ขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์: คำอธิบายโดยละเอียด ระยะต่างๆ และตัวอย่าง

มันถูกเรียกว่า วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ชุดของขั้นตอน กลยุทธ์ และเทคนิคที่ดำเนินการเพื่อค้นหา ความรู้ที่ถูกต้องและได้รับการพิสูจน์แล้ว เกี่ยวกับหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์สาขาใดสาขาหนึ่ง การวิจัยที่จะถือว่าเป็นวิทยาศาสตร์ได้นั้น ต้องมีพื้นฐานมาจาก... ประสบการณ์ที่สังเกตได้, ใน การวัดข้อมูลอย่างเข้มงวด และใน การใช้เหตุผลเชิงตรรกะหลีกเลี่ยงการใช้ความคิดเห็นส่วนตัวและอคติส่วนบุคคลตลอดเวลา

ขั้นตอนหรือขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้และยังสามารถสร้างความแตกต่างได้ ขึ้นอยู่กับการวิจัยและสาขาวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ดำเนินการ (บางกระบวนการตรวจสอบได้ง่ายกว่ากระบวนการอื่นๆ) ด้วยเหตุนี้ นอกเหนือจากความต้องการที่จะแสดงขั้นตอนต่างๆ ที่ควรปฏิบัติตามสำหรับผู้ที่สนใจทำการวิจัยประเภทนี้แล้ว เราจึงได้จัดทำเอกสารฉบับขยายนี้ขึ้น โดยเราจะอธิบายอย่างละเอียดว่าวิธีการทางวิทยาศาสตร์คืออะไร มีขั้นตอนอะไรบ้าง ต้องมีคุณลักษณะอะไรบ้าง และนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างไร

วิธีการทางวิทยาศาสตร์คืออะไรกันแน่?

วิธีการทางวิทยาศาสตร์คือ ระเบียบวิธีที่เป็นระบบ ซึ่งประกอบด้วยการนำชุดขั้นตอนและระยะต่างๆ มาประยุกต์ใช้ เรียนรู้ความรู้ใหม่ หรือเพื่อยืนยันผลการค้นพบที่มีอยู่แล้ว นี่คือวิธีการทำงานของวิทยาศาสตร์ และมันตั้งอยู่บนเสาหลักพื้นฐานหลายประการ:

• ประจักษ์นิยม: เป็นส่วนหนึ่งของเสมอ ข้อเท็จจริงที่สังเกตได้ และสามารถวัดได้ ไม่ว่าจะโดยตรงด้วยประสาทสัมผัสหรือผ่านเครื่องมือ
• การวัดที่เชื่อถือได้: ใช้ เครื่องมือและอุปกรณ์ ซึ่งช่วยให้สามารถวัดปริมาณของปรากฏการณ์ที่ศึกษาได้อย่างแม่นยำ
• ความมีเหตุผลคำอธิบายจะต้องเป็น มีเหตุผลและสอดคล้องกันโดยอิงจากหลักการและกฎทางวิทยาศาสตร์ ไม่ใช่ความคิดเห็น
• ความเที่ยงธรรม: มุ่งที่จะแยกตัวออก อคติส่วนตัวของนักวิจัยโดยมุ่งเน้นที่ข้อมูลที่ได้รับการยอมรับจากชุมชนวิทยาศาสตร์
• ความเป็นระบบ: ตามมาด้วย ลำดับและลำดับขั้น ซึ่งช่วยให้เกิดความก้าวหน้าจากการสังเกตไปสู่การกำหนดทฤษฎีและกฎเกณฑ์
• ข้อเท็จจริงมันมักจะขึ้นอยู่กับ ข้อเท็จจริงที่ตรวจสอบได้ ผ่านประสบการณ์และการทดลอง

กระบวนการนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การศึกษาใดๆ ที่ดำเนินการตามแนวทางนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ สามารถทำซ้ำได้โดยนักวิจัยคนอื่นๆความสามารถในการทำซ้ำได้นี้เองที่ทำให้เราสามารถตรวจสอบได้ว่าผลลัพธ์ยังคงเป็นจริงภายใต้เงื่อนไข สถานที่ หรือเวลาที่แตกต่างกันหรือไม่ และเป็นหนึ่งในเกณฑ์หลักในการแยกแยะความรู้ทางวิทยาศาสตร์ออกจากความคิดเห็นหรือความเชื่อทั่วไป

วิธีการทางวิทยาศาสตร์มีขั้นตอนอย่างไร?

