6 Langkah Kaedah Saintifik dan Ciri-Cirinya



The langkah-langkah kaedah saintifik Mereka berkhidmat untuk menjawab soalan saintifik dengan cara yang teratur dan objektif. Ia melibatkan memerhati dunia dan fenomenanya, tiba di penjelasan tentang apa yang diamati, menguji sama ada penjelasan itu sah, dan akhirnya menerima atau menolak penjelasan.

Kaedah saintifik itu mempunyai beberapa ciri-ciri yang menentukannya: pemerhatian, percubaan, dan bertanya dan menjawab soalan. Walau bagaimanapun, tidak semua saintis mengikuti proses ini dengan tepat. Sesetengah cawangan sains boleh dibuktikan dengan lebih mudah daripada yang lain.

Sebagai contoh, saintis yang mempelajari bagaimana bintang berubah apabila mereka menjadi lebih tua atau bagaimana dinosaur mencerna makanan mereka tidak boleh memajukan kehidupan bintang dalam sejuta tahun atau melakukan kajian dan ujian dengan dinosaur untuk menguji hipotesis mereka.

Apabila percubaan langsung tidak mungkin, saintis mengubah kaedah saintifik. Walaupun ia diubah suai dengan setiap penyiasatan saintifik, tujuannya adalah sama: untuk mengetahui hubungan sebab dan akibat dengan bertanya soalan, mengumpul dan memeriksa data, dan melihat jika semua maklumat yang ada dapat digabungkan dalam tindak balas logik.

Sebaliknya, selalunya peringkat kaedah saintifik adalah berulang; Maklumat, pemerhatian atau idea baru boleh menyebabkan langkah-langkah yang perlu diulang.

Protokol kaedah saintifik boleh dibahagikan kepada enam langkah / fasa / peringkat yang digunakan untuk semua jenis penyelidikan:

-Soalan

-Pemerhatian

-Pembentukan hipotesis

-Eksperimen

-Analisis data

-Tolak atau terima hipotesis.

Di bawah ini saya akan menunjukkan langkah-langkah asas yang dilakukan semasa membuat penyiasatan. Bagi anda untuk memahami dengan lebih baik, pada akhir artikel saya akan meninggalkan contoh permohonan langkah-langkah dalam eksperimen biologi; dalam penemuan struktur DNA.

Indeks

  • 1 Apakah langkah-langkah kaedah saintifik? Apa yang mereka dan ciri-ciri mereka
    • 1.1 Langkah 1- Bertanya soalan
    • 1.2 Langkah 2- Pemerhatian
    • 1.3 Langkah 3 Perumusan hipotesis
    • 1.4 Langkah 4- Eksperimen
    • 1.5 Langkah 5: Analisis data
    • 1.6 Langkah 6: Kesimpulan. Mentafsirkan data dan terima atau menolak hipotesis
    • 1.7 Langkah-langkah lain adalah: 7- Terbitkan hasil dan 8- Periksa hasil yang menyalin penyelidikan (dilakukan oleh saintis lain)
  • Contoh sebenar kaedah saintifik dalam penemuan struktur DNA
    • 2.1 Soalan
    • 2.2 Pemerhatian dan hipotesis
    • 2.3 Eksperimen
    • 2.4 Analisis dan kesimpulan
  • 3 Sejarah
    • 3.1 Aristotle dan orang Yunani
    • 3.2 Muslim dan zaman kegemilangan Islam
    • 3.3 Renaissance
    • 3.4 Newton dan sains moden
  • 4 Kepentingan
  • 5 Rujukan

Apakah langkah-langkah kaedah saintifik? Apa yang mereka dan ciri-ciri mereka

Langkah 1- Bertanya soalan

Kaedah saintifik bermula apabila saintis / penyelidik menanyakan soalan mengenai sesuatu yang telah dipantau atau apa yang dia sedang disiasat: Bagaimana, kapan, siapa, siapa, mengapa atau di mana?

Sebagai contoh, Albert Einstein, ketika dia sedang mengembangkan teori relativiti istimewa, bertanya kepada dirinya sendiri: Apa yang akan dia lihat jika dia boleh berjalan di sebelah sinar cahaya ketika menyebarkan ruang??

