วิธีการทางวิทยาศาสตร์เป็นกระดูกสันหลังของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เข้มงวดทั้งหมด คอลเลกชันของเทคนิคและหลักการที่ออกแบบมาเพื่อพัฒนาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ให้ก้าวหน้าและเพิ่มพูนความรู้ วิธีการทางวิทยาศาสตร์ได้รับการพัฒนาและฝึกฝนอย่างช้าๆ โดยทุกคนตั้งแต่นักปรัชญากรีกโบราณไปจนถึงนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน แม้ว่าจะมีความแตกต่างในวิธีการและข้อขัดแย้งเกี่ยวกับวิธีการใช้งาน แต่ขั้นตอนพื้นฐานนั้นเข้าใจง่ายและมีค่ามาก ไม่เพียงแต่สำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังสำหรับการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันด้วย
ขั้นตอน
ขั้นตอนที่ 1. การสังเกต
ความอยากรู้ทำให้เกิดความรู้ใหม่ กระบวนการสังเกต ซึ่งบางครั้งเรียกว่าการกำหนดคำถามนั้นง่ายมาก คุณสังเกตสิ่งที่คุณไม่พร้อมที่จะอธิบายด้วยความรู้ที่คุณมีอยู่แล้ว หรือคุณสังเกตปรากฏการณ์ที่อธิบายไปแล้วด้วยความรู้ที่มีอยู่ของคุณแล้ว แต่อาจมีคำอธิบายอื่น คำถามคือ คุณจะอธิบายปรากฏการณ์นี้ได้อย่างไร อะไรเป็นสาเหตุให้เกิดเหตุการณ์นี้
ขั้นตอนที่ 2 ทำวิจัยเกี่ยวกับความรู้ที่มีอยู่เกี่ยวกับคำถาม
สมมุติว่าคุณสังเกตว่ารถไม่สตาร์ต คำถามคือ ทำไมรถสตาร์ทไม่ติด? คุณอาจมีความรู้เกี่ยวกับรถยนต์บ้าง ดังนั้นคุณจะใช้มันเพื่อทำความเข้าใจ คุณยังสามารถตรวจสอบคู่มือการเป็นเจ้าของของคุณหรือค้นหาข้อมูลในเรื่องนี้ทางออนไลน์ หากคุณเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่พยายามค้นหาปรากฏการณ์ประหลาด คุณสามารถตรวจสอบวารสารทางวิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์งานวิจัยที่ผู้เชี่ยวชาญคนอื่นทำ คุณจะต้องอ่านคำถามของคุณให้ได้มากที่สุด เพราะอาจมีคำตอบอยู่แล้ว หรือคุณอาจพบข้อมูลที่จะช่วยให้คุณสร้างสมมติฐานได้
ขั้นตอนที่ 3 พัฒนาสมมติฐานของคุณ
สมมติฐานคือคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับปรากฏการณ์ที่คุณกำลังสังเกต อย่างไรก็ตาม สมมติฐานเป็นเพียงการประมาณการ เนื่องจากสมมติฐานนี้อิงจากการทบทวนความรู้ที่มีอยู่เกี่ยวกับเรื่องในเชิงลึก โดยทั่วไป สมมติฐานคือค่าประมาณที่มีพื้นฐาน สมมติฐานควรมีความสัมพันธ์แบบเหตุและผล ตัวอย่างเช่น รถของฉันสตาร์ทไม่ติดเพราะน้ำมันหมด โดยระบุสาเหตุที่เป็นไปได้ประการหนึ่งสำหรับผลกระทบ และควรเป็นสิ่งที่คุณสามารถทดสอบและใช้เพื่อคาดการณ์ได้ คุณสามารถใส่น้ำมันเบนซินลงในรถของคุณเพื่อทดสอบสมมติฐานการใช้น้ำมัน และคุณสามารถทำนายได้ว่าหากสมมติฐานนี้เป็นจริง รถก็จะสตาร์ทหลังจากที่คุณเติมน้ำมัน การระบุผลลัพธ์เหมือนข้อเท็จจริง ดูเหมือนเป็นสมมติฐานจริงมากกว่า สำหรับผู้ที่ยังสับสน ให้ใช้ if และ then คำสั่ง: ถ้า ฉันพยายามสตาร์ทรถแล้วสตาร์ทไม่ติด ดังนั้น รถของฉันน้ำมันหมด
ขั้นตอนที่ 4 ระบุอุปกรณ์ของคุณ
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องมือทั้งหมดที่คุณต้องทำสำหรับโครงการนี้อยู่ในรายการ ถ้าคนอื่นต้องการทำไอเดียของคุณ พวกเขาต้องรู้เครื่องมือทั้งหมดของคุณ
ขั้นตอนที่ 5. ระบุขั้นตอนของคุณ
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น เราไม่ต้องการให้ใครมาบ่นว่าการทดลองของพวกเขาไม่ได้ผล! อ๊ะ!
