As 6 etapas do método científico e suas características - Maestrovirtuale.com
Maestrovirtuale » Ciência » As 6 etapas do método científico e suas características
As 6 etapas do método científico e suas características
As etapas do método científico servem para responder a uma pergunta científica de maneira organizada e objetiva. Envolve observar o mundo e seus fenômenos, chegar a uma explicação do que é observado, testar se a explicação é válida e finalmente aceitar ou negar a explicação.
O método científico, portanto, tem uma série de características definidoras: observação, experimentação e perguntas e respostas. No entanto, nem todos os cientistas seguem exatamente esse processo. Alguns ramos da ciência podem ser mais facilmente testados do que outros.
Pergunta, observação, hipótese, experimento, análise de dados, conclusões.
Por exemplo, os cientistas que estudam como as estrelas mudam à medida que envelhecem ou como os dinossauros digerem seus alimentos não podem avançar a vida de uma estrela em um milhão de anos ou conduzir estudos e testes com dinossauros para testar suas hipóteses.
Quando a experimentação direta não é possível, os cientistas modificam o método científico. Embora seja modificado quase a cada investigação científica, o objetivo é o mesmo: descobrir relações de causa e efeito fazendo perguntas, coletando e examinando dados e verificando se todas as informações disponíveis podem ser combinadas em uma resposta lógica.
Por outro lado, os estágios do método científico são frequentemente iterativos; Novas informações, observações ou idéias podem fazer com que as etapas sejam repetidas.
Os protocolos do método científico podem ser divididos em seis etapas / fases / etapas aplicadas em todos os tipos de pesquisa :
-Formulação da hipótese
-Analise de dados
-Rejeitar ou aceitar a hipótese.
A seguir, mostrarei as etapas fundamentais que são tomadas ao fazer uma investigação. Para entender melhor, no final do artigo, deixarei um exemplo da aplicação das etapas em um experimento de biologia ; na descoberta da estrutura do DNA .
Quais são as etapas do método científico? Em que eles consistem e suas características
Etapa 1- Faça uma pergunta
O método científico começa quando o cientista / pesquisador faz uma pergunta sobre algo que observou ou o que está investigando: como, o que, quando, quem, o que, por que ou onde?
Por exemplo, Albert Einstein, quando estava desenvolvendo sua teoria da relatividade especial, se perguntava: o que veria se pudesse caminhar ao lado de um feixe de luz que se propaga pelo espaço?
Esta etapa envolve fazer observações e coletar informações que ajudam a responder à pergunta. As observações não devem ser informais, mas intencionais com a idéia de que as informações coletadas são objetivas.
A coleta sistemática e cuidadosa de medições e dados é a diferença entre pseudociências, como alquimia, e ciências, como química ou biologia.
As medições podem ser feitas em um ambiente controlado, como um laboratório, ou em objetos mais ou menos inacessíveis ou não manipuláveis, como estrelas ou populações humanas.
As medições geralmente exigem instrumentos científicos especializados, como termômetros, microscópios, espectroscópios, aceleradores de partículas, voltímetros …
Existem vários tipos de observação científica . Os mais comuns são diretos e indiretos .
Um exemplo de observação seria o que Louis Pasteur fez antes de desenvolver sua teoria germinativa das doenças infecciosas. Sob um microscópio , ele observou que os bichos-da-seda do sul da França tinham doenças infectadas por parasitas.
Etapa 3- Formulação da hipótese
O terceiro estágio é a formulação da hipótese . Uma hipótese é uma afirmação que pode ser usada para prever o resultado de observações futuras.
A hipótese nula é um bom tipo de hipótese para iniciar uma investigação.É uma explicação sugerida de um fenômeno ou uma proposta fundamentada que sugere uma possível correlação entre um conjunto de fenômenos.
Um exemplo de hipótese nula é: "a velocidade com que a grama cresce não depende da quantidade de luz que recebe".
Jogadores de futebol que treinam regularmente aproveitando o tempo, marcam mais gols do que aqueles que perdem 15% do treinamento.
Os pais iniciantes que estudaram o ensino superior estão em 70% dos casos mais relaxados no parto.
