Den videnskabelige metode er en problemløsningsproces, der anvendes under eksperimenter. Den kan ændres alt efter elevernes alder og evner og også for at udvikle særlige færdigheder.

Stille et spørgsmål er det første skridt i den videnskabelige metode (f.eks. hvem, hvad, hvornår, hvor, hvorfor, hvordan). Man kan som regel finde et svar på et bredt, enkelt spørgsmål. Svarene fører ofte til flere spørgsmål. Det er her, at den videnskabelige metode for alvor begynder.

I denne artikel er den videnskabelige metode opbygget i trin.

I praksis er det dog som regel ikke så pænt. Forskere og studerende vil ofte være nødt til at gentage trin og starte forfra med eksperimenter. Det er en del af processen, “videnskabens kunst”, og ikke et tegn på fiasko!

Når et eksperiment er afsluttet, kan resultaterne af det bruges som udgangspunkt for et nyt eksperiment. Dette kaldes iteration.

Den videnskabelige metodes fire trin:

Strin 1: Start med et spørgsmål. Hvad undrer du dig over? Hvad vil du gerne vide? Du kan lave noget baggrundsforskning for at få mere at vide. Det kan hjælpe dig med at definere dit spørgsmål og beslutte, hvad du ønsker at opdage.

Strin 2: Opstil en hypotese. En hypotese er et kvalificeret gæt eller en forklaring på det, du ved. Det er et udgangspunkt for eksperimentet (og for yderligere undersøgelser). Du kan bevise hypotesen som observerbart korrekt eller modbevise den ved hjælp af eksperimenter. Observabelt, fordi videnskabelige forklaringer på resultaterne af et eksperiment udvikler sig og ændrer sig.

Stræk 3: Udfør et eksperiment, gør observationer og registrerer resultaterne. Opsæt et forsøgseksperiment for at se, om din hypotese er rigtig eller forkert. Foretag observationer under dit eksperiment, og hold styr på dem ved at skrive dem ned. Ofte er det nødvendigt at gentage et forsøg på samme måde for at være sikker på dine resultater.

Stræk 4: Kom frem til en konklusion. Beslut dig for, om din hypotese var rigtig eller forkert. Hvad var resultaterne af dit eksperiment? Kan du fortælle, hvorfor det skete på den måde? Forklar og formidl dine resultater.

Disse principper kan bruges til at studere naturen og til at navigere i livets udfordringer. Du kan studere alt fra planter og sten til biologi eller kemiske reaktioner ved hjælp af disse fire trin. Selv meget unge elever kan bruge en modificeret version af den videnskabelige metode til at organisere deres tanker.

Til de yngste elever:

De yngste elever kan studere praktisk videnskab ved hjælp af en simpel version af den videnskabelige metode. Du kan bruge deres naturlige nysgerrighed til at vejlede dem og gøre det mindeværdigt. Prøv at undervise de ældste klasser i de samme trin, men gør sproget lettere at forstå.

1. Undrer dig – Hvad vil jeg gerne vide om verden omkring mig?
2. Tænk – Hvad tror jeg, der vil ske?
3. Handle – Afprøv min idé. Hvad sker der?
4. Sig – Har jeg ret?

Disse elever kan udføre deres egne eksperimenter for at lære mere om verden omkring dem. De unge elever kan f.eks. undersøge stoffets tilstand ved at smelte is i sol og skygge. Før du begynder, skal du bede en elev om at forudsige, hvad der vil ske med is, der er placeret i solen, i forhold til is, der er placeret i skyggen. Test derefter hans eller hendes idé, tjek isterningerne over tid, og bed eleven om at forklare, hvad der skete. Havde eleven ret?

I et andet eksempel kan de unge elever studere kemiske reaktioner ved at tilsætte sæbe og madfarve til mælk. Igen, før du går i gang, skal du bede en elev om at fortælle dig, hvad han eller hun tror, der vil ske, når du tilsætter sæbe og madfarve til noget mælk. Afprøv forsøget, se efter en reaktion, og bed eleven om at forklare, hvad der skete. Havde eleven ret?

