Phương pháp khoa học là gì?

• Phương pháp khoa học là gì?
• Các bước phương pháp khoa học
• Ví dụ về phương pháp khoa học
• Phương pháp khoa học được sử dụng để làm gì
• Tại sao phương pháp khoa học lại quan trọng?
• Những điều cần biết

Phương pháp khoa học là gì?

Phương pháp khoa học là một cách có hệ thống để tiến hành các thí nghiệm hoặc nghiên cứu để bạn có thể khám phá những điều bạn quan sát được trên thế giới và trả lời các câu hỏi về chúng. Phương pháp khoa học, còn được gọi là phương pháp suy diễn giả thuyết, là một loạt các bước có thể giúp bạn mô tả chính xác những điều bạn quan sát được hoặc cải thiện sự hiểu biết của bạn về chúng.

Cuối cùng, mục tiêu của bạn khi sử dụng phương pháp khoa học là:

• Tìm mối quan hệ nhân quả bằng cách đặt câu hỏi về điều bạn quan sát được
• Thu thập càng nhiều bằng chứng càng tốt về những gì bạn quan sát được, vì điều này có thể giúp bạn khám phá mối liên hệ giữa bằng chứng của bạn và những gì bạn quan sát được.
• Xác định xem tất cả bằng chứng của bạn có thể được kết hợp để trả lời câu hỏi của bạn theo cách có ý nghĩa hay không

Francis Bacon và René Descartes thường được ghi nhận là những người chính thức hóa quá trình này vào thế kỷ 16 và 17. Hai nhà triết học này lập luận rằng nghiên cứu không nên được hướng dẫn bởi các ý tưởng siêu hình được thiết lập trước về cách thức thực tế hoạt động. Họ ủng hộ việc sử dụng lý luận quy nạp để đưa ra các giả thuyết và hiểu những điều mới về thực tế.

Các bước phương pháp khoa học

Phương pháp khoa học là một quá trình giải quyết vấn đề từng bước. Các bước này bao gồm:

Quan sát thế giới xung quanh bạn. Điều này sẽ giúp bạn đưa ra chủ đề mà bạn quan tâm và muốn tìm hiểu thêm. Trong nhiều trường hợp, bạn đã có chủ đề trong đầu vì bạn có một câu hỏi liên quan mà bạn không thể tìm thấy câu trả lời ngay lập tức.

Dù bằng cách nào, bạn sẽ bắt đầu quá trình bằng cách tìm hiểu những gì mọi người trước bạn đã biết về chủ đề này, cũng như bất kỳ câu hỏi nào mà mọi người vẫn đang hỏi. Bạn có thể cần phải tra cứu và đọc sách và bài viết từ các tạp chí học thuật hoặc nói chuyện với những người khác để bạn hiểu càng nhiều càng tốt về chủ đề của mình. Điều này sẽ giúp bạn thực hiện bước tiếp theo.

Đặt câu hỏi. Đặt câu hỏi về những gì bạn quan sát và học được từ việc đọc và nói chuyện với người khác có thể giúp bạn tìm ra "vấn đề" là gì. Các nhà khoa học cố gắng đặt ra những câu hỏi vừa thú vị vừa cụ thể và có thể được trả lời bằng sự trợ giúp của một thí nghiệm hoặc một loạt các thí nghiệm khá dễ. Câu hỏi của bạn phải có một phần (gọi là biến) mà bạn có thể thay đổi trong thí nghiệm của mình và một biến khác mà bạn có thể đo lường. Mục tiêu của bạn là thiết kế một thí nghiệm là "bài kiểm tra công bằng", tức là khi tất cả các điều kiện trong thí nghiệm được giữ nguyên ngoại trừ điều kiện bạn thay đổi (gọi là biến thử nghiệm hoặc biến độc lập).

