METODA ȘTIINȚIFICĂ: CELE 6 ETAPE ȘI CARACTERISTICILE ACESTORA (EXEMPLU) - ŞTIINŢĂ - 2025

Metoda științifică este un proces utilizat în ramurile științei pentru testarea unei ipoteze științifice prin observare, interogare, formularea de ipoteze și experimentare. Este o modalitate rațională de obținere a cunoștințelor obiective și fiabile.

Prin urmare, metoda științifică are o serie de caracteristici care o definesc: observarea, experimentarea și punerea și răspunsul la întrebări. Cu toate acestea, nu toți oamenii de știință urmează exact acest proces. Unele ramuri ale științei pot fi testate mai ușor decât altele.

Etapele metodei științifice: întrebare, investigație, formularea ipotezelor, experiment, analiza datelor, concluzii.

De exemplu, oamenii de știință care studiază modul în care stelele se schimbă odată cu înaintarea în vârstă sau modul în care dinozaurii își digeră alimentele nu pot avansa viața unei stele cu un milion de ani sau efectuează studii și teste pe dinozauri pentru a le testa ipotezele.

Atunci când nu este posibilă experimentarea directă, oamenii de știință modifică metoda științifică. Deși se schimbă cu aproape fiecare investigație științifică, obiectivul este același: descoperirea relațiilor de cauză și efect, punând întrebări, colectând și examinând datele și văzând dacă toate informațiile disponibile pot fi combinate într-un răspuns logic.

Pe de altă parte, un om de știință trece adesea prin etapele metodei științifice, deoarece informațiile, datele sau concluziile noi pot face necesară parcurgerea din nou a etapelor.

De exemplu, un om de știință poate ipoteza „supraalimentarea accelerează îmbătrânirea”, efectuează un experiment și poate trage o concluzie. Apoi, puteți parcurge pașii din nou, începând cu o altă ipoteză, cum ar fi „consumul prea mult de zahăr accelerează îmbătrânirea”.

Pentru ce este metoda științifică și pentru ce este destinată?

Metoda științifică este o metodă empirică de investigare care servește la obținerea de noi cunoștințe și informații. „Empiric” înseamnă că se bazează pe realitate, folosește date; este opusul „teoretic”. Prin urmare, oamenii de știință folosesc metoda științifică pentru a afla despre realitate, colectând date și efectuând experimente. Poate fi împărțit în șase etape / faze / etape care se aplică tuturor tipurilor de cercetare:

-Questionarea bazată pe observație.

-Investigation.

-Formularea ipotezei.

-Experimentare.

-Analiza datelor.

-Repara sau accepta ipoteza (concluzii).

În continuare, voi arăta pașii fundamentali făcuți atunci când se face o investigație. Pentru a înțelege mai bine, la sfârșitul articolului voi lăsa un exemplu de aplicare a etapelor într-un experiment de biologie; în descoperirea structurii ADN-ului.

Principalele caracteristici ale metodei științifice

- Utilizați observația ca punct de plecare.

- Puneți întrebări și răspunsuri. Pentru a formula o ipoteză, savantul pune întrebări și răspunsuri într-un mod sistematic, căutând să stabilească relații cauză-efect în aspecte ale realității.

- Necesită verificare, adică rezultatele trebuie verificate de diverși oameni de știință.

- Generează concluzii refutabile. Dacă concluziile nu pot fi verificate, metoda științifică nu poate fi aplicată.

- Produce rezultate reproductibile; experimentele pot fi replicate de către oamenii de știință pentru a încerca să obțină aceleași rezultate.

- Este obiectiv; se bazează pe experimentare și observație, nu pe opinii subiective.

Care sunt etapele metodei științifice? În ce constă și caracteristicile lor

Pasul 1- Pune o întrebare bazată pe observație

Metoda științifică începe când omul de știință / cercetătorul pune o întrebare despre ceva observat sau investigat: Cum, ce, când, cine, ce, de ce sau unde?

Exemple de observații și întrebări:

- Louis Pasteur a observat la microscop că viermii de mătase din sudul Franței aveau boli infectate de paraziți.

- Un biolog observă la microscop că prezența anumitor tipuri de celule îmbunătățește simptomele variolei. Ați putea întreba, aceste celule combat virusul variolei?

- Albert Einstein, când și-a dezvoltat teoria relativității speciale, s-a întrebat: Ce ai vedea dacă ai putea merge pe lângă o rază de lumină, în timp ce se propagă prin spațiu?

Pasul 2- Investigație

Acest pas constă în efectuarea de cercetări, culegerea de informații pentru a ajuta la răspunsul la întrebare. Este important ca informațiile colectate să fie obiective și din surse fiabile. Pot fi cercetate prin baze de date internet, în biblioteci, cărți, interviuri, cercetare, printre altele.

