Kalt vitenskapelig metode settet med trinn, strategier og teknikker som ble utført for å finne gyldig og verifisert kunnskap om emner relatert til noen av vitenskapene. For at forskning skal kunne anses som vitenskapelig, må den være basert på observerbar opplevelse, I grundig datamåling og i logisk resonnementunngå subjektivitet og personlige fordommer til enhver tid.
Trinnene eller stadiene i den vitenskapelige metoden kan varieres og kan til og med differensieres avhengig av forskningen og vitenskapsområdet der den utføres (noen er mye enklere å verifisere enn andre). Av denne grunn, samt å ønske å vise trinnene man må følge for de som er interessert i å utføre denne typen forskning, har vi utarbeidet denne utvidede artikkelen, der vi forklarer i detalj hva den vitenskapelige metoden er, hva dens faser er, hvilke egenskaper den må oppfylle, og hvordan den anvendes selv i hverdagen.
Hva er egentlig den vitenskapelige metoden?
Den vitenskapelige metoden er en systematisk metodikk som består av anvendelse av et sett med prosedyrer og faser for å tilegne seg ny kunnskap eller for å bekrefte eksisterende funn. Slik fungerer vitenskapen, og den hviler på flere grunnpilarer:
- Empirialltid en del av observerbare fakta og målbare, enten direkte med sansene eller gjennom instrumenter.
- Pålitelig måling: bruker verktøy og instrumenter som tillater presis kvantifisering av de studerte fenomenene.
- RasjonalitetForklaringene må være logisk og sammenhengende, basert på vitenskapelige prinsipper og lover, ikke på meninger.
- objektivitetsøker å isolere forskerens personlige skjevhetermed fokus på data som kan aksepteres av det vitenskapelige miljøet.
- Systematikkfølger en rekkefølge og et hierarki av trinn som tillater fremgang fra observasjon til formulering av teorier og lover.
- Faktisitet: det er alltid basert på verifiserbare fakta gjennom erfaring og eksperimentering.
Denne prosessen er utformet slik at enhver studie som utføres i henhold til retningslinjene, kan kan reproduseres av andre forskereDenne reproduserbarheten er det som lar oss bekrefte om resultatene holder mål under forskjellige forhold, steder eller tider, og er et av hovedkriteriene for å skille vitenskapelig kunnskap fra ren mening eller tro.
Hva er trinnene i den vitenskapelige metoden?
Trinnene eller stadiene i denne metoden presenteres vanligvis i litt forskjellige formater avhengig av fagfeltet, men i hovedsak dekker de den samme veien. I den opprinnelige artikkelen påpekte vi: spørsmål, observasjon, hypoteseformulering, eksperimentering, analyse og konklusjonI tillegg til dette inkluderer dagens vitenskapelige praksis ofte andre viktige momenter som f.eks. publisering og sammenligning av resultater, den formulering av teorier og i noen tilfeller konsolidering av vitenskapelige lover.
Alle disse trinnene brukes til å å evaluere et emneFor å foreslå en løsning, teste den grundig og trekke solide konklusjoner. Vi skal nå utvikle hver fase, og integrere både den klassiske strukturen og de tilleggselementene som beriker og styrker den vitenskapelige metoden.
Still det riktige spørsmålet
For å starte en undersøkelse ved hjelp av den vitenskapelige metoden er det nødvendig formuler et spesifikt spørsmål om emnet det er interessant for deg. Dette spørsmålet bør:
- Å være i slekt med en observerbart fenomen (ikke med meninger eller moralske vurderinger).
- For å kunne motta svar gjennom data og eksperimenterikke gjennom ren refleksjon.
- Å være nok presis og begrenset slik at det kan gjøres realistisk.
For å forstå dette lettere, skal vi bruke noen hverdagslige eksempler på vitenskapelige spørsmål:
- Hvilket glass har større vannkapasitet?
- hvorfor tre flyter på vann?
- Hvordan påvirker det temperatur Hvor raskt løser brusetabletter seg opp?