Hình thành một giả thuyết và đưa ra dự đoán dựa trên giả thuyết đó.  Giả thuyết là một phỏng đoán có căn cứ về mối quan hệ giữa hai hoặc nhiều biến trong câu hỏi của bạn. Một giả thuyết tốt cho phép bạn dự đoán điều gì sẽ xảy ra khi bạn kiểm tra giả thuyết đó trong một thí nghiệm. Một đặc điểm quan trọng khác của một giả thuyết tốt là nếu giả thuyết đó sai, bạn phải có thể chứng minh rằng giả thuyết đó sai. Điều này được gọi là khả năng bác bỏ. Nếu thí nghiệm của bạn cho thấy dự đoán của bạn là đúng, thì giả thuyết đó được dữ liệu của bạn hỗ trợ.

Kiểm tra dự đoán của bạn bằng cách thực hiện một thí nghiệm hoặc thực hiện nhiều quan sát hơn.  Cách bạn kiểm tra dự đoán của mình phụ thuộc vào những gì bạn đang nghiên cứu. Sự hỗ trợ tốt nhất đến từ một thí nghiệm, nhưng trong một số trường hợp, quá khó hoặc không thể thay đổi các biến trong một thí nghiệm. Đôi khi, bạn có thể cần thực hiện nghiên cứu mô tả, trong đó bạn thu thập thêm các quan sát thay vì thực hiện một thí nghiệm. Bạn sẽ cẩn thận thu thập các ghi chú và phép đo trong quá trình thí nghiệm hoặc nghiên cứu của mình và bạn có thể chia sẻ chúng với những người khác quan tâm đến cùng một câu hỏi như bạn. Lý tưởng nhất là bạn cũng sẽ lặp lại thí nghiệm của mình thêm vài lần nữa vì có thể có được kết quả một cách tình cờ, nhưng ít có khả năng có được cùng một kết quả nhiều hơn một lần một cách tình cờ.

Rút ra kết luận. Bạn sẽ phân tích những gì bạn đã biết về chủ đề của mình từ nghiên cứu tài liệu và dữ liệu thu thập được trong quá trình thử nghiệm. Điều này sẽ giúp bạn quyết định xem kết luận bạn rút ra từ dữ liệu có ủng hộ hay phản đối giả thuyết của bạn. Nếu kết quả của bạn phản đối giả thuyết, bạn có thể sử dụng quan sát này để hình thành giả thuyết mới và đưa ra dự đoán mới. Đây là lý do tại sao nghiên cứu khoa học vẫn đang diễn ra và kiến ​​thức khoa học luôn thay đổi. Các nhà khoa học thường nhận được những kết quả không ủng hộ giả thuyết của họ. Trên thực tế, đôi khi bạn tìm hiểu thêm về thế giới khi các thí nghiệm của bạn không ủng hộ giả thuyết của bạn vì điều đó khiến bạn đặt ra nhiều câu hỏi hơn. Và lần này, bạn đã biết rằng một lời giải thích khả thi có thể là sai.

Sử dụng kết quả của bạn để hướng dẫn các bước tiếp theo (lặp lại). Ví dụ, nếu giả thuyết của bạn được hỗ trợ, bạn có thể thực hiện nhiều thí nghiệm hơn để xác nhận nó. Hoặc bạn có thể đưa ra một giả thuyết về lý do tại sao nó hoạt động theo cách này và thiết kế một thí nghiệm để kiểm tra điều đó. Nếu giả thuyết của bạn không được hỗ trợ, bạn có thể đưa ra một giả thuyết khác và thực hiện các thí nghiệm để kiểm tra nó. Bạn sẽ hiếm khi đưa ra được giả thuyết đúng ngay từ đầu. Hầu hết thời gian, bạn sẽ phải quay lại giai đoạn giả thuyết và thử lại. Mỗi lần thử đều cung cấp cho bạn thông tin quan trọng giúp bạn cải thiện vòng câu hỏi, giả thuyết và dự đoán tiếp theo của mình.

