Metoda naukowa jest procesem rozwiązywania problemów stosowanym podczas eksperymentów. Może być modyfikowana w zależności od wieku i możliwości uczniów, a także w celu rozwijania określonych umiejętności.

Pierwszym krokiem w metodzie naukowej jest postawienie pytania (np. Kto, Co, Kiedy, Gdzie, Dlaczego, Jak). Zwykle można znaleźć odpowiedź na szerokie, proste pytanie. Odpowiedzi często prowadzą do kolejnych pytań. To tutaj tak naprawdę zaczyna się metoda naukowa.

W tym artykule, metoda naukowa jest przedstawiona w krokach.

W praktyce jednak, zazwyczaj nie jest tak schludnie. Naukowcy i studenci często będą musieli powtarzać kroki i zaczynać od nowa eksperymenty. Jest to część procesu, „sztuka nauki”, a nie oznaka porażki!

Po zakończeniu eksperymentu jego wyniki mogą być wykorzystane jako punkt wyjścia do nowego eksperymentu. Nazywa się to iteracją.

Cztery kroki metody naukowej:

Krok 1: Zacznij od pytania. Nad czym się zastanawiasz? Co chciałbyś wiedzieć? Możesz przeprowadzić pewne badania, aby dowiedzieć się więcej. To może pomóc ci zdefiniować pytanie i zdecydować, co chcesz odkryć.

Krok 2: Sformułuj hipotezę. Hipoteza jest wykształconym przypuszczeniem lub wyjaśnieniem tego, co wiesz. Jest to punkt wyjścia do eksperymentu (i dalszych badań). Możesz udowodnić hipotezę jako obserwacyjnie poprawną lub obalić ją poprzez eksperymenty. Obserwacyjnie, ponieważ naukowe wyjaśnienia wyników eksperymentu ewoluują i zmieniają się.

Krok 3: Przeprowadź eksperyment, dokonując obserwacji i śledząc wyniki. Przeprowadź eksperyment, aby sprawdzić, czy twoja hipoteza jest słuszna, czy nie. Podczas eksperymentu dokonuj obserwacji i zapisuj je. Często konieczne jest powtarzanie eksperymentu w ten sam sposób, aby być pewnym swoich wyników.

Krok 4: Wyciągnij wnioski. Zdecyduj, czy Twoja hipoteza była słuszna czy nie. Jakie były wyniki twojego eksperymentu? Czy potrafisz powiedzieć, dlaczego tak się stało? Wyjaśnij i przedstaw swoje wyniki.

Te zasady mogą być użyte do badania świata przyrody i radzenia sobie z życiowymi wyzwaniami. Za pomocą tych czterech kroków można badać wszystko, od roślin i skał po biologię i reakcje chemiczne. Nawet bardzo młodzi uczniowie mogą używać zmodyfikowanej wersji metody naukowej, aby uporządkować swoje myśli.

Dla najmłodszych uczniów:

Najmłodsi uczniowie mogą studiować nauki praktyczne, używając prostej wersji metody naukowej. Możesz wykorzystać ich naturalną ciekawość, aby ich poprowadzić i sprawić, że zapadnie im to w pamięć. Spróbuj nauczyć najmłodszych klas tych samych kroków, ale tak, aby język był łatwiejszy do zrozumienia.

1. Zastanawiaj się – Czego chcę się dowiedzieć o otaczającym mnie świecie?
2. Pomyśl – Jak sądzę, co się stanie?
3. Działaj – Przetestuj mój pomysł. Co się stanie?
4. Powiedz – Czy mam rację?

Tacy uczniowie mogą przeprowadzać własne eksperymenty, aby dowiedzieć się czegoś o otaczającym ich świecie. Na przykład, młodzi uczniowie mogą badać stany skupienia materii topiąc lód w słońcu i cieniu. Przed rozpoczęciem poproś ucznia, aby przewidział co stanie się z lodem umieszczonym na słońcu a co w cieniu. Następnie przetestuj jego lub jej pomysł, sprawdź kostki lodu po upływie czasu i poproś ucznia o wyjaśnienie, co się stało. Czy uczeń miał rację?

W innym przykładzie, młodzi uczniowie mogą badać reakcje chemiczne poprzez dodanie mydła i barwnika spożywczego do mleka. Ponownie, przed rozpoczęciem poproś ucznia, aby powiedział, co jego zdaniem stanie się, gdy dodasz mydło i barwnik spożywczy do mleka. Przetestuj eksperyment, obserwuj reakcję i poproś ucznia o wyjaśnienie, co się stało. Czy uczeń miał rację?

