Volá sa vedecká metóda súbor krokov, stratégií a techník vykonaných na nájdenie platné a overené znalosti o témach súvisiacich s ktoroukoľvek z vied. Aby sa výskum považoval za vedecký, musí byť založený na pozorovateľná skúsenosťv dôkladné meranie údajov a vo logické uvažovanievždy sa vyhýbať subjektivite a osobným zaujatostiam.
Kroky alebo stupne vedeckej metódy môžu byť rôzne a môžu byť dokonca aj diferencované v závislosti od výskumu a oblasti vedy v ktorých sa vykonáva (niektoré sa overujú oveľa ľahšie ako iné). Z tohto dôvodu, spolu s tým, že chceme ukázať kroky, ktoré treba dodržiavať pre tých, ktorí majú záujem o vykonávanie tohto typu výskumu, sme pripravili tento rozšírený článok, v ktorom podrobne vysvetľujeme, čo je vedecká metóda, aké sú jej fázy, aké charakteristiky musí spĺňať a ako sa uplatňuje aj v každodennom živote.
Čo je vlastne vedecká metóda?
Vedecká metóda je systematická metodológia ktorý pozostáva z aplikácie súboru postupov a fáz na získať nové vedomosti alebo potvrdiť existujúce zistenia. Takto funguje veda a spočíva na niekoľkých základných pilieroch:
- Empirizmusvždy súčasťou pozorovateľné fakty a merateľné, buď priamo zmyslami, alebo pomocou prístrojov.
- Spoľahlivé meranie: používa nástroje a prístroje ktoré umožňujú presnú kvantifikáciu študovaných javov.
- RacionalitaVysvetlenia musia byť logické a koherentné, založené na vedeckých princípoch a zákonoch, nie na názoroch.
- Objektívnosťsnaží sa izolovať osobné predsudky výskumníkaso zameraním na údaje, ktoré môže vedecká komunita akceptovať.
- Systematikanasleduje po poradie a hierarchiu krokov ktoré umožňujú pokrok od pozorovania k formulovaniu teórií a zákonov.
- Fakticitavždy je založené na overiteľné fakty prostredníctvom skúseností a experimentovania.
Tento proces je navrhnutý tak, aby akákoľvek štúdia vykonaná podľa jeho pokynov mohla byť replikovateľné inými výskumníkmiTáto reprodukovateľnosť nám umožňuje overiť, či výsledky platia za rôznych podmienok, miest alebo časov, a je jedným z hlavných kritérií na rozlíšenie vedeckých poznatkov od obyčajného názoru alebo presvedčenia.
Aké sú kroky vedeckej metódy?
Kroky alebo fázy tejto metódy sú zvyčajne prezentované v mierne odlišných formátoch v závislosti od disciplíny, ale v podstate pokrývajú tú istú cestu. V pôvodnom článku sme poukázali na: otázky, pozorovanie, formulovanie hypotéz, experimentovanie, analýza a záverOkrem toho súčasná vedecká prax často zahŕňa aj ďalšie dôležité momenty, ako napr. publikácia a porovnanie výsledkov, formulácia teórií a v niektorých prípadoch aj konsolidácia vedecké zákony.
Všetky tieto kroky sa používajú na účely zhodnotiť témuNavrhnúť riešenie, dôkladne ho otestovať a vyvodiť solídne závery. Teraz rozvinieme každú fázu, integrujúc klasickú štruktúru aj tie dodatočné prvky, ktoré obohacujú a posilňujú vedeckú metódu.
Položte správnu otázku
Na začatie výskumu pomocou vedeckej metódy je potrebné formulovať konkrétnu otázku o téme záujmu. Táto otázka by mala:
- Byť príbuzný s pozorovateľný jav (nie s názormi alebo morálnymi úsudkami).
- Aby ste mohli dostať odpoveď prostredníctvom údaje a experimentynie len prostredníctvom obyčajnej reflexie.
- Aby to stačilo presné a obmedzené aby sa to dalo urobiť realisticky.
Pre ľahšie pochopenie použijeme niekoľko každodenných príkladov vedeckých otázok:
- Ktoré sklo má väčšia vodná kapacita?
- prečo drevo pláva na vode?
- Ako to ovplyvňuje teplota Ako rýchlo sa šumivé tablety rozpúšťajú?
