Método científico: as 6 etapas e suas características (exemplo) - Ciência - 2023

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ométodo ciêntifico é um processo usado nos ramos da ciência para testar uma hipótese científica por meio de observação, questionamento, formulação de hipótese e experimentação. É uma forma racional de obter conhecimento objetivo e confiável.

O método científico, portanto, tem uma série de características definidoras: observação, experimentação e fazer e responder perguntas. No entanto, nem todos os cientistas seguem esse processo exatamente. Alguns ramos da ciência podem ser testados mais facilmente do que outros.

Por exemplo, os cientistas que estudam como as estrelas mudam à medida que envelhecem ou como os dinossauros digerem sua comida não podem aumentar a vida de uma estrela em um milhão de anos ou conduzir estudos e testes em dinossauros para testar suas hipóteses.

Quando a experimentação direta não é possível, os cientistas modificam o método científico. Embora mude com quase todas as investigações científicas, o objetivo é o mesmo: descobrir relações de causa e efeito fazendo perguntas, coletando e examinando dados e ver se todas as informações disponíveis podem ser combinadas em uma resposta lógica.

Por outro lado, um cientista frequentemente repete as etapas do método científico, pois novas informações, dados ou conclusões podem exigir que repita as etapas.

Por exemplo, um cientista pode levantar a hipótese de que "comer demais acelera o envelhecimento", conduzir um experimento e tirar uma conclusão. Você poderia, então, realizar as etapas novamente, começando com outra hipótese, como "comer muito açúcar acelera o envelhecimento".

Qual é o método científico e para que serve?

O método científico é um método empírico de investigação que serve para obter novos conhecimentos e informações. "Empírico" significa que é baseado na realidade, usa dados; é o oposto de "teórico".

Portanto, os cientistas usam o método científico para aprender sobre a realidade, coletando dados e realizando experimentos. Pode ser dividido em seis etapas / fases / etapas que se aplicam a todos os tipos de pesquisa:

Pergunta baseada na observação.
Investigação.
Formulação da hipótese.
Experimentação.
Analise de dados.
Rejeite ou aceite a hipótese (conclusões).

Características do método científico

- Use a observação como ponto de partida.

- Faça perguntas e respostas. Para formular uma hipótese, o cientista pergunta e responde sistematicamente, buscando estabelecer relações de causa-efeito em aspectos da realidade.

- Requer verificação, ou seja, os resultados precisam ser verificados por vários cientistas.

- Gera conclusões refutáveis. Se as conclusões não podem ser verificadas, o método científico não pode ser aplicado.

- Produz resultados reproduzíveis; os experimentos podem ser replicados por cientistas para tentar obter os mesmos resultados.

- É objetivo; é baseado em experimentação e observação, não em opiniões subjetivas.

Etapas do método científico e suas características

Etapa 1 - Faça uma pergunta com base na observação

O método científico começa quando o cientista / pesquisador faz uma pergunta sobre algo que ele observou ou está investigando: como, o quê, quando, quem, o quê, por quê ou onde?

Exemplos de observações e perguntas:

Louis Pasteur observou ao microscópio que os bichos-da-seda do sul da França tinham doenças infectadas por parasitas.
Um biólogo observa ao microscópio que a presença de certos tipos de células melhora os sintomas da varíola. Você pode perguntar: essas células lutam contra o vírus da varíola?
Albert Einstein, quando estava desenvolvendo sua teoria da relatividade especial, se perguntou: O que você veria se pudesse andar ao lado de um raio de luz enquanto ele viaja pelo espaço?

Etapa 2 - Pesquisa de informação

Esta etapa consiste em fazer pesquisas, reunindo informações para ajudar a responder à pergunta. É importante que as informações coletadas sejam objetivas e de fontes confiáveis. Eles podem ser investigados em bases de dados na internet, em bibliotecas, livros, entrevistas, pesquisas, entre outros.

Etapa 3 - Formulação de hipótese

A terceira etapa é a formulação da hipótese. Uma hipótese é uma afirmação que pode ser usada para prever o resultado de observações futuras.

Exemplos de hipóteses:

Os jogadores de futebol que treinam regularmente aproveitando o tempo, marcam mais gols do que aqueles que perdem 15% dos treinos.
Os novos pais que cursaram o ensino superior, ficam em 70% dos casos mais relaxados no parto.