Pobudzeni naturalną ciekawością, najmłodsi uczniowie mogą się zastanawiać, myśleć i obserwować. Od najmłodszych lat mogą rozwijać umiejętność uważnego obserwowania i opisywania tego, co widzą. Mogą zacząć rozwijać umiejętności krytycznego myślenia potrzebne do określenia, czy eksperyment wypadł tak, jak się spodziewali – początek rozumowania naukowego!

Dla uczniów gimnazjum i liceum:

Starsi uczniowie mogą stosować kroki metody naukowej bardziej niezależnie, aby wykonać projekt naukowy lub eksperyment na temat, który ich interesuje. Zainteresowanie jest kluczowe – bez niego będą się nudzić.

Pomagaj uczniom w nauce, rozwijając dwa ostatnie kroki metody naukowej, które wymagają bardziej zaawansowanych umiejętności krytycznego myślenia.

Przeprowadź eksperyment, dokonując obserwacji i śledząc wyniki.

Uczniowie starszych klas szkoły podstawowej, gimnazjum i liceum mogą projektować eksperymenty, aby odpowiedzieć na pytania dotyczące świata. Złożoność eksperymentu będzie zależała od możliwości ucznia.

Przy projektowaniu eksperymentów uczniowie ci powinni zwrócić szczególną uwagę na:

• Powtarzanie eksperymentu. Aby być pewnym swoich wyników, eksperyment będzie musiał być powtarzany, zawsze w ten sam sposób. Im więcej razy powtarza się eksperyment, uzyskując te same wyniki, tym bardziej jest on wiarygodny. Postęp naukowy zależy od wiarygodnych eksperymentów, niezależnych od osoby je przeprowadzającej.
• Kontrolowanie zmiennych. Zmienna to część eksperymentu, która może się zmienić. Aby być pewnym swoich wyników, nic nie powinno się zmienić, gdy eksperyment jest powtarzany. Wszystko, co może się zmienić, takie jak ilość substancji, rodzaj substancji, pora dnia lub środowisko, powinno być „utrzymywane na stałym poziomie” lub „kontrolowane.”
• Zmiana tylko jednej zmiennej w tym samym czasie. Wszystkie zmienne w eksperymencie wpływają na wynik. Dlatego przy porównywaniu eksperymentów ważne jest, aby zmieniać tylko jedną zmienną w tym samym czasie. Pozwala to na prawidłowe przypisanie różnic w wynikach. Na przykład, jeśli chcesz się dowiedzieć, jak na tempo wzrostu rośliny wpływa podlewanie, kontroluj wszystkie zmienne (glebę, światło, temperaturę powietrza) poza poziomem podlewania.
• Śledzenie wyników. Co się stało podczas twojego eksperymentu? Zidentyfikuj wszystkie zmienne i zapisuj swoje obserwacje w zeszycie naukowym. Kiedy masz już zapisane wszystkie informacje (tj. dane), możesz zacząć analizować.

Wnioski.

Jaki był rezultat analizy wyników wszystkich twoich obserwacji? Czy twój eksperyment okazał się zgodny z oczekiwaniami? Czy twoja hipoteza była słuszna czy nie? Jeśli twoje wyniki były zaskakujące, możesz nie być w stanie od razu dojść do wniosku. Być może będziesz chciał ponownie rozważyć wszystkie zmienne, zmienić część swojego projektu i przeprowadzić kolejny eksperyment, zbierając więcej danych. Dojście do wniosku wymaga przemyślanej oceny wyników eksperymentu.

Metoda naukowa zaczyna się od rozumowania indukcyjnego, a nie dedukcyjnego. Rozumowanie dedukcyjne przechodzi od pojęć ogólnych do bardziej szczegółowych informacji. Rozumowanie indukcyjne przechodzi od konkretnych faktów lub obserwacji do ogólnego wniosku. Na przykład, rozbiór kwiatu i zbadanie jego poszczególnych części (np. zalążni, płatków, słupków) uczy nas czegoś o kwiatach w ogóle. Badając coś z bliska, nauka wykorzystuje umiejętności krytycznego myślenia, takie jak obserwowanie, porównywanie, kontrastowanie i analizowanie, aby wyciągnąć ogólny wniosek.

Metoda naukowa jest potężnym narzędziem do przekształcania twoich pytań w nowe odkrycia!