Bilimsel yöntem, bilim adamlarının bilimsel keşifleri basit ve tekrarlanabilir hale getirmek amacıyla olayları araştırmak için kullandıkları bir teknikler ve sorular çerçevesidir. M.Ö. 4. yüzyıla kadar uzanan deneyciler tarafından gevşek bir şekilde gözlemlendi, ancak ilk düzgün şekilde resmileştirilmiş bilimsel yöntem Avrupa Rönesansı sırasında icat edildi. Burada, Francis Bacon, Galileo ve Isaac Newton gibi bilimin ön saflarında yer alan kişiler, bugün deney yapmak için kullandığımız kuralları rutin uygulamaya koymaya başladılar.
Tipik olarak, bilimsel yöntemin ilk adımı, genellikle bir fenomenin gözlemlenmesinden sonra bir soru formüle etmektir. Örneğin, tırtıl yetiştirdiğinizi ve bazılarının yavruya ulaşmasının diğerlerinden daha uzun sürdüğünü fark ettiğinizi varsayalım. Ve merak ediyorsunuz, tırtıllar sıcaklığa bağlı olarak farklı oranlarda mı gelişiyor?
Bilimsel yöntemin ikinci kısmının, hipotezin devreye girdiği yer burasıdır. Bir hipotez, gözlemlediğimizi neden gözlemlediğimize dair belirsiz bir açıklamadır ve iki ana türü vardır. Birincisi deneysel veya alternatif hipotezdir ve bu durumda araştırılan değişkenler, sıcaklık ve tırtıl gelişimi arasında bir ilişki olacağını ima eder. Bu nedenle, deneysel hipotezimiz, tırtılların daha düşük sıcaklıklarda yetiştirilmeleri durumunda yumurtadan yavruya geçmelerinin daha uzun süreceği olabilir. En önemlisi, iyi bir hipotez test edilebilir olacaktır. Tırtıllarımız için sıcaklığı değiştirebilir ve yumurtadan pupaya geçmeleri için geçen süreyi kaydedebilir ve yanlışlanabilir. Bu nedenle, sıcaklık ne olursa olsun tırtılların gelişmesi yaklaşık olarak aynı zaman alıyorsa, hipotezin muhtemelen yanlış olduğunu kabul edebiliriz. İkinci tür hipotez sıfır hipotezidir. Bu tipik olarak, deney sırasında gözlemlenen önemli bir değişiklik veya fark olmayacağını tahmin eder. Tırtıl örneğimizde, tırtılların her sıcaklık koşulunda aynı oranda gelişeceğini belirtiriz.
Hipotezlerimizi elde ettikten sonra, bilimsel yöntemin üçüncü adımı deney ve veri toplamayı kapsar. Tipik bir deneyde, iki tür değişken olacaktır. Bağımsız değişken, deneyci tarafından doğrudan manipüle edilen bir şeydir. Yani, tırtıllarımızla, sıcaklığı değiştirdiğimizde bağımsız değişkeni değiştiriyoruz. Yanıt değişkeni olarak da bilinen bağımlı değişken, bağımsız değişkenin durumundan etkilenmelidir. Bu nedenle, tırtıllarımızı farklı sıcaklıklara maruz bıraktığımızda, yanıt, bağımlı değişken, gelişme hızlarıdır.
Hipotezleri desteklemek veya yanlışlamak için toplanabilecek iki ana veri türü de vardır. Birincisi, tipik olarak duyular, görme, dokunma, duyma, koklama ve hatta tatma ile yapılan tanımlayıcı gözlemleri ifade eden nitel verilerdir. Deneyimizde, tırtılların normal sıcaklık koşullarında, daha soğuk olana kıyasla hareket ettiklerini ve çok fazla yemek yediklerini kaydedebiliriz. Nitel verilerin aksine, nicel veriler ölçülebilir ve sayı olarak yazılabilir. Yani, tırtılın yumurtadan çıkmasından nihayet yavrulanmasına kadar geçen saat sayısını saydığımızda, bu bize kesin bir rakam verir. Mümkün olduğunda, bağımsız değişkenleri manipüle ettiğimiz herhangi bir deneyde bir kontrol koşuluna sahip olmak neredeyse önemlidir. Tırtıl deneyimizde, tırtılları kontrol olarak 21 derecelik bir standart oda sıcaklığında büyütebiliriz, çünkü bu, deneysel ortamlara kıyasla normal koşullar altında tırtıllar geliştiğinde ne olduğunu gösterir.
