6 Langkah Metode Ilmiah dan Karakteristiknya



itu langkah-langkah metode ilmiah Mereka melayani untuk menjawab pertanyaan ilmiah secara terorganisir dan obyektif. Ini melibatkan mengamati dunia dan fenomenanya, sampai pada penjelasan tentang apa yang diamati, menguji apakah penjelasan itu valid, dan akhirnya menerima atau menolak penjelasan..

Metode ilmiah karena itu memiliki serangkaian karakteristik yang mendefinisikannya: observasi, eksperimen, dan bertanya dan menjawab pertanyaan. Namun, tidak semua ilmuwan mengikuti persis proses ini. Beberapa cabang ilmu pengetahuan bisa lebih mudah dibuktikan daripada yang lain.

Misalnya, para ilmuwan yang mempelajari bagaimana bintang berubah seiring bertambahnya usia atau bagaimana dinosaurus mencerna makanan mereka tidak dapat memajukan kehidupan bintang dalam sejuta tahun atau melakukan studi dan tes dengan dinosaurus untuk menguji hipotesis mereka.

Ketika eksperimen langsung tidak dimungkinkan, para ilmuwan memodifikasi metode ilmiah. Meskipun dimodifikasi hampir dengan setiap penyelidikan ilmiah, tujuannya adalah sama: untuk menemukan hubungan sebab dan akibat dengan mengajukan pertanyaan, mengumpulkan dan memeriksa data, dan melihat apakah semua informasi yang tersedia dapat digabungkan dalam respons logis.

Di sisi lain, seringkali tahapan dari metode ilmiah bersifat iteratif; informasi baru, pengamatan atau ide dapat menyebabkan langkah-langkah diulang.

Protokol metode ilmiah dapat dibagi menjadi enam langkah / fase / tahapan yang berlaku untuk semua jenis penelitian:

-Pertanyaan

-Pengamatan

-Perumusan hipotesis

-Eksperimen

-Analisis data

-Tolak atau terima hipotesisnya.

Di bawah ini saya akan menunjukkan langkah-langkah mendasar yang dilakukan ketika melakukan penyelidikan. Agar Anda dapat memahaminya dengan lebih baik, di akhir artikel saya akan memberikan contoh penerapan langkah-langkah dalam percobaan biologi; dalam penemuan struktur DNA.

Indeks

  • 1 Apa langkah-langkah metode ilmiah? Apa mereka dan karakteristik mereka
    • 1.1 Langkah 1- Ajukan pertanyaan
    • 1.2 Langkah 2- Observasi
    • 1.3 Langkah 3- Perumusan hipotesis
    • 1.4 Langkah 4- Eksperimen
    • 1.5 Langkah 5: Analisis data
    • 1.6 Langkah 6: Kesimpulan. Menafsirkan data dan menerima atau menolak hipotesis
    • 1.7 Langkah-langkah lain adalah: 7- Publikasikan hasil dan 8- Periksa hasil mereplikasi penelitian (dilakukan oleh ilmuwan lain)
  • 2 Contoh nyata dari metode ilmiah dalam penemuan struktur DNA
    • 2.1 Pertanyaan
    • 2.2 Pengamatan dan hipotesis
    • 2.3 Eksperimen
    • 2.4 Analisis dan kesimpulan
  • 3 Sejarah
    • 3.1 Aristoteles dan Yunani
    • 3.2 Muslim dan zaman keemasan Islam
    • 3.3 Renaissance
    • 3.4 Newton dan sains modern
  • 4 Pentingnya
  • 5 Referensi

Apa langkah-langkah metode ilmiah? Apa mereka dan karakteristik mereka

Langkah 1- Ajukan pertanyaan

Metode ilmiah dimulai ketika ilmuwan / peneliti mengajukan pertanyaan tentang sesuatu yang telah dia amati atau apa yang dia selidiki: Bagaimana, apa, kapan, siapa, apa, mengapa atau di mana?

Misalnya, Albert Einstein, ketika dia mengembangkan teorinya tentang relativitas khusus, bertanya pada dirinya sendiri: Apa yang akan dia lihat jika dia bisa berjalan di sebelah sinar cahaya sambil menyebar melalui ruang??