Uma hipótese útil deve permitir previsões de raciocínio, incluindo raciocínio dedutivo. A hipótese poderia prever o resultado de um experimento em laboratório ou a observação de um fenômeno na natureza. A previsão também pode ser estatística e lidar apenas com as probabilidades.
Se as previsões não forem acessíveis por observação ou experiência, a hipótese ainda não pode ser testada e permanecerá nessa medida não científica. Mais tarde, uma nova tecnologia ou teoria poderia possibilitar os experimentos necessários.
Etapa 4- Experimentação
Estudo de caso com humanos.
O próximo passo é a experimentação, quando os cientistas realizam os chamados experimentos científicos, nos quais as hipóteses são testadas.
As previsões que tentam fazer as hipóteses podem ser verificadas com experimentos. Se os resultados do teste contradizerem as previsões, as hipóteses são questionadas e se tornam menos sustentáveis.
Se os resultados experimentais confirmarem as previsões das hipóteses, elas são consideradas mais corretas, mas podem estar erradas e ainda sujeitas a novas experiências.
Para evitar erro observacional nos experimentos, a técnica de controle experimental é usada. Essa técnica usa o contraste entre várias amostras (ou observações) sob diferentes condições para ver o que varia ou o que permanece o mesmo.
Por exemplo, para testar a hipótese nula "a taxa de crescimento da grama não depende da quantidade de luz", devemos observar e coletar dados sobre a grama que não está exposta à luz.
Isso é chamado de "grupo de controle". Eles são idênticos aos outros grupos experimentais, exceto pela variável que está sendo investigada.
É importante lembrar que o grupo controle pode diferir apenas de qualquer grupo experimental em uma variável. Dessa forma, você pode saber que é essa variável que produz alterações ou não.
Por exemplo, você não pode comparar a grama do lado de fora na sombra com a grama do sol. Nem é a grama de uma cidade com a de outra. Além da luz, existem variáveis ​​entre os dois grupos, como umidade e pH do solo.
Outro exemplo de grupos de controle muito comuns
Experimentos para saber se um medicamento é eficaz no tratamento do que é desejado são muito comuns. Por exemplo, se alguém deseja conhecer os efeitos da aspirina, dois grupos podem ser usados ​​em um primeiro experimento:
Grupo experimental 1, ao qual é fornecida aspirina.
Grupo controle 2, com as mesmas características do grupo 1 e para o qual não é fornecida aspirina.
Etapa 5: Análise de Dados
Após o experimento, os dados são coletados, que podem estar na forma de números, sim / não, presente / ausente ou outras observações.
É importante levar em consideração dados que não eram esperados ou que não eram desejados. Muitos experimentos foram sabotados por pesquisadores que não levam em consideração dados que não correspondem ao esperado.
Esta etapa envolve determinar o que os resultados do experimento mostram e decidir as próximas ações a serem executadas. As previsões da hipótese são comparadas com as da hipótese nula, para determinar qual é mais capaz de explicar os dados.
Nos casos em que um experimento é repetido várias vezes, uma análise estatística pode ser necessária.
Se a evidência rejeitou a hipótese, é necessária uma nova hipótese. Se os dados do experimento suportam a hipótese, mas a evidência não é suficientemente forte, outras previsões da hipótese devem ser testadas com outros experimentos.
Uma vez que uma hipótese é fortemente apoiada pelas evidências, uma nova pergunta de pesquisa pode ser solicitada para fornecer mais informações sobre o mesmo tópico.
Etapa 6: Conclusões. Interprete os dados e aceite ou rejeite a hipótese
Para muitos experimentos, as conclusões são formadas com base em uma análise informal dos dados. Basta perguntar: os dados se encaixam na hipótese? É uma maneira de aceitar ou rejeitar uma hipótese.
No entanto, é melhor aplicar uma análise estatística aos dados, para estabelecer um grau de "aceitação" ou "rejeição". A matemática também é útil para avaliar os efeitos de erros de medição e outras incertezas em um experimento.
Se a hipótese for aceita, não é garantido que seja a hipótese correta. Isso significa apenas que os resultados do experimento apóiam a hipótese. É possível duplicar o experimento e obter resultados diferentes na próxima vez. A hipótese também pode explicar as observações, mas é a explicação incorreta.
Se a hipótese for rejeitada, pode ser o fim do experimento ou pode ser feito novamente. Se o processo for realizado novamente, haverá mais observações e mais dados.
Outras etapas são: 7- Publicar resultados e 8- Verificar os resultados replicando a pesquisa (conduzida por outros cientistas)
Se um experimento não puder ser repetido para produzir os mesmos resultados, isso implica que os resultados originais poderiam estar errados. Como resultado, é comum que um único experimento seja realizado várias vezes, especialmente quando existem variáveis ​​não controladas ou outras indicações de erro experimental.
Para obter resultados significativos ou surpreendentes, outros cientistas também podem tentar replicar os resultados, especialmente se esses resultados forem importantes para seu próprio trabalho.
Exemplo real de método científico na descoberta da estrutura do DNA
A história da descoberta da estrutura do DNA é um exemplo clássico das etapas do método científico: em 1950, era sabido que a herança genética tinha uma descrição matemática dos estudos de Gregor Mendel e que o DNA continha informações genéticas.
No entanto, o mecanismo de armazenamento de informações genéticas (isto é, genes) no DNA não era claro.
É importante ter em mente que não apenas Watson e Crick participaram da descoberta da estrutura do DNA, embora tenham recebido o Prêmio Nobel.Eles trouxeram conhecimento, dados, idéias e descobertas para muitos cientistas da época.
Pesquisas anteriores de DNA haviam determinado sua composição química (os quatro nucleotídeos), a estrutura de cada nucleotídeo e outras propriedades.
O DNA havia sido identificado como portador da informação genética pelo experimento de Avery-MacLeod-McCarty em 1944, mas o mecanismo de como a informação genética é armazenada no DNA não era claro.
A questão poderia, portanto, ser:
Como as informações genéticas são armazenadas no DNA?
Observação e hipótese
Tudo o que foi investigado na época sobre o DNA era composto de observações. Nesse caso, as observações eram frequentemente feitas com um microscópio ou raio-X.
Linus Pauling propôs que o DNA poderia ser uma hélice tripla. Essa hipótese também foi considerada por Francis Crick e James D. Watson, mas a descartou.
Quando Watson e Crick conheceram a hipótese de Pauling, eles entenderam a partir dos dados existentes que ele estava errado e Pauling logo admitiria suas dificuldades com essa estrutura. Portanto, a corrida para descobrir a estrutura do DNA era descobrir a estrutura correta.
Que previsão a hipótese faria?Se o DNA tivesse uma estrutura helicoidal, seu padrão de difração de raios-X seria em forma de X.
Portanto, a hipótese de que o DNA possui uma estrutura de dupla hélice seria testada com os resultados / dados de raios X. Especificamente, foi testada com dados de difração de raios X fornecidos por Rosalind Franklin, James Watson e Francis Crick em 1953.
Rosalind Franklin cristalizou o DNA puro e realizou difração de raios-X para produzir fotografia 51 . Os resultados mostraram uma forma de X.
Em uma série de cinco artigos publicados na Nature , foram demonstradas evidências experimentais que apóiam o modelo de Watson e Crick.
Destes, o artigo de Franklin e Raymond Gosling foi a primeira publicação com dados de difração de raios-X que apoiavam o modelo Watson e Crick
Quando Watson viu o padrão de difração detalhado, ele imediatamente o reconheceu como uma hélice.
Ele e Crick produziram seu modelo, usando essas informações juntamente com informações previamente conhecidas sobre a composição do DNA e interações moleculares, como ligações de hidrogênio.
Como é difícil definir exatamente quando o método científico começou a ser usado, é difícil responder à pergunta de quem criou o método científico.
Relacionado: Qual é a relação entre matéria e energia?
O método e seus passos evoluíram com o tempo e os cientistas que o usaram fizeram suas contribuições, evoluindo e aprimorando pouco a pouco.
