PHƯƠNG PHÁP KHOA HỌC: 6 BƯỚC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHÚNG (VÍ DỤ) - KHOA HỌC - 2026

Các phương pháp khoa học là một quá trình được sử dụng trong các ngành khoa học để thử nghiệm một giả thuyết khoa học thông qua quan sát, đặt câu hỏi, xây dựng giả thuyết và thực nghiệm. Đó là một cách hợp lý để có được kiến ​​thức khách quan và đáng tin cậy.

Do đó, phương pháp khoa học có một loạt các đặc điểm xác định nó: quan sát, thử nghiệm, hỏi và trả lời câu hỏi. Tuy nhiên, không phải tất cả các nhà khoa học đều tuân theo chính xác quá trình này. Một số ngành khoa học có thể dễ dàng kiểm tra hơn những ngành khác.

Các bước của phương pháp khoa học: vấn đáp, điều tra, xây dựng giả thuyết, thực nghiệm, phân tích số liệu, kết luận.

Ví dụ, các nhà khoa học nghiên cứu cách các ngôi sao thay đổi khi chúng già đi hoặc cách khủng long tiêu hóa thức ăn của chúng không thể nâng tuổi thọ của một ngôi sao lên một triệu năm hoặc tiến hành các nghiên cứu và thử nghiệm với khủng long để kiểm tra giả thuyết của chúng.

Khi không thể thực nghiệm trực tiếp, các nhà khoa học sửa đổi phương pháp khoa học. Mặc dù nó thay đổi với hầu hết mọi cuộc điều tra khoa học, nhưng mục tiêu vẫn giống nhau: khám phá mối quan hệ nguyên nhân và kết quả bằng cách đặt câu hỏi, thu thập và kiểm tra dữ liệu, và xem liệu tất cả thông tin có sẵn có thể được kết hợp thành một câu trả lời hợp lý hay không.

Mặt khác, một nhà khoa học thường trải qua các giai đoạn của phương pháp khoa học một lần nữa, vì thông tin, dữ liệu hoặc kết luận mới có thể khiến họ cần phải thực hiện lại các bước.

Ví dụ, một nhà khoa học có thể đưa ra giả thuyết "ăn quá nhiều làm tăng tốc độ lão hóa", tiến hành một thí nghiệm và đưa ra kết luận. Sau đó, bạn có thể thực hiện lại các bước, bắt đầu với một giả thuyết khác, chẳng hạn như "ăn quá nhiều đường làm tăng tốc độ lão hóa".

Phương pháp khoa học là gì và nó dùng để làm gì?

Phương pháp khoa học là một phương pháp điều tra thực nghiệm nhằm thu được kiến ​​thức và thông tin mới. "Thực nghiệm" có nghĩa là nó dựa trên thực tế, sử dụng dữ liệu; nó đối lập với "lý thuyết." Do đó, các nhà khoa học sử dụng phương pháp khoa học để tìm hiểu thực tế, thu thập dữ liệu và tiến hành các thí nghiệm. Nó có thể được chia thành sáu bước / giai đoạn / giai đoạn áp dụng cho tất cả các loại nghiên cứu:

-Câu hỏi dựa trên quan sát.

-Cuộc điều tra.

-Hình thành giả thuyết.

-Kinh nghiệm.

-Phân tích các dữ liệu.

- Bác bỏ hoặc chấp nhận giả thuyết (kết luận).

Tiếp theo, tôi sẽ chỉ ra các bước cơ bản được thực hiện khi thực hiện một cuộc điều tra. Để các bạn hiểu rõ hơn, ở cuối bài viết tôi sẽ để lại ví dụ về ứng dụng của các bước trong một thí nghiệm sinh học; trong việc khám phá cấu trúc của DNA.

Đặc điểm chính của phương pháp khoa học

- Sử dụng quan sát như một điểm khởi đầu.

