meghatározás

a tudományos módszer olyan folyamatok sorozata, amelyeket az emberek felhasználhatnak arra, hogy ismereteket gyűjtsenek a körülöttük lévő világról, fejlesszék ezt a tudást, és megpróbálják megmagyarázni, miért és/vagy hogyan történnek a dolgok. Ez a módszer magában foglalja a megfigyelést, a kérdések megfogalmazását, a hipotézisek megfogalmazását, a kísérlet elvégzését, az adatok elemzését, a következtetés kialakítását. Minden elvégzett tudományos kísérlet a cselekvés tudományos módszerének példája, de a nem tudósok mindennapi helyzetekben is használják.

tudományos módszer áttekintés

a tudományos módszer egy olyan folyamat, amely megpróbálja a lehető legközelebb kerülni az objektív igazsághoz. Azonban a folyamat része, hogy folyamatosan finomítsa következtetéseit, új kérdéseket tegyen fel, és folytassa a világegyetem szabályainak keresését. A tudományos módszer segítségével a tudósok megpróbálják feltárni, hogyan működik a világ, és felfedezik azokat a törvényeket, amelyek így működnek. A tudományos módszer segítségével szinte bármilyen kérdésre válaszokat találhat, bár a tudományos módszer ellentmondásos bizonyítékokat hozhat a kísérleti módszer alapján. Más szóval, a tudományos módszer nagyon hasznos módja annak, hogy kitaláljuk a dolgokat – bár óvatosan és óvatosan kell használni!

A tudományos módszer lépései

a tudományos módszer pontos lépései forrásonként változnak, de az általános eljárás ugyanaz: az ismeretek megszerzése megfigyelés és tesztelés útján.

megfigyelés készítése

a tudományos módszer első lépése az, hogy megfigyeljük a körülötted lévő világot. Mielőtt hipotéziseket vagy kísérleteket lehetne tenni, először észre kell venni és el kell gondolkodni valamilyen előforduló jelenségről. A tudományos módszert akkor alkalmazzák, amikor az ember nem tudja, miért vagy hogyan történik valami, és fel akarja fedni a választ. De, mielőtt egy kérdést meg kell észre valami rejtélyes az első helyen.

kérdés feltevése

ezután fel kell tennünk egy kérdést megfigyeléseik alapján. Íme néhány példa a jó kérdésekre:

• miért történik ez a dolog?
• hogyan történik ez a dolog?
• miért vagy hogyan történik ez így?

néha ez a lépés szerepel először a tudományos módszerben, másodikként egy megfigyelés (és a kérdéses jelenségek kutatása)szerepel. A valóságban mind a megfigyelések, mind a kérdések feltevése általában ugyanabban az időben történik.

egy zavaró eseményt láthatunk, és azonnal gondolkodhatunk: “miért történik ez?”Amikor megfigyeléseket végeznek és kérdéseket fogalmaznak meg, fontos, hogy kutatást végezzenek annak kiderítésére, hogy mások már megválaszolták-e a kérdést, vagy felfedték-e azokat az információkat, amelyek segíthetnek a kérdés alakításában. Például, ha talál választ arra, hogy miért történik valami, érdemes egy lépéssel tovább menni, és kitalálni, hogyan történik.

hipotézis kialakítása

a hipotézis egy képzett találgatás, amely megmagyarázza az előzetes megfigyelések alapján előforduló jelenségeket. Válaszol az előző lépésben feltett kérdésre. A hipotézisek lehetnek specifikusak vagy általánosabbak a feltett kérdéstől függően, de minden hipotézisnek tesztelhetőnek kell lennie mérhető bizonyítékok összegyűjtésével. Ha egy hipotézis nem tesztelhető, akkor lehetetlen kísérletet végezni annak megállapítására, hogy a hipotézist bizonyítékok támasztják-e alá.

kísérlet végrehajtása

a hipotézis kialakítása után kísérletet kell készíteni és végrehajtani a hipotézis tesztelésére. A kísérletnek rendelkeznie kell egy független változóval (valami, amit a kísérletet végző személy manipulál), és egy függő változóval (a mért dolog, amelyet a független változó befolyásolhat). Az összes többi változót ellenőrizni kell, hogy azok ne befolyásolják az eredményt. A kísérlet során adatokat gyűjtenek. Az adatok értékek halmaza; lehet kvantitatív (például számokban mérve) vagy kvalitatív (az eredmények leírása vagy általánosítása).