Chia sẻ kết quả của bạn. Nghiên cứu khoa học không phải là việc bạn có thể tự làm; bạn phải làm việc với những người khác để thực hiện.  Bạn có thể tự mình thực hiện một thí nghiệm hoặc một loạt các thí nghiệm, nhưng bạn không thể đưa ra tất cả các ý tưởng hoặc tự mình thực hiện tất cả các thí nghiệm .

Các nhà khoa học và nhà nghiên cứu thường chia sẻ thông tin bằng cách công bố trên tạp chí khoa học hoặc trình bày với đồng nghiệp trong các cuộc họp và hội nghị khoa học. Các tạp chí này được đọc và các hội nghị có sự tham dự của các nhà nghiên cứu khác quan tâm đến cùng một vấn đề. Nếu có bất kỳ sai sót nào trong giả thuyết, dự đoán, thiết kế thí nghiệm hoặc kết luận của bạn, các nhà nghiên cứu khác có thể sẽ tìm thấy và chỉ ra cho bạn.

Có thể đáng sợ, nhưng đó là một phần quan trọng của việc thực hiện nghiên cứu khoa học. Bạn phải để nghiên cứu của mình được các nhà nghiên cứu khác, những người cũng quan tâm và hiểu biết về câu hỏi của bạn như bạn, xem xét. Quá trình này giúp các nhà nghiên cứu khác bằng cách chỉ ra các giả thuyết đã được chứng minh là sai và lý do tại sao chúng sai. Nó giúp bạn bằng cách xác định các sai sót trong suy nghĩ hoặc thiết kế thí nghiệm của bạn. Và nếu bạn không chia sẻ những gì bạn đã học được và để người khác đặt câu hỏi về nó, thì điều đó không có ích cho sự hiểu biết của bạn hoặc bất kỳ ai khác về những gì xảy ra trên thế giới.

Ví dụ về phương pháp khoa học

Sau đây là một ví dụ thường ngày về cách bạn có thể áp dụng phương pháp khoa học để hiểu rõ hơn về thế giới của mình, từ đó có thể giải quyết vấn đề theo cách hiệu quả.

Giả sử bạn cho lát bánh mì vào máy nướng bánh mì và nhấn nút, nhưng không có gì xảy ra. Máy nướng bánh mì của bạn không hoạt động, nhưng bạn không đủ khả năng mua một cái mới ngay bây giờ. Bạn có thể cứu nó khỏi thùng rác nếu bạn có thể tìm ra vấn đề của nó. Vì vậy, hãy tìm ra vấn đề của máy nướng bánh mì của bạn.

Quan sát. Máy nướng bánh mì của bạn không hoạt động để nướng bánh mì.

Đặt câu hỏi. Trong trường hợp này, bạn đang hỏi, "Tại sao máy nướng bánh mì của tôi không hoạt động?" Bạn thậm chí có thể thực hiện một chút nghiên cứu sơ bộ bằng cách xem trong hướng dẫn sử dụng máy nướng bánh mì của mình. Nhà sản xuất có thể đã thử nghiệm mẫu máy nướng bánh mì của bạn trong nhiều điều kiện và họ có thể có một số ý tưởng về nơi để bắt đầu với giả thuyết của bạn.

Hình thành một giả thuyết và đưa ra dự đoán dựa trên giả thuyết đó. Giả thuyết của bạn phải là một lời giải thích hoặc câu trả lời tiềm năng cho câu hỏi mà bạn có thể kiểm tra để xem nó có đúng không. Một lời giải thích khả thi mà chúng ta có thể kiểm tra là ổ cắm điện bị hỏng. Dự đoán của chúng tôi là nếu ổ cắm bị hỏng, thì việc cắm vào ổ cắm khác sẽ khiến máy nướng bánh mì hoạt động trở lại.

Kiểm tra dự đoán của bạn bằng cách thực hiện một thí nghiệm hoặc quan sát thêm. Bạn cắm máy nướng bánh mì vào ổ cắm khác và thử nướng bánh mì.