- Đặt câu hỏi và trả lời. Để hình thành giả thuyết, nhà khoa học đặt câu hỏi và câu trả lời một cách có hệ thống, tìm cách thiết lập các mối quan hệ nguyên nhân - kết quả trong các khía cạnh của thực tế.

- Yêu cầu xác minh, tức là các kết quả cần được xác minh bởi các nhà khoa học khác nhau.

- Tạo ra kết luận có thể bác bỏ. Nếu không xác minh được kết luận thì không thể áp dụng phương pháp khoa học.

- Tạo ra các kết quả có thể lặp lại; các thí nghiệm có thể được các nhà khoa học nhân rộng để cố gắng thu được kết quả tương tự.

- Nó mang tính khách quan; nó dựa trên thực nghiệm và quan sát, không phải ý kiến ​​chủ quan.

Các bước của phương pháp khoa học là gì? Chúng bao gồm những gì và đặc điểm của chúng

Bước 1- Đặt câu hỏi dựa trên quan sát

Phương pháp khoa học bắt đầu khi nhà khoa học / nhà nghiên cứu đặt câu hỏi về điều gì đó họ đã quan sát được hoặc họ đang điều tra: Làm thế nào, cái gì, khi nào, ai, cái gì, tại sao, hoặc ở đâu?

Ví dụ về quan sát và câu hỏi:

- Louis Pasteur quan sát dưới kính hiển vi thấy những con tằm ở miền Nam nước Pháp bị bệnh do ký sinh trùng.

- Một nhà sinh vật học quan sát dưới kính hiển vi rằng sự hiện diện của một số loại tế bào giúp cải thiện các triệu chứng của bệnh đậu mùa. Bạn có thể hỏi, liệu những tế bào này có chống lại virus đậu mùa không?

- Albert Einstein, khi ông đang phát triển thuyết tương đối hẹp, đã tự hỏi mình: Bạn sẽ thấy gì nếu bạn có thể đi bên cạnh một tia sáng khi nó truyền trong không gian?

Bước 2- Điều tra

Bước này bao gồm thực hiện nghiên cứu, thu thập thông tin để giúp trả lời câu hỏi. Điều quan trọng là thông tin thu thập phải khách quan và từ các nguồn đáng tin cậy. Chúng có thể được điều tra thông qua cơ sở dữ liệu internet, trong thư viện, sách, phỏng vấn, nghiên cứu, v.v.

Có một số kiểu quan sát khoa học. Phổ biến nhất là trực tiếp và gián tiếp.

Bước 3- Xây dựng giả thuyết

Giai đoạn thứ ba là hình thành giả thuyết. Giả thuyết là một tuyên bố có thể được sử dụng để dự đoán kết quả của các quan sát trong tương lai.

Ví dụ về giả thuyết:

• Những cầu thủ tập luyện thường xuyên tận dụng thời gian, ghi nhiều bàn thắng hơn những người bỏ lỡ 15% số buổi tập.
• Các bậc cha mẹ mới học lên cao, trong 70% trường hợp thường thoải mái hơn khi sinh con.

Một giả thuyết hữu ích phải cho phép dự đoán bằng suy luận, bao gồm cả suy luận suy diễn. Giả thuyết có thể dự đoán kết quả của một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm hoặc quan sát một hiện tượng trong tự nhiên.

Nếu các dự đoán không thể tiếp cận bằng quan sát hoặc kinh nghiệm, thì giả thuyết đó vẫn chưa thể kiểm tra được và sẽ vẫn duy trì ở mức độ phi khoa học đó. Sau đó, một công nghệ hoặc lý thuyết mới có thể làm cho các thí nghiệm cần thiết trở nên khả thi.

Bước 4 - Thử nghiệm

Trường hợp thí nghiệm với con người.

Bước tiếp theo là thử nghiệm, khi các nhà khoa học thực hiện cái gọi là thí nghiệm khoa học, trong đó các giả thuyết được kiểm tra.