Langkah 2- Pemerhatian

Langkah ini melibatkan membuat pemerhatian dan mengumpulkan maklumat yang akan membantu menjawab soalan. Pemerhatian tidak seharusnya tidak rasmi, tetapi disengajakan dengan idea bahawa maklumat yang dikumpulkan adalah objektif.

Pengukuran dan data pengukuran yang sistematik dan berhati-hati adalah perbezaan antara pseudosciences, seperti alkimia, dan sains, seperti kimia atau biologi.

Pengukuran boleh dibuat dalam persekitaran terkawal, seperti makmal, atau objek yang tidak boleh diakses atau tidak dapat dikendalikan, seperti bintang atau populasi manusia.

Pengukuran sering memerlukan instrumen saintifik khusus seperti termometer, mikroskop, spektroskop, pemecut zarah, voltmeters ...

Terdapat beberapa jenis pemerhatian saintifik. Yang paling biasa adalah langsung dan tidak langsung.

Contoh pemerhatian akan dilakukan oleh Louis Pasteur sebelum mengembangkan teori germinalnya mengenai penyakit berjangkit. Di bawah mikroskop, beliau mendapati bahawa cacing sutera di selatan Perancis mempunyai penyakit yang dijangkiti parasit.

Langkah 3 Perumusan hipotesis

Peringkat ketiga adalah rumusan hipotesis. Hipotesis adalah pernyataan yang boleh digunakan untuk meramalkan hasil pemerhatian masa depan.

Hipotesis nol adalah jenis hipotesis yang baik untuk memulakan penyiasatan. Ia adalah penjelasan yang disyorkan mengenai fenomena atau cadangan yang mengemukakan alasan yang mencadangkan korelasi antara satu set fenomena.

Contoh hipotesis nol adalah: "kelajuan di mana tumbuh-tumbuhan tumbuh tidak bergantung kepada jumlah cahaya yang diterima".

Contoh hipotesis:

  • Pemain bola sepak yang melatih kerap mengambil kesempatan dari masa, menjaringkan lebih banyak gol berbanding mereka yang kehilangan latihan sebanyak 15%.
  • Ibu bapa kali pertama yang telah mempelajari pendidikan tinggi adalah 70% lebih santai semasa bersalin.

Hipotesis yang berguna harus membenarkan ramalan dengan alasan, termasuk penalaran deduktif. Hipotesis ini boleh meramalkan hasil eksperimen di makmal atau pemerhatian fenomena dalam alam semula jadi. Ramalan juga boleh menjadi statistik dan berurusan hanya dengan kebarangkalian.

Sekiranya ramalan tidak dapat dicapai melalui pemerhatian atau pengalaman, hipotesis belum dapat diuji dan akan tetap berada di dalam ukuran yang tidak saintifik itu. Kemudian, teknologi atau teori baru dapat membuat eksperimen yang diperlukan.

Langkah 4- Eksperimen

Langkah seterusnya adalah percubaan, apabila saintis menjalankan eksperimen saintifik yang dipanggil, di mana hipotesis diuji.

Ramalan yang cuba membuat hipotesis boleh disahkan dengan eksperimen. Jika keputusan ujian bercanggah dengan ramalan, hipotesis dipersoalkan dan menjadi kurang mampan.

Jika keputusan percubaan mengesahkan ramalan hipotesis, maka mereka dianggap lebih tepat, tetapi mereka mungkin salah dan masih tertakluk kepada eksperimen baru.

Untuk mengelakkan ralat pemerhatian dalam eksperimen, teknik kawalan eksperimen digunakan. Teknik ini menggunakan kontras antara pelbagai sampel (atau pemerhatian) di bawah keadaan yang berbeza untuk melihat apa yang berbeza atau apa yang tetap sama.

Contoh

Sebagai contoh, untuk menguji hipotesis nol "kadar pertumbuhan rumput tidak bergantung kepada jumlah cahaya", kita perlu memerhatikan dan mengambil data dari rumput yang tidak terdedah kepada cahaya.

Ini dipanggil "kumpulan kawalan". Mereka sama dengan kumpulan percubaan yang lain, kecuali pemboleh ubah yang sedang disiasat.

Adalah penting untuk diingat bahawa kumpulan kawalan hanya boleh berbeza daripada kumpulan percubaan dalam pemboleh ubah. Dengan cara itu anda boleh mengetahui pembolehubah itu yang menghasilkan perubahan atau tidak.

