ما هي الطريقة العلمية التجريبية؟
الطريقة العلمية التجريبية هي مجموعة من التقنيات التي تستخدم للتحقيق في الظواهر واكتساب معرفة جديدة أو تصحيح المعرفة السابقة ودمجها.
يستخدم في البحث العلمي ويستند إلى المراقبة المنهجية وأخذ القياسات والتجريب وصياغة الاختبارات وتعديل الفرضيات. يتم تنفيذ هذه الطريقة العامة ليس فقط في علم الأحياء ، ولكن في الكيمياء والفيزياء والجيولوجيا وغيرها من العلوم.
من خلال الطريقة العلمية التجريبية ، يحاول العلماء التنبؤ بالأحداث المستقبلية وربما التحكم فيها بناءً على المعرفة الحالية والحالية.
يُطلق عليها أيضًا الأسلوب الاستقرائي ، وهي الأكثر استخدامًا في العلوم من قبل الباحثين ، وهذا جزء من المنهجية العلمية.
يتميز ذلك لأن الباحثين يمكنهم التحكم عن عمد في المتغيرات من أجل تحديد العلاقات بينهما.
يمكن أن تكون هذه المتغيرات معتمدة أو مستقلة ، فهي ضرورية لجمع البيانات المستخرجة من مجموعة تجريبية ، وكذلك سلوكها. هذا يسمح لتحليل العمليات الواعية في عناصرها ، واكتشاف صلاتها المحتملة وتحديد قوانين تلك الروابط.
تعتمد القدرة على عمل تنبؤات دقيقة على الخطوات السبع للأسلوب العلمي التجريبي.
مراحل المنهج العلمي التجريبي
يجب أن تكون هذه الملاحظات موضوعية وليست ذاتية. بمعنى آخر ، يجب أن تكون الملاحظات قابلة للتحقق من قبل علماء آخرين. الملاحظات الشخصية ، القائمة على الآراء والمعتقدات الشخصية ، ليست جزءًا من مجال العلوم.
الأمثلة على ذلك:
- بيان موضوعي: في هذه الغرفة تكون درجة الحرارة عند 20 درجة مئوية.
- بيان شخصي: إنه بارد في هذه الغرفة.
الخطوة الأولى في الطريقة العلمية التجريبية هي تقديم ملاحظات موضوعية. تستند هذه الملاحظات إلى حقائق محددة حدثت بالفعل والتي يمكن التحقق منها من قبل الآخرين على أنها صحيحة أو خاطئة.
2 - الفرضية
الملاحظات تخبرنا عن الماضي أو الحاضر. كعلماء ، نريد أن نكون قادرين على التنبؤ بالأحداث المستقبلية. لذلك ، يجب أن نستخدم قدرتنا على التفكير.
يستخدم العلماء معرفتهم بالأحداث الماضية لتطوير مبدأ أو تفسير عام للمساعدة في التنبؤ بالأحداث المستقبلية.
يسمى المبدأ العام الفرضية. يسمى نوع المنطق المنطقي المنطقي الاستقرائي (اشتقاق تعميم من تفاصيل محددة).
يجب أن تحتوي الفرضية على الخصائص التالية:
- يجب أن يكون مبدأ عامًا يتم الحفاظ عليه عبر المكان والزمان.
- يجب أن تكون فكرة مبدئية.
- يجب أن توافق على الملاحظات المتاحة.
- يجب أن تكون بسيطة قدر الإمكان.
- يجب أن تكون قابلة للتحقق ويمكن أن تكون كاذبة. بمعنى آخر ، يجب أن يكون هناك طريقة لإثبات أن الفرضية خاطئة ، طريقة لدحض الفرضية.
على سبيل المثال: "بعض الثدييات لها طرفان خلفيتان" ستكون فرضية عديمة الفائدة. لا توجد ملاحظة لا تناسب هذه الفرضية! في المقابل ، "جميع الثدييات لها طرفان خلفيتان" هي فرضية جيدة.