Các dự đoán mà các giả thuyết cố gắng đưa ra có thể được kiểm tra bằng các thí nghiệm. Nếu kết quả thử nghiệm mâu thuẫn với các dự đoán, các giả thuyết sẽ bị nghi ngờ và trở nên kém bền vững hơn.

Nếu kết quả thí nghiệm xác nhận dự đoán của các giả thuyết, thì các giả thuyết được coi là đúng hơn, nhưng chúng có thể sai và vẫn còn phải thực nghiệm thêm.

Để tránh sai số quan sát trong các thí nghiệm, kỹ thuật đối chứng thí nghiệm được sử dụng. Kỹ thuật này sử dụng sự tương phản giữa nhiều mẫu (hoặc quan sát) trong các điều kiện khác nhau để xem những gì thay đổi hoặc giữ nguyên.

Thí dụ

Để kiểm tra giả thuyết "tốc độ phát triển của cỏ không phụ thuộc vào lượng ánh sáng", người ta sẽ phải quan sát và lấy dữ liệu từ cỏ không tiếp xúc với ánh sáng.

Đây được gọi là "nhóm kiểm soát". Chúng giống hệt với các nhóm thí nghiệm khác, ngoại trừ biến số đang được khảo sát.

Điều quan trọng cần nhớ là nhóm đối chứng chỉ có thể khác với bất kỳ nhóm thực nghiệm nào bởi một biến số. Bằng cách đó, bạn có thể biết rằng chính biến đó có tạo ra các thay đổi hay không.

Ví dụ, cỏ ở ngoài bóng râm không thể so sánh với cỏ ở ngoài nắng. Cỏ của thành phố này cũng không với cỏ của thành phố khác. Ngoài ánh sáng, có những biến số giữa hai nhóm, chẳng hạn như độ ẩm của đất và độ pH.

Một ví dụ khác về nhóm kiểm soát rất phổ biến

Các thí nghiệm để tìm hiểu xem một loại thuốc có hiệu quả trong việc điều trị những gì mong muốn hay không là rất phổ biến. Ví dụ, nếu bạn muốn biết tác dụng của aspirin, bạn có thể sử dụng hai nhóm trong thử nghiệm đầu tiên:

• Nhóm thí nghiệm 1, được cung cấp aspirin.
• Nhóm chứng 2, với các đặc điểm giống như nhóm 1 và không được cung cấp aspirin.

Bước 5: phân tích dữ liệu

Sau thử nghiệm, dữ liệu được lấy, có thể ở dạng số, có / không, có / vắng mặt hoặc các quan sát khác.

Việc thu thập các phép đo và dữ liệu một cách có hệ thống và cẩn thận là sự khác biệt giữa khoa học giả như thuật giả kim và khoa học như hóa học hoặc sinh học. Phép đo có thể được thực hiện trong một môi trường được kiểm soát, chẳng hạn như phòng thí nghiệm, hoặc trên các đối tượng không thể tiếp cận hoặc không thể thao tác được, chẳng hạn như các ngôi sao hoặc quần thể người.

Việc đo đạc thường yêu cầu các dụng cụ khoa học chuyên dụng như nhiệt kế, kính hiển vi, quang phổ, máy gia tốc hạt, vôn kế …

Bước này liên quan đến việc xác định kết quả của thử nghiệm cho thấy gì và quyết định các hành động tiếp theo cần thực hiện. Trong trường hợp một thử nghiệm được lặp lại nhiều lần, có thể cần phân tích thống kê.

Nếu bằng chứng đã bác bỏ giả thuyết thì cần phải có giả thuyết mới. Nếu dữ liệu từ thí nghiệm ủng hộ giả thuyết, nhưng bằng chứng không đủ mạnh, thì nên kiểm tra các dự đoán khác của giả thuyết với các thí nghiệm khác.

Một khi giả thuyết được bằng chứng ủng hộ mạnh mẽ, một câu hỏi nghiên cứu mới có thể được đặt ra để cung cấp thêm thông tin về cùng một chủ đề.