Uma hipótese útil deve permitir previsões por raciocínio, incluindo raciocínio dedutivo. A hipótese poderia prever o resultado de um experimento em laboratório ou a observação de um fenômeno na natureza.

Se as previsões não são acessíveis por observação ou experiência, a hipótese ainda não é testável e permanecerá até aquela medida não científica. Mais tarde, uma nova tecnologia ou teoria poderia tornar possíveis os experimentos necessários.

Etapa 4 - Experimentação

O próximo passo é a experimentação, quando os cientistas realizam os chamados experimentos científicos, nos quais as hipóteses são testadas.

As previsões que as hipóteses tentam fazer podem ser testadas com experimentos. Se os resultados dos testes contradizerem as previsões, as hipóteses são questionadas e se tornam menos sustentáveis.

Se os resultados experimentais confirmam as previsões das hipóteses, então as hipóteses são consideradas mais corretas, mas podem estar erradas e permanecer sujeitas a novos experimentos.

Para evitar erros observacionais nos experimentos, é utilizada a técnica de controle experimental. Essa técnica usa o contraste entre várias amostras (ou observações) em diferentes condições para ver o que varia ou permanece o mesmo.

Exemplo

Para testar a hipótese "a taxa de crescimento da grama não depende da quantidade de luz", seria necessário observar e obter dados da grama que não está exposta à luz.

Isso é chamado de "grupo de controle". Eles são idênticos aos outros grupos experimentais, exceto para a variável sob investigação.

É importante lembrar que o grupo de controle só pode diferir de qualquer grupo experimental por uma variável. Assim você pode saber qual é essa variável aquele que produz mudanças ou não.

Por exemplo, a grama ao ar livre na sombra não pode ser comparada à grama ao sol. Nem a grama de uma cidade com a de outra. Além da luz, existem variáveis entre os dois grupos, como umidade do solo e pH.

Outro exemplo de um grupo de controle muito comum

Experimentos para descobrir se um medicamento é eficaz no tratamento do desejado são muito comuns. Por exemplo, se você quiser saber os efeitos da aspirina, pode usar dois grupos em um primeiro experimento:

Grupo experimental 1, ao qual é fornecida aspirina.
Grupo controle 2, com as mesmas características do grupo 1 e para o qual não foi fornecida aspirina.

Etapa 5: análise de dados

Após o experimento, são coletados os dados, que podem ser na forma de números, sim / não, presente / ausente ou outras observações.

A coleta sistemática e cuidadosa de medições e dados é a diferença entre as pseudociências, como a alquimia, e as ciências, como a química ou a biologia. As medições podem ser feitas em um ambiente controlado, como um laboratório, ou em objetos mais ou menos inacessíveis ou não manipuláveis, como estrelas ou populações humanas.

As medições geralmente requerem instrumentos científicos especializados, como termômetros, microscópios, espectroscópios, aceleradores de partículas, voltímetros ...

Esta etapa envolve determinar o que os resultados do experimento mostram e decidir as próximas ações a serem realizadas. Nos casos em que um experimento é repetido muitas vezes, a análise estatística pode ser necessária.

Se a evidência rejeitou a hipótese, uma nova hipótese é necessária. Se os dados do experimento suportam a hipótese, mas a evidência não é forte o suficiente, outras previsões da hipótese devem ser testadas com outros experimentos.

Uma vez que uma hipótese é fortemente apoiada pelas evidências, uma nova pergunta de pesquisa pode ser feita para fornecer mais informações sobre o mesmo tópico.

Etapa 6: Conclusões. Interprete os dados e aceite ou rejeite a hipótese

Para muitos experimentos, as conclusões são formadas com base em uma análise informal dos dados. Simplesmente pergunte: "Os dados se encaixam na hipótese?" é uma forma de aceitar ou rejeitar uma hipótese.

No entanto, é melhor aplicar uma análise estatística aos dados, para estabelecer um grau de "aceitação" ou "rejeição". A matemática também é útil para avaliar os efeitos de erros de medição e outras incertezas em um experimento.

Se a hipótese for aceita, não há garantia de que seja a hipótese correta. Isso significa apenas que os resultados do experimento apóiam a hipótese. É possível duplicar o experimento e obter resultados diferentes na próxima vez. A hipótese também pode explicar as observações, mas é a explicação errada.

Se a hipótese for rejeitada, pode ser o fim do experimento ou pode ser feito novamente. Se você repetir o processo, terá mais observações e mais dados.