Aristóteles e os gregos
Aristóteles , um dos filósofos mais influentes da história, foi o fundador da ciência empírica, ou seja, o processo de testar hipóteses a partir da experiência, experimentação e observação direta e indireta.
Os gregos foram a primeira civilização ocidental que começou a observar e medir para entender e estudar os fenômenos do mundo, mas não havia estrutura para chamá-lo de método científico.
Muçulmanos e a era de ouro do Islã
Na verdade, o desenvolvimento do método científico moderno começou com estudiosos muçulmanos durante a Idade de Ouro do Islã , nos séculos X a XIV. Mais tarde, os filósofos-cientistas do Iluminismo continuaram a refiná-lo.
Entre todos os estudiosos que deram suas contribuições, Alhacén foi o principal colaborador, considerado por alguns historiadores como "o arquiteto do método científico". Seu método teve as seguintes etapas, sua similaridade pode ser observada com as explicadas neste artigo:
-Observação do mundo natural.
-Estabelecer / definir o problema.
-Formule uma hipótese.
-Para testar a hipótese através da experimentação.
-Avaliar e analisar os resultados.
Interpretar os dados e estabelecer conclusões.
Publique os resultados.
O filósofo Roger Bacon (1214-1284) é considerado a primeira pessoa a aplicar o raciocínio indutivo como parte do método científico.
Durante o Renascimento , Francis Bacon desenvolveu o método indutivo por causa e efeito, e Descartes propôs que a dedução era a única maneira de aprender e entender.
Isaac Newton pode ser considerado o cientista que finalmente refinou o processo como é conhecido hoje. Ele propôs e colocou em prática o fato de que o método científico precisava do método dedutivo e indutivo.
Depois de Newton, houve outros grandes cientistas que contribuíram para o desenvolvimento do método, incluindo Albert Einstein.
O método científico é importante porque é uma maneira confiável de adquirir conhecimento. Baseia-se em afirmações básicas, teorias e conhecimentos sobre dados, experimentos e observações.
Portanto, é essencial para o avanço da sociedade em tecnologia, ciência em geral, saúde e em geral gerar conhecimento teórico e aplicações práticas.
Por exemplo, esse método da ciência é contrário ao baseado na fé. Com fé, alguém acredita em algo por tradições, escritos ou crenças, sem depender de evidências que possam ser refutadas, nem podem ser feitas experiências ou observações que negam ou aceitam as crenças dessa fé.
Com a ciência, um pesquisador pode executar as etapas desse método, chegar a conclusões, apresentar os dados e outros pesquisadores podem replicar esse experimento ou observação para validá-lo ou não.
Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos e Baptista Lucio, Pilar (1991). Metodologia de pesquisa (2ª ed., 2001). Cidade do México, México. McGraw-Hill
Kazilek, CJ e Pearson, David (2016, 28 de junho). Qual é o método científico? Universidade Estadual do Arizona, Faculdade de Artes e Ciências Liberais. Recuperado em 15 de janeiro de 2017.
Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. e Voegtle, Katherine H. (2006). Métodos em Pesquisa Educacional: Da Teoria à Prática (2ª ed., 2010). São Francisco, Estados Unidos. Jossey-Bass.
Márquez, Omar (2000). O processo de pesquisa nas ciências sociais. Barinas, Venezuela. UNELLEZ
Tamayo T., Mario (1987). The Scientific Research Process (3a ed., 1999). Cidade do México, México. Limusa
Vera, Alirio (1999). Análise de dados San Cristobal, Venezuela. Universidade Experimental Nacional de Táchira (UNET).
Wolfs, Frank LH (2013). Introdução ao método científico. Nova Iorque, Estados Unidos. Universidade de Rochester, Departamento de Física e Astronomia. Recuperado em 15 de janeiro de 2017.
Wudka, José (1998, 24 de setembro). O que é o "método científico"? Riverside, Estados Unidos. Universidade da Califórnia, Departamento de Física e Astronomia. Recuperado em 15 de janeiro de 2017.
Martyn Shuttleworth (23 de abril de 2009). Quem inventou o método científico? Recuperado em 23 de dezembro de 2017 de Explorable.com: explorable.com.