Gözlemsel deneylerde, bir kontrole ihtiyaç duyulmayabilir ve hatta mümkün olmayabilir. Örneğin, tırtıllarımızın artık bir çiçek bahçesinde nektarla beslenen büyümüş kelebekler olduğunu hayal edin. Deneysel hipotezimizde, büyük pembe çiçeklerden beslenmeyi tercih ettiklerini öne sürerken, sıfır hipotezimiz, tercihleri olmadığını ve çiçekleri rastgele ziyaret edeceklerini öne sürüyor. Bu durumda, kelebeklerin her bir çiçek türünü kaç kez ziyaret ettiğini basitçe gözlemlemek ve kaydetmek, herhangi bir değişkenin manipülasyonuna veya bir kontrole ihtiyaç duymadan hipotezlerimizi doğrulamak veya reddetmek için yeterli veri sağlayacaktır.
Veriler toplandıktan sonra, bir sonraki adım, tüm bunların ne anlama geldiğini bulmaktır. Bilim adamları, sıfır hipotezini reddedip reddedemeyeceklerini anlamak için iki hipotezlerinin tahminlerini karşılaştıracaklar. Bu, kontroldeki bağımlı değişkenin değerlerini deneysel koşullarla karşılaştırarak yapılabilir. Eşit değillerse, sıfır hipotezi reddedilebilir. Toplanan veriler, tırtılların daha soğuk iklimde tutulduğunda yumurtadan pupaya gitmesi için önemli ölçüde daha fazla saat sürdüğü gibi bir hipotezi destekliyorsa, bu deneysel hipoteze daha fazla güvenilirlik sağlar, ancak kritik olarak hipotezin kesinlikle doğru olduğunu göstermez, çünkü gelecekteki deneyler yeni bilgiler ortaya çıkarabilir.
Bilimsel yöntemin son kısmı, sonuçlar çıkardığımız ve bulgularımızın ne anlama gelebileceğini tartıştığımız yerdir. Burada, bilim adamları bulgularını bağlam içine koymak için diğer deneylere veya diğer literatüre başvurabilir ve sonuçların neden ne yaptıklarını gösterdiğine dair açıklamalar bulabilirler. Örneğin, sonuç, tırtılların doğal yaşam alanlarına en yakın sıcaklıklarda büyümeyi sevdikleri olabilir. Bu da, diğer türlerin de farklı sıcaklıklarda farklı oranlarda pupa olup olmadığı gibi yeni soruları sarmal hale getirebilir. Bu, tahmin ettiğiniz gibi, bilimsel yöntemi kullanarak test edebileceğimiz yeni deneylere ilham verebilir.
Bilimsel yöntem, sorunları çözmek ve olayları açıklamak için kullanılır. Bilimsel yöntemin gelişimi, bilimsel keşfi destekleyen ve toplumun doğa hakkındaki görüşlerini kökten dönüştüren felsefedeki değişikliklerle aynı zamana denk geldi. Avrupa Rönesansı sırasında, Francis Bacon, Galileo ve Isaac Newton gibi kişiler bilimsel yöntem kavramını resmileştirdi ve uygulamaya koydu. Bilimsel yöntem, ilk kavramlarından bu yana revize edilmiş olsa da, çerçeve ve felsefenin çoğu bugün pratikte kalmaktadır.
Adım 1: Gözlem ve Soru
Araştırmadan önce, bir bilim adamı ele alınacak soruyu tanımlamalıdır. Bilimsel süreçteki bu önemli ilk adım, ilgilenilen bazı doğal fenomenleri gözlemlemeyi içerir. Bu gözlem daha sonra fenomen hakkında bir dizi soruya yol açmalıdır. Bu aşama genellikle konuyu ve benzer fikirler üzerinde yapılan geçmiş çalışmaları anlamak için gerekli arka plan araştırmasını gerektirir. Önceki araştırmaları gözden geçirmek ve değerlendirmek, bilim adamlarının bilimsel bilgideki boşlukları daha doğru bir şekilde ele almak için sorularını iyileştirmelerine olanak tanır. Bir araştırma sorusunun tanımlanması ve ilgili önceki araştırmaların anlaşılması, bilimsel yöntemin nasıl uygulandığını etkileyecek ve bu da onu araştırma sürecinde önemli bir ilk adım haline getirecektir.
Günlük bir örnek: Okula veya işe gitmeye çalışıyorsunuz ve arabanız çalışmıyor. Çoğu insanın bu durumda geçtiği düşünce süreci, resmi bilimsel yöntemi açıkça yansıtır (üzülmeyi bitirdikten sonra). Önce bir gözlem yapıyorsunuz: Arabam çalışmıyor! Aşağıdaki soru: neden çalışmıyor?
