MÈTODE CIENTÍFIC: ELS 6 PASSOS I LES SEVES CARACTERÍSTIQUES (EXEMPLE) - CIÈNCIA - 2025

El mètode científic és un procés utilitzat en les branques de la ciència per comprovar una hipòtesi científica mitjançant l'observació, preguntes, formulació d'hipòtesis i experimentació. Es tracta d'una forma racional d'obtenir coneixement objectiu i fiable.

El mètode científic té per tant una sèrie de característiques que el defineixen: observació, experimentació, i fer i respondre preguntes. No obstant això, no tots els científics segueixen exactament aquest procés. Algunes branques de la ciència poden ser més fàcilment provades que d'altres.

Els passos de l'mètode científic: pregunta, investigació, formulació d'hipòtesis, experiment, anàlisi de dades, conclusions.

Per exemple, els científics que estudien com canvien les estrelles a mesura que envelleixen o com els dinosaures digerien seus aliments no poden avançar la vida d'una estrella en un milió d'anys o realitzar estudis i proves amb els dinosaures per provar les seves hipòtesis.

Quan l'experimentació directa no és possible, els científics modifiquen el mètode científic. Encara que es canvia gairebé amb cada investigació científica, l'objectiu és el mateix: descobrir relacions de causa i efecte fent preguntes, recopilant i examinant dades, i veient si tota la informació disponible pot combinar-se en una resposta lògica.

D'altra banda, sovint un científic torna a passar per les etapes de el mètode científic, ja que nova informació, dades o conclusions poden fer que sigui necessari tornar a passar pels passos.

Per exemple, pot ser que un científic formuli la hipòtesi de «menjar en excés accelera l'envelliment», feu un experiment i obtingui una conclusió. A continuació podria procedir a realitzar de nou els passos, començant amb una altra hipòtesi, com «ingerir sucre en excés accelera l'envelliment».

Què és i per a què serveix el mètode científic?

El mètode científic és un mètode empíric d'investigació que serveix per obtenir nous coneixements i informació. «Empíric» vol dir que es basa en la realitat, utilitza dades; és el contrari de «teòric». Per tant, els científics utilitzen el mètode científic per aprendre sobre la realitat, obtenint dades i fent experiments. Pot dividir-se en sis passos / fases / etapes que s'apliquen en tots els tipus d'investigació:

-Pregunta basada en l'observació.

-Investigació.

-Formulació de la hipòtesi.

-Experimentación.

Anàlisi de dades.

Rebutjar o acceptar la hipòtesi (conclusions).

A continuació vaig a mostrar els passos fonamentals que es realitzen a l'fer una investigació. Perquè ho entenguis millor, a la fi de l'article deixaré un exemple de l'aplicació dels passos en un experiment de biologia; en el descobriment de l'estructura de l'ADN.

Característiques principals de l'mètode científic

- Utilitza l'observació com a punt de partida.

- Formula preguntes i respostes. Per formular una hipòtesi, el científic realitza preguntes i respostes de forma sistemàtica buscant establir relacions de causa-efecte en aspectes de la realitat.

- Requereix verificació, és a dir, els resultats necessiten ser verificats per diversos científics.

- Genera conclusions refutables. Si les conclusions no es pot comprovar, no es pot aplicar el mètode científic.

- Produeix resultats reproduïbles; els experiments poden ser replicats pels científics per intentar obtenir els mateixos resultats.

- És objectiu; es basa en l'experimentació i observació, no en opinions subjectives.

Quins són els passos de l'mètode científic? En què consisteixen i les seves característiques

Pas 1- Fer una pregunta basada en l'observació

El mètode científic comença quan el científic / investigador fa una pregunta sobre alguna cosa que ha observat o sobre el que està investigant: Com, què, quan, qui, què, per què o on?

Exemples d'observacions i pregunta:

- Louis Pasteur va observar amb microscopi que els cucs de seda de sud de França tenien malalties infectades per paràsits.

- Un biòleg s'observa en el microscopi que la presència de cert tipus de cèl·lules milloren els símptomes de la verola. Es podria preguntar, combaten aquestes cèl·lules el virus de la verola?

- Albert Einstein, quan estava desenvolupant la seva teoria de la relativitat especial, es va preguntar: Què veuria si pogués caminar al costat d'un raig de llum mentre es propaga per l'espai?

Pas 2- Recerca

Aquest pas consisteix a investigar, reunint informació que ajudi a respondre a la pregunta. És important que la informació reunida sigui objectiva i de fonts fiables. Es poden investigar per bases de dades d'internet, en biblioteques, llibres, entrevistes, investigacions, entre d'altres.

