科学的方法は、実験の際に用いられる問題解決のためのプロセスです。 生徒の年齢や能力に応じて変更することができ、また特定のスキルを開発することができます。
質問をすることは、科学的方法の最初のステップです（例：誰が、何を、いつ、どこで、なぜ、どのように）。 広範で単純な質問には、たいてい答えが見つかります。 答えは、しばしばさらなる問いにつながる。 503>
この記事では、科学的方法を段階的に説明します。しかし実際には、このようにすっきりしないのが普通です。 科学者や学生は、しばしばステップを繰り返し、実験をやり直さなければならないでしょう。 それはプロセスの一部であり、「科学の技」であり、失敗の兆候ではない！
一度完了した実験の結果は、新しい実験の出発点として使用することができます。 これは反復と呼ばれます。
科学的方法の4つのステップ：
ステップ1：質問から始める。 何について不思議に思っているのか？ 何を知りたいと思いますか？ もっと知るために背景を調べてもいいかもしれません。 それはあなたの質問を定義し、あなたが発見したいものを決定するのに役立ちます。
ステップ2：仮説を形成する。 仮説とは、知っていることに対する経験則に基づいた推測や説明です。 それは実験（およびさらなる研究）の出発点です。 実験によって、仮説が観察可能なほど正しいことを証明することも、反証することもできます。 観察可能というのは、実験結果に対する科学的説明が進化し、変化するからです。
ステップ3：実験を行い、観察を行い、結果を追跡する。 仮説が正しいか間違っているかを確認するために、試験的な実験を設定する。 実験中に観察を行い、それを書き留めることによって追跡する。
Step 4: 結論を導き出す。 自分の仮説が正しかったのか、間違っていたのかを判断します。 実験の結果はどうだったのでしょうか？ なぜそのような結果になったのか、わかりますか？ 503]
これらの原則は、自然界を研究し、人生の難局を乗り切るために使用できます。 植物や岩石から生物学や化学反応に至るまで、この 4 つのステップを使って何でも研究することができます。 503>
最年少の学生：
最年少の学生は、科学的方法の簡単なバージョンを使用して実用的な科学を勉強することができます。 彼らの自然な好奇心を利用して指導し、記憶に残るようにすることができます。 503>
- Wonder – What do I want to know about the world around me?
- Think – What do I think will happen?
- Act – Test my idea. 何が起こるか？
- Say – 私が正しいか？
これらの学生は、自分の周りの世界について学ぶために、独自の実験を行うことができます。 たとえば、若い生徒たちは、日なたや日陰で氷を溶かして、物質の状態を学ぶことができます。 始める前に、日なたに置いた氷と日陰に置いた氷とで何が起こるかを予想させます。 次に、生徒の考えを検証し、時間の経過とともに氷の塊を確認し、何が起こったかを生徒に説明させま す。 503>
別の例では、若い学生は、牛乳に石鹸と食用色素を加えて化学反応を学ぶことができます。 ここでも、始める前に生徒に、牛乳に石けんと食紅を入れたらどうなると思うか、言ってもらいましょう。 実験を行い、反応を観察し、何が起こったかを生徒に説明させます。 503>
自然の好奇心に駆り立てられ、不思議に思い、考え、観察する幼い生徒たち。 最も若い年齢から、彼らは慎重に観察し、彼らが見たものを説明する能力を開発することができます。 実験が予想通りになったかどうかを判断するために必要な批判的思考スキルを開発し始めることができます。
中学生または高校生の場合：
年長の生徒は、科学フェアプロジェクトまたは自分が興味を持っているトピックに関する実験を完了するために、より独立して科学的方法のステップを使用できます。 503>
実験を行い、観察を行い、結果を追跡する。
小学校高学年、中学生、高校生は、世界についての疑問に答えるために実験を計画することができます。 実験の複雑さは、生徒の能力によって異なります。
実験を設計する際、これらの生徒は以下のことに細心の注意を払う必要があります：
- 実験を繰り返すこと。 結果を確実にするために、実験は常に同じ方法で繰り返される必要があります。 同じ結果を出す実験が何度も繰り返されれば繰り返されるほど、その実験の信頼性は高まると言われています。 科学の進歩は、実験を行う人に依存しない、信頼できる実験に依存している。 変数とは、実験の中で変化しうる部分のことである。 結果を確実にするためには、実験を繰り返しても何も変わってはいけない。 物質の量、物質の種類、時間帯、環境など、変化しうるものはすべて「一定に保つ」「コントロールする」ことが必要です＜287＞＜4363＞一度に一つの変数だけを変える 実験におけるすべての変数が結果に影響を与える。 そのため、実験を比較するときは、一度に一つの変数だけを変えることが重要である。 これにより、結果の違いを正しく帰属させることができます。 たとえば、植物の成長速度が水やりによってどのように影響されるかを調べたい場合、水やりレベル以外のすべての変数（土壌、光、気温）を制御することになります
- 結果を追跡する。 実験中に何が起こったのか？ すべての変数を特定し、観察結果を科学ノートに記録しましょう。 すべての情報（つまりデータ）を記録したら、分析を始めます。
結論を出す
すべての観察結果を分析した結果はどうでしたか？ あなたの実験は予想通りの結果になりましたか？ あなたの仮説は正しかったですか、それとも間違っていましたか？ 結果が意外なものだった場合、すぐには結論が出せないかもしれません。 すべての変数を再考し、設計の一部を変更し、さらにデータを集めて再度実験を行った方がよいかもしれません。 結論に至るには、実験結果を慎重に評価する必要があります。
科学的方法は、演繹的推論よりもむしろ帰納的推論から始まります。 演繹的推論では、一般的な概念からより具体的な情報へと移行する。 帰納的推論は、具体的な事実や観察から一般的な結論に至るものである。 例えば、花を解剖し、その個々の部分（卵巣、花弁、雌しべなど）を調べることで、花全般について知ることができる。 何かを間近で調べることで、科学は、観察、比較、対照、分析という批判的思考のスキルを使って、一般的な結論を出します。
科学的方法は、あなたの疑問を新しい発見に変える強力な手段です！
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