يحل الناس والعلماء المشاكل بنفس الطريقة، كلاهما يستخدمان خطوات المنهج العلمي، وقد لا يعتقد غير العلماء أنهم يستخدمون خطوات المنهج العلمي، لكنهم يفعلون ذلك دائما، وخطوات الطريقة العلمية هي كما يلي : الملاحظة، طرح سؤال، خلق الفرضية، اختبار الفرضية، جمع وتفسير البيانات، الاستنتاج .
كيف يتم حل المشكلات
يبدأ فحص علم الأحياء عادة بملاحظة – وهذا شيء يلفت انتباه علماء الأحياء، على سبيل المثال، قد يلاحظ عالم الأحياء السرطانية، أن نوعًا معينًا من السرطان لا يمكن علاجه بالعلاج الكيميائي، ويتساءل عن السبب في ذلك، وعالمة البيئة البحرية، التي ترى أن الشعاب المرجانية في مواقعها الميدانية تبيض، والتي تحولت إلى اللون الأبيض، قد تشرع في فهم السبب، إذن كيف يتابع علماء الأحياء هذه الملاحظات ؟ كيف يمكن متابعة الملاحظات الخاصة للعالم الطبيعي ؟ سنتناول في هذه المقالة المنهج العلمي، وهو نهج منطقي لحل المشكلات يستخدمه العديد من العلماء .
الطريقة العلمية لحل المشكلات
في جوهر علم الأحياء والعلوم الأخرى يكمن نهج حل المشكلة بما يسمى الأسلوب العلمي، وتشتمل الطريقة العلمية على خمس خطوات أساسية، بالإضافة إلى خطوة تغذية مرتدة واحدة :
1- الملاحظة .
2- طرح سؤال .
3- القيام بتشكيل فرضية أو شرح قابل للاختبار .
4- القيام بالتنبؤ على أساس الفرضية .
5- اختبار التنبؤ.
6- استخدم النتائج لإنشاء فرضيات أو توقعات جديدة .
تُستخدم الطريقة العلمية في جميع العلوم، بما في ذلك الكيمياء والفيزياء والجيولوجيا وعلم النفس، ويطرح العلماء في هذه المجالات أسئلة مختلفة ويجرون اختبارات مختلفة، ومع ذلك، يستخدمون نفس النهج الأساسي للعثور على إجابات منطقية ومدعومة بالأدلة .
مثال على الطريقة العلمية : الفشل في عمل خبز التوست
دعونا نبني بعض الحدس للأسلوب العلمي من خلال تطبيق خطواته لمشكلة عملية من الحياة اليومية، وهي الفشل في تحضير خبز التوست .
1- الملاحظة
لنفترض أننا حصلنا على شريحتين من خبز التوست، ووضعناهم في محمصة، وضغطنا على الزر، ومع ذلك، لم يتم تحميض التوست .
إذن الملاحظة : المحمصة لم تقوم بتحميص التوست .
2- طرح سؤال
لماذا لم يحمص الخبز الخاص بي ؟
3- اقتراح فرضية
الفرضية هي إجابة محتملة للسؤال، وهي إجابة يمكن اختبارها بطريقة أو بأخرى، على سبيل المثال، يمكن أن تكون فرضيتنا في هذه الحالة هي أن خبز التوست لم يحمص، لأن المخرج الكهربائي مكسور، إذن الفرضية هي : ربما يكون المنفذ مكسورًا، وهذه الفرضية ليست بالضرورة التفسير الصحيح، بدلاً من ذلك، من الممكن تفسير ذلك أننا نستطيع اختبار ما إذا كان من المحتمل أن يكون صحيحًا، أو إذا كنا بحاجة إلى عمل فرضية جديدة .
4- وضع التنبؤات
التنبؤ هو نتيجة نتوقع أن نرى من خلالها ما إذا كانت الفرضية صحيحة، وفي هذه الحالة، قد نتوقع أنه إذا تم كسر منفذ التيار الكهربائي، فيجب أن يؤدي توصيل محمصة الخبز بمخرج آخر إلى حل المشكلة، إذن التنبؤ : إذا قمنا بتوصيل محمصة إلى منفذ مختلف، فإنه سيتم تحميص الخبز .