Adım 2: Hipotez
Bir sonraki adım, önceki bilgilere dayanarak bir hipotez oluşturmaktır. Bir hipotez, sonraki deneyleri veya gözlemleri yürütürken elde edilen bilgilere dayanarak bazı fenomenleri açıklamaya çalışan "belirsiz bir açıklama" veya kanıtlanmamış bir varsayımdır. Genel olarak, bilim adamları sorularını ele almak ve sistematik olarak test etmek için birden fazla hipotez geliştirirler.
Bilimsel sürecin işlemesi için tüm hipotezlerin belirli kriterleri karşılaması gerekir. İlk olarak, bir hipotez test edilebilir ve yanlışlanabilir olmalıdır. Hipotezin bu yönü kritiktir ve hipotezin doğru olmasından çok daha önemlidir. Test edilebilir bir hipotez, gözlemler veya deneyler yoluyla ele alınan test edilebilir tahminler üreten bir hipotezdir. Yanlışlanabilir bir hipotez, çelişkili sonuçların gözlemlenmesi yoluyla yanlış olduğu kanıtlanabilen bir hipotezdir. Bu, araştırmacıların, bir hipotezin doğru olduğunu gösteren kanıtları toplayarak değil, yanlışlığını kanıtlayabilecek durumların meydana gelmediğini göstererek zaman içinde daha fazla güven kazanmalarını sağlar.
Hipotezler iki şekilde gelir: boş hipotezler ve alternatif hipotezler. Sıfır hipotezi, alternatif hipoteze karşı test edilir ve deneyde gözlemlenen bir değişiklik olmayacağını yansıtır. Alternatif hipotez genellikle önceki iki paragrafta açıklanan hipotezdir ve deneysel hipotez olarak da adlandırılır. Alternatif hipotez, deneyin tahmin edilen sonucudur. Sıfır hipotezi reddedilirse, bu alternatif hipotez için kanıt oluşturur.
Günlük bir örnek: Belki dışarısı donuyordur ve bu nedenle arabanızın aküsünün bitmiş olması oldukça muhtemeldir. Belki de bir gece önce benzininizin azaldığını biliyorsunuzdur ve bu nedenle tankın boş olması muhtemeldir.
3. Adım: Deneme ve Veri Toplama
Her iki durumda da, bir sonraki adım daha fazla gözlem yapmak veya sonuçlara götüren deneyler yapmaktır. Hipotezlerin formülasyonunu takiben, bilim adamları hipotezlerini test etmek için deneyler planlar ve yürütürler. Bu deneyler, hipotezi destekleyecek veya yanlışlayacak veriler sağlar. Veriler nicel veya nitel gözlemlerden toplanabilir. Nitel bilgi, görme, ses, tat, koku alma veya dokunma yoluyla kişinin duyuları kullanılarak basitçe yapılabilecek gözlemleri ifade eder. Buna karşılık, nicel gözlemler, kişinin hipotezini araştırmak için bir tür kesin ölçümlerin kullanıldığı gözlemlerdir.
Bir deney, gerçek dünyanın gözlemlerinin hipotezdeki türetilmiş tahminlerle uyuşup uyuşmadığını veya çürütüp çürütmediğini belirlemek için tasarlanmış bir prosedürdür. Bir deneyden elde edilen kanıtlar bir hipotezi destekliyorsa, bu hipoteze daha fazla güvenilirlik kazandırır. Bu, hipotezin doğru olduğunu göstermez, çünkü gelecekteki deneyler orijinal hipotez hakkında yeni bilgiler ortaya çıkarabilir. Deneysel tasarım, bilimsel yöntemde bir başka kritik adımdır ve bir deneyden elde edilen sonuçlar ve sonuçlar üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Deneysel tasarıma ve olası hataların en aza indirilmesine dikkatli düşünülmeli ve zaman ayrılmalıdır. Deney, deneyin sonucunu etkileyebilecek her değişken veya faktör araştırmacının kontrolü altında olacak şekilde tasarlanmalıdır. Bir deneydeki koşulları tanımlamak için iki tür değişken kullanılır: bağımsız ve bağımlı veya yanıt değişkeni. Bağımsız değişken, bilim adamı tarafından doğrudan manipüle edilir veya kontrol edilir ve genellikle bağımlı değişkeni etkileyeceği tahmin edilen şeydir. Bağımlı veya yanıt değişkeni bu nedenle bağımsız değişkenin değerine bağlıdır. Deneyler genellikle, neden-sonuç ilişkilerini aydınlatmak için deneyde belirli bir faktörün manipüle edileceği şekilde tasarlanır.