ขั้นตอนหรือลำดับขั้นของวิธีการนี้มักจะนำเสนอในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับสาขาวิชา แต่โดยพื้นฐานแล้วจะครอบคลุมเส้นทางเดียวกัน ในบทความต้นฉบับเราได้ชี้แจงไว้ว่า: คำถาม การสังเกต การตั้งสมมติฐาน การทดลอง การวิเคราะห์ และการสรุปผลนอกจากนี้ แนวทางการปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันมักรวมถึงช่วงเวลาสำคัญอื่นๆ เช่น การตีพิมพ์และการเปรียบเทียบ จากผลลัพธ์ การกำหนดทฤษฎี และในบางกรณี การรวมกิจการของ กฎทางวิทยาศาสตร์.

ขั้นตอนทั้งหมดนี้ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้ เพื่อประเมินหัวข้อเพื่อเสนอแนวทางแก้ไข ทดสอบอย่างเข้มงวด และสรุปผลอย่างมั่นคง ต่อไปนี้เราจะพัฒนาแต่ละขั้นตอน โดยบูรณาการทั้งโครงสร้างแบบดั้งเดิมและองค์ประกอบเพิ่มเติมที่ช่วยเสริมสร้างและทำให้วิธีการทางวิทยาศาสตร์แข็งแกร่งขึ้น

ถามคำถามที่ถูกต้อง

ในการเริ่มต้นการสืบสวนโดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ จำเป็นต้องดำเนินการดังต่อไปนี้ ตั้งคำถามที่เฉพาะเจาะจง เกี่ยวกับหัวข้อที่สนใจ คำถามนี้ควรมีลักษณะดังนี้:

• มีความเกี่ยวข้องกับ ปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ (โดยไม่แสดงความคิดเห็นหรือการตัดสินทางศีลธรรม)
• เพื่อให้สามารถรับการตอบกลับผ่านทาง ข้อมูลและการทดลองไม่ใช่เพียงแค่การไตร่ตรองเท่านั้น
• เพียงพอแล้ว แม่นยำและจำกัด เพื่อให้สามารถดำเนินการได้อย่างสมจริง

เพื่อให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น เราจะใช้ตัวอย่างคำถามทางวิทยาศาสตร์ในชีวิตประจำวันมาประกอบ:

• แก้วชนิดใด ความจุน้ำที่มากขึ้น?
• ทำไม ไม้ลอยน้ำ?
• มันส่งผลกระทบอย่างไร อุณหภูมิ ยาเม็ดฟู่ละลายเร็วแค่ไหน?
• สบู่ชนิดใดมีประสิทธิภาพมากที่สุดสำหรับ ขจัดคราบ โดยเฉพาะเจาะจง?

ในบริบทการศึกษาหรือวิทยาศาสตร์เบื้องต้น การแนะนำให้นักเรียนเรียนรู้ที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างสิ่งต่างๆ นั้นมีประโยชน์อย่างมาก คำถามทางวิทยาศาสตร์ (ซึ่งสามารถตอบได้ด้วยการทดลอง) และคำถามที่ขึ้นอยู่กับเท่านั้น รสนิยม ค่านิยม หรือความคิดเห็นและด้วยเหตุนี้จึงไม่สอดคล้องกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์

การสังเกตและการสอบสวน

เมื่อตั้งคำถามเสร็จแล้ว จำเป็นต้องหยุดและพิจารณาใหม่ สังเกตอย่างระมัดระวัง และ การสอบสวนครั้งก่อน ซึ่งช่วยให้สามารถรวบรวมข้อมูลได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อหาคำตอบ ขั้นตอนการรวบรวมข้อมูลเบื้องต้นนี้รวมถึงทั้ง... การสังเกตโดยตรง ของปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การทบทวนผลงานก่อนหน้า (หนังสือ บทความ รายงาน ฯลฯ)