Nếu điều đó hiệu quả, thì giả thuyết của bạn được hỗ trợ bởi dữ liệu thực nghiệm của bạn. Các kết quả hỗ trợ cho giả thuyết của bạn không chứng minh được nó đúng; chúng chỉ đơn giản gợi ý rằng đó là một lời giải thích có khả năng xảy ra. Sự không chắc chắn này phát sinh vì, trong thế giới thực, chúng ta không thể loại trừ khả năng xảy ra sai lầm, giả định sai hoặc sự trùng hợp kỳ lạ ảnh hưởng đến kết quả. Nếu máy nướng bánh mì không hoạt động ngay cả sau khi cắm vào ổ cắm khác, thì giả thuyết của bạn không được hỗ trợ và có khả năng đó là lời giải thích sai.

Sử dụng kết quả của bạn để hướng dẫn các bước tiếp theo (lặp lại). Nếu máy nướng bánh mì của bạn hoạt động, bạn có thể quyết định thực hiện thêm các thử nghiệm để xác nhận hoặc sửa đổi. Ví dụ, bạn có thể cắm một thứ khác mà bạn biết là đang hoạt động vào ổ cắm đầu tiên để xem liệu nó có ngừng hoạt động không. Điều đó sẽ xác nhận thêm rằng giả thuyết của bạn là đúng.

Nếu máy nướng bánh mì của bạn không nướng được khi cắm vào ổ cắm thứ hai, bạn cần một giả thuyết mới. Ví dụ, giả thuyết tiếp theo của bạn có thể là máy nướng bánh mì bị chập dây. Bạn có thể kiểm tra trực tiếp giả thuyết này nếu bạn có thiết bị và đào tạo phù hợp hoặc bạn có thể mang máy đến cửa hàng sửa chữa để họ có thể kiểm tra giả thuyết đó cho bạn.

Chia sẻ kết quả của bạn. Đối với ví dụ hàng ngày này, có lẽ bạn không muốn viết một bài báo, nhưng bạn có thể chia sẻ những nỗ lực giải quyết vấn đề của mình với bạn cùng nhà hoặc bất kỳ ai bạn thuê để sửa ổ cắm hoặc giúp bạn kiểm tra xem máy nướng bánh mì có bị đoản mạch không.

Phương pháp khoa học được sử dụng để làm gì

Phương pháp khoa học hữu ích bất cứ khi nào bạn cần lý luận hợp lý về các câu hỏi của mình và thu thập bằng chứng để hỗ trợ cho nỗ lực giải quyết vấn đề của bạn. Vì vậy, bạn có thể sử dụng nó trong cuộc sống hàng ngày để trả lời nhiều câu hỏi của mình; tuy nhiên, khi hầu hết mọi người nghĩ về phương pháp khoa học, họ có thể nghĩ đến việc sử dụng nó để:

Mô tả cách thức hoạt động của thiên nhiên . Có thể khó để mô tả chính xác cách thức hoạt động của thiên nhiên vì gần như không thể tính đến mọi biến số liên quan đến một quá trình tự nhiên. Các nhà nghiên cứu thậm chí có thể không biết về nhiều biến số liên quan. Trong một số trường hợp, tất cả những gì bạn có thể làm là đưa ra giả định. Nhưng bạn có thể sử dụng phương pháp khoa học để bác bỏ một cách hợp lý các giả định sai bằng cách xác định các sai sót trong lý luận.

Tiến hành nghiên cứu khoa học trong phòng thí nghiệm để phát triển những thứ như thuốc mới.

Phát triển kỹ năng tư duy phản biện.  Sử dụng phương pháp khoa học có thể giúp bạn phát triển tư duy phản biện trong cuộc sống hàng ngày vì bạn học cách đặt câu hỏi một cách có hệ thống và thu thập bằng chứng để tìm câu trả lời. Nếu không có lý luận logic, bạn có thể có nhiều khả năng có quan điểm hoặc thành kiến ​​sai lệch. Thành kiến ​​là khuynh hướng mà tất cả chúng ta đều có là thiên vị một quan điểm (thường là quan điểm của chính mình) hơn quan điểm khác.

