6 הצעדים של השיטה המדעית ומאפייניה

ה שלבים השיטה המדעית הם משמשים כדי לענות על השאלה המדעית בצורה מאורגנת ואובייקטיבית. זה כרוך התבוננות העולם ותופעותיו, להגיע להסבר של מה שנצפה, לבדוק אם ההסבר תקף, ולבסוף לקבל או להכחיש את ההסבר.

לשיטה המדעית יש אפוא סדרה של מאפיינים שמגדירים אותה: תצפית, ניסויים, שאלות ותשובות. עם זאת, לא כל המדענים בצע בדיוק את התהליך הזה. כמה ענפים של המדע ניתן להוכיח בקלות רבה יותר מאחרים.

לדוגמה, מדענים החוקרים כיצד כוכבים משתנים ככל שהם מזדקנים או כיצד הדינוזאורים מתעכלים את המזון שלהם אינם יכולים לקדם את חייו של כוכב בעוד מיליון שנים או לערוך מחקרים ובדיקות עם דינוזאורים לבדיקת ההשערות שלהם.

כאשר ניסוי ישיר אינו אפשרי, מדענים לשנות את השיטה המדעית. אף על פי שהוא משתנה כמעט בכל חקירה מדעית, המטרה היא זהה: לגלות יחסי סיבה ותוצאה על ידי הצגת שאלות, איסוף ובדיקת נתונים, ולראות אם ניתן לשלב את כל המידע הזמין בתגובה לוגית.

מצד שני, לעתים קרובות שלבי השיטה המדעית הם איטרטיביים; מידע חדש, תצפיות או רעיונות יכולים לגרום לשלבים לחזור על עצמם.

ניתן לחלק את הפרוטוקולים של השיטה המדעית לשישה שלבים / שלבים / שלבים החלים על כל סוגי המחקר:

-שאלה

-תצפית

-ניסוח ההשערה

-ניסוי

-ניתוח נתונים

-לדחות או לקבל את ההשערה.

להלן אראה את הצעדים הבסיסיים המתבצעים בעת ביצוע חקירה. כדי שתוכל להבין את זה טוב יותר, בסוף המאמר אני אשאיר דוגמה ליישום של הצעדים בניסוי ביולוגי; בגילוי מבנה הדנ"א.

אינדקס

• 1 מהם השלבים של השיטה המדעית? מה הם ואת המאפיינים שלהם
  • 1.1 שלב 1 - שאל שאלה
  • 1.2 שלב 2 - תצפית
  • 1.3 שלב 3 - ניסוח השערות
  • 1.4 שלב 4- ניסוי
  • 1.5 שלב 5: ניתוח נתונים
  • 1.6 שלב 6: מסקנות. לפרש את הנתונים ולקבל או לדחות את ההשערה
  • 1.7 צעדים אחרים הם: 7- לפרסם תוצאות ו -8 בדוק את התוצאות לשכפל את המחקר (נעשה על ידי מדענים אחרים)
• 2 דוגמה אמיתית של השיטה המדעית בגילוי מבנה הדנ"א
  • 2.1 שאלה
  • 2.2 תצפית והשערה
  • 2.3 ניסוי
  • 2.4 ניתוח ומסקנות
• 3 היסטוריה
  • 3.1 אריסטו והיוונים
  • 3.2 מוסלמים ותור הזהב של האסלאם
  • 3.3 רנסנס
  • 3.4 ניוטון והמדע המודרני
• 4 חשיבות
• 5 הפניות

מה הם השלבים של השיטה המדעית? מה הם ואת המאפיינים שלהם

שלב 1 - שאל שאלה

השיטה המדעית מתחילה כאשר המדען / החוקר שואל שאלה על משהו שהוא ראה או מה הוא חוקר: איך, מה, מתי, מי, למה, למה או איפה?

לדוגמה, אלברט איינשטיין, כאשר פיתח את תורת היחסות הפרטית שלו, שאל את עצמו: מה יראה אם ​​יוכל ללכת ליד קרן אור בעודו מתפשט בחלל??

שלב 2 - תצפית

צעד זה כרוך בביצוע תצפיות ואיסוף מידע שיעזור לענות על השאלה. התצפיות אינן צריכות להיות לא פורמליות, אלא מכוונות לרעיון שהמידע שנאסף הוא אובייקטיבי.

