Méthode scientifique

Définition

La méthode scientifique fait référence à l'application systématique de techniques mathématiques et expérimentales en sciences naturelles. Elle constitue un moyen empirique de la science qui limite l'influence des notions préconçues sur une théorie ou une hypothèse scientifique. Elle fournit une approche rationnelle et logique pour résoudre des questions scientifiques.

Le schéma du processus de la méthode scientifique :

La méthode scientifique est un processus d'expérimentation qui est utilisé pour explorer les observations et répondre aux questions. L'objectif est de découvrir les relations de cause à effet en posant des questions, en rassemblant et en examinant soigneusement les preuves. L'utilisation de toutes les informations disponibles est combinée pour fournir une réponse à une hypothèse.

Explications

La méthode scientifique est souvent présentée comme une série d'étapes, mais ces étapes sont interdépendantes. Lorsque de nouvelles informations ou observations sont recueillies, une étape peut être répétée à tout moment du processus.

✅ Un processus comme la méthode scientifique qui implique une telle sauvegarde et répétition est appelé un processus itératif.

Un processus itératif est un processus de calcul d'un résultat souhaité au moyen d'un cycle répété d'opérations. Un processus itératif doit être convergent, c'est-à-dire qu'il doit se rapprocher du résultat souhaité à mesure que le nombre d'itérations augmente.

Lorsque vous menez une enquête scientifique pratique, comprendre les étapes de la méthode scientifique aide à cibler votre question scientifique et à travailler sur vos observations et données pour répondre à la question aussi bien que possible.

Observations

Est-ce que tous les scientifiques suivent exactement la méthode scientifique ? Non. Certains domaines scientifiques peuvent être testés plus facilement que d'autres.

Par exemple, les scientifiques qui étudient comment les étoiles changent avec l'âge ou comment les dinosaures digèrent leur nourriture ne peuvent pas accélérer la vie d'une étoile d'un million d'années ou effectuer des examens médicaux sur l'alimentation des dinosaures pour tester leurs hypothèses. Lorsque l'expérimentation directe n'est pas possible, les scientifiques modifient la méthode scientifique.

Mais même modifié, l'objectif (et de nombreuses étapes) reste le même : découvrir les relations de cause à effet en posant des questions, en rassemblant et en examinant soigneusement les preuves, et en voyant si toutes les informations disponibles peuvent être combinées en une réponse logique. De nouvelles informations ou réflexions peuvent également amener un scientifique à revenir en arrière et à répéter les étapes à tout moment du processus.

Effectuer un test équitable

Un test équitable est une enquête contrôlée menée pour répondre à une question scientifique. Vous pouvez effectuer un test équitable en vous assurant que vous modifiez un facteur à la fois tout en gardant les mêmes variables pour toutes les autres variables. Vous devez également tenir compte de l'exactitude, de la fiabilité et de la validité lors de la planification d'une expérience ou d'une enquête.

La confiance dans les données et donc les conclusions sont impactées par ces facteurs :

• comparer les résultats : pour avoir confiance dans les résultats des tests, il est généralement important d'avoir quelque chose à quoi les comparer.
• variables de contrôle : dans la plupart des tests, nous voulons avoir confiance dans la relation de cause à effet.
• éviter les biais : peu importe à quel point nous, les humains, essayons d'être objectifs, les préjugés peuvent se faufiler dans nos observations et nos jugements. Dans un sens, le biais survient parce qu'il est très difficile de "contrôler" les variables associées aux jugements humains.
• distinguer le hasard des différences réelles : toutes sortes de choses subtiles que vous ne contrôlez pas ou que vous ne pouvez pas contrôler peuvent affecter le résultat d'un test.

Un diagramme interactif peut aider à comprendre la méthode scientifique et comment elle est appliquée à une expérience.

Étapes de la méthode

Les six étapes de la méthode scientifique comprennent : 1) poser une question sur quelque chose que vous observez, 2) faire une recherche de fond pour apprendre ce qui est déjà connu sur le sujet, 3) construire une hypothèse, 4) expérimenter pour tester l'hypothèse, 5) analyser les données de l'expérience et tirer des conclusions, et 6) communiquer les résultats aux autres.