Sebagai contoh, anda tidak dapat membandingkan rumput yang berada di luar di bawah naungan dengan rumput di bawah sinar matahari. Juga rumput satu kota dengan yang lain. Terdapat pembolehubah antara dua kumpulan di samping cahaya, seperti kelembapan tanah dan pH.

Satu lagi contoh kumpulan kawalan yang sangat biasa

Eksperimen untuk mengetahui jika ubat mempunyai keberkesanan untuk merawat apa yang dikehendaki adalah sangat biasa. Sebagai contoh, jika anda ingin mengetahui kesan aspirin anda boleh menggunakan dua kumpulan dalam eksperimen pertama:

  • Eksperimen kumpulan 1, yang mana aspirin disediakan.
  • Kawalan Kumpulan 2, dengan ciri-ciri yang sama dalam kumpulan 1, dan yang mana aspirin tidak disediakan.

Langkah 5: Analisis data

Selepas percubaan, data diambil, yang mungkin dalam bentuk nombor, ya / tidak, hadir / tidak hadir, atau pemerhatian lain.

Adalah penting untuk mengambil kira data yang tidak dijangkakan atau yang tidak diingini. Banyak eksperimen telah disabotase oleh penyelidik yang tidak mengambil data yang tidak sepadan dengan apa yang diharapkan.

Langkah ini melibatkan menentukan apakah keputusan percubaan menunjukkan dan memutuskan tindakan seterusnya untuk diambil. Ramalan hipotesis berbanding dengan hipotesis nol, untuk menentukan yang lebih baik dapat menerangkan data.

Dalam kes di mana eksperimen diulangi berkali-kali, analisis statistik mungkin diperlukan.

Jika bukti telah menolak hipotesis, hipotesis baru diperlukan. Sekiranya data eksperimen menyokong hipotesis, namun bukti tidak cukup kuat, ramalan hipotesis lain harus diuji dengan eksperimen lain.

Sekali hipotesis sangat disokong oleh bukti, soalan penyelidikan baru boleh diminta untuk memberikan lebih banyak maklumat tentang subjek yang sama.

Langkah 6: Kesimpulan. Mentafsirkan data dan terima atau menolak hipotesis

Bagi banyak eksperimen, kesimpulan terbentuk berdasarkan analisis informal data. Hanya bertanya, adakah data itu sesuai dengan hipotesis? ia adalah cara menerima atau menolak hipotesis.

Walau bagaimanapun, adalah lebih baik untuk menggunakan analisis statistik untuk data, untuk menubuhkan tahap "penerimaan" atau "penolakan". Matematik juga berguna untuk menilai kesan ralat pengukuran dan ketidakpastian lain dalam eksperimen.

Jika hipotesis diterima, ia tidak menjamin bahawa hipotesis yang betul. Ini hanya bermakna bahawa hasil eksperimen menyokong hipotesis. Adalah mungkin untuk menduplikasi eksperimen dan mendapatkan hasil yang berbeza pada masa akan datang. Hipotesis ini juga boleh menjelaskan pemerhatian, tetapi itu adalah penjelasan yang salah.

Jika hipotesis ditolak, ia boleh menjadi penghujung percubaan atau ia boleh dilakukan semula. Sekiranya proses itu dijalankan semula, lebih banyak pemerhatian dan lebih banyak data akan diambil.

Langkah-langkah lain adalah: 7- Menerbitkan hasil dan 8- Periksa hasil yang menyalin penyelidikan (dilakukan oleh saintis lain)

Sekiranya eksperimen tidak dapat diulang untuk menghasilkan hasil yang sama, ini menunjukkan bahawa keputusan asal mungkin salah. Hasilnya, adalah perkara biasa untuk eksperimen tunggal yang akan dijalankan beberapa kali, terutama apabila terdapat pembolehubah yang tidak terkawal atau petunjuk lain dari ralat percubaan.

Untuk mendapatkan hasil yang penting atau mengejutkan, saintis lain juga boleh cuba meniru hasilnya sendiri, terutamanya jika hasil itu penting untuk kerja mereka sendiri..

Contoh sebenar kaedah saintifik dalam penemuan struktur DNA

Kisah penemuan struktur DNA adalah contoh klasik daripada langkah-langkah kaedah saintifik: pada tahun 1950 ia telah diketahui bahawa warisan genetik mempunyai penerangan matematik, daripada kajian Gregor Mendel, dan DNA yang mengandungi maklumat genetik.