Există mai multe tipuri de observație științifică. Cele mai frecvente sunt directe și indirecte.

Etapa 3- Formularea ipotezei

A treia etapă este formularea ipotezei. O ipoteză este o afirmație care poate fi folosită pentru a prezice rezultatul observațiilor viitoare.

Exemple de ipoteze:

• Fotbaliștii care se antrenează în mod regulat profitând de timp, marchează mai multe goluri decât cei care pierd 15% din sesiunile de antrenament.
• Părinții noi care au studiat învățământul superior, sunt în 70% din cazuri mai relaxați la naștere.

O ipoteză utilă trebuie să permită predicții prin raționare, inclusiv raționament deductiv. Ipoteza ar putea prezice rezultatul unui experiment într-un laborator sau observarea unui fenomen în natură.

Dacă predicțiile nu sunt accesibile prin observație sau experiență, ipoteza nu este încă testabilă și va rămâne la acea măsură neștiințifică. Ulterior, o nouă tehnologie sau teorie ar putea face experimentele necesare.

Pasul 4- Experimentare

Experimentați cazul cu oamenii.

Următorul pas este experimentarea, când oamenii de știință efectuează așa-numitele experimente științifice, în care sunt testate ipoteze.

Predicțiile pe care încearcă să le facă ipotezele pot fi testate cu experimente. Dacă rezultatele testelor contrazic previziunile, ipotezele sunt puse la îndoială și devin mai puțin durabile.

Dacă rezultatele experimentale confirmă previziunile ipotezelor, atunci ipotezele sunt considerate a fi mai corecte, dar pot fi greșite și rămân supuse unor experimente suplimentare.

Pentru a evita erorile de observare în experimente, se utilizează tehnica experimentală de control. Această tehnică folosește contrastul dintre mai multe eșantioane (sau observații) în condiții diferite pentru a vedea ce variază sau rămâne același.

Exemplu

Pentru a testa ipoteza „rata de creștere a ierbii nu depinde de cantitatea de lumină”, ar trebui să observăm și să luăm date din iarba care nu este expusă la lumină.

Aceasta se numește „grup de control”. Sunt identici cu celelalte grupuri experimentale, cu excepția variabilei investigate.

Este important să ne amintim că grupul de control poate diferi doar de orice grup experimental de o singură variabilă. Astfel poți ști că variabila este cea care produce sau nu modificări.

De exemplu, iarba afară din umbră nu poate fi comparată cu iarba la soare. Nici iarba unui oraș cu cea a altuia. Există variabile între cele două grupuri pe lângă lumină, cum ar fi umiditatea solului și pH-ul.

Un alt exemplu de grup de control foarte comun

Experimentele pentru a afla dacă un medicament este eficient în tratarea a ceea ce se dorește sunt foarte frecvente. De exemplu, dacă doriți să cunoașteți efectele aspirinei, puteți utiliza două grupuri într-un prim experiment:

• Grupa experimentală 1, căreia i se oferă aspirină.
• Grupul de control 2, cu aceleași caracteristici ca și grupa 1, și la care aspirina nu a fost furnizată.

Pasul 5: analiza datelor

După experiment, datele sunt luate, care pot fi sub formă de numere, da / nu, prezente / absente sau alte observații.

Colecția sistematică și atentă a măsurătorilor și datelor este diferența dintre pseudosciențe precum alchimia și științele, cum ar fi chimia sau biologia. Măsurătorile pot fi făcute într-un mediu controlat, cum ar fi un laborator, sau pe obiecte mai mult sau mai puțin inaccesibile sau ne-manipulabile, cum ar fi stele sau populații umane.

Măsurătorile necesită adesea instrumente științifice specializate, cum ar fi termometre, microscopuri, spectroscopi, acceleratoare de particule, voltmetre …

Acest pas implică determinarea ce arată rezultatele experimentului și decizia următoarelor acțiuni de efectuat. În cazurile în care un experiment se repetă de multe ori, poate fi necesară o analiză statistică.

Dacă dovezile au respins ipoteza, este necesară o nouă ipoteză. Dacă datele din experiment susțin ipoteza, dar dovezile nu sunt suficient de puternice, alte predicții ale ipotezei ar trebui testate cu alte experimente.

Odată ce ipoteza este puternic susținută de dovezi, o nouă întrebare de cercetare poate fi pusă pentru a oferi mai multe informații despre același subiect.

