TIETEELLINEN MENETELMÄ: 6 VAIHETTA JA NIIDEN OMINAISUUDET (ESIMERKKI) - TIEDE - 2026

Tieteellinen menetelmä on prosessi, jota käytetään haarojen tieteen testata tieteellisen hypoteesin tarkkailemalla kysyminen, hypoteesi formulaatio, ja kokeilua. Se on järkevä tapa hankkia objektiivista ja luotettavaa tietoa.

Siksi tieteellisellä menetelmällä on joukko ominaisuuksia, jotka määrittelevät sen: havainnointi, kokeilu sekä kysymysten esittäminen ja niihin vastaaminen. Kaikki tutkijat eivät kuitenkaan seuraa tätä prosessia tarkasti. Jotkut tieteen osa-alueet voidaan testata helpommin kuin toiset.

Tieteellisen menetelmän vaiheet: kysymys, tutkimus, hypoteesin muotoilu, koe, tietoanalyysi, päätelmät.

Esimerkiksi tiedemiehet, jotka tutkivat, miten tähdet muuttuvat vanhentuessaan tai kuinka dinosaurukset sulavat ruoansa, eivät voi edetä tähden elämää miljoonalla vuodella tai suorittaa tutkimuksia ja testejä dinosauruksilla hypoteesinsa testaamiseksi.

Kun suora kokeilu ei ole mahdollista, tutkijat muuttavat tieteellistä menetelmää. Vaikka se muuttuu melkein jokaisella tieteellisellä tutkimuksella, tavoite on sama: löydä syy-seuraussuhteet kysymällä kysymyksiä, keräämällä ja tutkimalla tietoja ja katsomalla, voidaanko kaikki käytettävissä oleva tieto yhdistää loogiseksi vastaukseksi.

Toisaalta tiedemies käy usein läpi tieteellisen menetelmän vaiheet uudelleen, koska uuden tiedon, datan tai johtopäätösten vuoksi voi olla tarpeen käydä läpi vaiheet uudelleen.

Esimerkiksi tiedemies voi olettaa "ylensyöminen nopeuttaa ikääntymistä", suorittaa kokeen ja tehdä johtopäätöksen. Voit sitten käydä läpi vaiheet uudelleen, aloittamalla toisella hypoteesilla, kuten "liiallisen sokerin syöminen nopeuttaa ikääntymistä".

Mikä on tieteellinen menetelmä ja mihin se on tarkoitettu?

Tieteellinen menetelmä on empiirinen tutkimusmenetelmä, jonka avulla saadaan uutta tietoa ja tietoa. "Empiirinen" tarkoittaa, että se perustuu todellisuuteen, käyttää tietoja; se on vastakohta "teoreettiselle". Siksi tutkijat käyttävät tieteellistä menetelmää oppiakseen todellisuudesta, keräämällä tietoja ja suorittamalla kokeita. Se voidaan jakaa kuuteen vaiheeseen / vaiheeseen / vaiheeseen, jotka koskevat kaikenlaista tutkimusta:

-Kysymys perustuu havaintoon.

-Investigation.

- Hypoteesin muotoilu.

-Experimentation.

-Tietojen analysointi.

-Hylkää tai hyväksy hypoteesi (päätelmät).

Seuraavaksi esittelen tutkimuksen suorittamisen perusvaiheet. Jotta ymmärrät sen paremmin, jätän artikkelin loppuun esimerkin vaiheiden soveltamisesta biologisessa kokeessa; DNA: n rakenteen löytämisessä.

Tieteellisen menetelmän pääpiirteet

- Käytä havaintoa lähtökohtana.

- Kysy kysymyksiä ja vastauksia. Hypoteesin muotoilemiseksi tiedemies kysyy systemaattisesti kysymyksiä ja vastauksia pyrkien luomaan syy-seuraussuhteet todellisuuden näkökohtiin.

- Vaatii varmennusta, ts. Tulokset on varmennettava eri tutkijoiden toimesta.

- Luo kiistanalaisia ​​johtopäätöksiä. Jos päätelmiä ei voida todentaa, tieteellistä menetelmää ei voida soveltaa.

- tuottaa toistettavia tuloksia; tutkijat voivat toistaa kokeita yrittääkseen saada samat tulokset.

- Se on objektiivinen; Se perustuu kokeiluihin ja havaintoihin, ei subjektiivisiin mielipiteisiin.