Bước 6: Kết luận. Giải thích dữ liệu và chấp nhận hoặc bác bỏ giả thuyết

Đối với nhiều thí nghiệm, các kết luận được hình thành trên cơ sở phân tích dữ liệu không chính thức. Đơn giản chỉ cần hỏi, liệu dữ liệu có phù hợp với giả thuyết không? nó là một cách chấp nhận hoặc bác bỏ một giả thuyết.

Tuy nhiên, tốt hơn là áp dụng phân tích thống kê vào dữ liệu, để thiết lập mức độ 'chấp nhận' hoặc 'từ chối'. Toán học cũng hữu ích để đánh giá ảnh hưởng của sai số đo lường và độ không đảm bảo đo khác trong một thí nghiệm.

Nếu giả thuyết được chấp nhận, nó không được đảm bảo là giả thuyết đúng. Điều này chỉ có nghĩa là kết quả của thí nghiệm hỗ trợ giả thuyết. Có thể lặp lại thử nghiệm và nhận được kết quả khác vào lần sau. Giả thuyết cũng có thể giải thích các quan sát, nhưng đó là giải thích sai.

Nếu giả thuyết bị bác bỏ, nó có thể là sự kết thúc của thí nghiệm hoặc nó có thể được thực hiện lại. Nếu bạn lặp lại quy trình, bạn sẽ có nhiều quan sát hơn và nhiều dữ liệu hơn.

Các bước khác là: 7- Truyền đạt kết quả và 8- Kiểm tra kết quả bằng cách nhân rộng nghiên cứu (do các nhà khoa học khác thực hiện)

Nếu một thử nghiệm không thể được lặp lại để tạo ra kết quả giống nhau, điều này có nghĩa là kết quả ban đầu có thể đã sai. Do đó, thông thường một thí nghiệm được thực hiện nhiều lần, đặc biệt là khi có các biến không kiểm soát được hoặc các dấu hiệu khác của lỗi thí nghiệm.

Để thu được kết quả đáng kể hoặc đáng ngạc nhiên, các nhà khoa học khác cũng có thể cố gắng tự sao chép kết quả, đặc biệt nếu những kết quả đó quan trọng đối với công việc của họ.

Ví dụ thực tế về phương pháp khoa học trong việc khám phá cấu trúc của DNA

Lịch sử phát hiện ra cấu trúc của DNA là một ví dụ kinh điển về các bước của phương pháp khoa học: năm 1950 người ta biết rằng di truyền di truyền có một mô tả toán học, từ các nghiên cứu của Gregor Mendel, và DNA chứa thông tin di truyền.

Tuy nhiên, cơ chế lưu trữ thông tin di truyền (tức là gen) trong DNA không rõ ràng.

Điều quan trọng cần lưu ý là không chỉ Watson và Crick tham gia vào việc khám phá ra cấu trúc của DNA, mặc dù họ đã được trao giải Nobel. Nhiều nhà khoa học thời đó đã đóng góp kiến ​​thức, dữ liệu, ý tưởng và khám phá.

Câu hỏi từ quan sát

Nghiên cứu trước đây về DNA đã xác định thành phần hóa học của nó (bốn nucleotide), cấu trúc của mỗi nucleotide và các đặc tính khác.

DNA đã được xác định là vật mang thông tin di truyền bởi thí nghiệm Avery-MacLeod-McCarty vào năm 1944, nhưng cơ chế của cách thông tin di truyền được lưu trữ trong DNA vẫn chưa rõ ràng.

Do đó, câu hỏi có thể là:

Cuộc điều tra

Những người liên quan, bao gồm Linus Pauling, Watson hay Crick, đã điều tra và tìm kiếm thông tin; trong trường hợp này có thể là nghiên cứu về thời gian, sách và các cuộc trò chuyện với đồng nghiệp.

Giả thuyết

Linus Pauling đề xuất rằng DNA có thể là một chuỗi xoắn ba. Giả thuyết này cũng được Francis Crick và James D. Watson xem xét nhưng họ đã loại bỏ nó.