Pasul 6: Concluzii. Interpretați datele și acceptați sau respingeți ipoteza

Pentru multe experimente, concluziile sunt formate pe baza unei analize informale a datelor. Pur și simplu întrebați, datele se potrivesc cu ipoteza? este un mod de a accepta sau respinge o ipoteză.

Cu toate acestea, este mai bine să aplicați o analiză statistică asupra datelor, pentru a stabili un grad de „acceptare” sau „respingere”. Matematica este utilă și pentru evaluarea efectelor erorilor de măsurare și a altor incertitudini dintr-un experiment.

Dacă ipoteza este acceptată, nu este garantată ipoteza corectă. Acest lucru înseamnă doar că rezultatele experimentului susțin ipoteza. Este posibil să dublezi experimentul și să obții rezultate diferite data viitoare. Ipoteza poate explica și observațiile, dar este o explicație greșită.

Dacă ipoteza este respinsă, poate fi sfârșitul experimentului sau poate fi făcută din nou. Dacă repetați procesul, veți avea mai multe observații și mai multe date.

Alte etape sunt: ​​7- Comunicarea rezultatelor și 8 - Verificați rezultatele prin replicarea cercetării (efectuate de alți oameni de știință)

Dacă un experiment nu poate fi repetat pentru a produce aceleași rezultate, acest lucru implică faptul că rezultatele originale ar fi putut fi greșite. Drept urmare, este obișnuit ca un singur experiment să fie efectuat de mai multe ori, în special atunci când există variabile necontrolate sau alte indicații de eroare experimentală.

Pentru a obține rezultate semnificative sau surprinzătoare, alți oameni de știință pot încerca, de asemenea, să reproducă singuri rezultatele, mai ales dacă aceste rezultate sunt importante pentru propria lor activitate.

Exemplu real de metodă științifică în descoperirea structurii ADN-ului

Istoria descoperirii structurii ADN-ului este un exemplu clasic al etapelor metodei științifice: în 1950 se știa că moștenirea genetică avea o descriere matematică, din studiile lui Gregor Mendel și că ADN-ul conținea informații genetice.

Cu toate acestea, mecanismul de stocare a informațiilor genetice (adică genele) în ADN nu a fost clar.

Este important de menționat că nu numai Watson și Crick au participat la descoperirea structurii ADN-ului, deși au primit premiul Nobel. Mulți oameni de știință ai vremii au contribuit cu cunoștințe, date, idei și descoperiri.

Întrebare din observații

Cercetările anterioare asupra ADN-ului au determinat compoziția sa chimică (cele patru nucleotide), structura fiecăruia dintre nucleotide și alte proprietăți.

ADN-ul fusese identificat ca purtător de informații genetice prin experimentul Avery-MacLeod-McCarty în 1944, dar mecanismul modul în care informațiile genetice sunt stocate în ADN nu era clar.

Prin urmare, întrebarea ar putea fi:

investigație

Persoanele implicate, inclusiv Linus Pauling, Watson sau Crick, au cercetat și au căutat informații; în acest caz, eventual cercetarea timpului, cărți și conversații cu colegii.

Ipoteză

Linus Pauling a propus că ADN-ul ar putea fi o tripla helix. Această ipoteză a fost considerată și de Francis Crick și James D. Watson, dar au aruncat-o.

Când Watson și Crick au aflat de ipoteza lui Pauling, au înțeles din datele existente că greșește, iar Pauling va recunoaște curând dificultățile sale cu acea structură. Prin urmare, cursa pentru a descoperi structura ADN-ului a fost descoperirea structurii corecte.

Ce predicție ar face ipoteza? Dacă ADN-ul ar avea o structură elicoidală, modelul său de difracție de raze X ar fi în formă de X.

Prin urmare, ipoteza conform căreia ADN-ul are o structură dublă helix ar fi testat cu rezultatele / datele razei X. Mai exact, a fost testat cu date de difracție cu raze X furnizate de Rosalind Franklin, James Watson și Francis Crick în 1953.

Experiment

Rosalind Franklin a cristalizat ADN pur și a efectuat difracția de raze X pentru a produce fotografia 51. Rezultatele au arătat o formă X.

Dovezi experimentale care susțin modelul Watson și Crick au fost demonstrate într-o serie de cinci lucrări publicate în Nature.

Dintre acestea, hârtia Franklin și Raymond Gosling a fost prima publicație cu date de difracție cu raze X pentru a susține modelul Watson și Crick.

Analiză și concluzii

Când Watson a văzut modelul de difracție detaliat, l-a recunoscut imediat ca o helix.

El și Crick au produs modelul lor, folosind aceste informații împreună cu informațiile cunoscute anterior despre compoziția ADN-ului și despre interacțiunile moleculare, cum ar fi legarea de hidrogen.