Gündelik bir örnek: Araba hala tüm parçalarına sahip mi? Bu doğru anahtar mı? Gaz göstergesi ne diyor? Hızlı bir başlangıç yardımcı olur mu?
Deneysel tasarımda bir diğer önemli husus, manipüle edilmemiş bir tedavi durumunu temsil eden kontrol tedavisinin rolüdür. Kontrol tedavisi, deneysel tedavi ile aynı koşullarda tutulur, ancak deneysel manipülasyon kontrole uygulanmaz. Örneğin, bir araştırmacı toprak tuzluluğunun bitki büyümesi üzerindeki etkilerini test ediyorsa, kontrol muamelesindeki toprakta ilave tuz olmayacaktır. Kontrol, deneysel tedavileri karşılaştırmak için "normal" koşulların bir temelini sağlar.
Deneysel tasarım ayrıca her tedavinin kopyalarını da içermelidir. Deneysel sonuçların tekrarlanabilirliği, verilerin geçerliliğini ve doğruluğunu sağlayan bilimsel yöntemin önemli bir parçasıdır. Bir deneyin tüm yönlerini kontrol etmek oldukça zordur, bu nedenle sonuçlarda, en dikkatli şekilde tasarlanmış ve kontrol edilen deneyler altında bile kontrol edilemeyen doğal farklılıklar vardır. Kopyalara sahip olmak, bir araştırmacının sonuçlardaki bu doğal varyasyonu tahmin etmesini sağlar. Verilerin hassas bir şekilde kaydedilmesi ve ölçülmesi, sonuçların ve sonuçlardan çıkarılan sonuçların doğruluğunu sağlamak için de büyük önem taşımaktadır.
Adım 4: Sonuçlar ve Veri Analizi
Bilimsel yöntemdeki bir sonraki adım, deneyden elde edilen sonuçların ne anlama geldiğini belirlemeyi içerir. Bilim adamları, sıfır hipotezini reddedip reddedemeyeceklerini belirlemek için sıfır hipotezlerinin tahminlerini alternatif hipotezlerinin tahminleriyle karşılaştırırlar. Sıfır hipotezinin reddedilmesi, kontroldeki bağımlı değişkenin değerlerinin deneysel tedavilere karşı birbirine eşit olmama olasılığının önemli olduğu anlamına gelir. Önemli farklılıklar varsa, o zaman sıfır hipotezi reddedilebilir ve alternatif hipotez kabul edilebilir. Tersine, araştırmacı sıfır hipotezini reddetmekte başarısız olabilir, bu da tedavinin sonuçlar üzerinde hiçbir etkisi olmadığı anlamına gelir. Bilim adamları, deneysel verilerinden veya gözlemlerinden sıfır hipotezleri hakkında herhangi bir iddiada bulunmadan önce, verilerin geçerliliğini ve verilerin daha fazla yorumlanmasını sağlamak için istatistiksel testler gereklidir. İstatistiksel testler, araştırmacıların kontrol ve deneysel tedaviler arasında gerçek farklılıklar olup olmadığını belirlemelerini sağlar. Oradan, bulgularını göstermek için şekiller ve tablolar oluşturabilirler.
Adım 5: Son Sözler
Bilimsel yöntemin son kısmı, sonuçların açıklamalarını ve sonuçlardan mantıksal olarak çıkarılabilecek sonuçları içerir. Genel olarak, bilimsel sürecin bu adımı, kişinin bilimsel literatürü yeniden gözden geçirmesini ve sonuçlarını ilgili konulardaki diğer deneyler veya gözlemlerle karşılaştırmasını da gerektirir. Bu, araştırmacıların deneylerini daha genel bir bağlama oturtmalarına ve belirli sonuçların önemini detaylandırmalarına olanak tanır. Ek olarak, çalışmalarının kendi disiplinlerinde daha geniş bir bağlama nasıl uyduğunu açıklamalarına olanak tanır.
Bilimsel süreç burada bitmiyor! Bilimsel süreç, bilimdeki konular hakkındaki bilgiler biriktikçe ve doğal olayları açıklayan belirli mekanizmalar veya süreçler hakkındaki anlayışımızı yönlendirdikçe zaman içinde çalışır. Eğer boş hipotezimizi reddetmeyi başaramazsak, o zaman bilimsel yöntemin ilk aşamalarını yeniden gözden geçirmek, sorularımızı yeniden formüle etmeye çalışmak ve beklenen bir sonucun neden elde edilmediğini anlamak gerekli hale gelir.
