科学的方法の使い方

科学的方法は、あらゆる厳密な科学研究の基盤です。科学的方法とは、科学研究の進歩を促進し、科学的知識の理解を深めるのに役立つ一連の技術と原則です。古代ギリシャの哲学者から現代の科学者まで、誰もが科学的方法の発展と改良に多かれ少なかれ貢献してきました。科学的方法の適用には多くの論争や異論がありますが、その基本的な手順は理解しやすいものです。科学的方法は、科学的研究にとって非常に貴重であるだけでなく、私たちの生活における問題を解決するための非常に便利なツールでもあります。

ステップ

1観察。好奇心は知識の源です。観察のプロセスは「問題定義プロセス」と呼ばれることもあり、単純なものです。既存の知識では説明できないものを観察したり、既存の理論では説明できるものを見ても、別の説明があると感じることがあります。したがって、この現象の説明を求めて、あなたの心の中に疑問が浮かぶでしょう。この現象はどのようにして起こるのでしょうか?
2問題に関連する既存の知識を調査します。車が始動しないことに気づいたら、「なぜ始動しないのか？」と自問します。おそらく、車について少し知っていれば、問題の解決策をさらに理解できるでしょう。マニュアルを確認したり、インターネットで関連する質問の回答を見つけたりすることもできます。あなたが科学者であり、奇妙な現象の背後にある原理を知りたい場合は、他の科学者によって行われた研究レポートがいくつか掲載されている科学雑誌をめくってみてください。質問に関連する資料をさらに読むようにしてください。理解できないことは、すでに他の人によって回答されている可能性が高いからです。仮説を構築するのに役立つ情報も見つかるかもしれません。
3仮説を構築します。仮説とは、ある現象に対する疑わしい説明です。しかし、仮説は推測よりも一歩進んだものです。なぜなら、仮説とは、既存の知識に基づいて関連する現象を徹底的に理解するプロセスだからです。仮説は、実際には、高度な知識内容を持つ推測です。仮説は、「ガソリンが切れたので車が始動しない」などの因果関係を前提としています。現象を説明する可能性のある原因を提案し、仮説をテストすることでさらに予測を立てることができます。「ガソリン切れ」仮説が正しいかどうかをテストするために、車にガソリンを満タンにすることができます。これが本当であれば、ガソリンを補給すれば車が始動できるとも推測できます。事実を述べる口調で仮定を述べます。これは仮説に非常によく似た形式です。まだ理解できないことがあれば、「if」または「then」を使用してください。「If I can't drive the car, it’s because I’m out of gas.」
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- 記録をきちんと保管してください。実験は繰り返し可能である必要があります。つまり、一度実験を行った後は、他の人も同じプロセスを実行して同じ結論を得ることができます。したがって、実験におけるすべての事項を適切に記録しておくことが非常に重要です。すべてのデータを保存することも重要です。現在、科学実験からの生データを収集するアーカイブが存在します。他の科学者があなたの実験について知る必要がある場合は、アーカイブに連絡して実験データを要求することができます。実験の詳細をすべて提供することが非常に重要です。
結果を分析し、結論を導き出します。仮説の検証とは、データを収集し、そのデータに基づいて仮説の内容を検証または反証するプロセスです。給油後に車が動き出すと、分析は特に簡単になり、仮説が検証されます。ただし、より複雑な実験に遭遇した場合、時間をかけてデータを研究する前に仮説を検証する方法はありません。さらに、データが仮説を検証できるかどうかに関係なく、いわゆる「潜在変数」、「外生変数」などの他の変数を探す必要があります。これらの変数は実験の結果に影響を与える可能性があります。燃料補給後、車が始動したが、同時に気候が変わり気温が上昇したとします。元の気温は 0 度以下でしたが、現在は 0 度以上になっています。車が始動できないのはガソリンが溶けたせいではないと確信していますか?テスト結果が決定的でないことがわかる場合があります。おそらく、給油後、車は数秒間走行しましたが、その後再び故障したのでしょう。
6 調査結果を報告します。科学者は通常、研究結果を科学雑誌や会議論文で報告します。実験結果を報告するだけでなく、研究方法や仮説検証で遭遇した問題についても説明します。調査結果を報告することで、他の人があなたの調査を基にさらに大きな発見をすることができます。
7さらにテストを実行します。データによって仮説の真偽を検証できない場合は、別の仮説を証明する必要があります。このアプローチの利点は、以前の研究ですでに貴重な研究情報が提供されており、新しい仮説を立てることができることです。仮説が検証されたとしても、その研究が再現可能であり、偶然の結果ではないことを確認するために、さらなる研究が必要です。この研究は通常他の科学者によって行われますが、自分でさらに検証することもできます。広告する

ヒント

仮説を検証する方法は 1 つだけではなく、数多くあります。仮説検定は、二重盲検試験、統計データの収集、またはその他の方法で行うことができます。ただし、これらの方法に共通するのは、いずれも仮説を検証するために使用できるデータや情報を収集する必要があることです。
仮説を「証明」したり「反証」することはできないことに注意してください。状況が仮説に準拠しているかどうかのみを確認できます。質問が「なぜ車が始動しないのか」であり、「ガソリン切れだ」という仮説を検証したい場合、証明と確認はほぼ同じものです (仮説が非常に単純で限定的であるため)。ただし、より複雑な問題（複数の説明が可能な問題）の場合、1 つまたは 2 つの実験では仮説が正しいかどうかを証明することはできません。
相関関係と因果関係の違いを理解する。自分の仮説が状況に当てはまることが確認できれば、相関関係（1 つの変数が別の変数に対応している）が見つかります。他の人も仮説に当てはまる状況を見つけた場合、相関関係はさらに強くなります。ただし、相関関係は因果関係を意味するものではありません。実際、仮説を正確に検証するには、これらすべての方法を使用する必要があります。

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