Walau bagaimanapun, mekanisme penyimpanan maklumat genetik (iaitu, gen) dalam DNA tidak jelas.

Adalah penting untuk diingat bahawa hanya Watson dan Crick mengambil bahagian dalam penemuan struktur DNA, walaupun mereka dianugerahkan Hadiah Nobel. Mereka menyumbang pengetahuan, data, idea dan penemuan banyak ahli sains pada masa itu.

Soalan

Penyelidikan DNA sebelumnya telah menentukan komposisi kimianya (empat nukleotida), struktur setiap nukleotida dan sifat-sifat lain.

DNA telah dikenal pasti sebagai pembawa maklumat genetik oleh eksperimen Avery-MacLeod-McCarty pada tahun 1944, tetapi mekanisme bagaimana maklumat genetik disimpan di dalam DNA tidak jelas.

Persoalannya boleh jadi:

Bagaimana maklumat genetik disimpan dalam DNA?

Pemerhatian dan hipotesis

Semua yang disiasat pada masa itu mengenai DNA adalah terdiri daripada pemerhatian. Dalam kes ini, pemerhatian sering dibuat dengan mikroskop atau sinar-X.

Linus Pauling mencadangkan bahawa DNA boleh menjadi helix tiga kali ganda. Hipotesis ini juga dipertimbangkan oleh Francis Crick dan James D. Watson tetapi dibuang.

Apabila Watson dan Crick tahu hipotesis Pauling, mereka memahami dari data sedia ada bahawa dia salah dan Pauling tidak lama lagi akan mengakui kesulitannya dengan struktur itu. Oleh itu, perlumbaan untuk mencari struktur DNA adalah untuk mencari struktur yang betul.

Apa ramalan yang akan dibuat oleh hipotesis? Sekiranya DNA mempunyai struktur helical, corak difraksi sinar-X akan berbentuk X.

Oleh itu, hipotesis bahawa DNA mempunyai struktur helix berganda cuba dengan data keputusan / X-ray telah diuji khususnya dengan data X-ray pembelauan disediakan oleh Rosalind Franklin, James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953.

Eksperimen

Rosalind Franklin mengkristal DNA tulen dan melakukan pembelauan sinar-X untuk menghasilkan foto 51. Hasilnya menunjukkan bentuk X.

Dalam satu siri lima artikel yang disiarkan di dalam Alam bukti eksperimen yang menyokong model Watson dan Crick ditunjukkan.

Daripada ini, artikel oleh Franklin dan Raymond Gosling, adalah penerbitan pertama dengan data pembelauan sinar-X yang menyokong model Watson dan Crick

Analisis dan kesimpulan

Apabila Watson menyaksikan corak difraksi terperinci, dia segera mengiktirafnya sebagai helix.

Dia dan Crick menghasilkan model mereka, menggunakan maklumat ini bersama-sama dengan maklumat yang pernah diketahui tentang komposisi DNA dan mengenai interaksi molekul, seperti ikatan hidrogen..

Sejarah

Kerana sukar untuk digambarkan dengan tepat apabila kaedah saintifik mula digunakan, sukar untuk menjawab persoalan siapa yang menciptakan kaedah saintifik.

Kaedah dan langkah-langkahnya berkembang dari masa ke masa dan para saintis yang menggunakannya membuat sumbangan mereka, berkembang dan menyempurnakan diri mereka sedikit demi sedikit.

Aristotle dan orang Yunani

Aristotle, salah seorang ahli falsafah yang paling berpengaruh dalam sejarah, merupakan pengasas sains empirikal, iaitu, proses menguji hipotesis daripada pengalaman, uji kaji dan pemerhatian secara langsung dan tidak langsung.

Orang Yunani adalah tamadun Barat pertama yang mula memerhatikan dan mengukur untuk memahami dan mengkaji fenomena dunia, namun tidak ada struktur untuk menyebutnya kaedah saintifik.

Umat ​​Islam dan zaman kegemilangan Islam

Sebenarnya, perkembangan kaedah saintifik moden bermula dengan ulama-ulama Islam semasa Zaman Keemasan Islam, pada abad kesepuluh hingga empat belas. Kemudian, para ahli falsafah-saintis Pencerahan terus menyempurnakannya.