Hi ha diversos tipus d'observació científica. Les més comunes són la directa i indirecta.

Pas 3- Formulació d'hipòtesis

La tercera etapa és la formulació de la hipòtesi. Una hipòtesi és una afirmació que pot usar-se per predir el resultat de futures observacions.

Exemples d'hipòtesis:

• Els jugadors de futbol que entrenen de forma regular aprofitant el temps, marquen més gols que els que falten a el 15% dels entrenaments.
• Els pares primerencs que han estudiat estudis superiors, estan en un 70% dels casos més relaxats en el part.

Una hipòtesi útil ha de permetre prediccions per raonament, incloent el raonament deductiu. La hipòtesi podria predir el resultat d'un experiment en un laboratori o l'observació d'un fenomen en la natura.

Si les prediccions no són accessibles per l'observació o l'experiència, la hipòtesi no és encara comprovable i romandrà en aquesta mesura no científica. Més endavant, una nova tecnologia o teoria podria fer possible els experiments necessaris.

Pas 4- Experimentació

Cas d'experiment amb humans.

El següent pas és l'experimentació, quan els científics realitzen els anomenats experiments científics, en els quals es posen a prova les hipòtesis.

Les prediccions que intenten fer les hipòtesis poden comprovar-se amb experiments. Si els resultats de la prova contradiuen les prediccions, les hipòtesis són qüestionades i es tornen menys sostenibles.

Si els resultats experimentals confirmen les prediccions de les hipòtesis, llavors es considera que aquestes són més correctes, però poden estar equivocades i seguir subjectes a nous experiments.

Per evitar l'error observacional en els experiments, s'utilitza la tècnica de l'control experimental. Aquesta tècnica utilitza el contrast entre múltiples mostres (o observacions) sota diferents condicions per veure què varia o què segueix sent el mateix.

exemple

Per provar la hipòtesi «la taxa de creixement de l'herba no depèn de la quantitat de llum», caldria observar i prendre dades d'herba que no està exposada a la llum.

A això se l'anomena «grup control». Són idèntics als altres grups experimentals, excepte per a la variable que s'està investigant.

És important recordar que el grup control només pot ser diferent de qualsevol grup experimental en una variable. D'aquesta manera es pot saber que és aquesta variable la que produeix canvis o no.

Per exemple, no es pot comparar l'herba que està a l'exterior a l'ombra amb l'herba a el sol. Tampoc l'herba d'una ciutat amb la d'una altra. Hi ha variables entre els dos grups més de la llum, com la humitat i el pH de terra.

Un altre exemple de grup control molt comú

Els experiments per conèixer si un fàrmac té eficàcia per tractar el que es desitja són molt comuns. Per exemple, si es desitja conèixer els efectes de l'aspirina es podrien utilitzar dos grups en un primer experiment:

• Grup 1 experimental, a què es proporciona l'aspirina.
• Grup 2 control, amb les mateixes característiques de el grup 1, i a què no es proporciona l'aspirina.

Pas 5: Anàlisi de dades

Després de l'experiment, es prenen les dades, que poden ser en forma de nombres, sí / no, present / absent, o altres observacions.

La recol·lecció sistemàtica i acurada d'amidaments i dades és la diferència entre pseudociències com l'alquímia, i ciències, com la química o la biologia. Els mesuraments es poden realitzar en un entorn controlat, com un laboratori, o sobre objectes més o menys inaccessibles o no manipulables, com estrelles o poblacions humanes.

Els mesuraments sovint requereixen instruments científics especialitzats com termòmetres, microscopis, espectroscopis, acceleradors de partícules, voltímetres…

Aquest pas implica determinar el que mostren els resultats de l'experiment i decidir les properes accions a prendre. En els casos en què un experiment es repeteix moltes vegades, pot ser necessari una anàlisi estadística.

Si l'evidència ha rebutjat la hipòtesi, es requereix una nova hipòtesi. Si les dades de l'experiment donen suport a la hipòtesi, però la evidència no és prou fort, s'han de provar altres prediccions de la hipòtesi amb altres experiments.

Una vegada que una hipòtesi està fortament recolzada per l'evidència, es pot fer una nova pregunta d'investigació per proporcionar més informació sobre el mateix tema.