Phương pháp khoa học không giải quyết hoàn hảo vấn đề thiên vị, nhưng nó khiến cho toàn bộ một lĩnh vực khó có thể bị thiên vị theo cùng một hướng. Đó là vì không có khả năng tất cả mọi người làm việc trong một lĩnh vực đều có cùng thiên vị. Nó cũng giúp làm cho thiên vị của các cá nhân trở nên rõ ràng hơn vì nếu bạn liên tục diễn giải sai thông tin theo cùng một cách trong nhiều thí nghiệm hoặc trong một khoảng thời gian, những người khác làm việc trên cùng một câu hỏi sẽ nhận thấy. Nếu bạn không sửa thiên vị của mình khi người khác chỉ ra cho bạn, bạn sẽ mất đi uy tín của mình. Khi đó, những người khác có thể ngừng tin vào những gì bạn nói.

Tại sao phương pháp khoa học lại quan trọng?

Khi bạn sử dụng phương pháp khoa học, mục tiêu của bạn là thực hiện nghiên cứu theo cách công bằng, khách quan và có thể lặp lại. Phương pháp khoa học giúp đạt được các mục tiêu này vì:

Đây là cách tiếp cận có hệ thống để giải quyết vấn đề. Nó có thể giúp bạn tìm ra chỗ bạn sai trong suy nghĩ và nghiên cứu nếu bạn không nhận được câu trả lời hữu ích cho câu hỏi của mình. Câu trả lời hữu ích giải quyết vấn đề và giúp bạn tiến về phía trước. Vì vậy, cách tiếp cận có hệ thống giúp bạn cải thiện khả năng giải quyết vấn đề nếu bạn gặp bế tắc.

Nó có thể giúp bạn giải quyết vấn đề của mình.  Phương pháp khoa học giúp bạn cô lập các vấn đề bằng cách tập trung vào những gì quan trọng. Ngoài ra, nó có thể giúp bạn cải thiện giải pháp của mình mỗi lần bạn thực hiện quy trình.

Nó giúp bạn loại bỏ (hoặc nhận thức được) những thành kiến ​​cá nhân của bạn.  Nó có thể giúp bạn hạn chế ảnh hưởng của những quan niệm cố hữu, cá nhân của bạn. Một phần lớn của quá trình này là xem xét những gì người khác đã biết và nghĩ về câu hỏi của bạn. Nó cũng bao gồm việc chia sẻ những gì bạn đã học được và để người khác hỏi về phương pháp và kết luận của bạn. Vào cuối quá trình, ngay cả khi bạn vẫn nghĩ rằng câu trả lời của mình là tốt nhất, bạn đã xem xét những gì người khác biết và nghĩ về câu hỏi.

Những điều cần biết

Phương pháp khoa học là một cách có hệ thống để tiến hành các thí nghiệm hoặc nghiên cứu để bạn có thể khám phá thế giới xung quanh và trả lời các câu hỏi bằng lý lẽ và bằng chứng. Đó là một quá trình giải quyết vấn đề từng bước bao gồm: (1) quan sát, (2) đặt câu hỏi, (3) hình thành giả thuyết và đưa ra dự đoán, (4) kiểm tra các giả thuyết của bạn thông qua các thí nghiệm hoặc nhiều quan sát hơn, (5) sử dụng những gì bạn học được thông qua thí nghiệm hoặc quan sát để hướng dẫn điều tra thêm và (6) chia sẻ kết quả của bạn.

NGUỒN:

Science Buddies: "Phương pháp khoa học là gì?"

Khan Academy: "Phương pháp khoa học."

Brilliant: "Phương pháp khoa học."

PLOS: Hướng dẫn sử dụng phương pháp khoa học trong cuộc sống hàng ngày."

Đại học Nevada, Reno: "Phương pháp khoa học".

Đại học Rochester: "Giới thiệu về phương pháp khoa học."