Bilimsel çalışma yöntemi basamakları ve örnek bir çalışma

Bilim, deneylerle ispatlanmış ve denenmiş akla uygun olan tüm bilgiler birikimidir. Evrenin düzenini kuran gerçeklere ulaşmaktır; bilimsel problemlerle ilgili hipotezler, teoriler ve kanunlar dizisidir. Bilim hipotezleri, teorileri geliştirmek için yapılan tarafsız gözlem, deney, araştırma ve incelemelerin tümünü kapsar. 

Bilim insanları, tüm bu çalışmaları belli bir sırayı takip ederek yaparlar. Bir planla gözlem ve deneye dayanarak yapılan çalışmaların tümüne bilimsel çalışma yöntemi denir. Bilimsel çalışma yöntemi basamakları dediğimiz aşamaları aşağıda inceleyelim: 

1- Problemin belirlenmesi 

Akla takılan cevabını bilmediğimiz sorudur. Herhangi bir olayın nasıl ve neden gerçekleştiğini mevcut bilgilerimizle açıklayamıyorsak bu olay bizim için bir problemdir. Bilimsel bir çalışmanın yapılabilmesi için çözümü aranan problemin net bir şekilde ortaya konulması çok önemlidir. Dolayısıyla problemin üzerinde iyi düşünülmüş olması gereklidir. İşte bilim insanı, tüm çalışmaları probleme cevap bulmak için yapar. Örnek problem: Kanser hastalığı nasıl oluşur?

2- Gözlemlerin yapılması 

Bilim insanları probleme yönelik bilgiler elde etmek için gözlemlerde bulunur. Bunu yaparken nitel ve nicel olmak üzere iki çeşit gözlem metodundan yararlanır. 

Nitel gözlem 

Duyu organlarıyla yapılan gözlemlerdir. Bu tür gözlemlerde hata payı yüksek olmakla birlikte kişiden kişiye de farklılık gösterir. Öznellik hakimdir. Örnek nitel gözlem: Tümör kitlesi dokunarak hissedilir.

Nicel gözlem 

Daha objektif ve ölçü aletlerine dayalı olarak yapılan gözlemlerdir. Bu tür gözlemlerde yanılma payı daha düşük olduğundan bilim insanı tarafından daha çok tercih edilir. Örnek nicel gözlem: Tümör kitlesinin çapı 3 cm 'dir. Burada bir ölçüm söz konusudur. 

3 - Verilerin toplanması 

Araştırılan konu hakkında deney ve gözleme dayanarak elde edilen, toplanan bilgilere veri denir. Veri problemle ilgili bilimsel gerçeklerdir. Deneylerle kanıtlanmış bilimsel doğrulara gerçek denir. Gözlemler sonucunda veriler toplanır. 

4- Hipotezin veya hipotezlerin kurulması 

Probleme sunulan geçici çözüme hipotez denir. Mevcut bilgiler doğrultusunda hazırlanan ve test edilebilirliği olan açıklamalardır. İyi bir hipotez şu özelliklere sahip olmalıdır: 

■ Toplanan tüm verilere uygun olmalıdır. 

■ Probleme uygun bir çözüm önermelidir.

■ Deney ve gözlemlere açık olmalıdır. 
Bu doğrultuda hipotez veya hipotezler kurulur.

5- Tahminlerde bulunma 

Tahminler hipotez veya hipotezlere göre yapılan öngörülerdir. Tümden gelim tüme varım yöntemleriyle gerçekleştirilir. Tümden gelim yönteminde bir ön bilgi kullanılarak sonuç elde edilir. Başka bir ifadeyle genel kapsamlı bir bilgiden daha az kapsamlı özel bir bilgiye varılmasıdır. Örnek: Eğer kanserli kitle hücrelerden meydana geliyorsa kanser hücre bölünmesiyle oluşan bir hastalıktır. Tüme varım yönteminde ise özel gözlem yapılarak sonuçlara varılır. Yani tek tek özel bilgiden genele varımdır. Örnek bir tahmin cümlesi: "Eğer kanser hastalığı hücreler arası iletişimin bozulmasıyla meydana geliyorsa kontak inhibisyonunun (hücrelerin birbiri ile iletişim kurarak kontrollü bölünmesinin) olmadığı her dokuda kanser hastalığı oluşmalıdır." şeklindedir. 

