Презентація "Гіпотеза. Перевірка гіпотези з використанням моделі. Експеримент. Добір даних для перевірки гіпотез"

Гіпотеза. Перевірка гіпотези з використанням моделі. Експеримент. Добір даних для перевірки гіпотез.

Пригадаємо:https://learningapps.org/watch?v=pq7wcw40j22

Поняття гіпотези. Гіпотеза (грец. hypothesis – підстава, припущення) – здогад, твердження, яке тимчасово вважається істинним, поки не буде доведена або спростована його істинність.

Висунення гіпотези є одним з етапів дослідження. У формулюванні гіпотези виділяють причину і наслідки. Наприклад:- Якщо сонце на світанку червоне (причина), то день буде вітряним (наслідки). - Чим крутіша гірка (причина), тим далі можна від’їхати від неї на санчатах (наслідки).- Можливо, успішність у навчанні (наслідки) залежить від кількості прочитаних книжок (причина).- Щоб квіти на підвіконні розквітали взимку (наслідки), треба їх додатково освітлювати (причина).

Подальші спостереження та експерименти можуть підтвердити або спростувати гіпотезу Коли гіпотеза підтверджується, її можна використовувати в подальшій діяльності людини. Але не кожна гіпотеза підтверджується. Іноді їх спростовують. Колись людство припускало, що Земля плоска, і тому можна досягти краю Землі. Цю гіпотезу спростував Фернан Магеллан (1480-1521 рр.), здійснивши першу навколосвітню подорож (мал. 5.2). Таким чином була підтверджена інша гіпотеза – про кулясту форму Землі.

Перевірка гіпотези з використанням моделіВисловлену під час дослідження гіпотезу потрібно довести або заперечити, використовуючи різні методи дослідження: спостереження, моделювання, експеримент або інші. Для цього часто використовують інформаційні моделі

Наприклад, досліджуючи історичні місця острова Хортиця, можна висловити гіпотезу: якщо йти без зупинки, то можна пройти від крайньої північної точки острова до крайньої південної не більше ніж за 4 години. Для підтвердження або спростування цієї гіпотези можна не відвідувати острів, а взяти карту (інформаційну модель), виміряти розміри острова та виконати обчислення на основі математичної моделі. Розміри острова Хортиця також можна дізнатися з інших джерел, наприклад, знайти в Інтернеті. Складемо математичну модель для перевірки гіпотези. Вхідні дані: відстань s = 12,5 км від північного до південного краю острова Хортиця, швидкість v км/год руху. Вихідні дані (кінцеві результати): час руху по острову t год. Формули: 𝑡 = 𝑠 𝑣 Застосування моделі: Якщо v = 3 км/год, то t ≈ 4,17 годин. Якщо v = 4 км/год, то t ≈ 3,125 годин. Таким чином, перевірка з використанням математичної моделі показала, що гіпотеза підтвердилась: якщо йти без зупинки зі швидкістю 4 км/год, яка вважається середньою швидкістю руху пішохода, то можна подолати відстань від крайньої північної до крайньої південної точки острова Хортиця менше ніж за 4 години

Комп’ютерна модель, створена у середовищі Scratch 3 для перевірки гіпотези щодо часу руху по острову Хортиця, наведена на мал.

Експеримент. Для перевірки гіпотези нам довелося кілька разів застосувати модель об’єкта з різними значеннями вхідних даних. У такому випадку говорять про проведення експерименту. Експеримент (лат. experimentum – спроба, дослід) – це метод дослідження, у ході якого проводиться вивчення явища в доцільно вибраних або штучно створених умовах для накопичення результатів, на основі яких можна зробити висновки.

У XVII ст. голландський учений Ян Баптист Ван Гельмонт (1579-1644 рр.) провів експеримент з вербовою лозою для перевірки гіпотези про живлення рослин водою. Він вирощував гілку верби в бочці з землею, яку регулярно поливав дощовою водою. За 5 років вага гілки збільшилась у 40 разів, а вага ґрунту в бочці майже не змінилася. Вчений зробив висновок, що саме вода є основою для живлення рослин.

Експеримент. Експерименти можуть бути природніми та штучними (лабораторними). У ході природного експерименту дослідник спостерігає за об’єктом у природніх умовах його існування. Для проведення штучних експериментів потрібні спеціальні умови, обладнання, а також можуть використовуватися і моделі, в тому числі комп’ютерні. Комп’ютерну модель для експериментів можна створити в середовищі Scratch 3 або в іншому середовищі розробки проєктів. Існують також віртуальні лабораторії для проведення експериментів, наприклад, на Інтернет ресурсах Go-lab (https://www.golabz.eu/labs), The Physics Aviary (https://www.thephysicsaviary.com), Ph. ET interactive simulations (https://phet.colorado.edu/) та і