Il metodo scientifico è un processo di risoluzione dei problemi utilizzato durante gli esperimenti. Può essere modificato in base all’età e alle capacità degli studenti e anche per sviluppare particolari abilità.

Fare una domanda è il primo passo del metodo scientifico (ad esempio, Chi, Cosa, Quando, Dove, Perché, Come). Di solito è possibile trovare una risposta a una domanda ampia e semplice. Le risposte spesso portano ad altre domande. È qui che il metodo scientifico comincia veramente.

In questo articolo, il metodo scientifico è esposto in passi.

In pratica, però, di solito non è così ordinato. Gli scienziati e gli studenti dovranno spesso ripetere i passi e ricominciare gli esperimenti. Fa parte del processo, l'”arte della scienza”, non è un segno di fallimento!

Una volta completato, i risultati di un esperimento possono essere usati come punto di partenza per un nuovo esperimento. Questo si chiama iterazione.

I quattro passi del metodo scientifico:

Passo 1: Inizia con una domanda. Su cosa ti interroghi? Cosa vorresti sapere? Potresti fare qualche ricerca di base per saperne di più. Può aiutarti a definire la tua domanda e a decidere cosa vuoi scoprire.

Fase 2: Formulare un’ipotesi. Un’ipotesi è un’ipotesi educata o una spiegazione di ciò che sai. È un punto di partenza per l’esperimento (e ulteriori studi). Si può provare l’ipotesi come osservabilmente corretta o confutarla attraverso la sperimentazione. Osservabilmente, perché le spiegazioni scientifiche per i risultati di un esperimento si evolvono e cambiano.

Step 3: Conduci un esperimento, facendo osservazioni e monitorando i risultati. Organizza un esperimento di prova per vedere se la tua ipotesi è giusta o sbagliata. Fai delle osservazioni durante il tuo esperimento e tienine traccia scrivendole. Spesso è necessario ripetere un esperimento nello stesso modo per essere sicuri dei tuoi risultati.

Step 4: Arrivare a una conclusione. Decidi se la tua ipotesi era giusta o sbagliata. Quali sono stati i risultati del tuo esperimento? Puoi dire perché è successo in quel modo? Spiega e comunica i tuoi risultati.

Questi principi possono essere usati per studiare il mondo naturale e affrontare le sfide della vita. Puoi studiare qualsiasi cosa, dalle piante e le rocce alla biologia o alle reazioni chimiche, usando questi quattro passi. Anche gli studenti molto giovani possono usare una versione modificata del metodo scientifico per organizzare i loro pensieri.

Per gli studenti più giovani:

Gli studenti più giovani possono studiare la scienza pratica usando una versione semplice del metodo scientifico. Puoi usare la loro naturale curiosità per guidarli e renderla memorabile. Prova ad insegnare ai primi gradi gli stessi passi, ma rendendo il linguaggio più facile da capire.

1. Meravigliati – Cosa voglio sapere del mondo che mi circonda?
2. Pensa – Cosa penso succederà?
3. Agisci – Prova la mia idea. Cosa succede?
4. Dire – Ho ragione?

Questi studenti possono condurre i propri esperimenti per conoscere il mondo che li circonda. Per esempio, i giovani studenti possono studiare gli stati della materia sciogliendo il ghiaccio al sole e all’ombra. Prima di iniziare, chiedete a uno studente di prevedere cosa accadrà al ghiaccio posto al sole rispetto a quello posto all’ombra. Poi prova la sua idea, controlla i cubetti di ghiaccio nel tempo e chiedi allo studente di spiegare cosa è successo. Aveva ragione lo studente?

In un altro esempio, i giovani studenti potrebbero studiare le reazioni chimiche aggiungendo sapone e coloranti alimentari al latte. Anche in questo caso, prima di iniziare, chiedete a uno studente di dirvi cosa pensa che succederà quando aggiungerete sapone e colorante alimentare a del latte. Prova l’esperimento, osserva la reazione e chiedi allo studente di spiegare cosa è successo. Aveva ragione lo studente?