Bilimsel Yöntemin Uygulanması
Bu yöntemin günlük yaşamda ve laboratuvarda kullanılması arasındaki tek fark, bilim adamlarının gözlemden hipoteze, deneye ve son olarak sonuçlara ve akran değerlendirmesine kadar çalışmalarını dikkatlice belgelemeleridir. Ek olarak, laboratuvar dışında problem çözmeden farklı olarak, laboratuvardaki bilimsel yöntem, kontrollü koşulları ve değişkenleri içerir.
Laboratuvardan bir örnek kullanarak bilimsel yöntemi inceleyelim. Bitki büyümesinin topraklarında yaşayan bakteri ve mantar gibi mikroplardan etkilendiği bilinmektedir. Bitkileri tamamen steril toprakta saksılayarak, daha sonra mikropları birer birer ekleyerek veya farklı kombinasyonlarda ekleyerek ve bitkinin büyümesini ölçerek hangi mikropların hangi etkilere sahip olduğunu anlamak mümkündür. Şimdi bunu bilimsel yöntemi tanımlamak için kullanılan terimlere sığdıralım:
Gözlem ve Soru: Toprakta mikroplar var... bunlar bitki büyümesini etkiliyor mu?
Hipotez:
Deneysel: İlgilenilen belirli bir mikrop, bitkilerin daha yavaş büyümesine neden olacaktır.
Boş: Mikropların varlığı veya yokluğunun bitki büyümesi üzerinde hiçbir etkisi olmayacaktır
Deney: 1) steril toprakta, 2) mikrop eklenmiş toprakta ve 3) doğal toprakta bitki grupları oluşturun. Bir cetvel kullanarak bitkilerin zaman içindeki büyümesini ölçün.
Sonuç: 2. gruptaki bitkiler diğer ikisinden daha yavaş büyüyorsa, hipotez desteklenmektedir. Bunun önemli olarak kabul edilmesi için birçok bitkiden elde edilen istatistiksel analizlerle desteklenmesi gerekir. Böyle bir deney, grup başına sadece bir bitki ile meşru değildir.
Grup 1, bitkilerin steril toprakta yetişebileceğini gösteren bir kontroldür. Grup 3, bitkilerin normal şartlar altında büyüyebileceğini gösteren bir kontroldür. 2. Grup deney grubudur. Daha fazla değişken eklemek için mikropların farklı miktarlarını veya farklı mikropları eklemek mümkün olacaktır. Asıl mesele, araştırmacının deney grubunu - kontrol grubunu - karşılaştıracak bir şeye sahip olmasıdır. Deney sadece 2. grubu içeriyorsa ve araştırmacı bitkilerin "hasta göründüğünü" belirleseydi, bu bir fikir meselesi olurdu. Bu gözlemi bilimsel hale getirmenin tek yolu, ölçmek için sağlıklı bitkilere sahip olmaktır. Kullanılan mikrobun türü veya miktarı bağımsız değişkendir, çünkü araştırmacı bunun üzerinde kontrol sahibidir. Deneyin sonundaki bitkinin büyüklüğü sonuç olduğu için bağımlı veya yanıt değişkenidir.
Sonuç olarak, bunun gibi çalışmalar bilimsel dergilerde yayınlanır, böylece diğer araştırmacılar kullanılan yöntemler ve çıkarılan sonuçlar hakkında okuyabilirler. Bunun gibi yayınlar hakem değerlendirmesine tabidir, bu da bir makalenin diğer araştırmacılar tarafından kontrol edilip iyi yapıldığını kabul edene kadar bir dergide yayınlanmayacağı anlamına gelir. Bir bilim adamları topluluğu olarak, bireysel bilim adamlarının yürüttüğü deneylerde gözlemlenen kalıplara dayalı olarak genel kavramlar geliştirilir. Bu, bilimsel bir teorinin gelişmesiyle sonuçlanır. Bu terim, araştırmacılar arasında belirli bir kavram veya sürecin var olduğu konusunda bir fikir birliği olduğu anlamına gelir. Teori kelimesinin hipotez ile aynı anlama gelmediğine dikkat etmek önemlidir. Bilim adamları bir kavramı bu terimle etiketlediklerinde, şu anda mevcut olan tüm veriler göz önüne alındığında doğru olduğu kabul edilir. Tabii ki, büyük bir deney grubu aksi yönde bilgi gösteriyorsa, teoriler değiştirilebilir.
Bilimsel yöntem, bilim adamlarının bilimsel keşifleri basit ve tekrarlanabilir hale getirmek amacıyla olayları araştırmak için kullandıkları bir teknikler ve sorular çerçevesidir. M.Ö. 4. yüzyıla kadar uzanan deneyciler tarafından gevşek bir şekilde gözlemlendi, ancak ilk düzgün şekilde resmileştirilmiş bilimsel yöntem Avrupa Rönesansı sırasında icat edildi. Burada, Francis Bacon, Galileo ve Isaac Newton gibi bilimin ön saflarında yer alan kişiler, bugün deney yapmak için kullandığımız kuralları rutin uygulamaya koymaya başladılar.