- Hvilken type såpe er mest effektiv for fjerne en flekk Spesifikt?
I pedagogiske eller innledende naturfagssammenhenger er det svært nyttig å veilede elevene slik at de lærer å skille mellom vitenskapelige spørsmål (som kan besvares med eksperimenter) og spørsmål som kun avhenger av smak, verdier eller meninger, og passer derfor ikke inn i den vitenskapelige metoden.
Observasjon og etterforskning
Når spørsmålet er formulert, er det nødvendig å stoppe opp og foreta en nøye observasjon og en tidligere etterforskning som tillater innsamling av så mye data som mulig for å besvare den. Denne innledende datainnsamlingsfasen inkluderer både direkte observasjon av fenomenet, for eksempel gjennomgang av tidligere arbeider (bøker, artikler, rapporter osv.).
Vitenskapelig observasjon tjener til å forklare hvorfor noe skjer eller andre spørsmål knyttet til et fenomen, ved hjelp av data samlet inn på forskjellige måter. Det kan deles inn i tre typer: usystematisk, semisystematisk og systematiskImidlertid er trinnene i den vitenskapelige metoden vanligvis primært avhengige av systematisk observasjon.
- Usystematisk observasjonDette refererer til observasjon utført uten noen forutgående planlegging eller organisering; det vil si at vi ganske enkelt observerer problemet og forsøker å samle inn data som kan være av interesse. Det er en mer konvensjonell type observasjon. spontan og utforskende.
- Semisystematisk observasjonDet kjennetegnes av at linjene først må trekkes målene med observasjonenslik at det er lettere å vite hva den ser etter. Imidlertid er ikke alle aspekter som skal observeres strengt organisert ennå.
- Systematisk observasjonDen mest brukte metoden i vitenskapelig forskning. Den tillater, ved hjelp av forhåndsplanlegging av målet eller aspektene som skal evalueres, datainnsamling på en mer spesifikk måteDet er nødvendig å kategorisere alle observasjonsfaktorene (atferd eller atferd, fakta, hendelser, fenomener på ulike områder, blant annet) og bruke tydelige registreringsinstrumenter (tabeller, sjekklister, måleinstrumenter, osv.).
I løpet av denne fasen, de forskjellige studievariabler:
- Uavhengig variabel: den som forskeren modifiserer eller kontrollerer for å se effekten (for eksempel vanntemperaturen).
- Avhengig variabel: det som måles eller observeres som et resultat (for eksempel tiden det tar for en tablett å oppløses).
- Kontrollvariabler: de faktorene som må forbli konstant for å sikre at testen er rettferdig (type tablett, vannvolum, type glass osv.).
Jo strengere denne fasen av observasjon og undersøkelse, lavere sannsynlighet Han må gjøre feil i de senere fasene og mer solid Dette vil være resultatene som oppnås.
Uttalelse av hypotesen
Dette er et av trinnene i den vitenskapelige metoden der man må finne en foreløpig forklaring som svarer på spørsmålet, tatt i betraktning dataene som er samlet inn gjennom observasjon eller forskning. Denne forklaringen kalles hypotese.
En hypotese er derfor en påstand som forsøker å forklare de observerte fakta. Det kan være en eller flere alternative hypoteserImidlertid kan ingen av dem anses som helt sanne før de er testet gjennom eksperimenter.
I moderne vitenskap blir det ofte vektlagt at hypotesen må være tilbakevisbar eller falsifiserbarDet vil si at den må formuleres på en slik måte at det er en mulighet for å finne data eller et eksperiment som motsier den. Hvis en hypotese ikke kan testes eller motbevises, faller den ikke innenfor rammen av den vitenskapelige metoden.
Når du formulerer hypotesen din, anbefaler vi følgende klassiske tips, som er spesielt nyttige i pedagogiske sammenhenger:
- Identifiser tydelig problemet.
- Skill hva du vet (observerte effekter) av hva Du forstår fortsatt ikke (mulige årsaker).
- Se etter en «rimelig antagelse«som forbinder det du vet med det du prøver å forklare.»