การสังเกตทางวิทยาศาสตร์มีจุดประสงค์เพื่ออธิบายว่าทำไมบางสิ่งจึงเกิดขึ้น หรือตอบคำถามอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์นั้น ๆ โดยอาศัยข้อมูลที่รวบรวมได้ด้วยวิธีการต่าง ๆ สามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภท: ไม่เป็นระบบ กึ่งเป็นระบบ และเป็นระบบอย่างไรก็ตาม ขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์มักอาศัยการสังเกตอย่างเป็นระบบเป็นหลัก

• การสังเกตแบบไม่เป็นระบบหมายถึงการสังเกตที่ดำเนินการโดยไม่มีการวางแผนหรือการจัดระเบียบไว้ล่วงหน้า กล่าวคือ เราเพียงแค่สังเกตปัญหาและพยายามรวบรวมข้อมูลใดๆ ที่อาจเป็นประโยชน์ เป็นการสังเกตแบบดั้งเดิมมากกว่า เป็นธรรมชาติและชอบสำรวจ.
• การสังเกตแบบกึ่งระบบลักษณะเด่นคือ ต้องขีดเส้นแบ่งเขตก่อน วัตถุประสงค์ของการสังเกตเพื่อให้ง่ายต่อการทราบว่ากำลังมองหาอะไรอยู่ อย่างไรก็ตาม ยังไม่ได้มีการจัดระเบียบทุกแง่มุมที่ต้องสังเกตอย่างเคร่งครัด
• การสังเกตอย่างเป็นระบบเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยอาศัยการวางแผนล่วงหน้าเกี่ยวกับวัตถุประสงค์หรือแง่มุมที่จะประเมิน วิธีนี้จะช่วยให้สามารถดำเนินการวิจัยได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเก็บรวบรวมข้อมูลในรูปแบบที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นจำเป็นต้องจัดหมวดหมู่ปัจจัยทั้งหมดที่สังเกต (เช่น พฤติกรรม ข้อเท็จจริง เหตุการณ์ ปรากฏการณ์ในด้านต่างๆ เป็นต้น) และใช้เครื่องมือบันทึกที่ชัดเจน (เช่น ตาราง รายการตรวจสอบ อุปกรณ์วัด เป็นต้น)

ในช่วงนี้ สิ่งต่างๆ ที่แตกต่างกัน ตัวแปรการศึกษา:

• ตัวแปรอิสระ: ตัวแปรที่นักวิจัยปรับเปลี่ยนหรือควบคุมเพื่อดูผลกระทบ (ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิน้ำ)
• ตัวแปรตามสิ่งที่วัดหรือสังเกตได้เป็นผลลัพธ์ (ตัวอย่างเช่น เวลาที่ใช้ในการละลายยาเม็ด)
• ตัวแปรควบคุม: ปัจจัยเหล่านั้นที่ต้อง คงที่ เพื่อให้แน่ใจว่าการทดสอบมีความยุติธรรม (ชนิดของยาเม็ด ปริมาณน้ำ ชนิดของแก้ว ฯลฯ)

ยิ่งขั้นตอนการสังเกตและการตรวจสอบนี้เข้มงวดมากเท่าไร ความน่าจะเป็นที่ต่ำกว่า เขาจะต้องทำผิดพลาดในขั้นตอนต่อๆ ไป และ แข็งมากขึ้น นี่คือผลลัพธ์ที่จะได้รับ

คำชี้แจงของสมมติฐาน

นี่เป็นหนึ่งในขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ต้องหาค่า a คำอธิบายเบื้องต้น ที่ตอบคำถามที่ถาม โดยคำนึงถึงข้อมูลที่รวบรวมได้จากการสังเกตหรือการวิจัย คำอธิบายนี้เรียกว่า สมมติฐาน.

ดังนั้น สมมติฐานจึงเป็น ข้อเสนอที่พยายามอธิบาย ข้อเท็จจริงที่สังเกตได้ อาจมี สมมติฐานทางเลือกหนึ่งข้อหรือมากกว่านั้นอย่างไรก็ตาม ข้อกล่าวอ้างเหล่านั้นยังไม่สามารถถือได้ว่าเป็นความจริงโดยสมบูรณ์ จนกว่าจะได้รับการทดสอบผ่านการทดลอง

ในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ มักมีการเน้นย้ำว่าสมมติฐานจะต้องถูกต้อง หักล้างได้ หรือพิสูจน์ได้ว่าเป็นเท็จกล่าวคือ สมมติฐานต้องถูกกำหนดขึ้นในลักษณะที่ทำให้สามารถค้นพบข้อมูลหรือการทดลองที่ขัดแย้งกับสมมติฐานนั้นได้ หากสมมติฐานใดไม่สามารถทดสอบหรือหักล้างได้ สมมติฐานนั้นก็ไม่อยู่ในกรอบของวิธีการทางวิทยาศาสตร์

ในการกำหนดสมมติฐาน เราขอแนะนำเคล็ดลับคลาสสิกต่อไปนี้ ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในบริบททางการศึกษา:

• ระบุให้ชัดเจน ปัญหาที่เกิดขึ้น.
• แยกสิ่งที่ คุณรู้อยู่แล้วว่า (ผลที่สังเกตได้) ของอะไร คุณยังไม่เข้าใจอีกเหรอ (สาเหตุที่เป็นไปได้)
• มองหา “ข้อสันนิษฐานที่สมเหตุสมผล"สิ่งที่เชื่อมโยงสิ่งที่คุณรู้กับสิ่งที่คุณพยายามอธิบาย"
• ใช้โครงสร้าง “ถ้า X แล้ว Yโดยที่ “X” คือสาเหตุที่คาดการณ์ไว้ และ “Y” คือผลที่สังเกตได้ ด้วยวิธีนี้ จะสามารถสร้างความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไปกับผลลัพธ์ที่คาดหวังได้

ตัวอย่างเช่น เมื่อเผชิญกับปัญหาว่าทำไมพืชต้นหนึ่งจึงเจริญเติบโตน้อยกว่าอีกต้นหนึ่ง สมมติฐานหนึ่งอาจเป็น: “ถ้าพืชต้นหนึ่งได้รับ... แสงแดดน้อยลงจากนั้นมันก็จะเติบโต ช้าลง มากกว่าอีกอันที่ได้รับแสงมากกว่า” สูตรนี้เปิดโอกาสให้ออกแบบการทดลองเฉพาะเพื่อทดสอบได้

นั่นเป็นวิธีที่ง่ายและเรียบง่ายในการกำหนดสมมติฐานในไม่กี่ขั้นตอน แต่ก็ยังมีกลยุทธ์อื่นๆ ที่ซับซ้อนกว่า (เช่น การอนุมานจากทฤษฎีหรือแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ก่อนหน้านี้) ไม่ว่าในกรณีใด สิ่งสำคัญคือสมมติฐานนั้นต้องถูกต้อง ชัดเจน เฉพาะเจาะจง และตรวจสอบได้.

การทดลอง

การทดลองเป็นส่วนสำคัญของ ขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์เพราะผ่านพวกเขาจึงเป็นไปได้ ทดสอบ สมมติฐานที่อิงตามตัวแปรที่กำหนดไว้ หมายความว่าผู้ทำการวิจัยจะต้องทำการเปลี่ยนแปลงตัวแปรเหล่านั้น ตัวแปรอิสระ (ที่ ตัวแปรที่เป็นสาเหตุ) เพื่อสังเกตผลกระทบต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นใน ตัวแปรตามโดยมีเป้าหมายเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นอย่างเป็นกลาง

นอกจากนี้ การทดลองยังมีจุดประสงค์อีกด้วย สร้างสถานการณ์ขึ้นมาใหม่ ภายใต้สภาวะที่ควบคุมได้ ซึ่งจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่จำเป็น และองค์ประกอบต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นวัตถุของการศึกษาจะต้องมีอยู่ครบถ้วน สิ่งสำคัญคือต้องอธิบายรายละเอียดอย่างครบถ้วน ขั้นตอนที่ปฏิบัติตามเพื่อให้นักวิจัยคนอื่นๆ สามารถทำการทดลองซ้ำได้ทีละขั้นตอน

ในแนวทางปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน ให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับข้อเท็จจริงที่ว่า เป้าหมายหลักของการทดลองนั้นไม่ใช่การ "พิสูจน์" สมมติฐาน แต่เป็นการ "ตรวจสอบ" สมมติฐานนั้นด้วย ลองโต้แย้งดูสิทัศนคติเชิงวิพากษ์นี้ทำให้เราไม่สามารถยอมรับผลลัพธ์ที่อาจเกิดจากความบังเอิญหรือข้อผิดพลาดที่ตรวจไม่พบว่าเป็นความจริงได้ ดังนั้น:

• ถ้าสมมติฐานคือ หักล้าง (กล่าวคือ ข้อมูลไม่ตรงกับที่คาดไว้) จึงจำเป็นต้องดำเนินการต่อไป ตั้งสมมติฐานใหม่ ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลใหม่ที่ได้รับ
• หากไม่สามารถหักล้างสมมติฐานได้หลังจากพยายามและทำการทดลองหลายครั้งแล้ว สมมติฐานนั้นจะถือว่า... ข้อเสนอที่ได้รับการสนับสนุนอย่างดีและจะสามารถก้าวไปสู่ขั้นตอนของการสร้างทฤษฎีและการสรุปผลได้

หากการทดลองยืนยันสมมติฐานที่เสนอไว้ ก็สามารถถือได้ว่าสมมติฐานนั้นถูกต้อง ตามผลการทดสอบที่ดำเนินการ (ถึงแม้ว่าในทางวิทยาศาสตร์ ความเป็นไปได้ที่การทดลองในอนาคตอาจให้ข้อมูลที่ท้าทายสมมติฐานนั้นยังคงเปิดกว้างอยู่เสมอ) ในทางกลับกัน หากการทดลองไม่สามารถยืนยันสมมติฐานได้ สมมติฐานนั้นก็จะใช้การไม่ได้ หรืออย่างน้อยก็จะถูกตั้งคำถามอย่างจริงจัง

การวิเคราะห์ข้อมูลและการจัดระเบียบข้อมูล

จากการทดลองพบว่า ควรมีการเก็บรวบรวมข้อมูลชุดหนึ่งเพื่อให้สามารถดำเนินการต่อไปได้ การวิเคราะห์โดยละเอียดในขั้นตอนกลางนี้ ก่อนที่จะสรุปผล เราควรพิจารณาว่า ได้รับการจัดระเบียบและตีความ ผลลัพธ์ทั้งหมดที่ได้รับ

ในการวิเคราะห์ควรพิจารณาสิ่งต่อไปนี้ ข้อมูลทั้งหมดไม่ว่าข้อมูลเหล่านี้จะตรงกับที่เราคาดการณ์ไว้หรือไม่ก็ตาม ประเด็นสุดท้ายนี้หมายความว่า หากข้อมูลบางส่วนไม่ตรงกับที่เราคาดหวัง เราก็ยังคง... รวมเข้าไว้และวิเคราะห์มัน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือในการวิจัย

เพื่ออำนวยความสะดวกในงานนี้ มักใช้สิ่งต่อไปนี้:

• ตารางข้อมูล ซึ่งจะมีการบันทึกมาตรการที่ดำเนินการไว้
• กราฟิก (แผนภูมิแท่ง แผนภูมิเส้น แผนภาพ ฯลฯ) ที่ช่วยให้คุณเห็นภาพแนวโน้มหรือการเปรียบเทียบได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
• ตารางสรุป โดยจะเน้นผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องมากที่สุด
• เครื่องมือของ การวิเคราะห์ทางสถิติ เมื่อการสืบสวนต้องการเช่นนั้น

เป้าหมายคือ เพื่อให้เราสามารถมองเห็นสิ่งต่างๆ ได้อย่างชัดเจน โดยอาศัยการจัดระเบียบข้อมูลนี้ เกิดอะไรขึ้นกันแน่ ในการทดลองและผลลัพธ์ในระดับใด สนับสนุนหรือขัดแย้ง สมมติฐานเบื้องต้น

สรุปและตีความผลลัพธ์

สุดท้ายแล้ว ต้องทำสิ่งหนึ่งให้สำเร็จ การตีความข้อมูล รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อให้สามารถระบุได้ว่าสมมติฐานนั้นถูกต้องหรือไม่ สอดคล้องกับผลลัพธ์ หรือในทางตรงกันข้าม ควรปฏิเสธหรือแก้ไข

ถ้าสมมติฐานได้รับการสนับสนุนจากข้อมูล แสดงว่า... ข้อสรุปที่ชัดเจน ซึ่งอธิบายถึงสิ่งที่ค้นพบ ภายใต้เงื่อนไขใด และด้วยระดับความเชื่อมั่นเท่าใด สิ่งนี้ทำให้สามารถกำหนดรูปแบบได้ ทฤษฎีชั่วคราว ซึ่งก่อให้เกิดความรู้ทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ อย่างน้อยก็จนกว่าจะมีหลักฐานอื่นมาหักล้าง