Langkah 2- Pengamatan

Langkah ini melibatkan melakukan pengamatan dan mengumpulkan informasi yang akan membantu menjawab pertanyaan. Pengamatan seharusnya tidak bersifat informal, tetapi disengaja dengan gagasan bahwa informasi yang dikumpulkan adalah obyektif.

Pengumpulan data dan pengukuran yang sistematis dan hati-hati adalah perbedaan antara pseudosains, seperti alkimia, dan sains, seperti kimia atau biologi.

Pengukuran dapat dilakukan dalam lingkungan yang terkendali, seperti laboratorium, atau pada objek yang kurang dapat diakses atau tidak dapat dimanipulasi, seperti bintang atau populasi manusia.

Pengukuran sering membutuhkan instrumen ilmiah khusus seperti termometer, mikroskop, spektroskopi, akselerator partikel, voltmeters ...

Ada beberapa jenis observasi ilmiah. Yang paling umum adalah langsung dan tidak langsung.

Contoh pengamatan adalah yang dibuat oleh Louis Pasteur sebelum mengembangkan teori germinal tentang penyakit menular. Di bawah mikroskop, ia mengamati bahwa cacing sutra di Prancis selatan memiliki penyakit yang terinfeksi oleh parasit.

Langkah 3- Perumusan hipotesis

Tahap ketiga adalah perumusan hipotesis. Hipotesis adalah pernyataan yang dapat digunakan untuk memprediksi hasil pengamatan di masa depan.

Hipotesis nol adalah jenis hipotesis yang baik untuk memulai penyelidikan. Ini adalah penjelasan yang disarankan dari suatu fenomena atau proposal yang beralasan yang menunjukkan kemungkinan korelasi antara serangkaian fenomena.

Contoh hipotesis nol adalah: "kecepatan pertumbuhan rumput tidak tergantung pada jumlah cahaya yang diterimanya".

Contoh hipotesis:

  • Pemain sepak bola yang berlatih secara teratur memanfaatkan waktu, mencetak lebih banyak gol daripada mereka yang kehilangan 15% pelatihan.
  • Orang tua yang baru pertama kali belajar pendidikan tinggi 70% lebih santai saat melahirkan.

Hipotesis yang berguna harus memungkinkan prediksi dengan alasan, termasuk penalaran deduktif. Hipotesis dapat memprediksi hasil percobaan di laboratorium atau pengamatan fenomena di alam. Prediksi juga dapat berupa statistik dan hanya berurusan dengan probabilitas.

Jika prediksi tidak dapat diakses dengan observasi atau pengalaman, hipotesis belum dapat diuji dan akan tetap dalam ukuran yang tidak ilmiah. Kemudian, teknologi atau teori baru dapat memungkinkan dilakukannya percobaan yang diperlukan.

Langkah 4- Eksperimen

Langkah selanjutnya adalah eksperimen, ketika para ilmuwan melakukan apa yang disebut percobaan ilmiah, di mana hipotesis diuji.

Prediksi yang mencoba membuat hipotesis dapat diverifikasi dengan eksperimen. Jika hasil tes bertentangan dengan prediksi, hipotesis dipertanyakan dan menjadi kurang berkelanjutan.

Jika hasil percobaan mengkonfirmasi prediksi hipotesis, maka mereka dianggap lebih benar, tetapi mereka mungkin salah dan masih mengalami percobaan baru.

Untuk menghindari kesalahan pengamatan dalam percobaan, teknik kontrol eksperimental digunakan. Teknik ini menggunakan kontras antara beberapa sampel (atau pengamatan) dalam kondisi yang berbeda untuk melihat apa yang bervariasi atau apa yang tetap sama.

Contoh

Sebagai contoh, untuk menguji hipotesis nol "laju pertumbuhan rumput tidak tergantung pada jumlah cahaya", kita harus mengamati dan mengambil data dari rumput yang tidak terpapar cahaya..

Ini disebut "grup kontrol". Mereka identik dengan kelompok eksperimen lain, kecuali untuk variabel yang sedang diselidiki.

Penting untuk diingat bahwa kelompok kontrol hanya dapat berbeda dari kelompok eksperimen mana pun dalam suatu variabel. Seperti itu Anda bisa tahu apa variabel itu salah satu yang menghasilkan perubahan atau tidak.