5- اختبار التنبؤات
لاختبار الفرضية، نحتاج إلى إجراء ملاحظة أو إجراء تجربة مرتبطة بالتنبؤ، على سبيل المثال، في هذه الحالة، سنقوم بتوصيل محمصة الخبز بمقبس مختلف ونرى ما إذا كان خبز التوست سيتم تحميصه أم لا، إذن اختبار التنبؤ هو : القيام بتوصيل المحمصة في منفذ مختلف والمحاولة في تشغيلها مرة أخرى، فإذا اشتغلت محمصة الخبز، فحينئذٍ يتم دعم الفرضية – وأنها من المحتمل أن تكون صحيحة، وإذا لم تعمل محمصة الخبز، فإن الفرضية غير مدعومة – ومن المحتمل أن تكون خاطئة .
نتائج الاختبار قد تدعم أو تعارض الفرضية، والنتائج التي تدعم فرضية لا يمكن أن تثبت بشكل قاطع أنها صحيحة، لكنها تعني أنه من المحتمل أن تكون صحيحة، ومن ناحية أخرى، إذا كانت النتائج تتناقض مع فرضية، فمن المحتمل أن هذه الفرضية غير صحيحة، ما لم يكن هناك خلل في الاختبار، وهو احتمال يجب أن ندرسه دائمًا، فإن النتيجة المتناقضة تعني أنه يمكننا تجاهل الفرضية والبحث عن فرض جديد .
6- التكرار
تتمثل الخطوة الأخيرة من المنهج العلمي في التفكير في نتائجنا، واستخدامها لتوجيه خطواتنا التالية، فإذا كانت الفرضية مدعومة، فقد نجري اختبارات إضافية لتأكيدها، أو نراجعها لتكون أكثر ثقة، على سبيل المثال، قد نحقق في سبب كسر المخرج، وإذا لم تكن الفرضية مدعومة، فسنأتي بفرضية جديدة، على سبيل المثال، قد تكون الفرضية التالية هي وجود سلك تالف في محمصة الخبز .
وفي معظم الحالات، تكون الطريقة العلمية عملية تكرارية، بمعنى آخر، إنها دورة تعيد نفسها، وتصبح نتيجة جولة واحدة ردود فعل تحسن الجولة التالية من السؤال .
كيف يتم حل المشكلات
يبدأ فحص علم الأحياء عادة بملاحظة – وهذا شيء يلفت انتباه علماء الأحياء، على سبيل المثال، قد يلاحظ عالم الأحياء السرطانية، أن نوعًا معينًا من السرطان لا يمكن علاجه بالعلاج الكيميائي، ويتساءل عن السبب في ذلك، وعالمة البيئة البحرية، التي ترى أن الشعاب المرجانية في مواقعها الميدانية تبيض، والتي تحولت إلى اللون الأبيض، قد تشرع في فهم السبب، إذن كيف يتابع علماء الأحياء هذه الملاحظات ؟ كيف يمكن متابعة الملاحظات الخاصة للعالم الطبيعي ؟ سنتناول في هذه المقالة المنهج العلمي، وهو نهج منطقي لحل المشكلات يستخدمه العديد من العلماء .
الطريقة العلمية لحل المشكلات
في جوهر علم الأحياء والعلوم الأخرى يكمن نهج حل المشكلة بما يسمى الأسلوب العلمي، وتشتمل الطريقة العلمية على خمس خطوات أساسية، بالإضافة إلى خطوة تغذية مرتدة واحدة :
1- الملاحظة .
2- طرح سؤال .
3- القيام بتشكيل فرضية أو شرح قابل للاختبار .
4- القيام بالتنبؤ على أساس الفرضية .
5- اختبار التنبؤ.
6- استخدم النتائج لإنشاء فرضيات أو توقعات جديدة .
تُستخدم الطريقة العلمية في جميع العلوم، بما في ذلك الكيمياء والفيزياء والجيولوجيا وعلم النفس، ويطرح العلماء في هذه المجالات أسئلة مختلفة ويجرون اختبارات مختلفة، ومع ذلك، يستخدمون نفس النهج الأساسي للعثور على إجابات منطقية ومدعومة بالأدلة .