- Bruk strukturen «Hvis X, så Yhvor «X» er den foreslåtte årsaken og «Y» er den observerte effekten. På denne måten etableres en klar sammenheng mellom de endrede forholdene og det forventede resultatet.
For eksempel, når man står overfor problemet med hvorfor én plante vokser mindre enn en annen, kan én hypotese være: «Hvis én plante får mindre sollysså vil den vokse sakk ned enn en annen som mottar mer lys.» Denne formuleringen tillater utforming av et spesifikt eksperiment for å teste det.
Det er en enkel og grei måte å formulere en hypotese på i løpet av bare noen få trinn, men det finnes også andre, mer avanserte strategier (som deduksjoner fra tidligere teorier eller matematiske modeller). Uansett er det viktigste at hypotesen er klar, spesifikk og etterprøvbar.
eksperimentering
Eksperimenter er en viktig del av stadier av den vitenskapelige metodenfordi gjennom dem er det mulig test en hypotese basert på de definerte variablene. Dette betyr at personen som utfører forskningen må manipulere uavhengige variabler (de årsakssammenhengende variabler) for å observere de forskjellige effektene som kan oppstå i avhengige variabler, med sikte på å objektivt måle endringene i dem.
Videre har eksperimentering også et formål gjenskape situasjonen Under kontrollerte forhold, hvor de nødvendige kravene må oppfylles og elementene som utgjør studieobjektet må være tilstede. Det er viktig å beskrive i detalj prosedyren som ble fulgtslik at enhver annen forsker kan gjenskape det samme eksperimentet trinn for trinn.
I dagens vitenskapelige praksis legges det spesiell vekt på at hovedmålet med eksperimentering ikke så mye er å "bevise" hypotesen, men prøv å motbevise detDenne kritiske holdningen hindrer oss i å akseptere resultater som kan skyldes tilfeldigheter eller uoppdagede feil som sanne. Dermed:
- Hvis hypotesen er tilbakeviser (det vil si at dataene ikke samsvarer med forventet), vil det være nødvendig formuler en ny hypotese som stemmer overens med de nye dataene som er innhentet.
- Hvis hypotesen ikke kan motbevises etter gjentatte forsøk og eksperimenter, vil den bli ansett som en godt støttet forslag, og det vil være mulig å gå videre til fasene med teoretisering og generalisering.
Hvis eksperimentet bekrefter den foreslåtte hypotesen, kan den anses som korrekt. i henhold til testene som er utført (selv om muligheten i vitenskapen alltid står åpen for at fremtidige eksperimenter kan gi data som utfordrer den). Hvis eksperimentet derimot ikke kan bekrefte hypotesen, vil den ikke lenger være holdbar, eller i det minste bli alvorlig stilt spørsmål ved.
Dataanalyse og informasjonsorganisering
I følge eksperimentet burde en serie data ha blitt samlet inn for å muliggjøre den påfølgende Detaljert analyseI denne mellomfasen, før man trekker konklusjoner, er det er organisert og tolket alle resultatene som er oppnådd.
Følgende bør tas i betraktning i analysen alle dataUansett om disse kan samsvare med det vi trodde ville skje eller ikke. Dette siste punktet betyr at hvis et dataelement ikke samsvarer med det vi forventet, bør vi fortsatt... inkludere det og analyser det for å oppnå pålitelige resultater i forskningen.
For å forenkle denne oppgaven er det vanlig å bruke:
- Datatabeller som inkluderer tiltakene som er iverksatt.
- Grafikk (stolpediagrammer, linjediagrammer, diagrammer osv.) som lar deg visualisere trender eller sammenligninger.
- Oppsummeringstabeller der de mest relevante resultatene er fremhevet.
- Verktøy av statistisk analyse når etterforskningen krever det.
Målet er at vi, basert på denne organiseringen av informasjon, kan se klart. hva som egentlig skjedde i eksperimentet og i hvilken grad resultatene støtte eller motsi den innledende hypotesen.