Tipik olarak, bilimsel yöntemin ilk adımı, genellikle bir fenomenin gözlemlenmesinden sonra bir soru formüle etmektir. Örneğin, tırtıl yetiştirdiğinizi ve bazılarının yavruya ulaşmasının diğerlerinden daha uzun sürdüğünü fark ettiğinizi varsayalım. Ve merak ediyorsunuz, tırtıllar sıcaklığa bağlı olarak farklı oranlarda mı gelişiyor?
Bilimsel yöntemin ikinci kısmının, hipotezin devreye girdiği yer burasıdır. Bir hipotez, gözlemlediğimizi neden gözlemlediğimize dair belirsiz bir açıklamadır ve iki ana türü vardır. Birincisi deneysel veya alternatif hipotezdir ve bu durumda araştırılan değişkenler, sıcaklık ve tırtıl gelişimi arasında bir ilişki olacağını ima eder. Bu nedenle, deneysel hipotezimiz, tırtılların daha düşük sıcaklıklarda yetiştirilmeleri durumunda yumurtadan yavruya geçmelerinin daha uzun süreceği olabilir. En önemlisi, iyi bir hipotez test edilebilir olacaktır. Tırtıllarımız için sıcaklığı değiştirebilir ve yumurtadan pupaya geçmeleri için geçen süreyi kaydedebilir ve yanlışlanabilir. Bu nedenle, sıcaklık ne olursa olsun tırtılların gelişmesi yaklaşık olarak aynı zaman alıyorsa, hipotezin muhtemelen yanlış olduğunu kabul edebiliriz. İkinci tür hipotez sıfır hipotezidir. Bu tipik olarak, deney sırasında gözlemlenen önemli bir değişiklik veya fark olmayacağını tahmin eder. Tırtıl örneğimizde, tırtılların her sıcaklık koşulunda aynı oranda gelişeceğini belirtiriz.
Hipotezlerimizi elde ettikten sonra, bilimsel yöntemin üçüncü adımı deney ve veri toplamayı kapsar. Tipik bir deneyde, iki tür değişken olacaktır. Bağımsız değişken, deneyci tarafından doğrudan manipüle edilen bir şeydir. Yani, tırtıllarımızla, sıcaklığı değiştirdiğimizde bağımsız değişkeni değiştiriyoruz. Yanıt değişkeni olarak da bilinen bağımlı değişken, bağımsız değişkenin durumundan etkilenmelidir. Bu nedenle, tırtıllarımızı farklı sıcaklıklara maruz bıraktığımızda, yanıt, bağımlı değişken, gelişme hızlarıdır.
Hipotezleri desteklemek veya yanlışlamak için toplanabilecek iki ana veri türü de vardır. Birincisi, tipik olarak duyular, görme, dokunma, duyma, koklama ve hatta tatma ile yapılan tanımlayıcı gözlemleri ifade eden nitel verilerdir. Deneyimizde, tırtılların normal sıcaklık koşullarında, daha soğuk olana kıyasla hareket ettiklerini ve çok fazla yemek yediklerini kaydedebiliriz. Nitel verilerin aksine, nicel veriler ölçülebilir ve sayı olarak yazılabilir. Yani, tırtılın yumurtadan çıkmasından nihayet yavrulanmasına kadar geçen saat sayısını saydığımızda, bu bize kesin bir rakam verir. Mümkün olduğunda, bağımsız değişkenleri manipüle ettiğimiz herhangi bir deneyde bir kontrol koşuluna sahip olmak neredeyse önemlidir. Tırtıl deneyimizde, tırtılları kontrol olarak 21 derecelik bir standart oda sıcaklığında büyütebiliriz, çünkü bu, deneysel ortamlara kıyasla normal koşullar altında tırtıllar geliştiğinde ne olduğunu gösterir.
Gözlemsel deneylerde, bir kontrole ihtiyaç duyulmayabilir ve hatta mümkün olmayabilir. Örneğin, tırtıllarımızın artık bir çiçek bahçesinde nektarla beslenen büyümüş kelebekler olduğunu hayal edin. Deneysel hipotezimizde, büyük pembe çiçeklerden beslenmeyi tercih ettiklerini öne sürerken, sıfır hipotezimiz, tercihleri olmadığını ve çiçekleri rastgele ziyaret edeceklerini öne sürüyor. Bu durumda, kelebeklerin her bir çiçek türünü kaç kez ziyaret ettiğini basitçe gözlemlemek ve kaydetmek, herhangi bir değişkenin manipülasyonuna veya bir kontrole ihtiyaç duymadan hipotezlerimizi doğrulamak veya reddetmek için yeterli veri sağlayacaktır.
