Definition

the scientific method is a series of processes that people can use to collecting knowledge about the world around them knowledge, improve that knowledge, and try to explain why and/or how things happens. Menetelmässä tehdään havaintoja, muodostetaan kysymyksiä, tehdään hypoteeseja, tehdään koe, analysoidaan dataa ja muodostetaan johtopäätös. Jokainen tehty tieteellinen koe on esimerkki tieteellisestä menetelmästä toiminnassa, mutta sitä käyttävät myös muut kuin tutkijat arkisissa tilanteissa.

Tieteellinen metodi yleiskatsaus

tieteellinen menetelmä on prosessi, jossa pyritään pääsemään mahdollisimman lähelle objektiivista totuutta. Osa prosessia on kuitenkin jatkuvasti tarkentaa päätelmiään, esittää uusia kysymyksiä ja jatkaa maailmankaikkeuden sääntöjen etsimistä. Tieteellisen menetelmän avulla tutkijat yrittävät selvittää, miten maailma toimii ja löytää lait, jotka saavat sen toimimaan tällä tavalla. Voit käyttää tieteellistä menetelmää löytää vastauksia lähes mihin tahansa kysymykseen, vaikka tieteellinen menetelmä voi tuottaa ristiriitaisia todisteita perustuu menetelmä kokeilu. Toisin sanoen tieteellinen menetelmä on erittäin hyödyllinen tapa selvittää asioita – vaikka sitä on käytettävä varoen ja huolellisesti!

tieteellisten menetelmien vaiheet

tieteellisen menetelmän tarkat vaiheet vaihtelevat eri lähteissä, mutta yleinen menettely on sama: tiedon hankkiminen havainnoinnin ja testauksen avulla.

havainnon tekeminen

tieteellisen menetelmän ensimmäinen vaihe on tehdä havainto ympäröivästä maailmasta. Ennen kuin voidaan tehdä hypoteeseja tai tehdä kokeita, täytyy ensin huomata ja ajatella jonkinlaisia ilmiöitä. Tieteellistä menetelmää käytetään silloin, kun ei tiedetä miksi tai miten jotain tapahtuu ja halutaan selvittää vastaus. Mutta, ennen kuin voit muodostaa kysymyksen sinun täytyy huomata jotain hämmentävää ensinnäkin.

kysymyksen esittäminen

seuraavaksi on esitettävä kysymys heidän havaintojensa perusteella. Tässä muutamia esimerkkejä hyvistä kysymyksistä:

• miksi tämä tapahtuu?
• miten tämä tapahtuu?
• miksi tai miten se tapahtuu näin?

joskus tämä vaihe on mainittu ensimmäisenä tieteellisessä menetelmässä, ja toisena on mainittu havainnon tekeminen (ja kyseisten ilmiöiden tutkiminen). Todellisuudessa sekä havaintojen tekeminen että kysymysten esittäminen tapahtuvat yleensä samoihin aikoihin.

voi nähdä hämmentävän tapahtuman ja heti ajatella, ”miksi se tapahtuu?”Kun havaintoja tehdään ja kysymyksiä muodostetaan, on tärkeää tutkia, ovatko muut jo vastanneet kysymykseen tai löytäneet tietoa, joka voi auttaa sinua muokkaamaan kysymystäsi. Jos esimerkiksi löydät vastauksen siihen, miksi jotain tapahtuu, haluat ehkä mennä askeleen pidemmälle ja selvittää, miten se tapahtuu.

hypoteesin muodostaminen

hypoteesi on valistunut arvaus, jolla selitetään tapahtuneet ilmiöt aiempien havaintojen perusteella. Se vastaa edellisessä vaiheessa esitettyyn kysymykseen. Hypoteesit voivat olla täsmällisiä tai yleisempiä riippuen esitettävästä kysymyksestä, mutta kaikkien hypoteesien on oltava testattavissa keräämällä mitattavissa olevaa todistusaineistoa. Jos hypoteesi ei ole testattavissa, on mahdotonta suorittaa koetta sen määrittämiseksi, tukeeko hypoteesi näyttöä.

kokeen suorittaminen

hypoteesin muodostamisen jälkeen on perustettava ja suoritettava koe hypoteesin testaamiseksi. Kokeessa on oltava riippumaton muuttuja (jotain, jota kokeen tekijä manipuloi) ja riippuvainen muuttuja (mitattava asia, johon riippumaton muuttuja voi vaikuttaa). Kaikkia muita muuttujia on valvottava niin, etteivät ne vaikuta lopputulokseen. Kokeilun aikana kerätään tietoja. Tieto on arvojoukko; se voi olla kvantitatiivinen (esim.mitattu numeroina) tai kvalitatiivinen (tulosten kuvaus tai yleistys).