É nesta fase que as teorias científicas são aceitas ou rejeitadas.

Outras etapas

Outras etapas são: 7- Comunicar os resultados e 8- Verificar os resultados replicando a pesquisa (realizada por outros cientistas).

Se um experimento não pode ser repetido para produzir os mesmos resultados, isso significa que os resultados originais podem estar errados. Como resultado, é comum que um único experimento seja realizado várias vezes, especialmente quando há variáveis não controladas ou outras indicações de erro experimental.

Para obter resultados significativos ou surpreendentes, outros cientistas também podem tentar replicar os resultados por si próprios, especialmente se esses resultados forem importantes para seu próprio trabalho.

Exemplo real de método científico na descoberta da estrutura do DNA

A história da descoberta da estrutura do DNA é um exemplo clássico das etapas do método científico: em 1950 sabia-se que a herança genética tinha uma descrição matemática, a partir dos estudos de Gregor Mendel, e que o DNA continha informações genéticas.

No entanto, o mecanismo de armazenamento de informação genética (ou seja, genes) no DNA não era claro.

É importante notar que não apenas Watson e Crick participaram da descoberta da estrutura do DNA, embora tenham recebido o Prêmio Nobel. Muitos cientistas da época contribuíram com conhecimentos, dados, ideias e descobertas.

Questão de observações

Pesquisas anteriores sobre o DNA haviam determinado sua composição química (os quatro nucleotídeos), a estrutura de cada um dos nucleotídeos e outras propriedades.

O DNA foi identificado como o portador da informação genética pelo experimento Avery-MacLeod-McCarty em 1944, mas o mecanismo de como a informação genética é armazenada no DNA não era claro.

A questão poderia ser:

Como a informação genética é armazenada no DNA?

Investigação

As pessoas envolvidas, incluindo Linus Pauling, Watson ou Crick, investigaram e buscaram informações; neste caso possivelmente pesquisas da época, livros e conversas com colegas.

Hipótese

Linus Pauling propôs que o DNA poderia ser uma hélice tripla. Essa hipótese também foi considerada por Francis Crick e James D. Watson, mas eles a descartaram.

Quando Watson e Crick souberam da hipótese de Pauling, eles entenderam, a partir dos dados existentes, que ele estava errado, e Pauling logo admitiria suas dificuldades com essa estrutura. Portanto, a corrida para descobrir a estrutura do DNA era descobrir a estrutura correta.

Que previsão a hipótese faria? Se o DNA tivesse uma estrutura helicoidal, seu padrão de difração de raios X seria em forma de X.

Por tanto, a hipótese de que o DNA tem uma estrutura de dupla hélice seria testado com os resultados / dados de raios X. Especificamente, foi testado com dados de difração de raios X fornecidos por Rosalind Franklin, James Watson e Francis Crick em 1953.

Experimentar

Rosalind Franklin cristalizou DNA puro e realizou difração de raios-X para produzir a fotografia 51. Os resultados mostraram uma forma de X.

Em uma série de cinco artigos publicados emNatureza Evidências experimentais que apóiam o modelo de Watson e Crick foram demonstradas.

Destes, o artigo de Franklin e Raymond Gosling foi a primeira publicação com dados de difração de raios-X a apoiar o modelo de Watson e Crick.

Análise de dados e conclusões

Quando Watson viu o padrão de difração detalhado, ele imediatamente o reconheceu como uma hélice.

Ele e Crick produziram seu modelo, usando essas informações junto com informações previamente conhecidas sobre a composição do DNA e sobre as interações moleculares, como ligações de hidrogênio.

Importância do método científico

O método científico é importante porque é uma forma confiável de adquirir conhecimento. É baseado em alegações, teorias e conhecimento de dados, experimentos e observações.

Portanto, é fundamental para o avanço da sociedade em tecnologia, ciência em geral, saúde e em geral gerar conhecimento teórico e aplicações práticas.

Por exemplo, este método científico é contrário ao baseado na fé. Com a fé, algo é acreditado por tradições, escritos ou crenças, sem ser baseado em evidências que possam ser refutadas, nem podem ser feitos experimentos ou observações que neguem ou aceitem as crenças dessa fé.

Com a ciência, um pesquisador pode realizar as etapas desse método, tirar conclusões, apresentar os dados e outros pesquisadores podem replicar aquele experimento ou observações para validá-lo ou não.