Istorie

Deoarece este dificil de definit exact când a început să fie utilizată metoda științifică, este dificil să răspunzi la întrebarea cine a creat-o.

Metoda și etapele ei au evoluat de-a lungul timpului, iar oamenii de știință care o foloseau și-au adus contribuțiile, evoluând și perfecționând puțin câte puțin.

Aristotel și greci

Aristotel, unul dintre cei mai influenți filosofi din istorie, a fost fondatorul științei empirice, adică a procesului de testare a ipotezelor din experiență, experimentare și observare directă și indirectă.

Grecii au fost prima civilizație occidentală care a început să observe și să măsoare pentru a înțelege și studia fenomenele lumii, însă nu a existat nicio structură care să o numească metoda științifică.

Musulmanii și epoca de aur a islamului

De fapt, dezvoltarea metodei științifice moderne a început cu savanții musulmani în perioada de aur a islamului, în secolele X-XIV. Mai târziu, filozofii-oamenii de știință ai Iluminismului au continuat să o perfecționeze.

Dintre toți savanții care au contribuit, Alhacen (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam), a fost principalul contribuitor, considerat de unii istorici drept „arhitectul metodei științifice”. Metoda sa a avut următoarele etape, puteți vedea asemănarea cu cele explicate în acest articol:

-Observarea lumii naturale.

-Estabilirea / definirea problemei.

-Formulați o ipoteză.

-Testați ipoteza prin experimentare.

-Evaluați și analizați rezultatele.

-Interpretați datele și trageți concluzii.

-Publică rezultatele.

Renaştere

Filozoful Roger Bacon (1214 - 1284) este considerat a fi prima persoană care a aplicat raționamentul inductiv ca parte a metodei științifice.

În timpul Renașterii, Francis Bacon a dezvoltat metoda inductivă prin cauză și efect, iar Descartes a propus că deducția a fost singura modalitate de a învăța și înțelege.

Newton și știința modernă

Isaac Newton poate fi considerat omul de știință care a rafinat în sfârșit procesul până astăzi este cunoscut. El a propus și a pus în practică faptul că metoda științifică avea nevoie atât de metoda deductivă, cât și de cea inductivă.

După Newton, au existat alți mari oameni de știință care au contribuit la dezvoltarea metodei, inclusiv Albert Einstein.

Importanţă

Metoda științifică este importantă, deoarece este o modalitate fiabilă de a dobândi cunoștințe. Se bazează pe bazarea revendicărilor, teoriilor și cunoștințelor pe date, experimente și observații.

Prin urmare, este esențial pentru avansarea societății în tehnologie, știință în general, sănătate și, în general, pentru a genera cunoștințe teoretice și aplicații practice.

De exemplu, această metodă de știință este contrară celei bazate pe credință. Cu credința, ceva este considerat de tradiții, scrieri sau credințe, fără a se baza pe dovezi care pot fi respinse și nici nu se pot face experimente sau observații care neagă sau acceptă credințele acelei credințe.

Cu știința, un cercetător poate efectua etapele acestei metode, poate ajunge la concluzii, poate prezenta datele și alți cercetători pot reproduce acel experiment sau observații pentru a-l valida sau nu.

Referințe

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos și Baptista Lucio, Pilar (1991). Metodologie de cercetare (ediția a II-a, 2001). Mexic DF, Mexic. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ și Pearson, David (2016, 28 iunie). Care este metoda științifică? Universitatea de Stat din Arizona, Colegiul de Arte și Științe Liberale. Accesat 15 ianuarie 2017.
3. Lodico, Marguerite G .; Spaulding, Dean T. și Voegtle, Katherine H. (2006). Metode în cercetarea educațională: de la teorie la practică (ediția a 2-a, 2010). San Francisco, Statele Unite. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Procesul de cercetare în științele sociale. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). Procesul cercetării științifice (ediția a III-a, 1999). Mexic DF, Mexic. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Analiza datelor. San Cristóbal, Venezuela. Universitatea Experimentală Națională din Táchira (UNET).
7. Lupii, Frank LH (2013). Introducere în metoda științifică. New York, SUA. Universitatea din Rochester, Departamentul de fizică și astronomie. Accesat 15 ianuarie 2017.
8. Wudka, José (1998, 24 septembrie). Care este „metoda științifică”? Riverside, Statele Unite. Universitatea din California, Departamentul de fizică și astronomie. Accesat 15 ianuarie 2017.
9. Martyn Shuttleworth (23 aprilie 2009). Cine a inventat metoda științifică ?. Preluat 23 decembrie 2017 de la Explorable.com: explorable.com.