Mitkä ovat tieteellisen menetelmän vaiheet? Mistä ne koostuvat ja niiden ominaisuudet

Vaihe 1- Kysy havainnon perusteella kysymys

Tieteellinen menetelmä alkaa, kun tutkija / tutkija esittää kysymyksen havainnoistaan ​​tai tutkimastaan ​​asioista: Kuinka, mitä, milloin, kuka, mitä, miksi tai missä?

Esimerkkejä havainnoista ja kysymyksistä:

- Louis Pasteur havaitsi mikroskoopilla, että Etelä-Ranskan silkkiäistoukkilla oli loisten tartuttamia tauteja.

- Biologi havaitsee mikroskoopin alla, että tietyntyyppiset solut parantavat isorokko-oireita. Saatat kysyä, torjuvatko nämä solut isorokkovirusta?

- Albert Einstein kysyi itseltään kehittäessään erityissuhteellisuusteoriaa: Mitä näette, jos voisitte kävellä valonsäteen vieressä, kun se leviää avaruudessa?

Vaihe 2 - tutkimus

Tämä vaihe koostuu tutkimuksen tekemisestä, tiedon keräämisestä vastaukseen kysymykseen. On tärkeää, että kerätyt tiedot ovat puolueettomia ja luotettavista lähteistä. Niitä voidaan tutkia muun muassa Internet-tietokantojen kautta, kirjastoissa, kirjoissa, haastatteluissa, tutkimuksessa.

Tieteellisiä havaintoja on monen tyyppisiä. Yleisimmät ovat suorat ja epäsuorat.

Vaihe 3 - hypoteesiformulaatio

Kolmas vaihe on hypoteesin muotoilu. Hypoteesi on lausunto, jota voidaan käyttää ennustamaan tulevien havaintojen tulos.

Esimerkkejä hypoteeseista:

• Jalkapalloilijat, jotka treenaavat säännöllisesti hyödyntämällä aikaa, tekevät enemmän maalia kuin ne, jotka jättävät 15% harjoituksista.
• Uudet vanhemmat, jotka ovat opiskelleet korkea-asteen koulutusta, ovat 70%: lla tapauksista lievempiä synnytyksessä.

Hyödyllisen hypoteesin on sallittava ennustaminen päättelyllä, mukaan lukien deduktiivinen päättely. Hypoteesi voisi ennakoida laboratoriossa tehdyn kokeen tai luonnossa tapahtuvan ilmiön havainnon tulokset.

Jos ennusteisiin ei päästä havainnoinnin tai kokemuksen avulla, hypoteesia ei ole vielä testattavissa ja se pysyy sen epätieteellisen mittauksen alla. Myöhemmin uusi tekniikka tai teoria voisi tehdä tarvittavat kokeet mahdolliseksi.

Vaihe 4 - kokeilu

Kokeellinen tapaus ihmisillä.

Seuraava vaihe on kokeilu, kun tutkijat suorittavat ns. Tieteellisiä kokeita, joissa hypoteesit testataan.

Ennusteet, jotka hypoteesit yrittävät tehdä, voidaan testata kokeilla. Jos testitulokset ovat ristiriidassa ennusteiden kanssa, hypoteesit kyseenalaistetaan ja niistä tulee vähemmän kestäviä.

Jos kokeelliset tulokset vahvistavat hypoteesien ennusteet, hypoteesien katsotaan olevan oikeampia, mutta ne saattavat olla väärässä ja jatkaa edelleen kokeiluja.

Havaintovirheen välttämiseksi kokeissa käytetään kokeellista ohjaustekniikkaa. Tämä tekniikka käyttää kontrastia useiden näytteiden (tai havaintojen) välillä eri olosuhteissa nähdäkseen, mikä vaihtelee tai pysyy samana.

esimerkki

Hypoteesin 'ruohon kasvunopeus ei riipu valon määrästä' testaamiseksi olisi tarkkailtava ja otettava tiedot ruoholta, joka ei ole altis valolle.

Tätä kutsutaan "kontrolliryhmäksi". Ne ovat identtisiä muiden kokeellisten ryhmien kanssa lukuun ottamatta tutkittavaa muuttujaa.

On tärkeätä muistaa, että kontrolliryhmä voi poiketa mistä tahansa kokeellisesta ryhmästä vain yhdellä muuttujalla. Tällä tavalla voit tietää, että muuttuja tuottaa muuttujan vai ei.