Khi Watson và Crick biết được giả thuyết của Pauling, họ hiểu từ dữ liệu hiện có rằng anh ta đã sai, và Pauling sẽ sớm thừa nhận những khó khăn của mình với cấu trúc đó. Do đó, cuộc chạy đua để khám phá cấu trúc của DNA là để tìm ra cấu trúc chính xác.

Giả thuyết sẽ đưa ra dự đoán nào? Nếu DNA có cấu trúc xoắn, thì dạng nhiễu xạ tia X của nó sẽ có dạng hình X.

Do đó, giả thuyết cho rằng DNA có cấu trúc chuỗi xoắn kép sẽ được thử nghiệm với kết quả / dữ liệu tia X. Cụ thể, nó được thử nghiệm với dữ liệu nhiễu xạ tia X do Rosalind Franklin, James Watson và Francis Crick cung cấp vào năm 1953.

Thí nghiệm

Rosalind Franklin đã kết tinh DNA tinh khiết và thực hiện nhiễu xạ tia X để tạo ra bức ảnh 51. Kết quả cho thấy một hình chữ X.

Bằng chứng thực nghiệm ủng hộ mô hình Watson và Crick đã được chứng minh trong một loạt năm bài báo đăng trên tạp chí Nature.

Trong số này, bài báo của Franklin và Raymond Gosling là ấn phẩm đầu tiên có dữ liệu nhiễu xạ tia X để hỗ trợ mô hình Watson và Crick.

Phân tích và kết luận

Khi Watson nhìn thấy hình ảnh nhiễu xạ chi tiết, ông ngay lập tức nhận ra nó là một đường xoắn.

Ông và Crick đã tạo ra mô hình của họ, sử dụng thông tin này cùng với thông tin đã biết trước đây về thành phần của DNA và về các tương tác phân tử, chẳng hạn như liên kết hydro.

Lịch sử

Vì rất khó xác định chính xác thời điểm phương pháp khoa học bắt đầu được sử dụng, nên rất khó để trả lời câu hỏi ai đã tạo ra nó.

Phương pháp và các bước của nó phát triển theo thời gian và các nhà khoa học đang sử dụng nó đã đóng góp, phát triển và cải tiến từng chút một.

Aristotle và người Hy Lạp

Aristotle, một trong những triết gia có ảnh hưởng nhất trong lịch sử, là người sáng lập ra khoa học thực nghiệm, tức là quá trình kiểm tra các giả thuyết từ kinh nghiệm, thực nghiệm và quan sát trực tiếp và gián tiếp.

Người Hy Lạp là nền văn minh phương Tây đầu tiên bắt đầu quan sát và đo lường để hiểu và nghiên cứu các hiện tượng của thế giới, tuy nhiên không có cấu trúc nào để gọi nó là phương pháp khoa học.

Người Hồi giáo và thời kỳ vàng son của Hồi giáo

Thật vậy, sự phát triển của phương pháp khoa học hiện đại bắt đầu từ các học giả Hồi giáo trong Thời kỳ Hoàng kim của Hồi giáo, vào thế kỷ 10 đến thế kỷ 14. Sau đó, các nhà khoa học-triết học thời Khai sáng tiếp tục tinh chỉnh nó.

Trong số tất cả các học giả đã đóng góp, Alhacen (Abū 'Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam), là người đóng góp chính, được một số sử gia coi là "kiến trúc sư của phương pháp khoa học." Phương pháp của ông có các giai đoạn sau, bạn có thể thấy sự tương đồng của nó với những gì được giải thích trong bài viết này:

-Bảo tồn thế giới tự nhiên.

-Thiết lập / xác định vấn đề.

-Hình thành giả thuyết.

-Kiểm tra giả thuyết thông qua thí nghiệm.

-Đánh giá và phân tích kết quả.

-Giải thích dữ liệu và rút ra kết luận.

-Công bố kết quả.