- Aký typ mydla je najúčinnejší na odstráňte škvrnu Konkrétne?
Vo vzdelávacích alebo úvodných vedeckých kontextoch je veľmi užitočné viesť študentov, aby sa naučili rozlišovať medzi vedecké otázky (na ktoré sa dá odpovedať experimentmi) a otázky, ktoré závisia iba od vkus, hodnoty alebo názory, a preto nezodpovedajú vedeckej metóde.
Pozorovanie a vyšetrovanie
Keď je otázka sformulovaná, je potrebné sa zastaviť a pozorne pozorovať a predchádzajúce vyšetrovanie ktoré umožňujú zhromaždiť čo najviac údajov na zodpovedanie tejto otázky. Táto počiatočná fáza zhromažďovania údajov zahŕňa priame pozorovanie javu, ako napríklad prehľad predchádzajúcich prác (kníh, článkov, správ atď.).
Vedecké pozorovanie slúži na vysvetlenie, prečo sa niečo deje, alebo na akúkoľvek inú otázku súvisiacu s javom, a to pomocou údajov zozbieraných rôznymi spôsobmi. Možno ho rozdeliť do troch typov: nesystematické, polosystematické a systematickéKroky vedeckej metódy sa však zvyčajne spoliehajú predovšetkým na systematické pozorovanie.
- Nesystematické pozorovanieToto sa vzťahuje na pozorovanie vykonávané bez predchádzajúceho plánovania alebo organizácie; to znamená, že jednoducho pozorujeme problém a snažíme sa zhromaždiť akékoľvek údaje, ktoré by mohli byť zaujímavé. Ide o konvenčnejší typ pozorovania. spontánny a prieskumný.
- Semisystematické pozorovanieJe charakterizované tým, že najprv musia byť nakreslené čiary ciele pozorovaniaaby bolo ľahšie vedieť, čo hľadá. Nie všetky aspekty, ktoré treba sledovať, však ešte neboli prísne usporiadané.
- Systematické pozorovanieNajpoužívanejšia metóda vo vedeckom výskume. Umožňuje s pomocou predchádzajúceho plánovania cieľa alebo aspektov, ktoré sa majú hodnotiť, zber údajov špecifickejším spôsobomJe potrebné kategorizovať všetky faktory pozorovania (okrem iného správanie alebo správanie, fakty, udalosti, javy v rôznych oblastiach) a používať jasné záznamové nástroje (tabuľky, kontrolné zoznamy, meracie zariadenia atď.).
Počas tejto fázy, rôzne študijné premenné:
- Nezávislá premenná: ten, ktorý výskumník upravuje alebo kontroluje, aby zistil jeho účinok (napríklad teplota vody).
- Závislá premenná: to, čo sa meria alebo pozoruje ako výsledok (napríklad čas potrebný na rozpustenie tablety).
- Riadiace premennétie faktory, ktoré musia zostávajú konštantné aby sa zabezpečila spravodlivosť testu (typ tablety, objem vody, typ pohára atď.).
Čím je táto fáza pozorovania a skúmania prísnejšia, nižšia pravdepodobnosť V neskorších fázach bude musieť robiť chyby a pevnejšie Toto budú dosiahnuté výsledky.
Výrok hypotézy
Toto je jeden z krokov vedeckej metódy, kde sa musí nájsť predbežné vysvetlenie ktoré odpovedá na položenú otázku, berúc do úvahy údaje zhromaždené pozorovaním alebo výskumom. Toto vysvetlenie sa nazýva hypotéza.
Hypotéza je teda návrh, ktorý sa snaží vysvetliť pozorované fakty. Môžu existovať jedna alebo viac alternatívnych hypotézŽiaden z nich však nemožno považovať za úplne pravdivý, kým nie je overený experimentmi.
V modernej vede sa často zdôrazňuje, že hypotéza musí byť vyvrátiteľné alebo falzifikovateľnéTo znamená, že musí byť formulovaná tak, aby existovala možnosť nájsť údaje alebo experiment, ktoré jej protirečia. Ak hypotézu nemožno overiť alebo vyvrátiť, nespadá do rámca vedeckej metódy.
Pri formulovaní hypotézy odporúčame nasledujúce klasické tipy, ktoré sú obzvlášť užitočné vo vzdelávacích kontextoch:
- Jasne identifikujte problém.
- Oddeľte čo vy už viete (pozorované účinky) čoho Stále nerozumieš (možné príčiny).
