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Planen, untersuchen, auswerten – Methoden

Plane, führe durch und werte Experimente in Biologie aus. Lerne, wie man ein Versuchsprotokoll schreibt und Hypothesen aufstellt. Finde heraus, warum Sicherheitsmaßnahmen wichtig sind und wie du Experimente richtig dokumentierst. Interesse geweckt? Das und vieles mehr erfährst du im folgenden Text.

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Bio-Team
Planen, untersuchen, auswerten – Methoden
lernst du in der Unterstufe 1. Klasse - 2. Klasse - 3. Klasse - 4. Klasse - Oberstufe 5. Klasse - 6. Klasse - 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

Planen, untersuchen, auswerten – Methoden Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Planen, untersuchen, auswerten – Methoden kannst du es wiederholen und üben.
  • Beschreibe, was eine wissenschaftliche Hypothese ist.

    Tipps

    Eine Hypothese stellt man vor einer Untersuchung auf.

    Jede wissenschaftliche Hypothese muss wiederlegbar sein.

    Lösung

    Hypothesen sind Vermutungen, die sich auf Fragestellungen beziehen.

    Eine Hypothese ist eine begründete, aber noch nicht untersuchte Annahme. Hypothesen werden wissenschaftlich getestet, um zu entscheiden, ob die Vermutung zutrifft oder nicht. Dabei ist es wichtig, dass es zumindest möglich ist, die Hypothese zu wiederlegen.

    • „Esra findet Libellenlarven total ekelig.“ Das ist keine Hypothese.
    Es ist zwar sehr schade, dass Esra keine Libellenlarven mag, aber es handelt sich hier um eine Meinung und keine wissenschaftliche Hypothese. Wenn Esra diese Insekten nicht mag, ist das so. Da hilft auch keine wissenschaftliche Untersuchung.

    • „Die Größe des Objekts spielt eine Rolle bei der Auslösung des Beutefangreflexes.“ Das ist eine Hypothese.
    • „Die Farbe des Objekts ist beim Beutefang von Bedeutung.“ Das ist eine Hypothese.
    Beide Vermutungen stellen eine Verbindung zwischen zwei Dingen her. Sie besagen, dass A einen Einfluss auf B hat. Solche Hypothesen lassen sich gezielt testen, indem man B einmal unter dem Einfluss von A beobachtet und dann nochmal ohne A. Lässt sich kein Unterschied zwischen den beiden Beobachtungen feststellen, kann man davon ausgehen, dass die Hypothese – A hat einen Einfluss auf B – falsch ist. Die Hypothesen sind also auch widerlegbar.

    • „Sind Libellenlarven eine wichtige Nahrungsgrundlage für Frösche?“ Das ist keine Hypothese.
    Hierbei handelt es sich um eine Fragestellung. Eine Frage kann niemals eine Hypothese sein. Es lassen sich aus ihr aber Hypothesen ableiten. Z.B.: „Frösche ernähren sich zu einem großen Teil von Libellenlarven.“

  • Gib den Erkenntnisweg in der Biologie wieder.

    Tipps

    Eine Untersuchung kannst du erst planen, wenn du bereits eine konkrete Fragestellung und Hypothese hast.

    In einem Protokoll sollte jeder Schritt der Untersuchung dokumentiert werden.

    Lösung

    Bevor du eine Untersuchung beginnst, brauchst du eine Fragestellung und eine zugehörige Hypothese. Aus ihnen leitet sich nämlich das Ziel und der Aufbau einer Untersuchung ab.

    Als nächstes musst du deinen Versuch planen. Eine sorgfältige Planung hilft dir dabei, sicher zu gehen, dass du auch wirklich das betrachtest, was du untersuchen willst. Das ist manchmal gar nicht so leicht. Steht der Versuchsplan, kannst du mit der Durchführung beginnen. Halte dich dabei immer sehr genau an deinen Plan. Als letztes steht die Auswertung des Versuchs an. Du interpretierst die Ergebnisse und bringst sie in einen Zusammenhang mit dem Vorwissen, dass du bereits über das Thema hattest.

    Es ist in der Wissenschaft sehr wichtig, dass du zu deinem Versuch ein genaues Protokoll anfertigst. Jede/r andere Wissenschaftler/in und auch du selbst sollte darin nachvollziehen können, was du genau gemacht hast. Du fragst dich, wofür der Aufwand gut ist, schließlich zählen doch nur die Ergebnisse? Falsch! Jede wissenschaftliche Untersuchung muss von anderen Wissenschaftler/innen wiederholt werden können. Nur wenn unterschiedliche Wissenschaftler/innen in dem gleichen Versuch die gleichen Ergebnisse erzielen, kann man sehr sicher sein, dass die Ergebnisse auch stimmen.