Di antara semua ulama yang membuat sumbangan mereka, Alhazen (Abu 'Ali al-Hasan ibn al-Hasan ibn al-Haytham), merupakan penyumbang utama, yang dianggap oleh sesetengah ahli sejarah sebagai "arkitek kaedah saintifik." Kaedahnya mempunyai tahap berikut, anda dapat melihat kesamaannya dengan yang dijelaskan dalam artikel ini:

-Pemerhatian alam semula jadi.

-Mewujudkan / menentukan masalah.

-Merumuskan hipotesis.

-Uji hipotesis melalui eksperimen.

-Menilai dan menganalisa hasil.

-Terangkan data dan membuat kesimpulan.

-Terbitkan keputusan.

Renaissance

Ahli falsafah Roger Bacon (1214 - 1284) dianggap sebagai orang pertama yang memohon penalaran induktif sebagai sebahagian daripada kaedah saintifik.

Semasa Renaissance, Francis Bacon mengembangkan kaedah induktif melalui sebab dan akibat, dan Descartes mencadangkan bahawa potongan adalah satu-satunya cara untuk belajar dan memahami.

Newton dan sains moden

Isaac Newton boleh dipertimbangkan sebagai saintis yang akhirnya menyempurnakan proses sehingga hari ini seperti yang diketahui. Beliau mencadangkan, dan mengamalkan, fakta bahawa kaedah saintifik memerlukan kedua-dua kaedah deduktif dan induktif.

Selepas Newton, ada ahli sains yang hebat yang menyumbang kepada pembangunan kaedah itu, di antaranya Albert Einstein. 

Kepentingan

Kaedah saintifik adalah penting kerana ia adalah cara yang boleh dipercayai untuk memperoleh pengetahuan. Ia berdasarkan pengesahan asas, teori dan pengetahuan mengenai data, eksperimen dan pemerhatian.

Oleh itu, adalah penting untuk kemajuan masyarakat dalam teknologi, sains secara amnya, kesihatan dan secara umumnya untuk menjana pengetahuan teoritis dan aplikasi praktikal.

Sebagai contoh, kaedah sains ini bertentangan dengan yang berdasarkan iman. Dengan iman anda percaya dalam tradisi sesuatu, bertulis atau kepercayaan, tidak berasaskan bukti yang boleh menyangkal atau anda boleh membuat eksperimen atau pemerhatian yang menafikan atau menerima kepercayaan iman yang.

Dengan sains, seorang penyelidik boleh menjalankan langkah-langkah kaedah ini, mencapai kesimpulan, menyampaikan data, dan penyelidik lain dapat meniru eksperimen atau pemerhatian untuk mengesahkan atau tidak..

Rujukan

  1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos dan Baptista Lucio, Pilar (1991). Metodologi penyelidikan (edisi kedua, 2001). Mexico D.F., Mexico. McGraw-Hill.
  2. Kazilek, C.J. dan Pearson, David (2016, 28 Jun). Apakah kaedah saintifik? Arizona State University, Kolej Liberal Arts and Sciences. Diperoleh pada 15 Januari 2017.
  3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. dan Voegtle, Katherine H. (2006). Kaedah dalam Penyelidikan Pendidikan: Dari Teori ke Amalan (Edisi ke-2, 2010). San Francisco, Amerika Syarikat. Jossey-Bass.
  4. Márquez, Omar (2000). Proses penyelidikan dalam sains sosial. Barinas, Venezuela UNELLEZ.
  5. Tamayo T., Mario (1987). Proses Penyelidikan Saintifik (edisi ke-3, 1999). Mexico D.F., Mexico. Lime.
  6. Vera, Alirio (1999). Analisis Data. San Cristóbal, Venezuela. Universiti Eksperimen Kebangsaan Tachira (UNET).
  7. Serigala, Frank L. H. (2013). Pengenalan kepada Kaedah Saintifik. New York, Amerika Syarikat. Universiti Rochester, Jabatan Fizik dan Astronomi. Diperoleh pada 15 Januari 2017.
  8. Wudka, José (1998, 24 September). Apakah "kaedah saintifik"? Riverside, Amerika Syarikat. Universiti California, Jabatan Fizik dan Astronomi. Diperoleh pada 15 Januari 2017.
  9. Martyn Shuttleworth (23 Apr 2009). Siapa yang Mencipta Kaedah Saintifik? Diperoleh pada 23 Dis, 2017 dari Explorable.com: explorable.com.