- Hľadajte „rozumný predpoklad„ktorý spája to, čo viete, s tým, čo sa snažíte vysvetliť.“
- Použite štruktúru „Ak X, potom Ykde „X“ je navrhovaná príčina a „Y“ je pozorovaný následok. Týmto spôsobom sa stanoví jasný vzťah medzi meniacimi sa podmienkami a očakávaným výsledkom.
Napríklad, keď čelíme problému, prečo jedna rastlina rastie menej ako iná, jedna hypotéza by mohla byť: „Ak jedna rastlina dostane menej slnečného žiareniapotom to bude rásť spomaliť než iná, ktorá dostáva viac svetla.“ Táto formulácia umožňuje navrhnúť špecifický experiment na jej otestovanie.
To je jednoduchý spôsob, ako formulovať hypotézu len v niekoľkých krokoch, ale existujú aj iné, pokročilejšie stratégie (ako napríklad dedukcie z predchádzajúcich teórií alebo matematických modelov). V každom prípade je dôležité, aby bola hypotéza jasné, konkrétne a overiteľné.
experimentovanie
Experimenty sú neoddeliteľnou súčasťou etapy vedeckej metódypretože prostredníctvom nich je to možné test hypotéza založená na definovaných premenných. To znamená, že osoba vykonávajúca výskum musí manipulovať s nezávislé premenné (the kauzálne premenné) pozorovať rôzne účinky, ktoré sa môžu vyskytnúť v závislé premenné, s cieľom objektívneho merania zmien v nich.
Okrem toho, experimentovanie má aj svoj účel znovu vytvoriť situáciu Za kontrolovaných podmienok, kde musia byť splnené potrebné požiadavky a musia byť prítomné prvky tvoriace predmet štúdie. Je dôležité podrobne opísať postup dodržiavanýaby ktorýkoľvek iný výskumník mohol krok za krokom reprodukovať ten istý experiment.
V súčasnej vedeckej praxi sa kladie osobitný dôraz na skutočnosť, že hlavným cieľom experimentovania nie je ani tak „dokázať“ hypotézu, ale skús to vyvrátiťTento kritický postoj nám bráni akceptovať ako pravdivé výsledky, ktoré by mohli byť spôsobené náhodou alebo nezistenými chybami. Teda:
- Ak je hypotéza vyvracia (to znamená, že údaje nezodpovedajú očakávaniam), bude potrebné formulovať novú hypotézu čo súhlasí s novo získanými údajmi.
- Ak hypotézu nemožno vyvrátiť ani po viacerých pokusoch a experimentoch, bude sa považovať za dobre podložený návrha bude možné prejsť do fáz teoretizovania a zovšeobecnenia.
Ak experiment potvrdí navrhovanú hypotézu, potom ju možno považovať za správnu. podľa vykonaných testov (hoci vo vede je vždy ponechaná otvorená možnosť, že budúce experimenty môžu poskytnúť údaje, ktoré ju spochybnia). Ak však experiment nedokáže potvrdiť hypotézu, stratí obhájiteľnosť alebo bude prinajmenšom vážne spochybnená.
Analýza údajov a organizácia informácií
Podľa experimentu sa mala zhromaždiť séria údajov, ktoré by umožnili následné Podrobná analýzaV tejto medzifáze, pred vyvodením záverov, je sú organizované a interpretované všetky získané výsledky.
Pri analýze by sa malo zohľadniť nasledovné všetky údajeBez ohľadu na to, či sa tieto údaje zhodujú s tým, čo sme si mysleli, že sa stane, alebo nie. Tento posledný bod znamená, že ak sa údaj nezhoduje s tým, čo sme očakávali, mali by sme aj tak... zahrnúť to a analyzovať to aby sa vo výskume dosiahli spoľahlivé výsledky.
Na uľahčenie tejto úlohy sa bežne používa:
- Tabuľky údajov ktoré zahŕňajú prijaté opatrenia.
- Grafika (stĺpcové grafy, čiarové grafy, diagramy atď.), ktoré vám umožňujú vizualizovať trendy alebo porovnania.
- Súhrnné tabuľky kde sú zvýraznené najrelevantnejšie výsledky.
- Nástroje štatistická analýza keď si to vyšetrovanie vyžaduje.