Veriler toplandıktan sonra, bir sonraki adım, tüm bunların ne anlama geldiğini bulmaktır. Bilim adamları, sıfır hipotezini reddedip reddedemeyeceklerini anlamak için iki hipotezlerinin tahminlerini karşılaştıracaklar. Bu, kontroldeki bağımlı değişkenin değerlerini deneysel koşullarla karşılaştırarak yapılabilir. Eşit değillerse, sıfır hipotezi reddedilebilir. Toplanan veriler, tırtılların daha soğuk iklimde tutulduğunda yumurtadan pupaya gitmesi için önemli ölçüde daha fazla saat sürdüğü gibi bir hipotezi destekliyorsa, bu deneysel hipoteze daha fazla güvenilirlik sağlar, ancak kritik olarak hipotezin kesinlikle doğru olduğunu göstermez, çünkü gelecekteki deneyler yeni bilgiler ortaya çıkarabilir.
Bilimsel yöntemin son kısmı, sonuçlar çıkardığımız ve bulgularımızın ne anlama gelebileceğini tartıştığımız yerdir. Burada, bilim adamları bulgularını bağlam içine koymak için diğer deneylere veya diğer literatüre başvurabilir ve sonuçların neden ne yaptıklarını gösterdiğine dair açıklamalar bulabilirler. Örneğin, sonuç, tırtılların doğal yaşam alanlarına en yakın sıcaklıklarda büyümeyi sevdikleri olabilir. Bu da, diğer türlerin de farklı sıcaklıklarda farklı oranlarda pupa olup olmadığı gibi yeni soruları sarmal hale getirebilir. Bu, tahmin ettiğiniz gibi, bilimsel yöntemi kullanarak test edebileceğimiz yeni deneylere ilham verebilir.
Bilimsel yöntem, bilim adamlarının bilimsel keşifleri basit ve tekrarlanabilir hale getirmek amacıyla olayları araştırmak için kullandıkları bir teknikler ve sorular çerçevesidir. M.Ö. 4. yüzyıla kadar uzanan deneyciler tarafından gevşek bir şekilde gözlemlendi, ancak ilk düzgün şekilde resmileştirilmiş bilimsel yöntem Avrupa Rönesansı sırasında icat edildi. Burada, Francis Bacon, Galileo ve Isaac Newton gibi bilimin ön saflarında yer alan kişiler, bugün deney yapmak için kullandığımız kuralları rutin uygulamaya koymaya başladılar.
Tipik olarak, bilimsel yöntemin ilk adımı, genellikle bir fenomenin gözlemlenmesinden sonra bir soru formüle etmektir. Örneğin, tırtıl yetiştirdiğinizi ve bazılarının yavruya ulaşmasının diğerlerinden daha uzun sürdüğünü fark ettiğinizi varsayalım. Ve merak ediyorsunuz, tırtıllar sıcaklığa bağlı olarak farklı oranlarda mı gelişiyor?
Bilimsel yöntemin ikinci kısmının, hipotezin devreye girdiği yer burasıdır. Bir hipotez, gözlemlediğimizi neden gözlemlediğimize dair belirsiz bir açıklamadır ve iki ana türü vardır. Birincisi deneysel veya alternatif hipotezdir ve bu durumda araştırılan değişkenler, sıcaklık ve tırtıl gelişimi arasında bir ilişki olacağını ima eder. Bu nedenle, deneysel hipotezimiz, tırtılların daha düşük sıcaklıklarda yetiştirilmeleri durumunda yumurtadan yavruya geçmelerinin daha uzun süreceği olabilir. En önemlisi, iyi bir hipotez test edilebilir olacaktır. Tırtıllarımız için sıcaklığı değiştirebilir ve yumurtadan pupaya geçmeleri için geçen süreyi kaydedebilir ve yanlışlanabilir. Bu nedenle, sıcaklık ne olursa olsun tırtılların gelişmesi yaklaşık olarak aynı zaman alıyorsa, hipotezin muhtemelen yanlış olduğunu kabul edebiliriz. İkinci tür hipotez sıfır hipotezidir. Bu tipik olarak, deney sırasında gözlemlenen önemli bir değişiklik veya fark olmayacağını tahmin eder. Tırtıl örneğimizde, tırtılların her sıcaklık koşulunda aynı oranda gelişeceğini belirtiriz.