Esimerkiksi varjossa olevaa ruohoa ei voida verrata auringon ruohoon. Myöskään yhden kaupungin ja toisen ruoho ei ole ruohoa. Kahden ryhmän välillä on muuttujia valon lisäksi, kuten maaperän kosteus ja pH.

Toinen esimerkki hyvin yleisestä kontrolliryhmästä

Kokeet, joilla selvitetään, onko lääke tehokas halutun hoidossa, ovat hyvin yleisiä. Esimerkiksi, jos haluat tietää aspiriinin vaikutukset, voit käyttää ensimmäisessä kokeessa kahta ryhmää:

• Koeryhmä 1, jolle tarjotaan aspiriinia.
• Kontrolliryhmä 2, jolla on samat ominaisuudet kuin ryhmällä 1 ja jolle ei annettu aspiriinia.

Vaihe 5: tietojen analyysi

Kokeen jälkeen otetaan tiedot, jotka voivat olla numeroina, kyllä ​​/ ei, läsnä / poissa tai muita havaintoja.

Mittausten ja tietojen systemaattinen ja huolellinen kerääminen on ero pseudotieteiden, kuten alkemian, ja tieteiden, kuten kemian tai biologian, välillä. Mittaukset voidaan tehdä hallitussa ympäristössä, kuten laboratoriossa, tai enemmän tai vähemmän saavuttamattomissa tai käsillä käsittämättömissä kohteissa, kuten tähdet tai ihmispopulaatiot.

Mittaukset vaativat usein erikoistuneita tieteellisiä välineitä, kuten lämpömittarit, mikroskoopit, spektroskoopit, hiukkaskiihdyttimet, voltimetrit…

Tässä vaiheessa määritetään, mitä kokeen tulokset osoittavat, ja päätetään seuraavista toimista. Tilastollinen analyysi saattaa olla tarpeen tapauksissa, joissa koe toistetaan useita kertoja.

Jos todisteet ovat hylänneet hypoteesin, vaaditaan uusi hypoteesi. Jos kokeen tiedot tukevat hypoteesia, mutta todisteet eivät ole riittävän vahvoja, muut hypoteesin ennusteet tulisi testata muilla kokeilla.

Kun hypoteesia tukevat vahvasti todisteet, voidaan kysyä uutta tutkimuskysymystä saadaksesi lisätietoja samasta aiheesta.

Vaihe 6: Päätelmät. Tulkitse tiedot ja hyväksy tai hylkää hypoteesi

Monia kokeita varten johtopäätökset tehdään tietojen epävirallisen analyysin perusteella. Kysy vain, sopivatko tiedot hypoteesiin? se on tapa hyväksyä tai hylätä hypoteesi.

On kuitenkin parempi soveltaa tietoihin tilastollista analyysiä 'hyväksymisasteen' tai 'hylkäämisen' asteen määrittämiseksi. Matematiikka on hyödyllinen myös arvioitaessa mittausvirheiden ja muiden epävarmuustekijöiden vaikutuksia kokeessa.

Jos hypoteesi hyväksytään, sen ei voida taata olevan oikea hypoteesi. Tämä tarkoittaa vain, että kokeen tulokset tukevat hypoteesia. On mahdollista kopioida kokeilu ja saada erilaisia ​​tuloksia seuraavalla kerralla. Hypoteesi voi myös selittää havaintoja, mutta se on väärä selitys.

Jos hypoteesi hylätään, se voi olla kokeen loppu tai se voidaan tehdä uudelleen. Jos toistat prosessin, sinulla on enemmän havaintoja ja enemmän tietoa.

Muut vaiheet ovat: 7- viesti tulokset ja 8- tarkista tulokset toistamalla tutkimusta (suorittanut muut tutkijat)

Jos kokeilua ei voida toistaa samojen tulosten tuottamiseksi, tämä tarkoittaa, että alkuperäiset tulokset olisivat voineet olla vääriä. Tämän seurauksena on yleistä, että yksi koe suoritetaan useita kertoja, etenkin kun on hallitsemattomia muuttujia tai muita osoituksia kokeellisesta virheestä.

Saadakseen merkittäviä tai yllättäviä tuloksia, muut tutkijat voivat myös yrittää toistaa tuloksia itse, varsinkin jos nämä tulokset ovat tärkeitä heidän oman työnsa kannalta.