หากผลลัพธ์ขัดแย้งกับสมมติฐาน ก็จะมีการสรุปผลเช่นกัน แต่ในกรณีนี้โดยปกติแล้วจะรวมถึงการวิเคราะห์เพิ่มเติมด้วย สาเหตุที่เป็นไปได้ของความล้มเหลว (ข้อผิดพลาดในการออกแบบ ตัวแปรที่ควบคุมไม่ได้ เครื่องมือที่ไม่เหมาะสม ฯลฯ) และมีการเสนอแนะ สมมติฐานใหม่ หรือแนวทางการวิจัย เป็นเรื่องปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานศึกษา ที่จะเชิญชวนให้นักเรียนไตร่ตรองว่าพวกเขาอาจทำได้อย่างไร สามารถปรับปรุงขั้นตอนดังกล่าวได้ หรือสิ่งที่พวกเขาจะเปลี่ยนแปลงหากทำการทดลองซ้ำอีกครั้ง

ในสภาพแวดล้อมของโรงเรียน นักเรียนจะได้รับการส่งเสริมให้ตอบคำถามต่างๆ เช่น สมมติฐานถูกต้องหรือไม่ ปัจจัยใดบ้างที่อาจอธิบายผลลัพธ์ได้ เราจะทำการทดลองซ้ำได้อย่างไรเพื่อให้ได้ข้อมูลที่น่าเชื่อถือยิ่งขึ้น การไตร่ตรองในตอนท้ายนี้ช่วยให้เข้าใจว่าวิธีการทางวิทยาศาสตร์คืออะไร กระบวนการที่เปิดกว้างและสามารถปรับปรุงได้ไม่ใช่สูตรสำเร็จแบบตายตัว

การตีพิมพ์ การเปรียบเทียบ ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ และกฎหมาย

ที่ผ่านมาเราได้อธิบายขั้นตอนพื้นฐานของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ตามที่นำไปใช้ในการวิจัยส่วนใหญ่แล้ว อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ความรู้กลายเป็นส่วนหนึ่งของ... วิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยอมรับอย่างไรก็ตาม ยังมีองค์ประกอบสำคัญบางอย่างที่ยังขาดหายไป ได้แก่: สิ่งพิมพ์ และการทบทวนผลงาน การบูรณาการเข้ากับ... ทฤษฎี กว้างขึ้น และในบางกรณี การเปลี่ยนแปลงไปเป็น กฎหมายวิทยาศาสตร์.

การตีพิมพ์และการเปรียบเทียบกับงานวิจัยอื่นๆ

เมื่อการสอบสวนเสร็จสิ้นและมีการเขียนข้อสรุปแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือ แบ่งปันผลลัพธ์ ร่วมกับชุมชนวิทยาศาสตร์ โดยปกติแล้วจะดำเนินการผ่าน บทความในวารสารเฉพาะทางการนำเสนอผลงานในการประชุม หรือรายงานการวิจัย

สิ่งพิมพ์นี้ตอบสนองวัตถุประสงค์สำคัญสองประการ:

• จะช่วยให้ ขยายความรู้ ข้อมูลเหล่านี้จะพร้อมใช้งาน เพื่อให้นักวิจัยคนอื่นๆ สามารถนำผลลัพธ์เหล่านั้นไปใช้ในการทำงานของตนเองได้
• เขาเผยแพร่ทฤษฎีหรือผลการค้นพบสู่สาธารณะ เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ สามารถนำไปใช้ได้ ตรวจสอบพวกมันอย่างมีวิจารณญาณทำการทดลองซ้ำอีกครั้งและดูว่าได้ข้อสรุปเดียวกันหรือไม่

การตรวจสอบความถูกต้องอีกรูปแบบหนึ่งคือ ทำซ้ำงานวิจัยที่ตีพิมพ์ไปแล้วกล่าวคือ การทำการวิจัยซ้ำในสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์คนอื่นได้ทำไปแล้ว เพื่อทดสอบสมมติฐานของพวกเขาและดูว่าผลลัพธ์ยังคงเป็นจริงภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันหรือไม่ หากทีมวิจัยต่าง ๆ ทำงานอย่างอิสระและได้รับผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ การทำซ้ำการศึกษาจะช่วยเพิ่มความมั่นใจในความถูกต้องของสมมติฐานและทฤษฎี ในทางกลับกัน หากกลุ่มอื่นพบข้อมูลที่ พวกเขาโต้แย้งข้อสรุปเหล่านั้นจำเป็นต้องตรวจสอบงานต้นฉบับ ตรวจหาข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น และหากจำเป็น ตั้งสมมติฐานใหม่.

