مراحل روش علمی

روش علمی شیوه‌ای گام به گام برای حل مسئله
 

تألیف: حمید وثیق زاده انصاری

باور عموم بر این است که اولین بار در جهان، ارسطو، فیلسوف یونانی، از روش علمی استفاده کرد، ولی روش علمی که ما امروز در دست داریم در واقع ترکیبی از نظریات تعداد زیادی از روان شناسان، دانشمندان و فلاسفه ی بزرگ است. در این روش با مجموعه‌ای از تکنیک ها سر و کار داریم که به ما کمک می کند تا بر مبنای آمار و ارقام یا مدارک موجود، در باره ی یک پدیده تحقیق کرده، اطلاعات جدیدی به دست آوریم و یا اطلاعاتی که از قبل در دست داشتیم را بررسی، اصلاح یا تکمیل نماییم.
روش علمی عبارت است از طرح یک مسئله و یافتن پاسخ هایی برای آن با بررسی دقیق تمامی احتمالات با استفاده از تفکری منطقی که نتیجه ی آن دست رسی به بهترین راه حل خواهد بود. این کار به واسطه ی انجام مشاهدات و آزمایشات امکان پذیر می شود. از این روش می توان در تمام شاخه های علم استفاده کرد از علوم طبیعی گرفته تا علوم اجتماعی اعم از جامعه شناسی، روان شناسی، علوم سیاسی، الهیات و غیره.

فهرست

• مرحله 1. مشاهده و طرح یک سؤال
• مرحله 2. انجام پژوهش اولیه
• مرحله 3. تدوین و تنظیم یک فرضیه
• مرحله 4. انجام آزمایشات
• مرحله 5. تحلیل داده ها و نتیجه گیری
• مرحله 6. انتقال نتایج به دیگران

مرحله 1. مشاهده و طرح یک سؤال

مشاهده ی کنجکاوانه ی یک پدیده و سپس پرسش یک سؤال "چرا، چگونه، چه زمانی یا کجا" در باره ی آن پدیده، مرحله ی اول روش علمی را شکل داده و در واقع بنیان آن را پایه گذاری می کند. برای این که در این مرحله بتوانید مسئله را به وضوح درک کنید و بدانید دقیقاً چه سؤالی باید بپرسید لازم است از نیروی اندیشه کمک گرفته، با دقت مشاهده کرده و از مهارتهای خود در استدلال آوری استفاده نمایید. برای این کار ممکن است مجبور شوید تحقیق کرده وطبق اصول استدلالی خود، به گرد آوری داده هایی قابل اندازه گیری، قابل مشاهده و تجربی پرداخته و آن ها را مستند کنید. نحوه نگرش شما به یک مسئله یا پدیده، درک تان از آن و این که شما با پرسیدن یک سؤال درست به سراغ حل مسئله بروید، به احتمال زیاد می تواند شما را به راه حل صحیحی برای آن مسئله برساند.
بگذارید مثال ساده ای بزنیم از این که چگونه می توانید با استفاده از روش علمی، لکه ای را از روی پیراهن خود پاک کنید.
پدیده ی مشاهده شده: شما متوجه وجود لکه های زرد ناشی از زرد چوبه روی لباس خود می شوید.
سؤالی که مطرح می‌کنید: چگونه می توان این لکه را از بین برد؟
اگرچه در این جا مسئله ساده به نظر می رسد و گویا برای طرح آن به دقت زیادی در مشاهده و استفاده از مهارت های استدلالی نیازی نیست ولی ما را به نتیجه ای کار بردی می رساند که می توانیم از آن در زندگی روزمره ی خود استفاده کنیم. انجام دادن آزمایشهایی با محصولات خانگی، اثر بخشی این محصولات را برای ما آشکار می کند.
 