Todellinen esimerkki tieteellisestä menetelmästä DNA: n rakenteen löytämisessä

DNA: n rakenteen löytämisen historia on klassinen esimerkki tieteellisen menetelmän vaiheista: Vuonna 1950 tiedettiin, että geneettisellä perinnöllä oli matemaattinen kuvaus Gregor Mendelin tutkimuksista ja että DNA sisälsi geneettistä tietoa.

Geneettisen tiedon (ts. Geenien) säilyttämismekanismi DNA: ssa oli kuitenkin epäselvä.

On tärkeää huomata, että paitsi Watson ja Crick osallistuivat DNA: n rakenteen löytämiseen, vaikka heille myönnettiin Nobel-palkinto. Monet tuollaiset tutkijat antoivat tietoa, tietoja, ideoita ja löytöjä.

Kysymys havainnoista

Aikaisempi DNA-tutkimus oli määrittänyt sen kemiallisen koostumuksen (neljä nukleotidia), kunkin nukleotidin rakenteen ja muut ominaisuudet.

Avery-MacLeod-McCarty-kokeilu tunnisti DNA: n geneettisen tiedon kantajana vuonna 1944, mutta mekanismi, jolla geneettinen tieto tallennetaan DNA: han, oli epäselvä.

Kysymys voisi siten olla:

tutkimus

Tapahtumassa mukana olevat ihmiset, mukaan lukien Linus Pauling, Watson tai Crick, tutkivat ja etsivät tietoa; tässä tapauksessa mahdollisesti ajan tutkiminen, kirjat ja keskustelut kollegoiden kanssa.

hypoteesi

Linus Pauling ehdotti, että DNA voisi olla kolminkertainen. Tätä hypoteesia harkitsivat myös Francis Crick ja James D. Watson, mutta he hylkäsivät sen.

Kun Watson ja Crick sai tietää Paulingin hypoteesista, he ymmärsivät olemassa olevien tietojen perusteella, että hän oli väärässä, ja Pauling myöntää pian vaikeutensa rakenteessa. Siksi rodun löytää DNA: n rakenne oli löytää oikea rakenne.

Mitä ennustusta hypoteesi tekisi? Jos DNA: lla olisi kierteinen rakenne, sen röntgendiffraktiokuvio olisi X-muotoinen.

Siksi hypoteesi siitä, että DNA: lla on kaksoishelix-rakenne, testattaisiin röntgensäteiden tuloksilla / tiedoilla. Erityisesti sitä testattiin röntgendiffraktiotiedoilla, jotka toimitti Rosalind Franklin, James Watson ja Francis Crick vuonna 1953.

Koe

Rosalind Franklin kiteytti puhtaan DNA: n ja suoritti röntgendiffraktion valokuvan 51 tuottamiseksi. Tulokset osoittivat X-muodon.

Watsonin ja Crickin mallia tukevat kokeelliset todisteet osoitettiin viidessä lehdessä julkaistuissa sarjoissa.

Näistä Franklin- ja Raymond Gosling -paperi oli ensimmäinen julkaisu, joka sisälsi röntgendiffraktiotietoja Watsonin ja Crickin mallin tueksi.

Analyysi ja päätelmät

Kun Watson näki yksityiskohtaisen diffraktiokuvion, hän tunnisti sen heliksiin.

Hän ja Crick tuottivat mallinsa käyttämällä tätä tietoa yhdessä aiemmin tunnettujen tietojen kanssa DNA: n koostumuksesta ja molekyylisistä vuorovaikutuksista, kuten vety-sidoksista.

Historia

Koska on vaikea määritellä tarkkaan, milloin tieteellistä menetelmää alettiin käyttää, on vaikea vastata kysymykseen, kuka sen on luonut.

Menetelmä ja sen vaiheet kehittyivät ajan myötä, ja sitä käyttäneet tutkijat antoivat panoksensa kehittyen ja hienostuneen vähitellen.

Aristoteles ja kreikkalaiset

Aristoteles, yksi historian vaikutusvaltaisimmista filosofista, oli empiirisen tieteen perustaja, ts. Hypoteesien testausprosessi kokemuksen, kokeilun sekä suoran ja epäsuoran havainnon perusteella.

Kreikkalaiset olivat ensimmäinen länsimainen sivilisaatio, joka alkoi tarkkailla ja mitata ymmärtää ja tutkia maailman ilmiöitä, mutta sitä ei ollut rakennetta, joka kutsuisi sitä tieteelliseksi menetelmäksi.