Tahmin cümleleri kurulurken belli bir kalıba göre yapılır. Bu kalıp: "Eğer ...... ise ...... -dir." şeklindedir. 

6- Kontrollü deneyler yapmak 

Deney, belirli yöntem ve kurallara bağlı olarak, ortaya konulan hipotez veya hipotezleri test etmek, doğrulamak veya kanıtlamak gibi amaçlarla yapılan veri elde etme işlemidir. Yapılan tahminlerin geçerli olup olmadığını kontrollü deneylerle anlarız. Kontrollü deneylerde iki grup vardır. Birine kontrol grubu diğerine ise deney grubu denir. Kontrol grubu normal şartlar altında tutulurken deney grubu ise araştırılan faktöre göre değişken şartlarda tutulur. Başka bir ifadeyle deney grubunda meydana gelecek bir değişme, kontrol grubuna bakılarak ortaya çıkarılır. Özetle, araştırılan faktör, gruplar arasında farklı tutularak sonuca varılır. Deney sonuçları tahminleri doğrularsa gerçek veya teori olur. Aksi durumda yeni hipotez kurularak deneylere devam edilir. 

Not: Yapılan deneyde etkisi araştırılan veya değiştiğinde deneyin sonucunu etkileyen faktöre bağımsız değişken, bağımsız değişkene bağlı olarak değişen faktöre ise bağımlı değişken denir. Örneğin, ışık şiddetinin fotosentez hızına etkisinin araştırıldığı bir deneyde: Işık şiddeti bizim için bağımsız değişkendir. Fotosentez hızı ise bağımlı değişken olur. 

7- Elde edilen verilerin analizi ve sentezi 

Kontrollü deneyler sonucunda belirli bilgiler elde edilir. Bu bilgiler doğrultusunda kurulan hipotezin doğru olup olmadığı kontrol edilir. Eğer deney sonuçları hipotez ile çelişirse mevcut hipotezden vazgeçilerek yeni hipotez kurma yoluna gidilir. Deney sonuçlarının hipotezi doğrulaması durumunda ise bilim insanları elde edilen veri ve hipotezi analiz edip değerlendirerek çıkarımlarda (sentezde) bulunurlar.

8- Gerçeklerin elde edilmesi ve Raporlama 

Deneylerle kanıtlanmış bilimsel doğrulara gerçek denir. Bilim insanları elde ettikleri bu bilimsel bilgileri, bilim dünyasına tanıtmak amacıyla raporlayarak (makale haline getirerek) çeşitli bilimsel dergilerde yayınlarlar. Böylece yapılan çalışmalar diğer bilim insanlarınca bilinmiş olup tekrar test edilir ve neticede bilime katkı sağlanmış olur. 

9- Teori 'ye dönüşüm 

Tekrarlanan deneylerle doğruluğu tam olmayan ama kabul edilen kapsamı geniş açıklamalara teori denir. Bir olayın gerçekleşme nedenini açıklarlar. Teoriler değişebilir ve bilimde teorilerin önemi büyüktür. Çünkü tam açıklanamadıkları için sürekli olarak araştırılma eğilimi gösterirler. Bunun neticesinde sürekli olarak yeni bilgiler elde edilir ve bilim sahası genişler. Teorilerde bir dinamiklik söz konusudur. 

10- Kanun 

Bilim insanlarının çoğunluğu tarafından kabul görülen bilimsel bilgilere kanun denir. Bir olayın nasıl gerçekleştiğini ifade ederler. Kanunlar her yerde geçerli değildir. Örneğin yer çekimi kanununun dünya yüzeyinde olup uzayda olmaması gibi. 

Teori ve kanunlar birbirinden farklı kavramlardır. Birbirlerine dönüşme gibi bir durum söz konusu değildir. Teori bir olayın gerçekleşme nedenini açıklarken, kanun ise nasıl gerçekleştiğini ifade eder. 

Örnek bir bilimsel çalışma yöntemi 

Problem: Kanser hastalığı nasıl oluşur? 

Gözlemler: 

Gözlemler hastalıklı birey ile sağlıklı bireyin karşılaştırılmasıyla yapılır. Hastalıklı bireyde ortaya çıkan farklar baz alınır. 