Cieľom je, aby sme na základe tejto organizácie informácií dokázali jasne vidieť. čo sa naozaj stalo v experimente a do akej miery výsledky podporovať alebo vyvracať počiatočná hypotéza.
Záver a interpretácia výsledkov
Nakoniec treba urobiť jedno interpretácia údajov zhromaždené a analyzované; týmto spôsobom je možné určiť, či je hypotéza pravdivá v súlade s výsledkami alebo či by sa mal naopak zamietnuť alebo upraviť.
Ak je hypotéza podporená údajmi, jasný záver ktorý vysvetľuje, čo bolo objavené, za akých podmienok a s akou mierou spoľahlivosti. To umožňuje formulovať predbežná teória ktorý poskytuje nové vedecké poznatky, aspoň kým sa nepreukáže opak.
Ak výsledky protirečia hypotéze, vyvodí sa aj záver, ale v tomto prípade zvyčajne zahŕňa aj reflexiu možné príčiny zlyhania (chyby v návrhu, nekontrolované premenné, nedostatočné nástroje atď.) a sú navrhnuté nové hypotézy alebo oblasti výskumu. Je bežné, najmä vo vzdelávacom prostredí, vyzvať študentov, aby sa zamysleli nad tým, ako by mohli postup sa dá vylepšiť alebo čo by zmenili, keby experiment zopakovali.
V školskom prostredí sú študenti povzbudzovaní, aby odpovedali na otázky typu: Bola hypotéza správna alebo nie? Aké faktory by mohli vysvetliť výsledky? Ako by sme mohli experiment zopakovať, aby sme získali ešte spoľahlivejšie údaje? Táto záverečná reflexia pomáha pochopiť, že vedecká metóda je... otvorený a vylepšiteľný procesnie mechanický recept.
Publikácia, porovnanie, vedecká teória a právo
Doteraz sme opísali základné kroky vedeckej metódy tak, ako sa zvyčajne používajú vo väčšine výskumov. Aby sa však poznanie stalo súčasťou zavedená vedaStále však chýbajú niektoré kľúčové prvky: uverejnenie a preskúmanie práce, jej integrácia do teória širší a v určitých prípadoch jeho transformácia na vedecké právo.
Publikácia a porovnanie s inými štúdiami
Po ukončení vyšetrovania a spísaní záverov je ďalším krokom zdieľať výsledky s vedeckou komunitou. Zvyčajne sa to deje prostredníctvom články v špecializovaných časopisoch, komunikácie na konferenciách alebo výskumné správy.
Publikácia plní veľmi dôležitý dvojaký účel:
- umožňuje rozširovať vedomosti k dispozícii, aby sa na tieto výsledky mohli spoľahnúť aj iní výskumníci vo svojej vlastnej práci.
- Zverejňuje teóriu alebo zistenia, aby ich mohli použiť aj iní vedci. kriticky ich preskúmajteZopakujte experimenty a uvidíte, či dospejú k rovnakým záverom.
Ďalšou formou validácie je replikovať už publikovaný výskumTo znamená vykonať výskum, ktorý už vykonal iný vedec, aby overil svoju hypotézu a zistil, či výsledky platia za rôznych podmienok. Ak rôzne výskumné tímy pracujúce nezávisle získajú konzistentné výsledky Opakovaním štúdie sa zvyšuje dôvera v platnosť hypotézy a teórie. Naopak, ak iné skupiny nájdu údaje, ktoré Vyvracajú záveryBude potrebné skontrolovať pôvodnú prácu, odhaliť prípadné chyby a v prípade potreby formulovať nové hypotézy.
Vedecká teória a právo
Keď hypotézu podporujú početné štúdie v rôznych kontextoch a integruje sa s inými vysvetleniami súvisiacich javov, môže viesť k... vedecká teóriaTeória je široký vysvetľujúci rámec ktorý organizuje mnoho rôznych faktov a pozorovaní podľa rovnakých princípov.
V niektorých oblastiach, keď sa vzťah medzi javmi overí opakovane za veľmi rozdielnych podmienok, možno ho konštatovať ako vedecké právoZákon opisuje určitým spôsobom stručné a presné ako sa správa určitý aspekt reality (napríklad vzťah medzi silou, hmotnosťou a zrýchlením), na základe obrovského množstva nahromadených pozorovaní a experimentov.