האוסף השיטתי והזהיר של מדידות ונתונים הוא ההבדל בין מדעי המדעים, כגון אלכימיה ומדעים, כגון כימיה או ביולוגיה.

מדידות יכולות להתבצע בסביבה מבוקרת, כגון מעבדה, או על אובייקטים שאינם ניתנים להשגה או שאינם ניתנים לשליטה, כגון כוכבים או אוכלוסיות אנושיות.

מדידות לעתים קרובות דורשים מכשירים מדעיים מיוחדים כגון thermometers, מיקרוסקופים, spectroscopes, מאיצי חלקיקים, voltmeters ...

ישנם מספר סוגים של תצפית מדעית. הנפוצים ביותר הם ישירים ועקיפים.

דוגמה של תצפית יהיה זה נעשה על ידי לואי פסטר לפני פיתוח התיאוריה הנבטית של מחלות זיהומיות. מתחת למיקרוסקופ הוא הבחין שתולעי המשי של דרום צרפת סבלו ממחלות נגועות בטפילים.

שלב 3 - ניסוח ההשערה

השלב השלישי הוא ניסוח ההשערה. היפותזה היא הצהרה שניתן להשתמש בה כדי לחזות את התוצאות של תצפיות עתידיות.

השערת האפס היא סוג טוב של היפותזה לפתוח בחקירה. זהו הסבר מוצע לתופעה או הצעה מנומקת המצביעה על קשר אפשרי בין מערכת של תופעות.

דוגמה להשערת האפס היא: "המהירות שבה הדשא גדל אינה תלויה בכמות האור שהוא מקבל".

דוגמאות להיפותזה:

• שחקני כדורגל אשר מתאמנים בקביעות תוך ניצול זמן, ציון שערים יותר מאלה החמיצים 15% של אימון.
• הורים בפעם הראשונה שלמדו השכלה גבוהה הם 70% יותר רגוע בלידה.

היפותזה שימושית אמורה לאפשר חיזוי על ידי הנמקה, כולל הנמקה דדוקטיבית. ההשערה יכולה לחזות תוצאה של ניסוי במעבדה או התבוננות בתופעה בטבע. החיזוי יכול להיות גם סטטיסטי להתמודד רק עם ההסתברויות.

אם התחזיות אינן נגישות על ידי התבוננות או ניסיון, ההשערה עדיין אינה ניתנת לבדיקה, והיא תישאר באותו מדד לא מדעי. מאוחר יותר, טכנולוגיה חדשה או תיאוריה יכול לאפשר את הניסויים הדרושים.

שלב 4 - ניסוי

השלב הבא הוא ניסויים, כאשר מדענים לבצע את מה שנקרא ניסויים מדעיים, שבו נבדקות ההשערות.

התחזיות שניתן לנסות לבצע את ההשערה יכולות להיות מאומתות בניסויים. אם תוצאות המבחן סותרות את התחזיות, ההשערות נחקרות ונעשות פחות בר-קיימא.

אם התוצאות הניסוייות מאשרות את התחזיות של ההשערות, הרי שהן נחשבות נכונות יותר, אך הן עשויות להיות מוטעות ועדיין כפופות לניסויים חדשים.

כדי למנוע את השגיאה תצפית בניסויים, את הטכניקה של בקרת הניסוי משמש. טכניקה זו משתמשת בניגוד בין מספר דוגמאות (או תצפיות) בתנאים שונים כדי לראות מה משתנה או מה נשאר אותו הדבר.

דוגמה

לדוגמה, כדי לבחון את השערת האפס "קצב הגידול של הדשא אינו תלוי בכמות האור", נצטרך לבחון ולקחת נתונים מדשא שאינו חשוף לאור.

זה נקרא "קבוצת הביקורת". הם זהים לקבוצות הניסוי האחרות, למעט המשתנה הנחקר.

חשוב לזכור שקבוצת הביקורת יכולה להיות שונה מכל קבוצת ניסוי במשתנה. ככה אתה יכול לדעת מה זה משתנה זה שיוצר שינויים או לא.

לדוגמה, אתה לא יכול להשוות את הדשא כי הוא בחוץ בצל עם הדשא בשמש. גם לא דשא של עיר אחת עם עיר אחרת. ישנם משתנים בין שתי הקבוצות בנוסף לאור, כגון לחות קרקע ו- pH.