مثال على الطريقة العلمية : الفشل في عمل خبز التوست
دعونا نبني بعض الحدس للأسلوب العلمي من خلال تطبيق خطواته لمشكلة عملية من الحياة اليومية، وهي الفشل في تحضير خبز التوست .
1- الملاحظة
لنفترض أننا حصلنا على شريحتين من خبز التوست، ووضعناهم في محمصة، وضغطنا على الزر، ومع ذلك، لم يتم تحميض التوست .
إذن الملاحظة : المحمصة لم تقوم بتحميص التوست .
2- طرح سؤال
لماذا لم يحمص الخبز الخاص بي ؟
3- اقتراح فرضية
الفرضية هي إجابة محتملة للسؤال، وهي إجابة يمكن اختبارها بطريقة أو بأخرى، على سبيل المثال، يمكن أن تكون فرضيتنا في هذه الحالة هي أن خبز التوست لم يحمص، لأن المخرج الكهربائي مكسور، إذن الفرضية هي : ربما يكون المنفذ مكسورًا، وهذه الفرضية ليست بالضرورة التفسير الصحيح، بدلاً من ذلك، من الممكن تفسير ذلك أننا نستطيع اختبار ما إذا كان من المحتمل أن يكون صحيحًا، أو إذا كنا بحاجة إلى عمل فرضية جديدة .
4- وضع التنبؤات
التنبؤ هو نتيجة نتوقع أن نرى من خلالها ما إذا كانت الفرضية صحيحة، وفي هذه الحالة، قد نتوقع أنه إذا تم كسر منفذ التيار الكهربائي، فيجب أن يؤدي توصيل محمصة الخبز بمخرج آخر إلى حل المشكلة، إذن التنبؤ : إذا قمنا بتوصيل محمصة إلى منفذ مختلف، فإنه سيتم تحميص الخبز .
5- اختبار التنبؤات
لاختبار الفرضية، نحتاج إلى إجراء ملاحظة أو إجراء تجربة مرتبطة بالتنبؤ، على سبيل المثال، في هذه الحالة، سنقوم بتوصيل محمصة الخبز بمقبس مختلف ونرى ما إذا كان خبز التوست سيتم تحميصه أم لا، إذن اختبار التنبؤ هو : القيام بتوصيل المحمصة في منفذ مختلف والمحاولة في تشغيلها مرة أخرى، فإذا اشتغلت محمصة الخبز، فحينئذٍ يتم دعم الفرضية – وأنها من المحتمل أن تكون صحيحة، وإذا لم تعمل محمصة الخبز، فإن الفرضية غير مدعومة – ومن المحتمل أن تكون خاطئة .
نتائج الاختبار قد تدعم أو تعارض الفرضية، والنتائج التي تدعم فرضية لا يمكن أن تثبت بشكل قاطع أنها صحيحة، لكنها تعني أنه من المحتمل أن تكون صحيحة، ومن ناحية أخرى، إذا كانت النتائج تتناقض مع فرضية، فمن المحتمل أن هذه الفرضية غير صحيحة، ما لم يكن هناك خلل في الاختبار، وهو احتمال يجب أن ندرسه دائمًا، فإن النتيجة المتناقضة تعني أنه يمكننا تجاهل الفرضية والبحث عن فرض جديد .
6- التكرار
تتمثل الخطوة الأخيرة من المنهج العلمي في التفكير في نتائجنا، واستخدامها لتوجيه خطواتنا التالية، فإذا كانت الفرضية مدعومة، فقد نجري اختبارات إضافية لتأكيدها، أو نراجعها لتكون أكثر ثقة، على سبيل المثال، قد نحقق في سبب كسر المخرج، وإذا لم تكن الفرضية مدعومة، فسنأتي بفرضية جديدة، على سبيل المثال، قد تكون الفرضية التالية هي وجود سلك تالف في محمصة الخبز .
وفي معظم الحالات، تكون الطريقة العلمية عملية تكرارية، بمعنى آخر، إنها دورة تعيد نفسها، وتصبح نتيجة جولة واحدة ردود فعل تحسن الجولة التالية من السؤال .