ha például a napfény növénynövekedésre gyakorolt hatását tesztelnénk, akkor a fény mennyisége lenne a független változó (a manipulált dolog), a növények magassága pedig a függő változó (a független változó által érintett dolog). Más tényezőket, például a levegő hőmérsékletét, a talajban lévő víz mennyiségét és a növényfajokat ugyanúgy kell tartani a kísérletben használt összes növény között, hogy valóban adatokat gyűjthessen arról, hogy a napfény befolyásolja-e a növények növekedését. Az összegyűjtött adatok kvantitatívak lennének – mivel számokban mérné a növény magasságát.

adatok elemzése

a kísérlet elvégzése és az adatgyűjtés után elemezni kell az adatokat. A kutatási kísérleteket általában statisztikai szoftverrel elemzik az adatok közötti kapcsolatok meghatározása érdekében. Egyszerűbb kísérlet esetén egyszerűen megnézhetjük az adatokat, és megnézhetjük, hogyan korrelálnak a független változó változásával.

következtetés kialakítása

a tudományos módszer utolsó lépése a következtetés kialakítása. Ha az adatok alátámasztják a hipotézist, akkor a hipotézis lehet a jelenség magyarázata. Az eredmények megerősítéséhez azonban több kísérletet kell elvégezni, és fontos annak biztosítása is, hogy a minta mérete—az elvégzett megfigyelések száma—elég nagy legyen ahhoz, hogy az adatokat csak néhány megfigyelés torzítsa.

Ha az adatok nem támasztják alá a hipotézist, akkor további megfigyeléseket kell végezni, új hipotézist kell kialakítani, és a tudományos módszert újra kell használni. Amikor következtetést vonnak le, a kutatást be lehet mutatni másoknak, hogy tájékoztassák őket a megállapításokról, és visszajelzést kapjanak a kutatásból levont következtetés érvényességéről.

tudományos módszer példák

nagyon sok példa van a tudományos módszer használatára a történelem során, mert ez minden tudományos kísérlet alapja. A tudósok évszázadok óta végeznek kísérleteket a tudományos módszerrel.

az egyik ilyen példa Francesco Redi kísérlete a spontán generációról. A 17.században, amikor Redi élt, az emberek általában azt hitték, hogy az élőlények spontán módon keletkezhetnek szerves anyagból. Például az emberek azt hitték, hogy a kukacokat olyan húsból hozták létre, amelyet kívül hagytak ülni. Redinek volt egy alternatív hipotézise: hogy a kukacok valójában a légy életciklusának részei voltak!

kísérletet végzett úgy, hogy négy üveg húst hagyott ki: néhányat fedetlenül, néhányat muszlinnal borítva, néhányat teljesen lezárva. A legyek bejutottak a fedetlen üvegekbe, a kukacok pedig rövid idő múlva megjelentek. A befedett üvegek kukacok voltak a muszlin külső felületén, de nem az üvegek belsejében. A lezárt üvegekben egyáltalán nem voltak kukacok.

Redi arra a következtetésre jutott, hogy a kukacok nem spontán módon keletkeznek a húsban. Továbbá megerősítette az eredményeket azáltal, hogy összegyűjtötte a befogott kukacokat, és felnőtt legyekké növesztette őket. Ez ma józan észnek tűnhet, de akkoriban az emberek nem tudtak annyit a világról, és az ilyen kísérletek révén fedezték fel az emberek azt, ami ma már közismert.

a tudósok a tudományos módszert használják kutatásaikban, de olyan emberek is használják, akik nem tudósok a mindennapi életben. Még akkor is, ha nem volt tudatosan tudatában, sokszor alkalmazta a tudományos módszert, amikor megoldotta a körülötte lévő problémákat.

tegyük fel például, hogy otthon vagy, és kialszik egy villanykörte. Észrevéve, hogy a villanykörte ki van kapcsolva, megfigyelés. Akkor természetesen kérdés, “Miért van a villanykörte ki?”és jöjjön fel lehetséges találgatásokkal vagy hipotézisekkel. Például feltételezheti, hogy az izzó kiégett. Ezután egy nagyon kis kísérletet hajtana végre, hogy tesztelje hipotézisét; nevezetesen kicserélné az izzót, és elemezné az adatokat (“visszatért a fény?”).

ha a lámpa visszakapcsolna, arra a következtetésre jutna, hogy a villanykörte valójában kiégett. De ha a fény még mindig nem működik, akkor más hipotézisekkel állna elő (“az aljzat nem működik”, “a lámpa egy része eltört”, “a biztosíték kialudt” stb.) és tesztelje azokat.