esimerkiksi, jos testattaisiin auringonvalon vaikutusta kasvien kasvuun, valon määrä olisi riippumaton muuttuja (asia, jota manipuloit) ja kasvien korkeus riippuva muuttuja (asia, johon riippumaton muuttuja vaikuttaa). Muut tekijät, kuten ilman lämpötila, veden määrä maaperässä, ja kasvilajit olisi pidettävä samana kaikkien kokeessa käytettyjen kasvien välillä, jotta voit todella kerätä tietoa siitä, vaikuttaako auringonvalo kasvien kasvuun. Keräämäsi tiedot olisivat määrällisiä – sillä mittaisit kasvin korkeuden numeroina.

tietojen analysointi

kokeen suorittamisen ja tietojen keräämisen jälkeen on analysoitava tiedot. Tutkimuskokeita analysoidaan yleensä tilastollisilla ohjelmistoilla, jotta voidaan määrittää tietojen väliset suhteet. Yksinkertaisemmassa kokeessa voitaisiin yksinkertaisesti tarkastella tietoja ja nähdä, miten ne korreloivat riippumattoman muuttujan muutoksen kanssa.

johtopäätöksen muodostaminen

tieteellisen menetelmän viimeinen vaihe on johtopäätöksen muodostaminen. Jos aineisto tukee hypoteesia, hypoteesi voi olla selitys ilmiöille. Tulosten vahvistamiseksi on kuitenkin tehtävä useita kokeita, ja on myös tärkeää varmistaa, että otoskoko—tehtyjen havaintojen määrä—on riittävän suuri, jotta tiedot eivät vääristy vain muutamalla havainnolla.

Jos aineisto ei tue hypoteesia, on tehtävä lisää havaintoja, muodostettava uusi hypoteesi ja käytettävä tieteellistä menetelmää uudelleen. Kun tehdään johtopäätös, tutkimus voidaan esittää muille, jotta he saavat tietoa löydöksistä ja saavat tietoa tutkimuksesta tehdyn johtopäätöksen paikkansapitävyydestä.

tieteelliset Menetelmäesimerkit

tieteellisen menetelmän käytöstä on hyvin monia esimerkkejä kautta historian, koska se on kaikkien tieteellisten kokeiden perusta. Tutkijat ovat tehneet kokeita käyttäen tieteellistä menetelmää satoja vuosia.

yksi tällainen esimerkki on Francesco Redin koe alkusynnytyksestä. 1600-luvulla, jolloin Redi eli, uskottiin yleisesti, että elolliset voivat syntyä spontaanisti orgaanisesta materiaalista. Ihmiset uskoivat esimerkiksi, että toukat on luotu lihasta, joka on jätetty ulos istumaan. Redillä oli vaihtoehtoinen hypoteesi: että toukat olivat itse asiassa osa kärpäsen elinkaarta!

hän suoritti kokeen jättämällä neljä lihapurkkia ulos: osa peittämättömänä, osa musliinilla peitettynä ja osa kokonaan suljettuna. Kärpäset pääsivät paljastuneisiin purkkeihin ja toukat ilmestyivät vähän myöhemmin. Peitetyissä purkeissa oli toukkia musliinin ulkopinnalla, mutta ei purkkien sisällä. Sinetöidyissä purkeissa ei ollut lainkaan toukkia.

Redi pystyi päättelemään, että lihaan ei syntynyt itsestään toukkia. Hän vahvisti tuloksia vielä keräämällä pyydystettyjä toukkia ja kasvattamalla niistä aikuisia kärpäsiä. Tämä saattaa tuntua terveeltä järjeltä nykyään, mutta siihen aikaan ihmiset eivät tienneet maailmasta yhtä paljon, ja juuri tällaisten kokeiden kautta ihmiset saivat selville sen, mikä on nykyään yleistä tietoa.

tutkijat käyttävät tieteellistä menetelmää tutkimuksessaan, mutta sitä käyttävät myös ihmiset, jotka eivät ole tutkijoita jokapäiväisessä elämässä. Vaikka et olisi tietoisesti tietoinen siitä, olet käyttänyt tieteellistä menetelmää monta kertaa ratkaistessasi ympärilläsi olevia ongelmia.

esimerkiksi sanotaan, että olet kotona ja lamppu sammuu. Hehkulampun sammumisen huomaaminen on huomion arvoista. Silloin luonnollisesti kysyisit: ”miksi lamppu on sammunut?”ja keksiä mahdollisia arvauksia tai hypoteeseja. Voit esimerkiksi olettaa, että lamppu on palanut loppuun. Sitten tekisit hyvin pienen kokeen testataksesi hypoteesiasi; nimittäin vaihtaisit lampun ja analysoisit tiedot (”palasiko valo?”).

Jos valo syttyisi uudelleen, päättelisi hehkulampun itse asiassa palaneen loppuun. Mutta jos valo ei vieläkään toiminut, keksit muita hypoteeseja (”pistorasia ei toimi”,” osa lampusta on rikki”,” sulake sammui ” jne.) ja testata niitä.