Muslimit ja islamin kulta-aika

Itse asiassa nykyaikaisen tieteellisen menetelmän kehittäminen alkoi muslimien tutkijoiden keskuudessa islamin kultakaudella, 10. – 14. Vuosisadalla. Myöhemmin valaistumisen filosofit-tutkijat tarkensivat sitä edelleen.

Kaikista osallistuneista tutkijoista Alhacen (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam) oli pääasiallinen tekijä, jota jotkut historioitsijat pitivät "tieteellisen menetelmän arkkitehtina". Hänen menetelmällä oli seuraavat vaiheet, voit nähdä sen samankaltaisuuden tässä artikkelissa selitettyjen kanssa:

- Luonnonvalvonta.

-Luo / määritä ongelma.

-Formuloi hypoteesi.

-Testaa hypoteesi kokeilun avulla.

-Arvioi ja analysoi tulokset.

-Tulkitse tiedot ja tee johtopäätökset.

-Julkaise tulokset.

renessanssi

Filosofi Roger Baconia (1214 - 1284) pidetään ensimmäisenä ihmisenä, joka soveltaa induktiivista päättelyä osana tieteellistä menetelmää.

Renessanssin aikana Francis Bacon kehitti induktiivisen menetelmän syyn ja seurauksen kautta, ja Descartes ehdotti, että deduktio oli ainoa tapa oppia ja ymmärtää.

Newton ja moderni tiede

Isaac Newtonia voidaan pitää tiedemiehenä, joka viimeisteli prosessin lopulta tähän päivään saakka. Hän ehdotti ja käytännössä tosiasiaa, että tieteellinen menetelmä tarvitsi sekä deduktiivisen että induktiivisen menetelmän.

Newtonin jälkeen oli muita suuria tutkijoita, mukaan lukien Albert Einstein, jotka osallistuivat menetelmän kehittämiseen.

Merkitys

Tieteellinen menetelmä on tärkeä, koska se on luotettava tapa hankkia tietoa. Se perustuu väitteiden, teorioiden ja tietojen, kokeiden ja havaintojen pohjaan.

Siksi on välttämätöntä tuottaa teoreettista tietoa ja käytännön sovelluksia yhteiskunnan etenemiselle tekniikan, yleisesti tieteen, terveyden ja yleisesti.

Esimerkiksi tämä tiedemenetelmä on vastoin uskoon perustuvaa menetelmää. Uskossa perinteet, kirjoitukset tai uskomukset uskovat jotain, ilman että ne perustuvat todisteisiin, jotka voidaan kumota, eikä myöskään voida tehdä kokeita tai havaintoja, jotka kieltävät tai hyväksyvät kyseisen uskon uskomukset.

Tieteen avulla tutkija voi suorittaa tämän menetelmän vaiheet, tehdä johtopäätöksiä, esittää tietoja ja muut tutkijat voivat toistaa kokeen tai havainnot validoidakseen sen vai ei.

Viitteet

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos ja Baptista Lucio, Pilar (1991). Tutkimusmenetelmät (2. painos, 2001). Mexico DF, Meksiko. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ ja Pearson, David (2016, 28. kesäkuuta). Mikä on tieteellinen menetelmä? Arizonan osavaltion yliopisto, vapaiden taiteiden ja tieteiden korkeakoulu. Käytetty 15. tammikuuta 2017.
3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. ja Voegtle, Katherine H. (2006). Menetelmät kasvatustutkimuksessa: teoriasta käytäntöön (2. painos, 2010). San Francisco, Yhdysvallat. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Yhteiskuntatieteiden tutkimusprosessi. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). Tieteellisen tutkimuksen prosessi (3. painos, 1999). Mexico DF, Meksiko. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Tietojen analysointi. San Cristóbal, Venezuela. Táchiran kansallinen kokeellinen yliopisto (UNET).
7. Wolfs, Frank LH (2013). Johdanto tieteelliseen menetelmään. New York, Yhdysvallat. Rochesterin yliopisto, fysiikan ja tähtitieteen laitos. Käytetty 15. tammikuuta 2017.
8. Wudka, José (1998, 24. syyskuuta). Mikä on "tieteellinen menetelmä"? Riverside, Yhdysvallat. Kalifornian yliopisto, fysiikan ja tähtitieteen laitos. Käytetty 15. tammikuuta 2017.
9. Martyn Shuttleworth (23. huhtikuuta 2009). Kuka keksi tieteellisen menetelmän? Haettu 23. joulukuuta 2017 osoitteesta Explorable.com: explorable.com.