Napriek tomu sa berú do úvahy aj vedecké zákony otvorené na preskúmanie ak sa v budúcnosti objavia údaje, ktoré ich spochybnia. Tento postoj neustálych pochybností a otvorenosti voči zmenám je ďalšou z veľkých silných stránok vedeckej metódy.
Existujú základné kroky a ďalšie kroky?
Jedným z aspektov, ktorý môže vyvolať najväčšiu kontroverziu pri definovaní krokov vedeckej metódy, je rozhodnutie, ktoré z nich by sa mali považovať za povinné a ktorý by len prílohy ktoré obohacujú proces.
Povinné kroky by boli tie, ktoré sú prítomné v akýkoľvek druh vedeckého výskumuBez ohľadu na danú disciplínu: pozorovanie, formulácia otázky, hypotéza, experimentovanie, analýza a závery. Bez týchto základných prvkov by sme nemohli správne hovoriť o vedeckej metóde.
Na druhej strane existujú kroky, ktoré niektorí autori považujú doplnkový, ako napríklad:
- Explicitné uznanie problémuOkrem jednoduchého pozorovania výskumník jasne formuluje problém, ktorý chce vyriešiť, čo pomáha zamerať výskum.
- predpovedeZ hypotézy sa odvodzujú konkrétne dôsledky, ktoré by sa mali pozorovať, ak je hypotéza pravdivá. Tieto predpovede slúžia ako vodítko pre navrhovanie nových experimentov.
- Odborné hodnotenie a šírenie v nešpecializovaných médiáchprocesy, ktoré síce nie sú vždy uvedené ako formálne „kroky“, ale sú nevyhnutné pre sociálne potvrdenie vedeckých poznatkov.
V každom prípade všetky tieto dodatočné prvky fungujú ako výstuž potrebných krokov, poskytujú viac informácií a zvyšujú spoľahlivosť výskumu, ale nenahrádzajú základné fázy, ktoré sme už opísali.
V ktorých oblastiach sa uplatňuje vedecká metóda?
Vedecká metóda sa uplatňuje v širokej škále oblastí, nielen v klasických prírodných vedách. Medzi najvýznamnejšie oblasti patria:
- Prírodné vedyFyzika, chémia, biológia, geológia, astronómia… Cieľom všetkých z nich je pochopiť javy fyzického sveta prostredníctvom… pozorovanie, experimentovanie a analýza údajov.
- Lekárstvo a zdravotníctvopoužíva sa na vyšetrovanie príčiny chorôb, vyvíjať účinné liečebné postupy, hodnotiť lieky a zlepšovať zdravotnú starostlivosť prostredníctvom kontrolovaných klinických skúšok.
- Strojárstvo a technológiaInžinieri aplikujú vedeckú metódu na návrh technických riešení, testovanie prototypov, optimalizácia výrobných procesov a zaistenie bezpečnosti konštrukcií a zariadení.
- Spoločenské vedyDisciplíny ako psychológia, sociológia, ekonómia a vzdelávanie prispôsobujú vedeckú metódu komplexnosti ľudského správania pomocou prieskumov, kontrolovaných experimentov, terénnych štúdií a štatistických analýz.
- Environmentálne vedyPoužíva sa na štúdium účinkov ľudská činnosť na životné prostredie, posúdiť vplyv znečisťujúcich látok, navrhnúť stratégie ochrany a navrhnúť politiky založené na dôkazoch.
- Poľnohospodárstvo a potravinárstvoVedecká metóda je kľúčom k zlepšeniu poľnohospodárske postupyzvýšiť výnosy plodín, vyvinúť nové odolné odrody a zabezpečiť bezpečnosť potravín.
Okrem týchto oblastí možno vedeckú metódu uplatniť aj na každodenné problémy, ako je riešenie problémov v domácnosti, porovnávanie produktov alebo optimalizácia každodenných aktivít. pozorujeme problémNavrhneme možné vysvetlenie, testujeme rôzne riešenia a držíme sa toho, ktoré funguje najlepšie; jednoducho používame tú istú logiku, ktorou sa riadi veda.
Stručne povedané, kroky vedeckej metódy, ktoré sme opísali, poskytujú jasný a štruktúrovaný sprievodca skúmať svet okolo nás, zvyšovať objektivitu našich záverov a postupne budovať čoraz spoľahlivejšie a užitočnejšie poznatky pre celú spoločnosť.