Konklusjon og tolkning av resultater
Til slutt må man gjøre det tolkning av data samlet og analysert; på denne måten kan det avgjøres om hypotesen stemmer i samsvar med resultatene eller om den tvert imot bør forkastes eller endres.
Hvis hypotesen støttes av dataene, en klar konklusjon som forklarer hva som er oppdaget, under hvilke forhold og med hvilken grad av sikkerhet. Dette muliggjør formuleringen av en foreløpig teori som gir ny vitenskapelig kunnskap, i hvert fall inntil det motsatte er bevist.
Hvis resultatene motsier hypotesen, trekkes det også en konklusjon, men i dette tilfellet inkluderer den vanligvis en refleksjon over mulige årsaker til feil (designfeil, ukontrollerte variabler, utilstrekkelige instrumenter osv.) og er foreslått nye hypoteser eller forskningslinjer. Det er vanlig, spesielt i utdanningssammenhenger, å invitere studenter til å reflektere over hvordan de kan prosedyren kan forbedres eller hva de ville endret hvis de gjentok eksperimentet.
I en skolesetting oppfordres elevene til å svare på spørsmål som: Var hypotesen riktig eller ikke? Hvilke faktorer kan forklare resultatene? Hvordan kan vi gjenta eksperimentet for å få enda mer robuste data? Denne avsluttende refleksjonen bidrar til å forstå at den vitenskapelige metoden er en åpen og forbedringsbar prosessikke en mekanisk oppskrift.
Publikasjon, sammenligning, vitenskapelig teori og jus
Så langt har vi beskrevet de grunnleggende trinnene i den vitenskapelige metoden slik de vanligvis brukes i det meste av forskning. For at kunnskap skal bli en del av etablert vitenskapImidlertid mangler fortsatt noen viktige elementer: publikasjon og gjennomgang av arbeidet, dets integrering i en teori bredere og, i visse tilfeller, dens transformasjon til vitenskapelig lov.
Publisering og sammenligning med andre studier
Når undersøkelsen er avsluttet og konklusjonene er skrevet, er neste steg dele resultatene med det vitenskapelige miljøet. Dette gjøres vanligvis gjennom artikler i fagtidsskrifter, kommunikasjon på konferanser eller forskningsrapporter.
Publikasjonen oppfyller et svært viktig dobbelt formål:
- den lar utvide kunnskap tilgjengelig, slik at andre forskere kan bruke disse resultatene i sitt eget arbeid.
- Han offentliggjør teorien eller funnene slik at andre forskere kan gjennomgå dem kritiskGjenta forsøkene og se om de kommer til de samme konklusjonene.
En annen form for validering er gjenskape allerede publisert forskningDet vil si å utføre forskning som en annen forsker allerede har utført for å teste hypotesen deres og se om resultatene stemmer under forskjellige forhold. Hvis forskjellige forskerteam, som jobber uavhengig, får konsistente resultater Ved å gjenta studien øker tilliten til gyldigheten av hypotesen og teorien. Omvendt, hvis andre grupper finner data som De avviser konklusjoneneDet vil være nødvendig å gjennomgå det originale arbeidet, oppdage mulige feil og om nødvendig formulere nye hypoteser.
Vitenskapelig teori og lov
Når en hypotese har blitt støttet av en rekke studier, i forskjellige kontekster, og integreres med andre forklaringer om beslektede fenomener, kan det føre til en vitenskapelig teoriEn teori er en bredt forklarende rammeverk som organiserer mange forskjellige fakta og observasjoner under de samme prinsippene.
Innen noen felt, når en sammenheng mellom fenomener har blitt bekreftet gang på gang, under svært forskjellige forhold, kan den sies som en vitenskapelig lovEn lov beskriver på en måte kort og presist hvordan et visst aspekt av virkeligheten oppfører seg (for eksempel forholdet mellom kraft, masse og akselerasjon), basert på en enorm mengde akkumulerte observasjoner og eksperimenter.
