Phương pháp khoa học thực nghiệm là gì?

Phương pháp khoa học thực nghiệm là một tập hợp các kỹ thuật được sử dụng để điều tra các hiện tượng, thu nhận kiến thức mới hoặc sửa chữa và tích hợp kiến thức trước đó.

Nó được sử dụng trong nghiên cứu khoa học và dựa trên quan sát có hệ thống, thực hiện các phép đo, thử nghiệm, xây dựng các bài kiểm tra và sửa đổi các giả thuyết. Phương pháp chung này được thực hiện không chỉ trong sinh học, mà trong hóa học, vật lý, địa chất và các ngành khoa học khác.

Thông qua phương pháp khoa học thực nghiệm, các nhà khoa học cố gắng dự đoán và có thể kiểm soát các sự kiện trong tương lai dựa trên kiến thức hiện tại và quá khứ.

Còn được gọi là phương pháp quy nạp, nó được sử dụng nhiều nhất trong khoa học bởi các nhà nghiên cứu, đây là một phần của phương pháp khoa học.

Nó được đặc trưng bởi vì các nhà nghiên cứu có thể cố tình kiểm soát các biến để phân định các mối quan hệ giữa chúng.

Các biến này có thể phụ thuộc hoặc độc lập, là cơ bản để thu thập dữ liệu được trích xuất từ một nhóm thử nghiệm, cũng như hành vi của chúng. Điều này cho phép phân tách các quá trình có ý thức thành các yếu tố của chúng, khám phá các kết nối có thể có của chúng và xác định quy luật của các kết nối đó.

Khả năng đưa ra dự đoán chính xác phụ thuộc vào bảy bước của phương pháp khoa học thực nghiệm.

Các giai đoạn của phương pháp khoa học thực nghiệm

Những quan sát này nên khách quan, không chủ quan. Nói cách khác, các quan sát phải có thể được xác minh bởi các nhà khoa học khác. Quan sát chủ quan, dựa trên ý kiến cá nhân và niềm tin, không phải là một phần của lĩnh vực khoa học.

Ví dụ:

Tuyên bố khách quan: trong phòng này nhiệt độ ở mức 20 ° C.
Tuyên bố chủ quan: nó mát mẻ trong căn phòng này.

Bước đầu tiên trong phương pháp khoa học thực nghiệm là thực hiện các quan sát khách quan. Những quan sát này dựa trên các sự kiện cụ thể đã xảy ra và có thể được xác minh bởi những người khác là đúng hay sai.

2- Giả thuyết

Quan sát cho chúng ta biết về quá khứ hoặc hiện tại. Là nhà khoa học, chúng tôi muốn có thể dự đoán các sự kiện trong tương lai. Do đó, chúng ta phải sử dụng khả năng của chúng ta để lý luận.

Các nhà khoa học sử dụng kiến thức của họ về các sự kiện trong quá khứ để phát triển một nguyên tắc chung hoặc giải thích để giúp dự đoán các sự kiện trong tương lai.

Nguyên tắc chung được gọi là giả thuyết. Loại lý luận liên quan được gọi là lý luận quy nạp (rút ra một khái quát từ các chi tiết cụ thể).

Một giả thuyết phải có các đặc điểm sau:

Nó phải là một nguyên tắc chung được duy trì thông qua không gian và thời gian.
Nó phải là một ý tưởng dự kiến.
Bạn phải đồng ý với các quan sát có sẵn.
Nó nên đơn giản nhất có thể.
Nó phải được kiểm chứng và có khả năng sai. Nói cách khác, phải có một cách để chứng minh rằng giả thuyết đó là sai, một cách để bác bỏ giả thuyết.

Ví dụ: "Một số động vật có vú có hai chi sau" sẽ là một giả thuyết vô dụng. Không có quan sát nào không phù hợp với giả thuyết này! Ngược lại, "Tất cả các động vật có vú đều có hai chi sau" là một giả thuyết tốt.

Khi chúng tôi tìm thấy những con cá voi không có chân sau, chúng tôi đã chỉ ra rằng giả thuyết của chúng tôi là sai, chúng tôi đã làm sai lệch giả thuyết.

Khi một giả thuyết ngụ ý mối quan hệ nguyên nhân và kết quả, chúng tôi tuyên bố giả thuyết của mình để chỉ ra rằng không có hiệu lực. Một giả thuyết, không ảnh hưởng đến bất kỳ hiệu ứng nào, được gọi là giả thuyết không. Ví dụ, thuốc Celebra không giúp giảm viêm khớp dạng thấp.

Từ việc xây dựng giả thuyết dự kiến và có thể đúng hoặc không, chúng ta phải đưa ra dự đoán về nghiên cứu và giả thuyết này.

Giả thuyết phải rộng và phải có khả năng được áp dụng thống nhất theo thời gian và không gian. Các nhà khoa học thường không thể kiểm tra tất cả các tình huống có thể xảy ra trong đó một giả thuyết có thể được áp dụng. Ví dụ, hãy xem xét giả thuyết: Tất cả các tế bào thực vật đều có nhân.

Chúng tôi không thể kiểm tra tất cả các thực vật sống và tất cả các thực vật đã sống để xem liệu giả thuyết này là sai. Thay vào đó, chúng tôi tạo ra một dự đoán bằng cách sử dụng lý luận suy diễn (tạo ra một kỳ vọng cụ thể về khái quát hóa).

Từ giả thuyết của chúng tôi, chúng tôi có thể đưa ra dự đoán sau: nếu tôi kiểm tra các tế bào của một lá cỏ, mỗi người sẽ có một nhân.

Bây giờ, hãy xem xét giả thuyết về loại thuốc này: thuốc Celebra không giúp giảm viêm khớp dạng thấp.

Để kiểm tra giả thuyết này, chúng ta sẽ phải chọn một tập hợp các điều kiện cụ thể và sau đó dự đoán điều gì sẽ xảy ra trong các điều kiện đó nếu giả thuyết đó là đúng.

Các điều kiện bạn có thể muốn thử là liều dùng, thời gian dùng thuốc, độ tuổi của bệnh nhân và số người được khám.

Tất cả những điều kiện có thể thay đổi được gọi là các biến. Để đo lường hiệu quả của Celebra, chúng ta cần thực hiện một thí nghiệm có kiểm soát.

Nhóm thử nghiệm phải chịu biến mà chúng tôi muốn kiểm tra và nhóm kiểm soát không được tiếp xúc với biến đó.

Trong một thử nghiệm được kiểm soát, biến duy nhất phải khác nhau giữa hai nhóm là biến mà chúng tôi muốn kiểm tra.

Chúng ta hãy đưa ra dự đoán dựa trên các quan sát về tác dụng của Celebra trong phòng thí nghiệm. Dự đoán là: Bệnh nhân bị viêm khớp dạng thấp dùng Celoid và bệnh nhân dùng giả dược (một viên tinh bột thay vì thuốc) không khác nhau về mức độ nghiêm trọng của viêm khớp dạng thấp.

Chúng tôi lại chuyển sang nhận thức cảm tính của mình để thu thập thông tin. Chúng tôi đã thiết kế một thí nghiệm dựa trên dự đoán của chúng tôi.

Thí nghiệm của chúng tôi có thể như sau: 1000 bệnh nhân trong độ tuổi từ 50 đến 70 sẽ được chỉ định ngẫu nhiên vào một trong hai nhóm 500 người.

Nhóm thử nghiệm sẽ dùng Celebra bốn lần một ngày và nhóm đối chứng sẽ dùng giả dược tinh bột bốn lần một ngày. Bệnh nhân sẽ không biết liệu máy tính bảng của họ là Celipse hay giả dược. Các bệnh nhân sẽ dùng thuốc trong hai tháng.

Vào cuối hai tháng, các xét nghiệm y tế sẽ được thực hiện để xác định xem sự linh hoạt của cánh tay và ngón tay có thay đổi hay không.

Thí nghiệm của chúng tôi đã cho ra kết quả như sau: 350 trong số 500 người dùng Celkey đã báo cáo tình trạng viêm khớp giảm vào cuối kỳ. 65 trong số 500 người dùng giả dược báo cáo cải thiện.

Dữ liệu dường như cho thấy rằng có một ảnh hưởng đáng kể đối với Celkey. Chúng ta cần làm một phân tích thống kê để chứng minh hiệu quả. Phân tích như vậy cho thấy rằng có một ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê của hiệu ứng Celebra.

Từ phân tích thử nghiệm của chúng tôi, chúng tôi có hai kết quả có thể xảy ra: kết quả trùng khớp với dự đoán hoặc có mâu thuẫn với dự đoán.

Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi có thể bác bỏ dự đoán của chúng tôi rằng Celkey không có tác dụng. Bởi vì dự đoán là sai, chúng ta cũng phải bác bỏ giả thuyết mà nó dựa trên.

Nhiệm vụ của chúng ta bây giờ là khôi phục lại giả thuyết theo cách phù hợp với thông tin có sẵn. Giả thuyết của chúng tôi bây giờ có thể là: việc sử dụng Celebra làm giảm viêm khớp dạng thấp so với việc sử dụng giả dược.

Với thông tin hiện tại, chúng tôi chấp nhận giả thuyết của chúng tôi là đúng. Chúng tôi đã chỉ ra rằng đó là sự thật? Hoàn toàn không! Luôn có những giải thích khác có thể giải thích kết quả.

Có thể hơn 500 bệnh nhân đã sử dụng Celebra sẽ được cải thiện. Có thể nhiều bệnh nhân sử dụng Celkey cũng ăn chuối mỗi ngày và chuối đã cải thiện tình trạng viêm khớp. Bạn có thể đề xuất vô số lời giải thích khác.

Làm thế nào chúng ta có thể chứng minh rằng giả thuyết mới của chúng ta là đúng? Chúng tôi sẽ không bao giờ có thể Phương pháp khoa học không cho phép kiểm tra bất kỳ giả thuyết nào.

Các giả thuyết có thể bị bác bỏ trong trường hợp giả thuyết được coi là sai. Tất cả những gì chúng ta có thể nói về một giả thuyết chống lại là chúng ta không tìm thấy bằng chứng để bác bỏ nó.

Có rất nhiều sự khác biệt giữa việc không thể bác bỏ và chứng minh. Hãy chắc chắn rằng bạn hiểu sự khác biệt này vì nó là nền tảng của phương pháp khoa học thực nghiệm. Vậy, chúng ta sẽ làm gì với giả thuyết trước đây?

Hiện tại chúng tôi chấp nhận nó là đúng, nhưng để nghiêm ngặt, chúng tôi cần gửi giả thuyết cho nhiều thử nghiệm có thể chứng minh rằng nó sai.

Ví dụ: chúng tôi có thể lặp lại thử nghiệm nhưng thay đổi nhóm kiểm soát và thử nghiệm. Nếu giả thuyết vẫn đứng vững sau những nỗ lực của chúng ta để đánh sập nó, chúng ta có thể cảm thấy tự tin hơn khi chấp nhận nó là sự thật.

Tuy nhiên, chúng tôi sẽ không bao giờ có thể khẳng định rằng giả thuyết này là đúng. Thay vào đó, chúng tôi chấp nhận nó là đúng vì giả thuyết chống lại một số thí nghiệm để chứng minh rằng đó là sai.

Các nhà khoa học công bố phát hiện của họ trên các tạp chí và sách khoa học, trong các cuộc hội thoại tại các cuộc họp trong nước và quốc tế và trong các hội thảo tại các trường cao đẳng và đại học.

Việc phổ biến kết quả là một phần thiết yếu của phương pháp khoa học thực nghiệm.

Nó cho phép người khác xác minh kết quả của bạn, phát triển các thử nghiệm mới về giả thuyết của bạn hoặc áp dụng kiến thức họ có được để giải quyết các vấn đề khác.