ทฤษฎีและกฎทางวิทยาศาสตร์

เมื่อสมมติฐานได้รับการสนับสนุนจากงานวิจัยจำนวนมากในบริบทที่แตกต่างกัน และบูรณาการเข้ากับคำอธิบายอื่นๆ เกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง ก็สามารถนำไปสู่ข้อสรุปได้ ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ทฤษฎีคือ กรอบการอธิบายที่กว้างขวาง ซึ่งจัดระเบียบข้อเท็จจริงและการสังเกตต่างๆ มากมายภายใต้หลักการเดียวกัน

ในบางสาขา เมื่อความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์ต่างๆ ได้รับการยืนยันซ้ำแล้วซ้ำเล่า ภายใต้เงื่อนไขที่หลากหลาย ก็สามารถระบุได้ว่า เป็นความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหลาย กฎหมายวิทยาศาสตร์กฎหมายอธิบายไว้ในลักษณะหนึ่ง กระชับและตรงประเด็น อธิบายว่าแง่มุมใดของความเป็นจริงมีพฤติกรรมอย่างไร (ตัวอย่างเช่น ความสัมพันธ์ระหว่างแรง มวล และความเร่ง) โดยอาศัยการสังเกตและการทดลองที่สะสมมาอย่างมหาศาล

ถึงกระนั้น แม้แต่กฎทางวิทยาศาสตร์ก็ยังถูกพิจารณาอยู่ เปิดให้ตรวจสอบ หากในอนาคตมีข้อมูลใหม่ปรากฏขึ้นมาที่ท้าทายสมมติฐานเหล่านั้น ทัศนคติแห่งความสงสัยอย่างต่อเนื่องและการเปิดรับการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นอีกหนึ่งจุดแข็งที่สำคัญของวิธีการทางวิทยาศาสตร์

มีขั้นตอนที่จำเป็นและขั้นตอนเพิ่มเติมหรือไม่?

หนึ่งในประเด็นที่อาจก่อให้เกิดข้อถกเถียงมากที่สุดเมื่อกำหนดขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ คือ การตัดสินใจว่าขั้นตอนใดบ้างที่ควรพิจารณาว่าเป็น... บังคับ และซึ่งจะเป็นเพียง เพิ่มเติม ที่ช่วยเสริมกระบวนการให้ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนที่จำเป็นคือขั้นตอนที่มีอยู่แล้วใน การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ทุกประเภทไม่ว่าจะเป็นสาขาวิชาใดก็ตาม องค์ประกอบพื้นฐานเหล่านี้ได้แก่ การสังเกต การตั้งคำถาม สมมติฐาน การทดลอง การวิเคราะห์ และการสรุปผล หากขาดองค์ประกอบพื้นฐานเหล่านี้ เราก็ไม่อาจกล่าวได้อย่างถูกต้องว่านี่คือวิธีการทางวิทยาศาสตร์

ในทางกลับกัน มีขั้นตอนที่ผู้เขียนบางคนพิจารณา เสริม, อย่างไร:

• การรับรู้ปัญหาอย่างชัดเจนนอกเหนือจากการสังเกตเพียงอย่างเดียวแล้ว นักวิจัยยังกำหนดปัญหาที่ต้องการแก้ไขไว้อย่างชัดเจน ซึ่งช่วยให้การวิจัยมีความมุ่งเน้นมากขึ้น
• การคาดการณ์จากสมมติฐานนั้น สามารถอนุมานผลลัพธ์เฉพาะที่ควรจะสังเกตได้หากสมมติฐานนั้นเป็นจริง การคาดการณ์เหล่านี้ใช้เป็นแนวทางในการออกแบบการทดลองใหม่ ๆ
• การตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิและการเผยแพร่ในสื่อทั่วไปกระบวนการต่างๆ ที่ถึงแม้จะไม่ได้ระบุไว้เป็น "ขั้นตอน" อย่างเป็นทางการเสมอไป แต่ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อ การยอมรับทางสังคม ของความรู้ทางวิทยาศาสตร์

อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบเพิ่มเติมทั้งหมดเหล่านี้มีหน้าที่ดังนี้ การเสริมแรง ขั้นตอนเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็น ช่วยให้ข้อมูลเพิ่มเติมและเพิ่มความน่าเชื่อถือของการวิจัย แต่ไม่ได้ทดแทนขั้นตอนพื้นฐานที่เราได้อธิบายไปแล้ว

วิธีการทางวิทยาศาสตร์ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในสาขาใดบ้าง?

วิธีการทางวิทยาศาสตร์ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในหลากหลายสาขา ไม่ใช่เฉพาะในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแบบดั้งเดิมเท่านั้น บางสาขาที่โดดเด่นที่สุด ได้แก่:

• วิทยาศาสตร์ธรรมชาติฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา ธรณีวิทยา ดาราศาสตร์… ในทุกสาขา จุดมุ่งหมายคือการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ในโลกทางกายภาพผ่าน… การสังเกต การทดลอง และการวิเคราะห์ข้อมูล.
• แพทยศาสตร์และวิทยาศาสตร์สุขภาพ: ใช้ในการตรวจสอบ สาเหตุของโรคพัฒนาวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพ ประเมินยา และปรับปรุงการดูแลสุขภาพผ่านการทดลองทางคลินิกที่มีการควบคุม
• วิศวกรรมและเทคโนโลยีวิศวกรนำวิธีการทางวิทยาศาสตร์มาประยุกต์ใช้ ออกแบบโซลูชันทางเทคนิครวมถึงการทดสอบต้นแบบ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต และการรับรองความปลอดภัยของโครงสร้างและอุปกรณ์ต่างๆ
• สังคมศาสตร์สาขาวิชาต่างๆ เช่น จิตวิทยา สังคมวิทยา เศรษฐศาสตร์ และการศึกษา ต่างปรับใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ให้เข้ากับความซับซ้อนของพฤติกรรมมนุษย์ โดยใช้แบบสำรวจ การทดลองแบบควบคุม การศึกษาภาคสนาม และการวิเคราะห์ทางสถิติ
• วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม: ใช้ในการศึกษาผลกระทบของ กิจกรรมของมนุษย์ที่มีต่อสิ่งแวดล้อมประเมินผลกระทบของมลพิษ ออกแบบกลยุทธ์การอนุรักษ์ และเสนอแนวนโยบายที่อิงตามหลักฐานเชิงประจักษ์
• เกษตรศาสตร์และวิทยาศาสตร์อาหารวิธีการทางวิทยาศาสตร์เป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุง การปฏิบัติทางการเกษตรเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร พัฒนาพันธุ์ต้านทานโรคใหม่ และรับประกันว่า ความปลอดภัยของอาหาร.

นอกเหนือจากสาขาเหล่านี้แล้ว วิธีการทางวิทยาศาสตร์ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับปัญหาในชีวิตประจำวันได้ เช่น การแก้ไขปัญหาในครัวเรือน การเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์ หรือการเพิ่มประสิทธิภาพกิจกรรมประจำวัน เมื่อใดก็ตามที่ เราสังเกตเห็นปัญหาเราเสนอคำอธิบายที่เป็นไปได้ ทดสอบวิธีแก้ปัญหาต่างๆ และเลือกใช้วิธีที่ได้ผลดีที่สุด เราเพียงแค่ใช้ตรรกะเดียวกันกับที่ใช้ในวิทยาศาสตร์

โดยสรุป ขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่เราได้อธิบายไปนั้นให้ผลลัพธ์ดังนี้ คู่มือที่ชัดเจนและเป็นระบบ เพื่อสำรวจโลกที่อยู่รอบตัวเรา เพิ่มความเที่ยงตรงของข้อสรุป และสร้างองค์ความรู้ที่น่าเชื่อถือและเป็นประโยชน์ต่อสังคมโดยรวมทีละขั้นตอน