مرحله 2. انجام پژوهش اولیه

پس از آن که شما مشاهدات خود را انجام داده و سؤالی را طرح نمودید، حال نوبت می رسد به جمع آوری اطلاعات راجع به موضوع. شاید درست نباشد که سعی کنید با خراشیدن لکه به سؤال پاسخ دهید. ترجیحاً از کتاب خانه و اینترنت برای جمع آوری اطلاعات استفاده کنید. به علاوه، به دنبال تحقیقاتی باشید که قبلاً توسط افراد دیگری روی این مسئله انجام شده است. این کار می تواند باعث شود که دید شما نسبت به موضوع باز شده، سر نخ های لازم را بیابید و اشتباهات افراد قبل را تکرار نکنید. برای دست یابی به نتایج درست، فرایند تحقیق باید بی طرفانه انجام گیرد یعنی نباید بگذارید پیش زمینه ی ذهنی خودتان در مورد پاسخ سؤال روی نحوه ی جمع آوری داده ها توسط شما، تأثیر بگذارد. تمام داده های به دست آمده و روش های مورد استفاده باید مستند و سپس بایگانی شوند. این کار باعث می شود که دانشمندان بعدی نیز بتوانند از این داده ها برای تحقیقات بعدی استفاده کرده، آن ها را مورد مطالعه و باز بینی قرار دهند.
بگردید و موادی را که می توانند لکه را پاک کنند، جمع آوری کنید، این کار در راستای پاسخ به سؤالی است که در مرحله ی قبل پرسیده بودید و باعث می شود که بتوانید تفسیر عادلانه ای از نتایج داشته باشید.
مواد مورد نظر مثلا می توانند این موارد باشند – آب لیمو، سرکه، آب (سرد و گرم)، مایع ظرف شویی، و ماده شوینده.
 

مرحله 3. تدوین و تنظیم یک فرضیه

فرضیه، در واقع فکری است که پس از مشاهده و تحلیل یک پدیده به عنوان جواب به ذهن فرد می رسد، درستی آن در مراحل بعدی کار سنجیده می شود و در صورتی که درست باشد در نهایت به یک نظریه تبدیل می گردد. هر کدام از آزمایش-های دانشمند براساس فرضیه‌ای است. در واقع این فرضیه است که به دانشمند برای طراحی آزمایش مربوطه ایده می دهد. محققینی که به روش علمی وفا دارند برای توضیح پدیده های مختلف فرضیه پیشنهاد داده و برای سنجش صحت فرضیه، آن را مورد آزمایش قرار داده و از طریقی تجربی مطالعه اش می کنند. این فرضیه پس از مشاهدات علمی ممکن است رد یا پذیرفته شود. فرضیه در واقع باید جوابی باشد به سؤال پرسده شده.
در واقع نحوه ی بیان فرضیه به این شکل است:"اگر __ انجام شود، آنگاه ___ اتفاق می افتد."
بر اساس تحقیقی که در بالا انجام دادیم، فرضیه ما در این جا به این شکل خواهد بود:
" اگر من از این مواد استفاده کنم، آن گاه لکه ی زرد چوبه پاک خواهد شد."
 

مرحله 4 . انجام آزمایشات

همان طور که پیش از این نیز گفته شد، فرضیه، در واقع، نظریه ای است که هنوز اثبات نشده است و برای اثبات آن نیاز است که آزمایشاتی انجام شود. این آزمایشات هستند که بر طبق اطلاعات و مدارک جمع آوری شده در مورد موضوع، می توانند صحت فرضیه را اثبات کنند. باید مواظب بود که آزمایشات حتماً منصفانه صورت پذیرند، و باید آزمایشات را برای مقادیر مختلف تکرار کرد تا بتوان اطمینان حاصل کرد که نتایج اولیه، تصادفی نبوده اند. در نتیجه ی آزمایشات، یا فرضیه تأیید می‌شود و یا رد می گردد. اگر چه، درصورتی که آزمایشات نتوانند درستی فرضیه را اثبات کنند محقق آنها را اصلاح کرده و به نحوی دیگر انجامشان می دهد تا شاید به نتیجه ی دل خواه دست یابد. لوازم یک آزمایش می توانند تقسیم شوند به دو گروه لوازم نظارتی و لوازم آزمایشی.
گروه لوازم نظارتی در آزمایش ما عبارتند از:
 جنس پارچه که در همه آزمایشات ثابت است
 نوع لکه، که در همه آزمایشات ناشی از زرد چوبه است
 اندازه لکه که در همه آزمایشات یک سان است
گروه لوازم آزمایشی در آزمایش ما عبارت است از نوع پاک کننده ی لکه، که ما این پاک کننده ها را به ترتیب زیر دسته بندی می کنیم:
 مقداری مایع ظرف شویی را روی لکه ریخته و 2 - 3 دقیقه می گذارید همان جا بماند. سپس با آب آن را می-شویید.
 اگر لکه از بین نرفت، مقداری سرکه ی سفید، روی آن ریخته و آن را برای مدتی به همان حال می گذارید. سپس لباستان را با یک شوینده ی معمولی می شویید.
 مقداری آب لیمو را روی لکه ریخته، می گذارید در مقابل نور آفتاب خشک شود. سپس آن را با آب و یک شوینده ی معمولی می‌شویید.
 لباس دیگری با همان درجه از لکه زرد چوبه را برداشته و زیر آب داغ فرو می بریم.
 