1. Poser une question : la méthode scientifique commence en posant une question sur quelque chose observé : comment, quoi, quand, qui, lequel, pourquoi ou où ? Pour un projet d'expo-sciences, certains enseignants exigent que la question soit quelque chose de mesurerable, de préférence avec un nombre.
2. Faire des recherches de fond : plutôt que de partir de zéro pour élaborer un plan pour répondre à la question, un scientifique averti utilise la recherche en bibliothèque et sur Internet pour trouver la meilleure façon de faire les choses et s'assurer de ne pas répéter les erreurs du passé.
3. Construire une hypothèse : une hypothèse est une conjecture éclairée sur la façon dont les choses fonctionnent. C'est une tentative de répondre à la question avec une explication qui peut être testée. Une bonne hypothèse permet alors de faire une prédiction : "Si ___ [je fais ceci] ___, alors ___ [ceci] ___ interviendra". Il faut énoncer à la fois l'hypothèse et la prédiction résultante à tester. Les prévisions doivent être faciles à mesurer.
4. Tester l'hypothèse en faisant une expérience : l'expérience teste si la prédiction est exacte et si l'hypothèse est confirmée ou non. Il est important que l'expérience soit un test équitable. La bonne gestion d'un test équitable assure de ne modifier qu'un seul facteur à la fois tout en gardant les mêmes conditions pour toutes les autres conditions. Les expériences sont répétées plusieurs fois pour s'assurer que les premiers résultats n'étaient pas qu'un accident.
5. Analyser les données et tirer une conclusion : une fois l'expérience terminée, les mesures collectées sont analysées pour voir si elles soutiennent ou non l'hypothèse. Les scientifiques constatent souvent que leurs prédictions n'étaient pas exactes et que leur hypothèse n'était pas étayée, et dans de tels cas, ils communiqueront les résultats de leur expérience, puis reviendront et construiront une nouvelle hypothèse et prédiction basée sur les informations qu'ils ont apprises au cours de leur expérience. Cela recommence une grande partie du processus de la méthode scientifique. Même s'ils trouvent que leur hypothèse est confirmée, ils peuvent vouloir la tester à nouveau d'une nouvelle manière.
6. Communiquer les résultats : pour compléter le projet, les résultats sont diffusés et communiqués à d'autres dans un rapport final. Les scientifiques professionnels font presque exactement la même chose en publiant leur rapport final dans une revue scientifique ou en présentant leurs résultats sur une affiche ou lors d'une conférence lors d'une réunion scientifique.

Exemple

Un exemple simple de la méthode scientifique est :

1. Poser une question : pourquoi le Groenland semble-t-il si grand sur une carte ?
2. Recherche de fond : apprenez que le Groenland est un quart de la taille des États-Unis en masse terrestre. Apprenez également que les cartes de projection Mercator (mappemondes) sont créées en transférant les images d'une sphère sur une feuille de papier enroulée autour de la sphère dans un cylindre.
3. Hypothèse : si je crée une carte de projection Mercator, les éléments au milieu de la carte auront l'air à leur taille réelle et les éléments aux pôles auront l'air plus grands qu'ils ne le sont réellement.
4. Expérience : utilisez une sphère avec des carrés de 1 cm sur 1 cm à chaque pôle et à l'équateur pour créer une carte de projection Mercator. Mesurez les carrés sur la carte de projection Mercator.
5. Analysez les données et tirez des conclusions : si les carrés du milieu de la carte mesurent en moyenne 1 cm de côté, alors les carrés aux pôles mesurent en moyenne 3 cm de côté. En conclusion, le processus de projection utilisé pour créer des cartes de projection Mercator crée une distorsion aux pôles, mais pas à l'équateur. C'est pourquoi le Groenland, qui est proche du pôle Nord, semble plus grand qu'il ne l'est.
6. Communiquez : réalisez une vidéo, rédigez un rapport ou faites une présentation pour informer les autres sur l'expérience.

Invention de la méthode expérimentale

La méthode scientifique expérimentale n'a pas été inventée par une seule personne, mais est le résultat d^ème siècles de débats sur la meilleure façon de découvrir comment fonctionne le monde naturel.

L'ancien philosophe grec Aristote a été parmi les premiers à promouvoir que l'observation et le raisonnement doivent être appliqués pour comprendre le fonctionnement de la nature. Le mathématicien et scientifique arabo-musulman Hasan Ibn al-Haytham (connu dans le monde occidental sous le nom d'Alhazen) est souvent cité comme la première personne à avoir écrit sur l'importance de l'expérimentation.

Depuis lors, un grand nombre de scientifiques ont écrit sur la manière dont la science devrait idéalement être menée et ont contribué à notre compréhension moderne de la méthode scientifique. Ces scientifiques comprennent Roger Bacon, Thomas d'Aquin, Galileo Galilei, Francis Bacon, Isaac Newton, John Hume et John Stuart Mill.

Réflexions

La science est la recherche de connaissances associées aux mondes social et naturel. C'est une approche logique pour découvrir et rechercher toutes les choses dans l'univers. La science est centrée sur les faits. Tout ce qui est considéré comme surnaturel ne correspond pas aux critères scientifiques. Globalement, la recherche scientifique implique une approche logique et systématique.

Tous les scientifiques utilisent la méthode scientifique comme processus de filtrage lors de l'expérimentation. Une méthode scientifique implique une observation attentive pour tester une hypothèse basée sur des données collectées. Il constitue un moyen empirique de la science qui limite l'influence des notions préconçues sur une théorie ou une hypothèse scientifique. Il fournit une approche rationnelle et logique pour résoudre des questions scientifiques.

Il répète systématiquement les expériences de laboratoire, améliore la validité de la recherche. Par conséquent, la collecte de preuves empiriques constitue la principale perspective de la méthode scientifique. Les preuves empiriques font référence aux informations acquises par une expérimentation ou une observation rigoureuse. Les données d'une méthode scientifique ne sont sélectionnées qu'après s'être assurées de leur exactitude, de leur intégrité et de leur qualité.

✅ Une méthode scientifique consiste en une méthodologie rigoureuse pour fournir un verdict fiable sur une ou plusieurs hypothèses. Les discussions théoriques et les composantes de la recherche font partie intégrante de la démarche scientifique. Il existe des principes spécifiques appliqués à une méthode scientifique à l'échelle mondiale. Suivre la série définitive d'étapes présentes dans une méthode scientifique aide à accepter ou à rejeter l'hypothèse.

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