Pas 6: Conclusions. Interpretar les dades i acceptar o rebutjar la hipòtesi

Per a molts experiments, les conclusions es formen sobre la base d'una anàlisi informal de les dades. Simplement preguntar, Les dades encaixen en la hipòtesi? és una manera d'acceptar o rebutjar una hipòtesi.

No obstant això, és millor aplicar una anàlisi estadística a les dades, per establir un grau de «acceptació» o «rebuig». Les matemàtiques també són útils per avaluar els efectes dels errors de mesura i altres incerteses en un experiment.

Si s'accepta la hipòtesi, no està garantit que sigui la hipòtesi correcta. Això només vol dir que els resultats de l'experiment donen suport a la hipòtesi. És possible duplicar l'experiment i obtenir resultats diferents la propera vegada. També pot ser que la hipòtesi expliqui les observacions, però és l'explicació incorrecta.

Si la hipòtesi és rebutjada, pot ser el final de l'experiment o es pot tornar a realitzar-lo. Si es torna a realitzar el procés, es tindran més observacions i més dades.

Altres passos són: 7- Comunicar resultats i 8- Comprovar els resultats replicant la investigació (realitzat per altres científics)

Si un experiment no pot repetir-se per produir els mateixos resultats, això implica que els resultats originals podrien haver estat erronis. Com a resultat, és comú que un sol experiment es realitzi diverses vegades, especialment quan hi ha variables no controlades o altres indicacions d'error experimental.

Per obtenir resultats significatius o sorprenents, altres científics també poden intentar replicar els resultats per si mateixos, especialment si aquests resultats són importants per al seu propi treball.

Exemple real de mètode científic en el descobriment de l'estructura de l'ADN

La història de la descoberta de l'estructura de l'ADN és un exemple clàssic dels passos de el mètode científic: el 1950 se sabia que l'herència genètica tenia una descripció matemàtica, a partir dels estudis de Gregor Mendel, i que l'ADN contenia informació genètica.

No obstant això, el mecanisme d'emmagatzematge d'informació genètica (és a dir, gens) en l'ADN no estava clar.

És important tenir en compte que en el descobriment de l'estructura de l'ADN no van participar només Watson i Crick, tot i que els van donar a ells el premi Nobel. Van aportar coneixement, dades, idees i descobriments molts científics de l'època.

Pregunta a partir d'observacions

La investigació prèvia de l'ADN havia determinat la seva composició química (els quatre nucleòtids), l'estructura de cada un dels nucleòtids i altres propietats.

L'ADN havia estat identificat com el portador de la informació genètica per l'experiment d'Avery-MacLeod-McCarty el 1944, però el mecanisme de com la informació genètica és emmagatzemada en l'ADN no estava clar.

La pregunta podria ser per tant:

Recerca

Les persones implicades, entre elles Linus Pauling, Watson o Crick, van investigar i van buscar informació; en aquest cas possiblement investigacions de l'època, llibres i converses amb companys.

hipòtesi

Linus Pauling va proposar que l'ADN podria ser una triple hèlix. Aquesta hipòtesi també va ser considerada per Francis Crick i James D. Watson però la van descartar.

Quan Watson i Crick van conèixer la hipòtesi de Pauling, van comprendre per les dades existents que estava equivocat i Pauling admetria aviat les seves dificultats amb aquesta estructura. Per tant, la carrera per descobrir l'estructura de l'ADN era a descobrir l'estructura correcta.

Què predicció faria la hipòtesi? Si l'ADN tenia una estructura helicoïdal, el seu patró de difracció de raigs X seria en forma de X.

Per tant, la hipòtesi que l'ADN té una estructura de doble hèlix es provaria amb els resultats / dades de raigs X. Específicament es va provar amb dades de difracció de raigs X proporcionats per Rosalind Franklin, James Watson i Francis Crick el 1953.

experiment

Rosalind Franklin va cristal·litzar ADN pur i va realitzar difracció de raigs X per produir fotografia 51. Els resultats van mostrar una forma de X.

En una sèrie de cinc articles publicats a Nature es va demostrar l'evidència experimental que recolzava el model de Watson i Crick.

D'aquests, l'article de Franklin i Raymond Gosling, va ser la primera publicació amb dades de difracció de raigs X que recolzava el model de Watson i Crick

Anàlisi i conclusions

Quan Watson va veure el patró de difracció detallat, immediatament ho va reconèixer com una hèlix.

Ell i Crick van produir el seu model, utilitzant aquesta informació juntament amb la informació prèviament coneguda sobre la composició de l'ADN i sobre les interaccions moleculars, com ara enllaços d'hidrogen.

història

A causa de que és complicat delimitar exactament quan va començar a utilitzar-se el mètode científic, és difícil contestar la pregunta de qui el va crear.