Spireret af deres naturlige nysgerrighed kan de yngste elever undre sig, tænke og observere. Fra de yngste aldre kan de udvikle evnen til at observere omhyggeligt og beskrive det, de ser, og beskrive det, de ser. De kan begynde at udvikle den kritiske tankegang, der er nødvendig for at afgøre, om et eksperiment er gået, som de forventede – begyndelsen til videnskabelig ræsonnement!

For elever på mellemtrinnet eller gymnasiet:

Ældre elever kan bruge den videnskabelige metodes trin mere selvstændigt til at gennemføre et projekt eller et eksperiment om et emne, som de har interesse for. Interessen er nøglen – uden den keder de sig.

Guider elevernes læring med følgende udvidelse af de sidste to trin i den videnskabelige metode, som kræver mere avancerede kritiske tænkefærdigheder.

Udfør et eksperiment, gør observationer og registrerer resultaterne.

Overste grundskole-, mellemskole- og gymnasieelever kan udforme eksperimenter for at besvare spørgsmål om verden. Kompleksiteten af et eksperiment vil afhænge af elevens evner.

I forbindelse med udformningen af deres eksperimenter bør disse elever være meget opmærksomme på:

• At gentage et eksperiment. For at være sikker på dine resultater skal et eksperiment gentages, altid på samme måde. Jo flere gange et forsøg gentages og giver de samme resultater, jo mere pålideligt siges det at være. Videnskabelige fremskridt afhænger af pålidelige eksperimenter uafhængigt af den person, der udfører dem.
• Kontrol af variabler. En variabel er en del af forsøget, der kan ændre sig. For at være sikker på sine resultater bør intet ændre sig, når et forsøg gentages. Alt, hvad der kan variere, f.eks. mængderne af et stof, arten af et stof, tidspunktet på dagen eller omgivelserne, skal “holdes konstant” eller “kontrolleres”.
• Ændring af kun én variabel ad gangen. Alle variabler i et forsøg påvirker resultatet. Derfor er det vigtigt, når man sammenligner eksperimenter, at man kun ændrer én variabel ad gangen. Dette giver dig mulighed for at tilskrive forskelle i resultatet korrekt. Hvis du f.eks. ønsker at finde ud af, hvordan en plantes væksthastighed påvirkes af vanding, skal du kontrollere alle andre variabler (jord, lys, lufttemperatur) end vandingsniveauet.
• Sporing af resultater. Hvad skete der i løbet af dit forsøg? Identificer alle dine variabler, og hold styr på dine observationer i en videnskabelig notesbog. Når du har alle oplysninger registreret (dvs. data), kan du begynde at analysere.

Kom til en konklusion.

Hvad var resultatet af analysen af resultaterne af alle dine observationer? Faldt dit eksperiment ud som forventet? Var din hypotese rigtig eller forkert? Hvis dine resultater var overraskende, er du måske ikke i stand til at drage en konklusion med det samme. Du bør måske genoverveje alle dine variabler, ændre en del af dit design og udføre et nyt forsøg og indsamle flere data. At nå frem til en konklusion kræver en gennemtænkt vurdering af resultaterne af dit eksperiment.

Den videnskabelige metode begynder med induktive snarere end deduktive ræsonnementer. Deduktiv ræsonnering bevæger sig fra generelle begreber til mere specifikke oplysninger. Induktive ræsonnementer bevæger sig fra specifikke fakta eller observationer til en generel konklusion. Hvis man f.eks. dissekerer en blomst og undersøger dens enkelte dele (f.eks. æggestok, kronblad, stempel), lærer man noget om blomster i almindelighed. Ved at undersøge noget på tæt hold bruger videnskaben den kritiske tankegang ved at observere, sammenligne, kontrastere og analysere for at drage en generel konklusion.

Den videnskabelige metode er et effektivt redskab til at forvandle dine spørgsmål til nye opdagelser!