ขั้นตอนที่ 6 ทดสอบสมมติฐานของคุณ
ออกแบบการทดลองที่สามารถยืนยันหรือล้มเหลวในการยืนยันสมมติฐาน การทดลองควรได้รับการออกแบบเพื่อพยายามแยกปรากฏการณ์และสาเหตุที่เสนอ กล่าวอีกนัยหนึ่งก็ต้องควบคุม กลับไปที่คำถามง่ายๆ เกี่ยวกับรถของเรา เราสามารถทดสอบสมมติฐานของเราโดยใส่น้ำมันเบนซินลงในรถ แต่ถ้าเราใส่น้ำมันเบนซินในรถและเปลี่ยนไส้กรองน้ำมันเชื้อเพลิง เราจะไม่ทราบแน่ชัดว่าปัญหาคือการขาดน้ำมันหรือน้ำมัน กรอง. สำหรับคำถามที่ซับซ้อน อาจมีสาเหตุที่เป็นไปได้หลายร้อยหรือหลายพัน และเป็นการยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกพวกเขาออกจากการทดลองครั้งเดียว
เก็บบันทึกที่สมบูรณ์แบบ การทดลองจะต้องทำซ้ำได้ นั่นคือ คนอื่นควรจะสามารถตั้งค่าการทดสอบแบบเดียวกับที่คุณทำและได้ผลลัพธ์แบบเดียวกัน ดังนั้น การเก็บบันทึกที่ถูกต้องของทุกสิ่งที่คุณทำในการทดสอบจึงเป็นเรื่องสำคัญ และเป็นสิ่งสำคัญมากที่คุณจะต้องเก็บข้อมูลทั้งหมดของคุณไว้ วันนี้มีการสร้างที่เก็บถาวรซึ่งเก็บข้อมูลดิบที่เก็บรวบรวมในกระบวนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ หากนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ต้องการทราบข้อมูลเกี่ยวกับงานวิจัยของคุณ พวกเขาสามารถตรวจดูเอกสารสำคัญเหล่านี้หรือขอข้อมูลจากคุณ เป็นสิ่งสำคัญมากที่คุณสามารถให้รายละเอียดทั้งหมดได้
ขั้นตอนที่ 7 วิเคราะห์ผลลัพธ์ของคุณและสรุปผล
การทดสอบสมมติฐานเป็นเพียงวิธีการรวบรวมข้อมูลที่จะช่วยให้คุณยืนยันหรือไม่ยืนยันสมมติฐานของคุณ หากรถของคุณสตาร์ทเมื่อคุณเติมน้ำมัน การวิเคราะห์ของคุณค่อนข้างง่าย-สมมติฐานของคุณได้รับการยืนยันแล้ว อย่างไรก็ตาม ในการทดสอบที่ซับซ้อนกว่านี้ คุณอาจไม่สามารถทราบได้ว่าสมมติฐานของคุณสามารถยืนยันได้หรือไม่โดยไม่ได้ใช้เวลาพอสมควรในการดูข้อมูลที่คุณรวบรวมในการทดสอบสมมติฐานของคุณก่อนหน้านี้ นอกจากนี้ ไม่ว่าข้อมูลจะยืนยันหรือไม่ยืนยันสมมติฐาน คุณควรให้ความสนใจกับสิ่งอื่น ๆ ที่เรียกว่าการกำหนดขอบเขตหรือตัวแปรภายนอกเสมอ ที่อาจส่งผลต่อผลลัพธ์ สมมติว่ารถของคุณสตาร์ทเมื่อคุณเติมน้ำมันเบนซิน แต่ในขณะเดียวกัน สภาพอากาศเปลี่ยนแปลงและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากต่ำกว่าศูนย์เป็นศูนย์ คุณแน่ใจหรือไม่ว่าน้ำมันเบนซินที่ไม่ใช่อุณหภูมิทำให้รถสตาร์ท คุณอาจพบว่าการทดสอบของคุณไม่สามารถสรุปผลได้ บางทีรถอาจสตาร์ทไม่กี่วินาทีเมื่อคุณเติมน้ำมัน แต่แล้วก็ดับลงอีกครั้ง
ขั้นตอนที่ 8 รายงานสิ่งที่คุณค้นพบ