דוגמה נוספת לקבוצות בקרה שכיחות מאוד

ניסויים כדי לדעת אם תרופה יש יעילות לטיפול מה הרצוי נפוצים מאוד. לדוגמה, אם אתה רוצה לדעת את ההשפעות של אספירין אתה יכול להשתמש בשתי קבוצות בניסוי הראשון:

• קבוצה ניסיונית 1, שאספירין מסופק לה.
• קבוצה 2, עם אותם מאפיינים של קבוצה 1, ואשר אספירין אינו מסופק.

שלב 5: ניתוח נתונים

לאחר הניסוי, הנתונים נלקחים, אשר עשויים להיות בצורה של מספרים, כן / לא, נוכח / נעדר, או תצפיות אחרות.

חשוב לקחת בחשבון נתונים שלא היו צפויים או שלא היו מבוקשים. ניסויים רבים חבלו על ידי חוקרים שאינם לוקחים בחשבון נתונים שאינם תואמים את הצפוי.

שלב זה כרוך בקביעת מה התוצאות של הניסוי ולהראות את הפעולות הבאות לנקוט. התחזיות של ההשערה מושוות לאלו של השערת האפס, כדי לקבוע איזו יכולת טובה יותר להסביר את הנתונים.

במקרים בהם הניסוי חוזר על עצמו פעמים רבות, ייתכן שיהיה צורך בניתוח סטטיסטי.

אם הראיות דחו את ההשערה, נדרשת היפותזה חדשה. אם הנתונים הניסויים תומכים בהשערה, אך הראיות אינן מספיק חזקות, יש לבחון את התחזיות האחרות של ההשערה בניסויים אחרים.

כאשר ההשערה נתמכת במידה רבה על ידי הראיות, ניתן לשאול שאלה מחקרית חדשה כדי לספק מידע נוסף על אותו נושא.

שלב 6: מסקנות. לפרש את הנתונים ולקבל או לדחות את ההשערה

עבור ניסויים רבים, המסקנות נוצרות על בסיס ניתוח לא פורמלי של הנתונים. רק לשאול, האם הנתונים להתאים את ההשערה? זוהי דרך לקבל או לדחות את ההשערה.

עם זאת, עדיף ליישם ניתוח סטטיסטי לנתונים, כדי לקבוע מידה של "קבלה" או "דחייה". המתמטיקה שימושית גם בהערכת ההשפעות של שגיאות מדידה ואי וודאויות אחרות בניסוי.

אם ההשערה מקובלת, לא מובטחת שזו ההשערה הנכונה. זה רק אומר שתוצאות הניסוי תומכות בהשערה. ניתן לשכפל את הניסוי ולקבל תוצאות שונות בפעם הבאה. ההיפותזה עשויה גם להסביר את התצפיות, אבל זה ההסבר השגוי.

אם ההשערה נדחית, זה יכול להיות סוף הניסוי או שזה יכול להיעשות שוב. אם התהליך יתבצע שוב, תצפיות יותר ונתונים נוספים יילקח.

צעדים נוספים הם: 7- לפרסם תוצאות ו -8 בדוק את התוצאות לשכפל את המחקר (נעשה על ידי מדענים אחרים)

אם לא ניתן לחזור על הניסוי כדי להפיק את אותן תוצאות, המשמעות היא שהתוצאות המקוריות היו שגויות. כתוצאה מכך, מקובל לבצע ניסוי יחיד מספר פעמים, במיוחד כאשר קיימים משתנים בלתי מבוקרים או אינדיקציות אחרות לשגיאה ניסויית.

כדי להשיג תוצאות משמעותיות או מפתיעות, מדענים אחרים עשויים גם לנסות לשכפל את התוצאות בעצמם, במיוחד אם התוצאות הללו חשובות לעבודה שלהם..

דוגמה אמיתית של השיטה המדעית בגילוי מבנה הדנ"א

ההיסטוריה של גילוי מבנה הדנ"א היא דוגמה קלאסית לצעדי השיטה המדעית: בשנת 1950 היה ידוע כי לתורשה גנטית יש תיאור מתמטי, ממחקריו של גרגור מנדל, וכי ה- DNA הכיל מידע גנטי.

עם זאת, מנגנון האחסון של מידע גנטי (כלומר, גנים) בדנ"א לא היה ברור.