Misalnya, Anda tidak dapat membandingkan rumput yang ada di luar di tempat teduh dengan rumput di bawah sinar matahari. Atau rumput dari satu kota dengan kota lainnya. Ada variabel antara dua kelompok selain cahaya, seperti kelembaban tanah dan pH.

Contoh lain dari kelompok kontrol yang sangat umum

Eksperimen untuk mengetahui apakah suatu obat memiliki khasiat untuk mengobati apa yang diinginkan sangat umum. Misalnya, jika Anda ingin mengetahui efek aspirin, Anda dapat menggunakan dua kelompok dalam percobaan pertama:

  • Kelompok eksperimen 1, yang menyediakan aspirin.
  • Kelompok 2 mengontrol, dengan karakteristik yang sama pada kelompok 1, dan aspirin tidak diberikan.

Langkah 5: Analisis data

Setelah percobaan, data diambil, yang mungkin dalam bentuk angka, ya / tidak, ada / tidak ada, atau pengamatan lainnya.

Penting untuk memperhitungkan data akun yang tidak diharapkan atau yang tidak diinginkan. Banyak percobaan telah disabotase oleh peneliti yang tidak memperhitungkan data akun yang tidak sesuai dengan yang diharapkan.

Langkah ini melibatkan menentukan apa yang ditunjukkan hasil percobaan dan memutuskan tindakan selanjutnya yang akan diambil. Prediksi hipotesis dibandingkan dengan hipotesis nol, untuk menentukan mana yang lebih mampu menjelaskan data.

Dalam kasus di mana percobaan diulang berkali-kali, analisis statistik mungkin diperlukan.

Jika bukti telah menolak hipotesis, diperlukan hipotesis baru. Jika data eksperimental mendukung hipotesis, tetapi bukti tidak cukup kuat, prediksi hipotesis lain harus diuji dengan eksperimen lain.

Setelah hipotesis sangat didukung oleh bukti, pertanyaan penelitian baru dapat diminta untuk memberikan informasi lebih lanjut tentang subjek yang sama.

Langkah 6: Kesimpulan. Menafsirkan data dan menerima atau menolak hipotesis

Untuk banyak eksperimen, kesimpulan dibuat berdasarkan analisis data secara tidak resmi. Tanyakan saja, apakah data sesuai dengan hipotesis? ini adalah cara menerima atau menolak suatu hipotesis.

Namun, lebih baik menerapkan analisis statistik pada data, untuk menetapkan tingkat "penerimaan" atau "penolakan". Matematika juga berguna untuk mengevaluasi efek kesalahan pengukuran dan ketidakpastian lainnya dalam percobaan.

Jika hipotesis diterima, itu tidak dijamin bahwa itu adalah hipotesis yang benar. Ini hanya berarti bahwa hasil percobaan mendukung hipotesis. Dimungkinkan untuk menduplikasi percobaan dan mendapatkan hasil yang berbeda di lain waktu. Hipotesis juga dapat menjelaskan pengamatan, tetapi itu adalah penjelasan yang salah.

Jika hipotesis ditolak, itu bisa menjadi akhir dari eksperimen atau dapat dilakukan lagi. Jika proses dilakukan lagi, lebih banyak pengamatan dan lebih banyak data akan diambil.

Langkah-langkah lain adalah: 7- Publikasikan hasil dan 8- Periksa hasil mereplikasi penelitian (dilakukan oleh ilmuwan lain)

Jika percobaan tidak dapat diulang untuk menghasilkan hasil yang sama, ini menyiratkan bahwa hasil asli bisa saja keliru. Akibatnya, adalah umum untuk percobaan tunggal dilakukan beberapa kali, terutama ketika ada variabel yang tidak terkendali atau indikasi lain dari kesalahan eksperimental.

Untuk mendapatkan hasil yang signifikan atau mengejutkan, ilmuwan lain mungkin juga mencoba mereplikasi hasil itu sendiri, terutama jika hasil itu penting untuk pekerjaan mereka sendiri..

Contoh nyata dari metode ilmiah dalam penemuan struktur DNA

Sejarah penemuan struktur DNA adalah contoh klasik dari langkah-langkah metode ilmiah: pada tahun 1950 diketahui bahwa pewarisan genetik memiliki deskripsi matematis, dari studi Gregor Mendel, dan bahwa DNA mengandung informasi genetik.