นักวิทยาศาสตร์มักจะรายงานผลการวิจัยในวารสารทางวิทยาศาสตร์หรือในเอกสารที่การประชุม พวกเขารายงานไม่เพียง แต่ผลลัพธ์ แต่ยังรวมถึงวิธีการและปัญหาหรือคำถามใด ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการทดสอบสมมติฐาน รายงานสิ่งที่คุณค้นพบ อนุญาตให้ผู้อื่นสร้างสมมติฐานจากผลลัพธ์
ขั้นตอนที่ 9 ทำวิจัยเพิ่มเติม
หากข้อมูลไม่สามารถยืนยันสมมติฐานเดิมของคุณได้ ก็ถึงเวลาสร้างสมมติฐานใหม่และทดสอบสมมติฐานดังกล่าว ข่าวดีก็คือ การทดสอบครั้งแรกของคุณอาจให้ข้อมูลที่มีค่าแก่คุณเพื่อช่วยคุณพัฒนาสมมติฐานใหม่ แม้ว่าสมมติฐานจะได้รับการยืนยันแล้ว แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์สามารถทำซ้ำได้และไม่ใช่แค่เรื่องบังเอิญเพียงครั้งเดียว งานวิจัยนี้มักดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ แต่คุณอาจต้องการตรวจสอบปรากฏการณ์นี้เพิ่มเติมด้วยตัวของคุณเอง
เคล็ดลับ
- ทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างความสัมพันธ์และความสัมพันธ์เชิงสาเหตุ หากคุณยืนยันสมมติฐานของคุณ คุณพบความสัมพันธ์ (ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรสองตัว) หากคนอื่นยืนยันสมมติฐานด้วย ความสัมพันธ์ก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น อย่างไรก็ตาม เพียงเพราะมีความสัมพันธ์กัน ไม่ได้หมายความว่าตัวแปรหนึ่งทำให้เกิดตัวแปรอื่น อันที่จริงแล้ว คุณต้องใช้ขั้นตอนเหล่านี้ทั้งหมดจึงจะมีโครงการที่ดีได้
- มีหลายวิธีในการทดสอบสมมติฐาน และประเภทของการทดสอบที่อธิบายข้างต้นเป็นเพียงวิธีหนึ่งเท่านั้น การทดสอบสมมติฐานอาจอยู่ในรูปแบบของการศึกษาแบบ double-blind การรวบรวมข้อมูลทางสถิติ หรือวิธีการอื่นๆ ปัจจัยการเชื่อมโยงคือวิธีการทั้งหมดรวบรวมข้อมูลหรือข้อมูลที่สามารถใช้ทดสอบสมมติฐานได้
- โปรดทราบว่าคุณไม่ได้พิสูจน์หรือพิสูจน์สมมติฐาน แต่เป็นเพียงการยืนยันหรือไม่ยืนยัน หากคำถามคือทำไมรถของคุณสตาร์ทไม่ติด ยืนยันสมมติฐาน (ที่คุณน้ำมันหมด) และพิสูจน์ว่าเป็นเรื่องเดียวกัน แต่สำหรับคำถามที่ซับซ้อนกว่านั้น ซึ่งอาจมีคำอธิบายที่เป็นไปได้มากมาย การทดลองหนึ่งหรือสองข้อก็ได้ พิสูจน์ไม่ได้ พิสูจน์สมมติฐาน
คำเตือน
- ระวังตัวแปรภายนอก แม้แต่ในการทดลองที่ง่ายที่สุด ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมก็อาจเข้ามาแทรกแซงและส่งผลต่อผลลัพธ์ของคุณได้
- ปล่อยให้ข้อมูลพูดเพื่อตัวมันเองเสมอ นักวิทยาศาสตร์ต้องระวังเสมอว่าสมมติฐาน ความผิดพลาด และอัตตาของพวกเขาจะไม่ให้ผลลัพธ์ที่ทำให้เข้าใจผิด รายงานการทดลองของคุณอย่างซื่อสัตย์และละเอียดเสมอ
