
또한 실험할 때 조작 변인을 제뢰한 다른 모든 변인을 일정하게 유지해야 하는데, 이를 변인 통제라고 합니다.
그리고 실험을 통해 얻은 자료가 많을수록 실험 결과에 관한 신뢰도가 높아지므로 반복 실험을 해야 합니다.
탐구를 수행하여 얻은 탐구결과를 표나 그래프 등으로 체계적으로 정리 분석하여 결론을 도출하고, 이로부터 보편적이고 객관적인 일반 원리를 이끌어 냅니다.
만일 처음에 설정한 가설이 타당하지 않다고 판단되면 가설을 수정하거나 새로운 가설을 만들어 탐구를 다시 수행해야 합니다.
이 결론이 다른 과학자들에 의하여 같게 도출되면 이론이나 학설로 인정받는데, 이 과정을 일반화라고 합니다.
변인
- 독립 변인: 실험 결과에 영향을 줄 수 있는 변인으로, 조작 변인과 통제 변인이 있다
- 조작 변인: 실험에서 체계적으로 변화시키는 변인
- 통제 변인: 조작 변인을 제외한 독립 변인으로, 실험에서 일정하게 유지하는 변인
- 종속 변인: 조작 변인에 따라 변하는 변인
과학의 탐구 과정은 정해진 순서대로 진행되지 않는 경우도 있습니다.
귀납적 탐구 과정에서 규칙성을 발견하는 과정에 추가 관찰이 필요할 수도 있으며, 연약적 탐구 과정에서 자료 수집을 하는 중 새로운 의문이 생성되기도 합니다.
따라서 한 번의 탐구로 일반화된 결론을 얻거나, 가설을 수용하게 될 가능성이 작습니다.
이처럼 과학자들은 주로 귀납적 탐구 방법이나 연역적 탐구 방법을 사용하여 다양한 생명 과학 지식을 생성하거나 일반화하지나, 반드시 이 두가지 방법만을 사용하는 것은 아닙니다.
두 방법을 혼용하기도 하고, 순서를 변경하기도 하는 등 다양한 형태의 탐구를 수행할 수 있습니다.
