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Wissenschaftliches Arbeiten

Wissenschaftliches Arbeiten ermöglicht in der Biologie das Erschließen neuer Themen. Beobachtungen und Experimente sollten dabei gut protokolliert werden.

Wissenschaftliches Arbeiten in der Biologie

Die Biologie ist wie die Physik oder Chemie eine Naturwissenschaft. Um neue Erkenntnisse zu gewinnen oder mit bereits gewonnenem Wissen umzugehen, bedienen sich Biologen wissenschaftlicher Arbeitsweisen. Ziel des wissenschaftlichen Arbeitens sollten allgemein nachvollziehbare und replizierbare Ergebnisse sein. Ideen, Vorstellungen und Theorien müssen durch Daten und Fakten belegt werden.

Labor

Traditionell ist das Beobachten, Vergleichen und Protokollieren eine der wichtigsten Methoden der Biologie. Wenn man z.B. ein Lebewesen, ein Körper- oder Pflanzenteil oder aber das Verhalten von Tieren ganz genau und detailliert betrachtet, so spricht man vom Beobachten. Beim Vergleichen mit ähnlichen Tieren bzw. Pflanzen kann man sich weitere Details bewusst machen. Alle Details der Beobachtung werden in Form eines Protokolls festgehalten.

Das Beobachten und Vergleichen reicht nicht immer aus, um neue Erkenntnisse zu gewinnen. Häufig führen Biologen deshalb Versuche (Experimente) durch, um herauszufinden, ob ihre Vermutungen (Hypothesen) richtig sind. Zu einem wissenschaftlichen Experiment gehören die richtige Planung, Untersuchung und Auswertung.

Auswertung und Dokumentation wissenschaftlicher Ergebnisse

Du hast nun schon zwei häufige Arbeitsmethoden in der Biologie kennengelernt. Mit ihnen können neue Erkenntnisse gewonnen werden. Doch damit endet der Prozess des wissenschaftlichen Arbeitens noch nicht. Die Ergebnisse müssen ausgewertet, in einen thematischen Kontext eingeordnet und dokumentiert werden, damit andere Wissenschaftler die Methoden und Ergebnisse nachvollziehen können.

Auswertung

Stell dir einmal vor, du bist ein Forscher, hast gerade ein Experiment durchgeführt und hast Ergebnisse vorzuweisen. Diese solltest du als erstes einmal bewerten. Du fragst dich dabei zum Beispiel, wie wichtig die Ergebnisse für das Fach Biologie sind? Sind die Ergebnisse überraschend, oder zeigen sie genau das, was du erwartet hast?

In der konkreten Auswertung der Ergebnisse und der Methoden denkst du auch über mögliche Fehlerquellen in deinem Versuch nach und bewertest die Dringlichkeit von Kontrollversuchen oder Wiederholungen des Versuches.

Auch Modelle sind bei der Auswertung der Ergebnisse hilfreich. Du kannst zum Beispiel die Ergebnisse deines Experimentes mit einem bestehenden Modell vergleichen. Oder du erstellst ein eigenes Modell, welches hilft deine Ergebnisse zu veranschaulichen.

Modelle nutzen und erstellen

Dokumentation

Ein wichtiges Qualitätsmerkmal in der Wissenschaft ist die Replizierbarkeit der Ergebnisse. Wenn ein anderer Wissenschaftler deinen Versuch wiederholt und die gleichen Ergebnisse erhält, ist das ein starker Hinweis darauf, dass deine Ergebnisse richtig sind. Um allerdings zu ermöglichen, dass andere Wissenschaftler deine Ergebnisse replizieren, muss dein Versuch akribisch dokumentiert werden.

Dazu protokollierst du deine Methoden und Bedingungen, unter denen dein Versuch stattgefunden hat. Auch die möglichen Fehlerquellen, die du in der Auswertung gefunden hast, solltest du dokumentieren.

Die Ergebnisse einer wissenschaftlichen Arbeit werden häufig grafisch dargestellt. Dabei werden Messwerte in einer Wertetabelle gesammelt und schließlich in eine grafische Darstellung übertragen. Je nach Fragestellung kann man ein Linien-, Kreis- oder Balkendiagramm anlegen.

Diagramm

Zum Schluss dokumentierst du auch die Auswertung und Interpretation deiner Ergebnisse. Für die Interpretation nutzt man häufig andere wissenschaftliche Veröffentlichungen. Zum Beispiel kann man Daten und Fakten in Lehrbüchern nachschlagen oder die Protokolle anderer Experimente lesen. Daraus lässt sich ableiten, wie die eigenen Ergebnisse einzuordnen sind. Dabei ist aber besonders wichtig, die genutzten Quellen korrekt anzugeben. Es muss für Leser deiner Dokumentation direkt erkennbar sein, welche Erkenntnisse aus deinem Versuch stammen und welche du aus anderen Quellen zu Interpretation herangezogen hast.