Namun, mekanisme penyimpanan informasi genetik (yaitu, gen) dalam DNA tidak jelas.

Penting untuk diingat bahwa hanya Watson dan Crick yang berpartisipasi dalam penemuan struktur DNA, meskipun mereka dianugerahi Hadiah Nobel. Mereka menyumbangkan pengetahuan, data, ide, dan penemuan banyak ilmuwan saat itu.

Pertanyaan

Penelitian DNA sebelumnya telah menentukan komposisi kimianya (empat nukleotida), struktur masing-masing nukleotida dan sifat-sifat lainnya.

DNA telah diidentifikasi sebagai pembawa informasi genetik oleh percobaan Avery-MacLeod-McCarty pada tahun 1944, tetapi mekanisme bagaimana informasi genetik disimpan dalam DNA tidak jelas..

Karena itu pertanyaannya adalah:

Bagaimana informasi genetik disimpan dalam DNA?

Pengamatan dan hipotesis

Segala sesuatu yang diselidiki pada waktu itu tentang DNA terdiri dari pengamatan. Dalam hal ini, pengamatan sering dilakukan dengan mikroskop atau sinar-X.

Linus Pauling mengusulkan bahwa DNA bisa menjadi triple helix. Hipotesis ini juga dipertimbangkan oleh Francis Crick dan James D. Watson tetapi dibuang.

Ketika Watson dan Crick mengetahui hipotesis Pauling, mereka memahami dari data yang ada bahwa dia salah dan Pauling akan segera mengakui kesulitannya dengan struktur itu. Karena itu, perlombaan untuk menemukan struktur DNA adalah menemukan struktur yang benar.

Prediksi apa yang akan dibuat hipotesis? Jika DNA memiliki struktur heliks, pola difraksi sinar-X-nya akan berbentuk X.

Oleh karena itu, hipotesis bahwa DNA memiliki struktur heliks ganda akan diuji dengan hasil / data sinar-X. Secara khusus diuji dengan data difraksi sinar-X yang disediakan oleh Rosalind Franklin, James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953.

Eksperimen

Rosalind Franklin mengkristal DNA murni dan melakukan difraksi sinar-X untuk menghasilkan foto 51. Hasilnya menunjukkan bentuk-X.

Dalam serangkaian lima artikel yang diterbitkan di Alam bukti eksperimental yang mendukung model Watson dan Crick ditunjukkan.

Dari jumlah tersebut, artikel oleh Franklin dan Raymond Gosling, adalah publikasi pertama dengan data difraksi sinar-X yang mendukung model Watson dan Crick

Analisis dan kesimpulan

Ketika Watson melihat pola difraksi terperinci, ia segera mengenalinya sebagai heliks.

Dia dan Crick menghasilkan model mereka, menggunakan informasi ini bersama dengan informasi yang sebelumnya diketahui tentang komposisi DNA dan tentang interaksi molekuler, seperti ikatan hidrogen..

Sejarah

Karena sulit untuk menggambarkan secara tepat kapan metode ilmiah mulai digunakan, sulit untuk menjawab pertanyaan tentang siapa yang menciptakan metode ilmiah tersebut..

Metode dan langkah-langkahnya berkembang seiring waktu dan para ilmuwan yang menggunakannya memberikan kontribusi mereka, berevolusi dan memperbaiki diri sedikit demi sedikit.

Aristoteles dan Yunani

Aristoteles, salah satu filsuf sejarah paling berpengaruh, adalah pendiri ilmu empiris, yaitu, proses pengujian hipotesis dari pengalaman, eksperimen dan pengamatan langsung dan tidak langsung.

Orang Yunani adalah peradaban Barat pertama yang mulai mengamati dan mengukur untuk memahami dan mempelajari fenomena dunia, namun tidak ada struktur untuk menyebutnya metode ilmiah.

Muslim dan zaman keemasan Islam

Sebenarnya, pengembangan metode ilmiah modern dimulai dengan para cendekiawan Muslim selama Zaman Keemasan Islam, pada abad kesepuluh hingga keempat belas. Kemudian, para filsuf-ilmuwan Pencerahan terus memperbaikinya.

