Bilimsel yöntem, bilim insanlarının gözlem yaparak, deney tasarlayarak ve sonuçları analiz ederek bilgiye ulaşmasını sağlayan sistematik bir süreçtir. Bilimsel yöntem, biyoloji gibi bilim dallarında, doğru bilgiye ulaşmak için izlenen basamakları kapsar. 9. sınıf biyoloji müfredatında, bilimsel yöntemin basamakları ve bu basamakların nasıl işlediği temel bir konudur.

Bilimsel Yöntem Basamakları

Bilimsel yöntem, deneyler yoluyla gerçekleri objektif bir şekilde ortaya koymayı hedefleyen bir süreçtir. Bu süreç sırasıyla şu basamaklardan oluşur:

1. Gözlem yaparak verilerin toplanması: İlk olarak bir konu hakkında gözlem yapılır ve bu gözlem sonucunda veriler toplanır. Gözlemler, nicel veya nitel olabilir. Örneğin, havanın sıcaklığı termometre ile ölçüldüğünde yapılan gözlem niceldir. Ancak, sıcak havayı sadece “çok sıcak” olarak tanımlamak nitel gözlemdir.
2. Problemin belirlenmesi: Yapılan gözlemler sonucunda bir problem tespit edilir. Bu problem, net bir şekilde tanımlanır ve çözümüne yönelik çalışmalar planlanır. Problemin çözülebilir olması önemlidir.
3. Araştırma/gözlem ile verilerin toplanması: Problemin çözümüne yönelik yapılmış önceki çalışmalar incelenir ve araştırmalar sonucunda veriler toplanır.
4. Hipotezin kurulması: Hipotez, probleme yönelik geçici bir çözüm önerisidir. İyi bir hipotez, probleme çözüm öneren, elde edilen verilere uygun, sınanabilir (deneyle test edilebilir) ve gözlemlere açık olmalıdır.
5. Hipoteze dayalı tahminlerin yapılması: Hipotez kurulduktan sonra, hipoteze dayalı mantıklı çıkarımlar yapılır. Örneğin, “Eğer hipotezim doğruysa, deney sonucu şu şekilde olacaktır.” şeklinde bir tahmin yapılır.
6. Kontrollü deneyler ile hipotezin test edilmesi: Kontrollü deneylerde, yalnızca bir değişken değiştirilir, diğer tüm faktörler sabit tutulur. Bu süreçte bağımlı, bağımsız ve kontrol değişkenleri açıkça tanımlanmalıdır. Örneğin, bir bitkinin büyümesini etkileyen faktörlerden yalnızca sulama miktarı değiştirilip, diğer etkenler sabit tutulduğunda yapılan deney bir kontrollü deneydir.
   • Kontrollü değişken: Deney boyunca sabit tutulan değişkendir.
   • Bağımlı değişken: Deney sonucunda değişkenin etkisiyle değişen sonuçtur.
   • Bağımsız değişken: Deney sırasında değiştirilen ve bağımlı değişken üzerinde etkisi gözlenen değişkendir.
7. Verilerin analiz edilmesi ve sonuç çıkarma: Deney sonuçları analiz edilerek, hipotezin doğruluğu ya da yanlışlığı belirlenir. Eğer hipotez doğruysa, sonuç tekrar edilip aynı sonuç elde edilirse hipotez gerçek haline gelir. Eğer yanlışsa, hipotez geçersiz kılınır ve yeni bir hipotez geliştirilir.

Gözlemler Yapılarak Verilerin Toplanması

• Bir konu ile ilgili veri toplama sürecine gözlem denir. Nitel ve nicel olmak üzere iki tip gözlem bulunur:
  • Nicel gözlem: Ölçüm aletleri ile yapılan ve sayısal veriler ile elde edilen gözlemlerdir. Sonuçlar nesneldir, kişiye göre değişmez.
  • Nitel gözlem: Herhangi bir ölçme aracı kullanılmadan, yalnızca duyu organları ile yapılan gözlemlerdir. Sonuçlar öznel olup, kişiye göre değişebilir.
• Örneğin, bugünün hava sıcaklığını “35°C” olarak söylemek nicel gözlemdir, ancak “Bugün hava çok sıcak” demek nitel gözlemdir.
• Yapılan gözlemler sonucu eğer katı veriler elde edildiyse, problem net bir şekilde ortaya konulabilir.

Problemin Belirlenmesi

• Bilimsel araştırmalar bir problem ile başlar.
• Yapılan gözlemler ve toplanan veriler sonucunda problemin ne olduğu tanımlanır.
• Problemin, ölçülebilir ve deneylerle yanıtlanabilir olması gerekir.

Araştırma/Gözlem ile Verilerin Toplanması

• Tespit edilen problem ile ilgili daha önce hangi çalışmaların yapıldığı araştırılır. Mevcut bilgilerle ne kadar ilerleme sağlandığı anlaşılır ve çözüm için yapılacak çalışmalara yön verilir.

Hipotezin Kurulması

• Hipotez (varsayım): Probleme yönelik ortaya konulan geçici çözüm yoludur.
• İyi bir hipotezin özellikleri:
  • Probleme çözüm önermelidir.
  • Elde edilen verilere uygun olmalıdır.
  • Deney ve gözlemlere açık olmalıdır.
  • Sınanabilir (denenebilir) olmalıdır.
  • Yeni gerçek ve tahminlere yol açmalıdır.

Hipoteze Dayalı Tahminlerin Yapılması

• Tahmin: Kurulan hipotezden mantıklı çıkarımlarda bulunma işlemidir.
• Tahminler, hipotezi test etmek için tasarlanmış bir deneye dayandırılır.
• Tahmin yapmak için tümcevarım mantığı kullanılır.
  • Örnek: Eğer hipotez doğruysa, deney sonucu şu şekilde olacaktır.

Kontrollü Deneyler ile Hipotezin Test Edilmesi

• Kontrollü deney: Bir olayı etkileyen faktörlerden sadece birinin değiştirilip diğerlerinin sabit tutulmasıyla yapılan deneydir.
• Bu deneydeki değişkenler açıkça tanımlanmalı ve ölçülebilir olmalıdır:
  • Kontrollü değişken: Deney süresince sabit tutulan değişkendir.
  • Bağımsız değişken: Deneyde etkisi araştırılan değişkendir.
  • Bağımlı değişken: Bağımsız değişkene göre deneyden elde edilen sonuçtur.

Verilerin Analiz Edilmesi ve Sonuç Çıkarma

• Bilimsel çalışma sürecinde elde edilen veriler analiz edilerek sonuca ulaşılır.
• Deney sonucu elde edilen veriler, analiz edilerek yapılan tahminle eşleşip eşleşmediğine bakılır.
• Eğer deney sonucu elde edilen veriler tahmini doğruluyorsa, hipotez geçerlilik kazanır.
• Başka bilim insanları da aynı sonuçlara ulaşırlarsa, hipotez gerçek haline dönüşür.

Bilimde Teori ve Kanunlar

• Bilimsel teoriler: İyi organize edilmiş ve çok sayıda hipotezle desteklenmiş son derece doğrulanmış açıklamalardır.
• Bilimsel kanunlar ise: Gözlemlenen olaylar arasındaki ilişkilerin betimlenmesidir.
• Bilimsel teoriler ve kanunlar doğanın belirli kuralları altında nasıl davrandığına ilişkin kurallara işaret eder.