مرحله 5. تحلیل داده‌ها و نتیجه گیری

وقتی آزمایشاتتان کامل شد، باید داده ها را تحلیل کنید تا ببینید که آیا فرضیه‌تان درست بوده است یا نه. این مرحله از کار تعیین می کند که آیا فرضیه توسط آزمایشات، رد شده یا تأیید می گردد. گاهی اتفاق می افتد که فرضیه با واقعیت به دست آمده تطابق نداشته باشد. در چنین شرایطی شما باید فرضیه ی جدیدی را تنظیم کرده و مراحل روش علمی را از اول شروع کنید . حتماً داده های مربوط به آزمایشات دفعه ی قبل را ثبت کنید و نمونه ای از آن را برای خود نگه دارید چرا که این داده ها می‌تواند به شما در تدوین آزمایشات جدید کمک کند. اگر هم که صحت فرضیه توسط این آزمایشات تأیید شد در این صورت لازم است که درستی آن را حتماً با شیوه ی دیگری از آزمایشات بیازمایید.
نتیجه گیری نهایی در واقع خلاصه ای است از نتایج گرفته شده از آزمایشات و نحوه ی ارتباط این نتایج با فرضیه ی شما. نتیجه گیری هم چنین باید کلیه روش های به کار رفته و تمامی مشکلات یا سؤالات پیش آمده در مسیر آزمودن فرضیه را شامل شود.
اگر موادی که در بالا نام برده شدند بتوانند لکه ی زرد چوبه را از لباس شما پاک کنند، فرضیه درست است در غیر این صورت شما باید روش دیگری طراحی کنید.
مشکلی که در حین آزمایشات پیش آمد: فرو بردن لباس لکه دار در آب داغ باعث پر رنگ تر شدن و تثبیت لکه شد.
 

مرحله 6. انتقال نتایج گرفته شده به سایرین

نتایج آزمایش و فرضیه ی اثبات شده باید از طریق تابلوی نمایش یا به واسطه چاپ گزارش نهایی، به دیگران انتقال داده شود. در نتیجه وقتی دیگران همان آزمایش را انجام داده و به نتایج مشابهی دست یابند، جای گاه فرضیه ی شما تثبیت می-شود. انتقال یافته هایتان به دیگران باعث می شود که آنها بتوانند برای تحقیقات دیگر از نتایج آن استفاده کنند. شما هم چنین باید تحقیقات دیگری هم انجام دهید تا ثابت شود که نتایجی که گرفته اید دائمی بوده و یک اتفاق تصادفی نبوده است. این مسئله معمولاً توسط سایر دانشمندان نیز تأیید می شود.نتایج و یافته هایتان را با دیگران در میان بگذارید:
نتیجه‌ای که شما در این آزمایش گرفته اید این است که - روش مؤثر برای از بین بردن لکه ی زرد چوبه، استفاده از آب لیمو، سرکه، مایع ظرف شویی، و شوینده است.
روش علمی به عنوان مجموعه ای از مراحل، تشریح می شود، اگر چه، ایده ها یا اطلاعات جدید هم ممکن است باعث شوند که مجبور شوید به عقب برگشته و مراحل روش علمی را از اول تکرار کنید. از آن جا که در این روش به نوعی مدام باید به عقب برگشته و مراحل را از اول انجام داد، به آن "فرایند تکرار پذیر" گفته می شود. در واقع با پی گیری این فرایند تکرار پذیر در نهایت می توانید به فرضیه ای دست پیدا کنید که به واقعیت خیلی نزدیک باشد.