عندما نجد الحيتان ، التي ليس لها أطراف خلفية ، لكنا قد أظهرنا أن فرضيتنا خاطئة ، قمنا بتزوير هذه الفرضية.
عندما تتضمن الفرضية وجود علاقة بين السبب والنتيجة ، نعلن فرضيتنا للإشارة إلى عدم وجود تأثير. تسمى الفرضية ، التي لا تؤثر على أي تأثير ، بفرضية فارغة. على سبيل المثال ، لا يساعد الدواء Celebra في تخفيف التهاب المفاصل الروماتويدي.
من خلال وضع فرضية مبدئية قد تكون أو لا تكون صحيحة ، يجب أن نتنبأ ببحثنا والفرضية.
يجب أن تكون الفرضية واسعة ويجب أن تكون قابلة للتطبيق بشكل منتظم عبر الزمان والمكان. عادةً ما لا يستطيع العلماء التحقق من جميع المواقف المحتملة التي يمكن فيها فرض فرضية. على سبيل المثال ، خذ بعين الاعتبار الفرضية: جميع الخلايا النباتية لديها نواة.
لا يمكننا فحص جميع النباتات الحية وجميع النباتات التي عاشت لمعرفة ما إذا كانت هذه الفرضية خاطئة. بدلاً من ذلك ، نولد تنبؤًا باستخدام التفكير الاستنتاجي (توليد توقع محدد للتعميم).
من فرضيتنا ، يمكننا أن نجعل التنبؤ التالي: إذا قمت بفحص خلايا ورقة من العشب ، فكل واحدة منها سيكون لها نواة.
الآن ، دعونا ننظر في فرضية الدواء: عقار سيلبرا لا يساعد في تخفيف التهاب المفاصل الروماتويدي.
لاختبار هذه الفرضية ، سيتعين علينا اختيار مجموعة معينة من الشروط ثم التنبؤ بما سيحدث في تلك الظروف إذا كانت الفرضية صحيحة.
الحالات التي قد ترغب في تجربتها هي الجرعات التي تدار ، ومدة تناول الدواء ، وأعمار المرضى وعدد الأشخاص الذين يتعين فحصهم.
كل هذه الشروط التي تخضع للتغيير تسمى المتغيرات. لقياس تأثير Celebra ، نحتاج إلى إجراء تجربة مضبوطة.
تخضع المجموعة التجريبية للمتغير الذي نريد اختباره ولا تتعرض المجموعة الضابطة لهذا المتغير.
في تجربة مسيطر عليها ، المتغير الوحيد الذي يجب أن يكون مختلفًا بين المجموعتين هو المتغير الذي نريد اختباره.
دعونا نجعل التنبؤ بناءً على ملاحظات حول تأثير سيلبرا في المختبر. التنبؤ هو: المرضى الذين يعانون من التهاب المفاصل الروماتويدي الذين يتناولون سيليبرا والمرضى الذين يتناولون دواء وهميا (قرص من النشا بدلا من المخدرات) لا يختلفون في شدة التهاب المفاصل الروماتويدي.
ننتقل مرة أخرى إلى تصورنا الحسي لجمع المعلومات. لقد صممنا تجربة بناءً على تنبؤنا.
يمكن أن تكون تجربتنا على النحو التالي: سيتم تخصيص 1000 مريض تتراوح أعمارهم بين 50 و 70 بشكل عشوائي إلى واحدة من مجموعتين من 500.
ستأخذ المجموعة التجريبية Celebra أربع مرات في اليوم وستأخذ المجموعة الضابطة وهميًا للنشا أربع مرات في اليوم. لن يعرف المرضى ما إذا كانت أقراصهم هي Celebra أو وهمي. سيأخذ المرضى الدواء لمدة شهرين.