    Jede/r gute Wissenschaftler/in sollte zum Schluss noch eine Fehlerbetrachtung durchführen. Auf diese Weise können unerwartete Ergebnisse erklärt werden und andere Wissenschaftler/innen können versuchen, diese Fehler zu umgehen. Fehler machen alle Wissenschaftler/innen, das ist gar nicht schlimm, solange sie Teil der Interpretation der Ergebnisse sind.

  • Erstelle einen Untersuchungsplan.

    Tipps

    Es ist wichtig, sich möglichst früh zu überlegen, welche Materialien man für den Versuch benötigt.

    Auch Messmethoden sollten festgelegt werden, so bald klar ist, welche Materialien benötigt werden und wie die Testgruppen eingeteilt und aufgebaut werden.

    Lösung

    Die Planung einer Untersuchung, beginnt man mit einer Fragestellung. Zur dieser Frage kann man eine Hypothese, also eine Vermutung, aufstellen. Die Hypothese soll nun in einem Versuch getestet werden. Dabei ist es hilfreich, sich zuerst Gedanken über das Versuchsobjekt und die benötigten Materialien zu machen. Anschließend plant man die genaue Aufteilung der Versuchsgruppen. Als letztes sollte man noch festlegen, auf welche Weise und mit welchen Instrumenten man seine Ergebnisse messen und bestimmen möchte.

  • Erstelle ein wissenschaftliches Protokoll.

    Tipps

    Versuchsprotokolle enthalten immer die Fragestellung und die Hypothese. Danach folgt die Durchführung. Im nächsten Teil werden die Ergebnisse präsentiert, die zum Schluss diskutiert und ausgewertet werden.

    Die Auswertung enthält immer die Entscheidung, ob die Hypothese angenommen oder verworfen wird.

    Die Durchführung schreibt man meist in der Vergangenheit.

    Lösung

    Rebeccas Protokoll begann ursprünglich mit der Fragestellung, aus der sie ihre Hypothese ableitete.

    Im nächsten Abschnitt beschrieb sie ihre Durchführung des Versuches in der Vergangenheitsform. In diesem Abschnitt ist es wichtig, möglichst genau zu beschreiben, was man gemacht hat, aber auch nichts anderes. Zudem sollte man alle Materialien ganz genau benennen, falls man dies nicht bereits in einem eigenen Abschnitt davor gemacht hat.

    Im dritten Teil eines Protokoll stellt man seine Beobachtungen und Ergebnisse vor. Rebecca hat hierfür eine Tabelle erstellt. Häufig werden Abbildungen wie Diagramme oder Tabellen genutzt, um Ergebnisse anschaulich zu präsentieren.

    Der letze Teil des Protokolls enthält die Auswertung und die Interpretation des Versuches. Sie sollte eine Entscheidung bezüglich der Hypothese, eine Fehlerbetrachtung und einen Ausblick auf mögliche weitere Forschungen enthalten.

  • Bestimme den Zweck von Kontrollversuchen.

    Tipps

    Es ist zwar richtig, dass Wissenschaftler gerne experimentieren, aber es gibt sicher Spannenderes als Kontrollversuche.

    Lösung

    In einem Kontrollversuch führt man seine Untersuchung mit leicht veränderten Bedingungen durch. Auf diese Weise kann man herausfinden, ob die Ergebnisse nur durch die untersuchten Faktoren zu Stande gekommen sind, oder ob noch andere Faktoren das Experiment stören oder beeinflussen. Kontrollversuche sind wichtige Instrumente der Wissenschaft.

  • Werte die Ergebnisse des Versuches zur Geschwindigkeit verschiedener Tiere aus.

    Tipps

    Haie gehören zu den Fischen.

    Lösung

    Allein aus dem Diagramm ist zu erkennen, dass der Igel das langsamste der gemessenen Tiere ist. Der Gepard ist übrigens das schnellste Tier.

    Dass Säugetiere schneller sind als Fische, kann man nicht aus dem Diagramm ableiten. Denn der Hai (als einziger Fisch) ist zwar schneller als die meisten Tiere, aber der Gepard ist noch schneller.

    Zwar ist der Igel als kleinstes Tier auch das langsamste, allerdings kann man nicht sagen, dass größere Tiere immer schneller sind. Der Elefant ist das größte der untersuchten Tiere. Er ist aber bei Weitem nicht das schnellste Tier.

    Der Zusammenhang zwischen dem Gewicht der Tiere und ihrer Geschwindigkeit ist nicht eindeutig. Diese Aussage ist also richtig.