Di antara semua ulama yang membuat kontribusi mereka, Alhacén (Abu 'Al' al-Ḥasan ibn al-anasan ibn al-Hayṯam), adalah kontributor utama, yang oleh beberapa sejarawan dianggap sebagai "arsitek metode ilmiah". Metodenya memiliki tahapan berikut, Anda dapat melihat kesamaannya dengan yang dijelaskan dalam artikel ini:

-Pengamatan dunia alami.

-Menetapkan / mendefinisikan masalah.

-Merumuskan hipotesis.

-Uji hipotesis melalui eksperimen.

-Mengevaluasi dan menganalisis hasil.

-Menafsirkan data dan menarik kesimpulan.

-Publikasikan hasilnya.

Renaissance

Filsuf Roger Bacon (1214 - 1284) dianggap sebagai orang pertama yang menerapkan penalaran induktif sebagai bagian dari metode ilmiah.

Selama Renaissance, Francis Bacon mengembangkan metode induktif melalui sebab dan akibat, dan Descartes mengusulkan bahwa deduksi adalah satu-satunya cara untuk belajar dan memahami.

Newton dan sains modern

Isaac Newton dapat dianggap sebagai ilmuwan yang akhirnya menyempurnakan proses sampai hari ini seperti yang diketahui. Dia mengusulkan, dan mempraktikkan, fakta bahwa metode ilmiah membutuhkan metode deduktif dan induktif.

Setelah Newton, ada ilmuwan hebat lain yang berkontribusi pada pengembangan metode ini, di antaranya adalah Albert Einstein. 

Signifikansi

Metode ilmiah ini penting karena merupakan cara yang andal untuk memperoleh pengetahuan. Ini didasarkan pada mendasarkan afirmasi, teori dan pengetahuan pada data, eksperimen dan pengamatan.

Oleh karena itu, sangat penting untuk kemajuan masyarakat dalam teknologi, sains secara umum, kesehatan dan secara umum untuk menghasilkan pengetahuan teoritis dan aplikasi praktis.

Sebagai contoh, metode sains ini bertentangan dengan yang didasarkan pada iman. Dengan iman Anda meyakini sesuatu dengan tradisi, tulisan atau kepercayaan, tanpa mengandalkan bukti yang dapat disangkal, Anda juga tidak dapat melakukan eksperimen atau pengamatan yang menyangkal atau menerima kepercayaan dari keyakinan itu..

Dengan sains, seorang peneliti dapat melakukan langkah-langkah metode ini, mencapai kesimpulan, menyajikan data, dan peneliti lain dapat mereplikasi eksperimen atau pengamatan itu untuk memvalidasi atau tidak..

Referensi

  1. Hernández Sampieri, Roberto; Fernández Collado, Carlos dan Baptista Lucio, Pilar (1991). Metodologi penelitian (2nd ed., 2001). Meksiko D.F., Meksiko. McGraw-Hill.
  2. Kazilek, C.J. dan Pearson, David (2016, 28 Juni). Apa metode ilmiahnya? Arizona State University, Sekolah Tinggi Seni dan Sains Liberal. Diakses pada 15 Januari 2017.
  3. Lodico, Marguerite G.; Spaulding, Dean T. dan Voegtle, Katherine H. (2006). Metode dalam Penelitian Pendidikan: Dari Teori ke Praktik (2nd ed., 2010). San Francisco, Amerika Serikat. Jossey-Bass.
  4. Márquez, Omar (2000). Proses penelitian dalam ilmu sosial. Barinas, Venezuela UNELLEZ.
  5. Tamayo T., Mario (1987). Proses Penelitian Ilmiah (edisi ke-3, 1999). Meksiko D.F., Meksiko. Jeruk nipis.
  6. Vera, Alirio (1999). Analisis Data. San Cristobal, Venezuela. Universitas Eksperimental Nasional Tachira (UNET).
  7. Wolfs, Frank L. H. (2013). Pengantar Metode Ilmiah. New York, Amerika Serikat. University of Rochester, Departemen Fisika dan Astronomi. Diakses pada 15 Januari 2017.
  8. Wudka, José (1998, 24 September). Apa itu "metode ilmiah"? Riverside, Amerika Serikat. University of California, Departemen Fisika dan Astronomi. Diakses pada 15 Januari 2017.
  9. Martyn Shuttleworth (23 Apr 2009). Siapa yang Menemukan Metode Ilmiah? Diperoleh 23 Des 2017 dari Explorable.com: explorable.com.