El mètode i els seus passos van evolucionar amb el temps i els científics que van ser utilitzant-van fer les seves aportacions, evolucionant i refinant-poc a poc.

Aristòtil i els grecs

Aristòtil, un dels filòsofs més influents de la història, va ser el fundador de la ciència empírica, és a dir, el procés de provar hipòtesis a partir de l'experiència, l'experimentació i observació directa i indirecta.

Els grecs van ser la primera civilització occidental que van començar a observar ia mesurar per comprendre i estudiar els fenòmens de l'món, però no existia una estructura com per dir-mètode científic.

Els musulmans i l'era daurada de l'Islam

Realment, el desenvolupament de l'mètode científic modern va començar amb els erudits Musulmans durant l'Edat d'Or de l'Islam, als segles X a l'XIV. Més tard, els filòsofs-científics de la Il·lustració van seguir refinándolo.

Entre tots els erudits que van fer les seves aportacions, Alhacén (Abū 'Alī al-Hasan ibn al-Hasan ibn al-Hayṯam), va ser la principal patrocinadora, considerat per alguns historiadors com «l'arquitecte el mètode científic». El seu mètode tenia les següents etapes, es pot observar la seva similitud amb les explicades en aquest article:

-Observació de el món natural.

Establir / definir el problema.

Formular una hipòtesi.

-Posar a prova la hipòtesi a través de l'experimentació.

-Avaluar i analitzar resultats.

Interpretar les dades i establir conclusions.

-Publicar els resultats.

Renaixement

El filòsof Roger Bacon (1214 - 1284) és considerat com la primera persona a aplicar el raonament inductiu com a part de el mètode científic.

Durant el Renaixement, Francis Bacon va desenvolupar el mètode inductiu a través de la causa i l'efecte, i Descartes va proposar que la deducció era l'única manera d'aprendre i comprendre.

Newton i la ciència moderna

Isaac Newton es pot considerar el científic que va refinar finalment el procés fins com avui és conegut. Va proposar, i va posar en pràctica, el fet que el mètode científic necessitava tant el mètode deductiu com l'inductiu.

Després Newton, hi va haver altres grans científics que van contribuir a el desenvolupament de l'mètode, entre ells Albert Einstein.

importància

El mètode científic és important perquè és una manera fiable d'adquirir coneixement. Es basa en basar les afirmacions, les teories i el coneixement en dades, en experiments i en observacions.

Per tant, és essencial per a l'avanç de la societat en tecnologia, ciència en general, salut i en general per a generar coneixement teòric i aplicacions pràctiques.

Per exemple, aquest mètode de la ciència és contrari a l'basat en la fe. Amb la fe es creu en alguna cosa per tradicions, escrits o creences, sense basar-se en proves que es puguin refutar, ni es poden fer experiments o observacions que neguin o acceptin les creences d'aquesta fe.

Amb la ciència, un investigador pot dur a terme els passos d'aquest mètode, arribar a conclusions, presentar les dades, i altres investigadors podran replicar aquest experiment o observacions per validar o no.

referències

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carles i Baptista Lucio, Pilar (1991). Metodologia de la investigació (2ª ed., 2001). Mèxic DF, Mèxic. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ i Pearson, David (2016, el juny 28). What is the scientific method? Arizona State University, College of Liberal Arts i les Ciències. Consultat el 15 de gener de 2017.
3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. i Voegtle, Katherine H. (2006). Methods in Educational Research: From Theory to Practice (2ª ed., 2010). San Francisco, Estats Units. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). El procés de la investigació en les ciències socials. Barinas, Veneçuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). El Procés de la Investigació Científica (3a ed., 1999). Mèxic DF, Mèxic. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Els Anàlisi de Dades. Sant Cristòfol, Veneçuela. Universitat Nacional Experimental de l'Táchira (UNET).
7. Wolfs, Frank LH (2013). Introduction to the Scientific Method. Nova York, Estats Units. Universitat de Rochester, Department of Physics and Astronomy. Consultat el 15 de gener de 2017.
8. Wudka, José (1998, el setembre 24). What is the "scientific method"? Riverside, Estats Units. University of California, Department of Physics and Astronomy. Consultat el 15 de gener de 2017.
9. Martyn Shuttleworth (APR 23, 2009). Who Invented the Scientific Method ?. Retrieved Dec 23, 2017 from Explorable.com: explorable.com.