חשוב לזכור כי רק ווטסון וקריק השתתפו בגילוי מבנה הדנ"א, למרות שזכו בפרס נובל. הם תרמו ידע, נתונים, רעיונות ותגליות מדענים רבים של אותה תקופה.

שאלה

מחקר DNA קודם קבע את ההרכב הכימי שלו (ארבעה נוקליאוטידים), את המבנה של כל אחד מהנוקליאוטידים ומאפיינים אחרים.

דנ"א זוהה כמוביל מידע גנטי על ידי הניסוי של אייברי-מקלאוד-מקארטי ב -1944, אך המנגנון של האופן שבו מידע גנטי מאוחסן ב- DNA לא היה ברור.

לפיכך, השאלה יכולה להיות:

כיצד מידע גנטי מאוחסן ב- DNA?

תצפית והשערה

כל מה שנחקר באותה עת על דנ"א היה מורכב מתצפיות. במקרה זה, תצפיות נעשו לעתים קרובות עם מיקרוסקופ או רנטגן.

לינוס פאולינג הציע שדנ"א יכול להיות סליל משולש. השערה זו נחשבה גם על ידי פרנסיס קריק וג 'יימס ד ווטסון אבל היה מושלך.

כאשר ווטסון וקריק הכירו את ההשערה של פאולינג, הם הבינו מהנתונים הקיימים שהוא טועה ופולנג יודה בקרוב בקשיים שלו עם המבנה הזה. לכן, המירוץ לגלות את מבנה הדנ"א היה לגלות את המבנה הנכון.

איזו ניבוי תתרחש ההשערה? אם לדנ"א היה מבנה סלילי, דפוס העקיפה שלו יהיה בצורת X.

לכן, ההשערה שלדנ"א יש מבנה סליל כפול תיבדק באמצעות תוצאות רנטגן / נתונים, שנבדקו במדויק עם נתוני רנטגן של רנטגן שסופקו על ידי רוזלינד פרנקלין, ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק ב -1953.

ניסוי

רוזלינד פרנקלין התגבש DNA טהור וביצע עקיפה של קרני X כדי לייצר תמונה 51. התוצאות הראו צורת X.

בסדרה של חמישה מאמרים שפורסמו ב הטבע הוכחו הראיות הניסוניות התומכות במודל ווטסון וקריק.

מבין אלה, המאמר של פרנקלין וריימונד גוסלינג, היה הפרסום הראשון עם נתוני עקיפה של רנטגן, שתמכו במודל ווטסון וקריק

ניתוח ומסקנות

כאשר ווטסון ראה את תבנית העקיפה המפורטת, הוא זיהה אותה מיד כסליל.

הוא וקריק הפיקו את המודל שלהם, תוך שימוש במידע זה יחד עם מידע ידוע קודם על הרכב ה- DNA ועל אינטראקציות מולקולריות, כגון קשרי מימן..

היסטוריה

מכיוון שקשה לקבוע בדיוק מתי החלה השיטה המדעית, קשה לענות על השאלה מי יצר את השיטה המדעית.

השיטה והשלבים שלה התפתחו עם הזמן והמדענים שהשתמשו בה תרמו את תרומתם, התפתחו וזקנו את עצמם מעט.

אריסטו והיוונים

אריסטו, אחד מגדולי הפילוסופים של ההיסטוריה, היה מייסד המדע האמפירי, כלומר, תהליך בדיקת ההיפותזות מניסיון, ניסויים ותצפית ישירה ועקיפה.

היוונים היו הציוויליזציה המערבית הראשונה שהחלה לבחון ולמדוד כדי להבין ולחקור את התופעות של העולם, אולם לא היה שום מבנה לקרוא לזה שיטה מדעית.

מוסלמים ותור הזהב של האסלאם

למעשה, התפתחות השיטה המדעית המודרנית החלה עם חכמי המוסלמים בתקופת הזהב של האיסלאם, במאות העשירית עד הארבע-עשרה. מאוחר יותר, הפילוסופים - מדעני ההשכלה המשיכו לחדד זאת.

בין כל חכמי שעלו תרומות שלהם, אבן אל-היית'ם ( "אבו עלי אל-חסן אבן אל-חסן אבן אל-היית'ם), היה התורם העיקרי, נחשב על ידי כמה היסטוריונים כמו 'האדריכל של השיטה המדעית.' השיטה שלו היתה בשלבים הבאים, אתה יכול לראות את הדמיון שלה לאלה הסביר במאמר זה:

-התבוננות בעולם הטבע.