Hipotezlerimizi elde ettikten sonra, bilimsel yöntemin üçüncü adımı deney ve veri toplamayı kapsar. Tipik bir deneyde, iki tür değişken olacaktır. Bağımsız değişken, deneyci tarafından doğrudan manipüle edilen bir şeydir. Yani, tırtıllarımızla, sıcaklığı değiştirdiğimizde bağımsız değişkeni değiştiriyoruz. Yanıt değişkeni olarak da bilinen bağımlı değişken, bağımsız değişkenin durumundan etkilenmelidir. Bu nedenle, tırtıllarımızı farklı sıcaklıklara maruz bıraktığımızda, yanıt, bağımlı değişken, gelişme hızlarıdır.
Hipotezleri desteklemek veya yanlışlamak için toplanabilecek iki ana veri türü de vardır. Birincisi, tipik olarak duyular, görme, dokunma, duyma, koklama ve hatta tatma ile yapılan tanımlayıcı gözlemleri ifade eden nitel verilerdir. Deneyimizde, tırtılların normal sıcaklık koşullarında, daha soğuk olana kıyasla hareket ettiklerini ve çok fazla yemek yediklerini kaydedebiliriz. Nitel verilerin aksine, nicel veriler ölçülebilir ve sayı olarak yazılabilir. Yani, tırtılın yumurtadan çıkmasından nihayet yavrulanmasına kadar geçen saat sayısını saydığımızda, bu bize kesin bir rakam verir. Mümkün olduğunda, bağımsız değişkenleri manipüle ettiğimiz herhangi bir deneyde bir kontrol koşuluna sahip olmak neredeyse önemlidir. Tırtıl deneyimizde, tırtılları kontrol olarak 21 derecelik bir standart oda sıcaklığında büyütebiliriz, çünkü bu, deneysel ortamlara kıyasla normal koşullar altında tırtıllar geliştiğinde ne olduğunu gösterir.
Gözlemsel deneylerde, bir kontrole ihtiyaç duyulmayabilir ve hatta mümkün olmayabilir. Örneğin, tırtıllarımızın artık bir çiçek bahçesinde nektarla beslenen büyümüş kelebekler olduğunu hayal edin. Deneysel hipotezimizde, büyük pembe çiçeklerden beslenmeyi tercih ettiklerini öne sürerken, sıfır hipotezimiz, tercihleri olmadığını ve çiçekleri rastgele ziyaret edeceklerini öne sürüyor. Bu durumda, kelebeklerin her bir çiçek türünü kaç kez ziyaret ettiğini basitçe gözlemlemek ve kaydetmek, herhangi bir değişkenin manipülasyonuna veya bir kontrole ihtiyaç duymadan hipotezlerimizi doğrulamak veya reddetmek için yeterli veri sağlayacaktır.
Veriler toplandıktan sonra, bir sonraki adım, tüm bunların ne anlama geldiğini bulmaktır. Bilim adamları, sıfır hipotezini reddedip reddedemeyeceklerini anlamak için iki hipotezlerinin tahminlerini karşılaştıracaklar. Bu, kontroldeki bağımlı değişkenin değerlerini deneysel koşullarla karşılaştırarak yapılabilir. Eşit değillerse, sıfır hipotezi reddedilebilir. Toplanan veriler, tırtılların daha soğuk iklimde tutulduğunda yumurtadan pupaya gitmesi için önemli ölçüde daha fazla saat sürdüğü gibi bir hipotezi destekliyorsa, bu deneysel hipoteze daha fazla güvenilirlik sağlar, ancak kritik olarak hipotezin kesinlikle doğru olduğunu göstermez, çünkü gelecekteki deneyler yeni bilgiler ortaya çıkarabilir.
Bilimsel yöntemin son kısmı, sonuçlar çıkardığımız ve bulgularımızın ne anlama gelebileceğini tartıştığımız yerdir. Burada, bilim adamları bulgularını bağlam içine koymak için diğer deneylere veya diğer literatüre başvurabilir ve sonuçların neden ne yaptıklarını gösterdiğine dair açıklamalar bulabilirler. Örneğin, sonuç, tırtılların doğal yaşam alanlarına en yakın sıcaklıklarda büyümeyi sevdikleri olabilir. Bu da, diğer türlerin de farklı sıcaklıklarda farklı oranlarda pupa olup olmadığı gibi yeni soruları sarmal hale getirebilir. Bu, tahmin ettiğiniz gibi, bilimsel yöntemi kullanarak test edebileceğimiz yeni deneylere ilham verebilir.
Videos from this collection:
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved