مراحل حل یک مسئله به روش علمی کدامند؟
به گزارش وبلاگ جعبه، مراحل حل یک مسئله به روش علمی شامل 6 مرحله مشاهده، طرح سوال، فرضیه سازی، طرح پیش بینی بر اساس فرضیه، آزمایش پیش بینی و بازبینی و نتیجه گیری نهایی می گردد. در سرانجام امکان ایجاد فرضیه های جدید با توجه به نتایج بازبینی وجود دارد.
وبلاگ جعبه | سرویس علوم - تحقیقات زیست شناسی معمولا با مشاهدات آغاز می گردد. یعنی چیزی که توجه زیست شناس را به خود جلب می نماید. به عنوان مثال یک متخصص زیست شناسی سرطان ممکن است متوجه گردد که نوع خاصی از سرطان نمی تواند با شیمی درمانی معالجه گردد و متعجب می گردد که دلیل آن چیست. یک بوم شناس دریایی مشاهده می نماید که صخره های مرجانی صفحات خود را سفید می نمایند، یعنی به سفید تغییر رنگ می دهند و می خواهند علت آن را بدانند.
زیست شناسان چگونه این مشاهدات خود را پیگیری می نمایند؟شما چگونه می توانید مشاهدات خود از دنیای طبیعی را پیگیری کنید؟ در این مقاله ما روش علمی را شرح خواهیم داد. یک روش منطقی حل مسئله که توسط زیست شناسان و بسیاری از دانشمندان دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.حل یک مسئله به روش علمی
چگونه روش علمی برای آزمودن یک فرضیه استفاده می گردد؟ در هسته مرکزی زیست شناسی و علوم دیگر، یک روش حل مسئله به نام روش علمی نهاده شده است. روش علمی دارای پنج مرحله اصلی و یک مرحله بازبینی و تکرار است:
1. مشاهده کردن
2. پرسیدن سوال
3. ایجاد یک فرضیه
4. ایجاد یک پیش بینی براساس فرضیه
5. آزمایش پیش بینی
6. بازبینی
روش علمی در همه علوم از جمله شیمی، فیزیک، زمین شناسی و روان شناسی استفاده شده است. دانشمندان در این زمینه سوالات متفاوتی دارند و آزمایش های گوناگونی انجام می دهند. با این حال آن ها از یک رویکرد اصلی برای یافتن پاسخ هایی استفاده می نمایند که منطقی هستند و با شواهد حمایت می شوند.
مثال حل یک مسئله به روش علمی: برشته نشدن نان
بیایید بعضی شهود روش علمی را با استفاده از مراحل آن برای یک مشکل عملی در زندگی روزمره به کار ببریم.
1. مشاهده کردن
فرض کنید شما دو تکه نان دارید، آن ها را توستر قرار دهید و دکمه را فشار دهید. اما با این حال نان شما توست نگردد.
مشاهده: توستر نان را توست نمی نماید!
2. پرسیدن سوال
چرا نان من توست نمی گردد؟
سوال: چرا توستر من، نان تست را برشته نمی نماید؟
3. ایجاد یک فرضیه
فرضیه جواب بالقوه ای است که به یک سوال داده می گردد، جوابی که بتواند مورد آنالیز قرار گیرد. برای مثال در اینجا فرضیه ما این است که توستر نان را توست نمی نماید، زیرا پریز برق قطع شده است.
فرضیه: ممکن است پریز برق قطع شده باشد.
این فرضیه لزوما شرح درستی نیست. در عوض این یک شرح احتمالی است که می توانیم آن را آزمایش نموده تا ببینیم که چقدر محتمل است درست باشد، شاید هم احتیاج باشد که فرضیه جدید دیگری بسازیم.
4. پیش بینی کردن
پیش بینی، نتیجه قابل انتظاری است که ما از درستی یک فرضیه داریم. در اینجا ما می توانیم پیش بینی کنیم که اگر پریز برق قطع شده است، ما می توانیم توستر را به پریز دیگری متصل کنیم و مشکل را برطرف کنیم.
پیش بینی: اگر توستر را به پریز دیگری وصل کنیم، آن گاه می تواند نان را برشته کند.
