İnsanların, merak ettikleri her soruya doğru cevaplar bulmaları pek kolay değildir. Çünkü, bazen soruları doğru ve anlaşılır bir şekilde sorabilmek, soruyu çözmek kadar zor olabilmektedir. Soruları yerli yerinde ve herkesin anlayabileceği şekilde sormak ise, özel bir yeteneği gerektirir. Bilimsel konuların ve problemlerin, belirli bir plan ve programa göre çözümlenerek, geçerli sonuçlara ulaşılabilmesi için, yapılan çalışmalar zincirine bilimsel yöntem denir.
Bilimsel yöntemde sırasıyla şu yollar izlenir:
- Problemi belirlenmek
- Gözlem yaparak veri toplamak
- Verilere dayanarak hipotez kurmak
- Deneylerle hipotezi sınamak
- Gözlem ve deney verilerine göre sonuca varmak
Problemin Tanımlanması
Bir problemle karşılaştığımızda, kendimize “neden“, “niçin” ve “nasıl” kelimeleriyle başlayan bir çok soru sorarız. İşte bilimsel problemler, bize çok basit gibi görünen bu soruların sorulması ile ortaya çıkar. Bir çok bilim insanına göre, bir problemi ana hatlarıyla ortaya koymak, problemin deney ve gözlemlerle çözümlenmesinde büyük önem taşır.
Verilerin Toplanması
Veri; bir problem veya konu hakkında, bilinen ve çözüm için kullanılabilecek olan bilgilerdir. Bir olayın veya durumun, dikkatli ve planlı bir biçimde incelenmesine ise gözlem denir. Bilimsel yöntemin esası gerekli kontrolleri içeren, mümkün olduğu kadar nicel olarak (ölçüm aletleriyle) yapılan, ön yargıdan uzak, gerçekçi deney ve gözlemlerdir. Bilimsel bir problemin bütün ayrıntıları ile belirlenebilmesi, gerekli ve uygun gözlemlerin yapılması ile mümkün olabilir. Gözlemler, nitel ve nicel gözlem olarak iki şekilde yapılabilir.
Nitel Gözlemler: Duyu organlarıyla yapılan ve bir ölçüm aleti kullanılmayan gözlemlerdir.
Nitel gözlem örnekleri
- Fenol kırmızısının asidik ortamda sarı renk alması
- Karbondioksit üflenen kireç suyunun bulanması
- Çay şekerinin su ortamında çözünmesi
- Nişastaya iyot damlatılınca mavi mor renk alması
Nicel Gözlemler: Bir ölçüm aletinin (metre, termometre, barometre, terazi gibi) kullanılması ile yapılan gözlemlerdir. Bilimsel problemlerin çözümünde daha çok nicel gözlemler kullanılır. Çünkü bu gözlemler ölçmeye dayandığı için, kesin değerler verir ve kişiden kişiye değişmez.
Nicel gözlem örnekleri
- İnsanda 2,5 cm çapındaki göz küresinin her birinin 80 gr ağırlıkta olması
- Suyun deniz seviyesinde 100 °C de kaynaması
- İnsan kanının 1 mm3 ünde 4,5 5 milyon alyuvar bulunması
- İnsan kalbinin ortalama dakikada 75, saatte 4500 ve günde 108.000 kez atması
Hipotez Oluşturulması
Bilim insanı topladığı verilerin ve elde ettiği gözlemlerin birbirleriyle olan bağlantısını kurar ve buradan kendi görüşlerini ifade eden bir hipotez ortaya çıkarır. Hipotezler, bilim insanları tarafından, problemin çözümüne yönelik olarak ortaya atılan geçici çözüm yollarıdır. İyi bir hipotez, hem problemin çözümüne yardımcı olmalı, hem de başka gerçeklerin bulunmasında etkili olmalıdır. Bir problemin çözümü olarak kurulan hipotezler, gözlem ve deneylerle doğrulanmadığı zaman terk edilmeli ve daha geçerli hipotezler kurulmalıdır. Deney ve gözlemler hipotezin doğruluğunu gösterirse, o zaman bu hipotezin çok sayıda biyolojik olayı açıklayıp açıklayamadığına bakılır.
Problemin çözümü için ileri sürülen hipotezle ilgili, akıl yürütme yoluyla bazı yorumlar ve tahminler (çıkarımlar) yapılabilir. Tahmin (çıkarım), hipotezden mantık kurularak çıkarılan bir sonuçtur. Genellikle tahminler, “Eğer ……. ise … dır” şeklindeki cümlelerdir.
“Bitkilerin fotosentez hızında en etkili olan kırmızı ışıktır” şeklindeki bir hipotezin tahmini “Eğer fotosentez hızında en etkili olan ışık kırmızı ise, sadece kırmızı ışığın verildiği bitkiler, diğer ışıkların verildiği bitkilerden daha çok oranda fotosentez yapmalıdır” şeklinde olabilir.
Kontrollü Deneylerin Yapılması
Bilim insanı çıkarımlarda bulunduktan sonra hipotezinin geçerlilik ve yeterlilik durumlarını araştırmaya çalışır. Bu amaçla, kontrollü deneyler ve gözlemler yaparak hipotezini test etmeye çalışır. Deneylerde kontrol grubu ve deney grubu olmak üzere iki grup oluşturulur. Deney grubu ile kontrol grubundan elde edilen veriler karşılaştırılır. Kontrol grubu, deney grubunda yapılan uygulamanın etkilerini belirlemek amacıyla kullanılır.
Kontrollü deneyde ortam şartlarından bir tanesi değiştirilir. Deneyde etkisi araştırılan değişkene bağımsız değişken, bağımsız değişkene bağlı olarak değişen değişkene ise bağımlı değişken denir. Örneğin magnezyum mineralinin fotosentez hızına etkisi araştırılırken diğer tüm şartlar sabit tutulur ve saksılara konulan magnezyum miktarı değiştirilir. Burada magnezyum miktarı bağımsız değişkendir. Kullanılan magnezyum miktarına göre fotosentez hızında meydana gelen değişim ise bağımlı değişkendir.
Bulguların Değerlendirilmesi ve Sonuç
Hem deneyler sırasında hem de gözlemler yapılırken bir takım bulgular elde edilir. Bunlar deney ve gözlemlerin sonuçlarıdır. Bu sonuçlar bazı çalışmalarda tek başına bir şey ifade etmeyebilir. Bu verilerin istatistiksel olarak değerlendirilmesinin yapılması gerekebilir. Problemin çözümü için, sabırla ve titiz bir şekilde yapılan çalışmalar, gözlemler ve kontrollü deneyler hipotezi destekliyorsa, hipotezin geçerliliği artar. Bu kuram başka hipotezlerle de desteklenirse, teori halini alır.
Herhangi bir olayın belli şartlar altında nasıl gerçekleştiğini bilimsel kanunlar belirler. Teoriler ise doğada gerçekleşen olaylar hakkında güçlü deliller kullanılarak yapılan açıklamalardır. Bir olayın “nasıl” gerçekleştiği sorusuna bilimsel kanunlar ile cevap verilir. Teoriler ise aynı olay için “neden” sorusuna cevap vermek için oluşturulur. Her teori kanuna dönüşür şeklindeki bir bilgi doğru değildir.