Stimolati dalla loro naturale curiosità, gli studenti più giovani possono meravigliarsi, pensare e osservare. Fin dalla più tenera età, possono sviluppare la capacità di osservare attentamente e descrivere ciò che vedono. Possono iniziare a sviluppare le capacità di pensiero critico necessarie per determinare se un esperimento è andato come si aspettavano – l’inizio del ragionamento scientifico!

Per gli studenti della scuola media o superiore:

Gli studenti più grandi possono usare i passi del metodo scientifico in modo più indipendente per completare un progetto o un esperimento scientifico su un argomento che li interessa. L’interesse è la chiave – senza di esso, si annoieranno.

Guida l’apprendimento degli studenti con la seguente espansione sugli ultimi due passi del metodo scientifico, che richiedono capacità di pensiero critico più avanzate.

Condurre un esperimento, facendo osservazioni e tenendo traccia dei risultati.

Gli studenti delle scuole elementari, medie e superiori possono progettare esperimenti per rispondere a domande sul mondo. La complessità di un esperimento dipenderà dalle capacità dello studente.

Nella progettazione dei loro esperimenti, questi studenti dovrebbero prestare molta attenzione a:

• Ripetere un esperimento. Per essere sicuri dei vostri risultati, un esperimento dovrà essere ripetuto, sempre nello stesso modo. Più volte un esperimento viene ripetuto producendo gli stessi risultati, più si dice che è affidabile. Il progresso scientifico dipende da esperimenti affidabili, indipendenti dalla persona che li conduce.
• Controllo delle variabili. Una variabile è una parte dell’esperimento che può cambiare. Per essere sicuri dei vostri risultati, nulla dovrebbe cambiare quando un esperimento viene ripetuto. Tutto ciò che potrebbe variare, come le quantità di una sostanza, il tipo di sostanza, l’ora del giorno o l’ambiente, dovrebbe essere “tenuto costante” o “controllato”. Tutte le variabili di un esperimento influenzano il risultato. Ecco perché, quando si confrontano gli esperimenti, è importante cambiare solo una variabile alla volta. Questo ti permette di attribuire correttamente le differenze di risultato. Per esempio, se vuoi scoprire come il tasso di crescita di una pianta è influenzato dall’irrigazione, dovresti controllare tutte le variabili (suolo, luce, temperatura dell’aria) oltre ai livelli di irrigazione.
• Tracciare i risultati. Cosa è successo durante il tuo esperimento? Identifica tutte le variabili e tieni traccia delle tue osservazioni in un quaderno di scienze. Una volta che hai registrato tutte le informazioni (cioè i dati), puoi iniziare ad analizzare.

Concludere.

Qual è stato il risultato dell’analisi dei risultati di tutte le tue osservazioni? Il tuo esperimento è andato come previsto? La tua ipotesi era giusta o sbagliata? Se i tuoi risultati sono stati sorprendenti, potresti non essere in grado di arrivare subito a una conclusione. Potresti voler riconsiderare tutte le tue variabili, cambiare una parte del tuo progetto e condurre un altro esperimento, raccogliendo più dati. Arrivare a una conclusione richiede una valutazione ponderata dei risultati del tuo esperimento.

Il metodo scientifico inizia con un ragionamento induttivo piuttosto che deduttivo. Il ragionamento deduttivo si muove da concetti generali a informazioni più specifiche. Il ragionamento induttivo si muove da fatti specifici o osservazioni ad una conclusione generale. Per esempio, sezionare un fiore ed esaminare le sue singole parti (ad esempio, ovario, petalo, pistillo) ci insegna qualcosa sui fiori in generale. Esaminando qualcosa da vicino, la scienza usa le capacità di pensiero critico di osservare, confrontare, contrastare e analizzare per giungere a una conclusione generale.

Il metodo scientifico è uno strumento potente per trasformare le tue domande in nuove scoperte!