في نهاية شهرين ، سيتم إجراء اختبارات طبية لتحديد ما إذا كانت مرونة الذراعين والأصابع قد تغيرت.
أسفرت تجربتنا عن النتائج التالية: أبلغ 350 شخصًا من 500 شخص تناولوا سيليبرا عن التهاب المفاصل في نهاية الفترة. 65 من 500 شخص تناولوا الدواء الوهمي أبلغوا عن تحسن.
يبدو أن البيانات تظهر أنه كان هناك تأثير كبير تجاه Celebra. نحن بحاجة إلى إجراء تحليل إحصائي لإظهار التأثير. يكشف هذا التحليل عن وجود تأثير ذي دلالة إحصائية لتأثير Celebra.
من تحليلنا للتجربة ، لدينا نتيجتان محتملتان: تتزامن النتائج مع التنبؤ أو تتعارض مع التنبؤ.
في حالتنا ، يمكننا أن نرفض توقعاتنا بأن Celebra ليس له أي تأثير. نظرًا لأن التوقع خاطئ ، يجب علينا أيضًا رفض الفرضية التي يستند إليها.
مهمتنا الآن هي إعادة فرضية الفرضية بطريقة تتوافق مع المعلومات المتاحة. يمكن أن تكون فرضيتنا الآن: إدارة سيلبرا يقلل من التهاب المفاصل الروماتويدي مقارنة بإعطاء الدواء الوهمي.
مع المعلومات الحالية ، نحن نقبل فرضيتنا كما هو صحيح. هل أظهرنا أنه صحيح؟ بالتأكيد لا! هناك دائما تفسيرات أخرى يمكن أن تفسر النتائج.
من المحتمل أن أكثر من 500 مريض أخذوا Celebra كانوا في طريقهم للتحسن على أي حال. من الممكن أن يأكل عدد أكبر من المرضى الذين يتناولون سيليبرا الموز كل يوم وأن الموز يحسن التهاب المفاصل. يمكنك اقتراح تفسيرات أخرى لا حصر لها.
كيف يمكن أن نثبت أن فرضيتنا الجديدة صحيحة؟ لن نكون أبدا قادرين الطريقة العلمية لا تسمح باختبار أي فرضية.
يمكن رفض الفرضيات في هذه الحالة التي يتم فيها اعتبار الفرضية كاذبة. كل ما يمكننا قوله حول فرضية تقاوم هو أننا لا نجد دليلاً على دحضها.
هناك فرق كبير بين عدم القدرة على دحض وإثبات. تأكد من أنك تفهم هذا التمييز لأنه أساس المنهج العلمي التجريبي. لذا ، ماذا سنفعل بفرضيتنا السابقة؟
نحن نقبلها حاليًا على أنها صحيحة ، ولكن بصرامة ، نحتاج إلى تقديم الفرضية لمزيد من الاختبارات التي يمكن أن تثبت أنها خاطئة.
على سبيل المثال ، يمكننا تكرار التجربة ولكن مع تغيير المجموعة الضابطة والتجريبية. إذا بقيت الفرضية قائمة بعد جهودنا للتغلب عليها ، يمكننا أن نشعر بمزيد من الثقة في قبولها على أنها صحيحة.
ومع ذلك ، لن نتمكن أبدًا من تأكيد صحة الفرضية. بدلاً من ذلك ، نحن نقبله على أنه صحيح لأن الفرضية قاومت العديد من التجارب لإثبات أنها خاطئة.
ينشر العلماء نتائجهم في المجلات والكتب العلمية ، وفي المحادثات في الاجتماعات الوطنية والدولية وفي الندوات في الكليات والجامعات.
نشر النتائج هو جزء أساسي من المنهج العلمي التجريبي.
يسمح للأفراد الآخرين بالتحقق من نتائجك أو تطوير اختبارات جديدة لفرضيتك أو تطبيق المعرفة التي اكتسبوها لحل المشكلات الأخرى.