1- Kanserli dokularda hücrelerin kontrolsüzce bölünmesi.

2- Hücrelerin durmadan sürekli bölünerek sayılarını arttırmaları. 

3- Kanserli dokuda kontak inhibisyonunun ortadan kalkması. 

4- Zamanla bu hücrelerin bir kitle (tümör) oluşturması. 

5- Sigara, alkol vebenzeri madde tüketen sağlıklı bireylerin çoğunun zamanla kanser hastası olması. (Bu tür maddelerin hücre fizyolojisini (işleyişini) ve anatomisini (yapısını) bozduğu ve neticesinde hücrenin veya hücrelerin kontrolsüzce devamlı bölündüğü teşhis edilmiştir.) 

Not: Gözlemleri daha da arttırabiliriz. Ancak örnek bir şablon gösterdiğimiz için ayrıntıya girmeyi gerek görmüyoruz. 

Veriler: 

Verilerin denenmiş deneyler sonucunda elde edilen doğrular olduğunu hatırlayalım. Yukarıdaki gözlemlerimizin geneli denenmiş doğrulardır. Verilerimizi şöyle özetleyebiliriz: 

1- Kanser hastalığında hücreler kontrolsüzce bölünür. 

2- Kanser hastalığında hücre sayısı durmadan sürekli olarak artar. 

3- Kanser hastalığında hücreler arası haberleşme ortadan kalkar. 

4- Kanser hastalığında zamanla tümörler meydana gelir. 

5- Sigara, alkol gibi maddelerin kullanımı zamanla çeşitli hastalıklara yol açar. Kanser bunlardan bir tanesidir. 

6- Kanser hastalığı tedavi edilmezse zamanla diğer doku ve organlara yayılır. 

Hipotez veya hipotezler: 

1- Kanser hastalığı, hücrelerin kontrolsüzce bölünmesiyle oluşur. 

2- Kanser hastalığı, hücrelerin devamlı bölünmesiyle oluşur. 

3- Kanser hastalığı, kontak inhibisyonunun kalkmasıyla oluşur. 

4- Kanser hastalığı, sigara, alkol gibi madde tüketimiyle oluşur. 

Tahminler: 

1- Eğer birinci hipotez doğru ise kontrolsüz hücre bölünmesinin görüldüğü canlılarda kanser hastalığı görülmelidir. 

2- Eğer ikinci hipotez doğru ise hücrelerin durmadan sürekli bölündüğü canlılarda kanser hastalığı görülmelidir. 

3- Eğer üçüncü hipotez doğru ise kontak inhibisyonunun ortadan kalktığı her hücre ve dokuda kanser hastalığı görülmelidir. 

4- Eğer dördüncü hipotez doğru ise sigara, alkol gibi maddeler kullanan bireylerde kanser hastalığı görülmelidir. 

Kontrollü deneyler: Her bir tahmin için ayrı ayrı deneyler yapılır. 

1. Deney grubu: Yapılan çalışmalar sonucunda kontrolsüz hücre bölünmesinin kansere yol açtığı saptanmıştır. 

2. Deney grubu: Durmadan sürekli hücre bölünmesinin tümörler meydana getirerek kansere neden olduğu ortaya çıkmıştır. 

3. Deney grubu: Kontak inhibisyonunun ortadan kalkmasıyla Hürelerin kontrolsüzce ve devamlı bölünerek kansere sebep olduğu görülmüştür. 

4. Deney grubu: Yapılan deneylerle sigara ve alkol gibi maddelerin zamanla kansere yol açtıkları belirlenmiştir. 

Gerçek: Kanser hastalığının hücresel yapıdaki bozukluklar sonucunda meydana geldiği belirlenmiştir. Bunlar; kontrolsüz ve devamlı olarak gerçekleşen hücre bölünmesi, kontak inhibisyonunun ortadan kalkması sonucunda oluştuğu bilinmiştir. Sigara ve alkol gibi maddelerin de zamanla bazı bireylerde bünyenin zayıf düşmesi, yaşın ilerlemesi gibi durumlara bağlı olarak kanser hastalığını meydana getirdiği görülmüştür. 

Son güncelleme tarihi: 21 Temmuz 2017

Gelecek yayınlarımızda görüşmek üzere! Esen kalın!