Likevel blir selv vitenskapelige lover vurdert åpen for gjennomgang hvis det dukker opp data i fremtiden som utfordrer dem. Denne holdningen med konstant tvil og åpenhet for endringer er en annen av de store styrkene til den vitenskapelige metoden.
Finnes det viktige trinn og tilleggstrinn?
Et av aspektene som kan skape mest kontrovers når man definerer trinnene i den vitenskapelige metoden, er å avgjøre hvilke av dem som skal anses som obligatorisk og som bare ville tillegg som beriker prosessen.
De obligatoriske trinnene ville være de som er tilstede i enhver form for vitenskapelig forskningUansett hvilken disiplin det er snakk om: observasjon, formulering av spørsmålet, hypotesen, eksperimentering, analyse og konklusjoner. Uten disse grunnleggende elementene kunne vi ikke på riktig måte snakke om den vitenskapelige metoden.
På den annen side finnes det trinn som noen forfattere vurderer utfyllende, som:
- Eksplisitt anerkjennelse av problemetUtover å bare observere, formulerer forskeren tydelig problemet de ønsker å løse, noe som bidrar til å fokusere forskningen.
- spådommerFra hypotesen utledes spesifikke konsekvenser som bør observeres dersom hypotesen er sann. Disse prediksjonene fungerer som en veiledning for å utforme nye eksperimenter.
- Fagfellevurdering og formidling i ikke-spesialiserte medierprosesser som, selv om de ikke alltid er oppført som formelle «trinn», er essensielle for sosial validering av vitenskapelig kunnskap.
Uansett fungerer alle disse tilleggselementene som forsterkning av de nødvendige trinnene, gir mer informasjon og øker forskningens soliditet, men de erstatter ikke de grunnleggende stadiene som vi allerede har beskrevet.
Innen hvilke felt brukes den vitenskapelige metoden?
Den vitenskapelige metoden anvendes innen en rekke felt, ikke bare innen klassisk naturvitenskap. Noen av de mest fremtredende områdene er:
- NaturvitenskapFysikk, kjemi, biologi, geologi, astronomi… I alle disse er målet å forstå fenomener i den fysiske verden gjennom… observasjon, eksperimentering og dataanalyse.
- Medisin og helsefag: den brukes til å undersøke årsaker til sykdommer, utvikle effektive behandlinger, evaluere medisiner og forbedre helsetjenester gjennom kontrollerte kliniske studier.
- Ingeniørfag og teknologiIngeniører bruker den vitenskapelige metoden til designe tekniske løsninger, testing av prototyper, optimalisering av produksjonsprosesser og sikring av sikkerheten til konstruksjoner og enheter.
- SamfunnsfagDisipliner som psykologi, sosiologi, økonomi og utdanning tilpasser den vitenskapelige metoden til kompleksiteten i menneskelig atferd, ved hjelp av spørreundersøkelser, kontrollerte eksperimenter, feltstudier og statistisk analyse.
- Miljøvitenskap: Den brukes til å studere effektene av menneskelig aktivitet på miljøet, vurdere virkningen av forurensende stoffer, utforme bevaringsstrategier og foreslå evidensbaserte tiltak.
- Jordbruk og matvitenskapDen vitenskapelige metoden er nøkkelen til forbedring landbrukspraksisfor å øke avlingene, utvikle nye resistente varianter og sikre mattrygghet.
Utover disse feltene kan den vitenskapelige metoden brukes på hverdagsproblemer, som å feilsøke husholdningsproblemer, sammenligne produkter eller optimalisere daglige aktiviteter. vi observerer et problemVi foreslår en mulig forklaring, tester forskjellige løsninger og holder oss til den som fungerer best; vi bruker ganske enkelt den samme logikken som styrer vitenskapen.
Kort sagt, trinnene i den vitenskapelige metoden som vi har beskrevet gir en tydelig og strukturert veiledning å undersøke verden rundt oss, øke objektiviteten i konklusjonene våre og steg for steg bygge opp stadig mer pålitelig og nyttig kunnskap for hele samfunnet.