Thời phục hưng

Nhà triết học Roger Bacon (1214 - 1284) được coi là người đầu tiên áp dụng suy luận quy nạp như một phần của phương pháp khoa học.

Trong thời kỳ Phục hưng, Francis Bacon đã phát triển phương pháp quy nạp thông qua nguyên nhân và kết quả, và Descartes đề xuất rằng suy luận là cách duy nhất để học và hiểu.

Newton và khoa học hiện đại

Isaac Newton có thể được coi là nhà khoa học cuối cùng đã hoàn thiện quá trình này cho đến ngày nay nó được biết đến. Ông đã đề xuất và đưa vào thực tế rằng phương pháp khoa học cần cả phương pháp suy luận và quy nạp.

Sau Newton, có những nhà khoa học vĩ đại khác đã đóng góp vào sự phát triển của phương pháp, trong đó có Albert Einstein.

Tầm quan trọng

Phương pháp khoa học rất quan trọng vì nó là cách đáng tin cậy để tiếp thu kiến ​​thức. Nó dựa trên các tuyên bố, lý thuyết và kiến ​​thức dựa trên dữ liệu, thí nghiệm và quan sát.

Vì vậy, điều cần thiết cho sự tiến bộ của xã hội trong công nghệ, khoa học nói chung, y tế nói chung là tạo ra kiến ​​thức lý thuyết và ứng dụng thực tế.

Ví dụ, phương pháp khoa học này trái ngược với phương pháp dựa trên niềm tin. Với đức tin, điều gì đó được tin bởi các truyền thống, văn học hoặc niềm tin, mà không dựa trên bằng chứng có thể bác bỏ, cũng không thể thực hiện các thí nghiệm hoặc quan sát để phủ nhận hoặc chấp nhận niềm tin của đức tin đó.

Với khoa học, một nhà nghiên cứu có thể thực hiện các bước của phương pháp này, đưa ra kết luận, trình bày dữ liệu và các nhà nghiên cứu khác có thể tái tạo thí nghiệm hoặc quan sát đó để xác nhận nó hay không.

Người giới thiệu

1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos và Baptista Lucio, Pilar (1991). Phương pháp nghiên cứu (xuất bản lần thứ 2, 2001). Mexico DF, Mexico. McGraw-Hill.
2. Kazilek, CJ và Pearson, David (2016, ngày 28 tháng 6). Phương pháp khoa học là gì? Đại học Bang Arizona, Cao đẳng Khoa học và Nghệ thuật Tự do. Truy cập ngày 15 tháng 1 năm 2017.
3. Lodico, Marguerite G .; Spaulding, Dean T. và Voegtle, Katherine H. (2006). Phương pháp nghiên cứu giáo dục: Từ lý thuyết đến thực hành (xuất bản lần thứ 2, 2010). San Francisco, Hoa Kỳ. Jossey-Bass.
4. Márquez, Omar (2000). Quá trình nghiên cứu trong khoa học xã hội. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
5. Tamayo T., Mario (1987). Quy trình Nghiên cứu Khoa học (xuất bản lần thứ 3, 1999). Mexico DF, Mexico. Limusa.
6. Vera, Alirio (1999). Phân tích dữ liệu. San Cristóbal, Venezuela. Đại học Thực nghiệm Quốc gia Táchira (UNET).
7. Wolfs, Frank LH (2013). Giới thiệu về Phương pháp Khoa học. New York, Hoa Kỳ. Đại học Rochester, Khoa Vật lý và Thiên văn học. Truy cập ngày 15 tháng 1 năm 2017.
8. Wudka, José (1998, ngày 24 tháng 9). "Phương pháp khoa học" là gì? Riverside, Hoa Kỳ. Đại học California, Khoa Vật lý và Thiên văn học. Truy cập ngày 15 tháng 1 năm 2017.
9. Martyn Shuttleworth (ngày 23 tháng 4 năm 2009). Ai Phát minh ra Phương pháp Khoa học ?. Truy cập ngày 23 tháng 12 năm 2017 từ Explorable.com: explorerable.com.