-קבע / הגדר את הבעיה.

-ניסוח השערה.

-בדוק את ההשערה באמצעות ניסויים.

-להעריך ולנתח תוצאות.

-לפרש את הנתונים ולהסיק מסקנות.

-פרסם את התוצאות.

רנסנס

הפילוסוף רוג'ר בייקון (1214 - 1284) נחשב כאדם הראשון שמפעיל חשיבה אינדוקטיבית כחלק מהשיטה המדעית.

במהלך הרנסנס, פרנסיס בייקון פיתח את שיטת אינדוקטיבי דרך סיבה ותוצאה, ו Descartes הציע ניכוי היתה הדרך היחידה ללמוד ולהבין.

ניוטון והמדע המודרני

אייזק ניוטון יכול להיחשב למדען שעיבד בסופו של דבר את התהליך עד היום כפי שהוא ידוע. הוא הציע, והכניס למעשה, את העובדה שהשיטה המדעית זקוקה הן לשיטת הניכוי והן לשיטה האינדוקטיבית.

אחרי ניוטון, היו מדענים דגולים אחרים שתרמו לפיתוח השיטה, ביניהם אלברט איינשטיין. 

משמעות

השיטה המדעית חשובה משום שהיא דרך אמינה של רכישת ידע. הוא מבוסס על ביסוס הצהרות, תיאוריות וידע על נתונים, ניסויים ותצפיות.

לכן, הוא חיוני לקידום החברה בטכנולוגיה, מדע בכלל, בריאות בכלל לייצר ידע תיאורטי ויישומים מעשיים.

לדוגמה, שיטה זו של המדע היא בניגוד לזה המבוסס על אמונה. באמונה אתה מאמין במשהו על פי מסורת, כתיבה או אמונה, מבלי להסתמך על ראיות שניתן להפריך, וגם לא תוכל לעשות ניסויים או תצפיות המונעות או מקבלות את האמונות של אותה אמונה..

עם המדע, חוקר יכול לבצע את השלבים של שיטה זו, להגיע למסקנות, להציג את הנתונים, וחוקרים אחרים יכולים לשכפל את הניסוי או תצפיות כדי לאמת את זה או לא..

הפניות

1. Hernández Sampieri, רוברטו; פרננדז קולאדו, קרלוס ובפטיסטה לוצ'יו, פילאר (1991). מתודולוגיה מחקרית (מהדורה שנייה, 2001). מקסיקו ד ', מקסיקו. מקגרו היל.
2. קזילק, ק. ו Pearson, דוד (2016, 28 יוני). מהי השיטה המדעית? אריזונה סטייט, המכללה לליברלים לאמנויות ומדעים. ב -15 בינואר 2017.
3. לודיקו, מרגריט ז; Spaulding, דין ט ו Voegtle, קתרין ח '(2006). שיטות במחקר חינוכי: מתיאוריה לפרקטיקה (מהדורה שנייה, 2010). סן פרנסיסקו, ארצות הברית. ג'וסי בס.
4. מרקז, עומר (2000). תהליך המחקר במדעי החברה. בארינאס, ונצואלה UNELLEZ.
5. טמאיו ט, מריו (1987). תהליך המחקר המדעי (מהדורה שלישית, 1999). מקסיקו ד ', מקסיקו. סיד.
6. ורה, Alirio (1999). ניתוח הנתונים. San Cristóbal, ונצואלה. האוניברסיטה הלאומית ניסיוני של טאצ'ירה (UNET).
7. וולפס, פרנק ל. ח. (2013). מבוא לשיטה המדעית. ניו יורק, ארצות הברית. אוניברסיטת רוצ'סטר, המחלקה לפיסיקה ואסטרונומיה. ב -15 בינואר 2017.
8. Wudka, José (1998, 24 בספטמבר). מהי השיטה המדעית? ריברסייד, ארצות הברית. אוניברסיטת קליפורניה, המחלקה לפיסיקה ואסטרונומיה. ב -15 בינואר 2017.
9. מרטין Shuttleworth (23 אפריל 2009). מי המציא את השיטה המדעית? מאחזר דצמבר 23, 2017 מ Explorable.com:.