5. آزمایش پیش بینی
برای آزمودن فرضیه باید مشاهدات یا آزمایش هایی مرتبط با پیش بینی انجام دهیم. به عنوان مثال در اینجا ما باید توستر را به پریز دیگری متصل نموده و ببینیم که آیا نان را توست می نماید یا خیر.
آزمایش پیش بینی: توستر را به یک پریز دیگر وصل کنید و دوباره امتحان کنید.
- اگر توستر نان را توست می نماید، پس فرضیه پشتیبانی می گردد و احتمالا درست است.
- اگر توستر نان را توست نکند پس فرضیه پشتیبانی نشده و احتمالا اشتباه است.
نتایج آزمایش ممکن است موافق یا مخالف با فرضیه باشد. نتایج پشتیبانی شده یک فرضیه نمی تواند به طور قطعی ثابت کند که آن فرضیه درست است، اما به این معناست که احتمال درستی آن وجود دارد. از سوی دیگر اگر نتایج فرضیه متناقض باشد، آن فرضیه احتمالا نادرست است. مگر اینکه نقصی در آزمایش وجود داشته باشد. احتمالات همواره ممکن هستند. یک نتیجه متناقض به این معنی است که ما می توانیم این فرضیه را کنار گذاشته و به دنبال فرضیه جدیدی برویم.
6. بازبینی و نتیجه گیری
بازبینی یعنی از نتایج به دست آمده فرضیه و پیش بینی های جدید ایجاد کنیم. آخرین مرحله روش علمی، بازتاب نتایج به دست آمده و استفاده از آن ها برای راهنمایی مراحل بعدی است؛ و نتیجه این است که:
احتمال اول: نان های من برشته شدند! به احتمال زیاد فرضیه صحیح است.
احتمال دوم: نان های من بازهم برشته نشدند! فرضیه غلط است.
زمان بازبینی
تابلو سمت چپ (درمورد حمایت از فرضیه): اما واقعا چه مسئله ای برای پریز به وجود آمده است؟
تابلو سمت راست (درمورد پشتیبانی نشدن از فرضیه): ممکن است یک سیم قطع شده در پریز وجود داشته باشد.
- اگر فرضیه پشتیبانی گردد، ما ممکن است برای تایید آن از آزمایش های دیگری هم استفاده نموده یا برای اینکه خاص تر گردد، در آن تجدید نظر کنیم. برای مثال ممکن است تحقیق کنیم که چرا پریز قطع شده است.
- اگر فرضیه حمایت نگردد، ما یک فرضیه جدید را ارائه خواهیم داد. به عنوان مثال فرضیه بعدی این است که ممکن است یک سیم قطع شده در توستر وجود داشته باشد.
در بیشتر موارد حل یک مسئله به روش علمی یک فرآیند بازبینی است. به عبارت دیگر، مثل یک چرخه عمل می نماید نه یک خط مستقیم. نتیجه یک مرحله به بازخوردی تبدیل می گردد که مراحل بعدی را تقویت نموده و به سوالات پاسخ می دهد.
خلاصه مراحل حل یک مسئله به روش علمی
- گام اول - شرح مشکل خاص: نقطه آغاز، تشخیص و بیان یک سوال خاص است.
- گام دوم - جمع آوری اطلاعات با استفاده از مشاهدات: اطلاعاتی از قبل درمورد مشکل جمع آوری نموده و اطلاعاتی هم با استفاده از حواس مان به دست آوریم.
- گام سوم - ایجاد فرضیه: از مشاهدات برای ایجاد فرضیه و یک شرح آزمایشی برای مشکل استفاده کنیم.
- گام چهارم - آزمایش فرضیه: آزمایش روشی برای سنجش فرضیه از طریق فرآیند جمع آوری اطلاعات تحت شرایط کنترل شده است. آزمایش کنترل شده دو گروه است: گروه کنترل و گروه تجربی.
- گام پنجم - سازماندهی و ثبت اطلاعات جمع آوری شده: اطلاعات به دست آمده در طی فرآیند آزمایش و داده ها باید به دقت جمع آوری شوند.
- گام ششم - نتیجه گیری: داده ها باید مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته تا معین گردد که آیا نتایج فرضیه را حمایت می نمایند یا نه. اگر فرضیه حمایت نگردد، یک فرضیه جدید برای آزمودن ارائه می گردد.