Quelle est la méthode scientifique expérimentale?

La méthode scientifique expérimentale est un ensemble de techniques utilisées pour étudier des phénomènes, acquérir de nouvelles connaissances ou corriger et intégrer des connaissances antérieures.

Il est utilisé dans la recherche scientifique et repose sur l'observation systématique, la prise de mesures, l'expérimentation, la formulation de tests et la modification d'hypothèses. Cette méthode générale est utilisée non seulement en biologie, mais également en chimie, physique, géologie et autres sciences.

Grâce à la méthode scientifique expérimentale, les scientifiques tentent de prédire et peut-être de contrôler les événements futurs en fonction des connaissances actuelles et passées.

Aussi appelée méthode inductive, elle est la plus utilisée dans la science par les chercheurs, cela fait partie de la méthodologie scientifique.

Il se caractérise par le fait que les chercheurs peuvent contrôler délibérément les variables afin de délimiter leurs relations.

Ces variables peuvent être dépendantes ou indépendantes, étant fondamentales pour collecter les données extraites d'un groupe expérimental, ainsi que leur comportement. Cela permet de décomposer les processus conscients en leurs éléments, de découvrir leurs connexions possibles et de déterminer les lois de ces connexions.

La capacité de faire des prévisions précises dépend des sept étapes de la méthode scientifique expérimentale.

Phases de la méthode scientifique expérimentale

Ces observations doivent être objectives et non subjectives. En d'autres termes, les observations doivent pouvoir être vérifiées par d'autres scientifiques. Les observations subjectives, fondées sur des opinions et des convictions personnelles, ne font pas partie du domaine scientifique.

Exemples:

  • Énoncé objectif: dans cette pièce, la température est à 20 ° C.
  • Déclaration subjective: c'est cool dans cette pièce.

La première étape de la méthode scientifique expérimentale consiste à faire des observations objectives. Ces observations sont basées sur des faits spécifiques qui ont déjà eu lieu et peuvent être vérifiés par d'autres comme étant vrais ou faux.

2- Hypothèses

Les observations nous parlent du passé ou du présent. En tant que scientifiques, nous voulons pouvoir prédire les événements futurs. Par conséquent, nous devons utiliser notre capacité à raisonner.

Les scientifiques utilisent leurs connaissances des événements passés pour élaborer un principe général ou une explication permettant de prédire les événements futurs.

Le principe général s'appelle hypothèse. Le type de raisonnement impliqué est appelé raisonnement inductif (dérivant d'une généralisation à partir de détails spécifiques).

Une hypothèse doit avoir les caractéristiques suivantes:

  • Ce doit être un principe général maintenu dans l’espace et dans le temps.
  • Ce doit être une idée provisoire.
  • Vous devez accepter les observations disponibles.
  • Cela devrait être aussi simple que possible.
  • Il doit être vérifiable et potentiellement faux. En d'autres termes, il doit exister un moyen de prouver que l'hypothèse est fausse, un moyen de réfuter l'hypothèse.

Par exemple: "Certains mammifères ont deux membres postérieurs" serait une hypothèse inutile. Aucune observation qui ne correspond à cette hypothèse! En revanche, "Tous les mammifères ont deux membres postérieurs" est une bonne hypothèse.

Quand nous avons trouvé des baleines, qui n’ont pas de membres postérieurs, nous aurions montré que notre hypothèse est fausse, nous l’avons falsifiée.

Lorsqu'une hypothèse implique une relation de cause à effet, nous déclarons que notre hypothèse indique qu'il n'y a pas d'effet. Une hypothèse, qui n'affecte aucun effet, s'appelle une hypothèse nulle. Par exemple, le médicament Celebra n’aide pas à soulager la polyarthrite rhumatoïde.

À partir de l’élaboration de l’hypothèse provisoire et qui peut ou non être vraie, nous devons faire une prédiction sur nos recherches et l’hypothèse.

L'hypothèse doit être large et pouvoir être appliquée uniformément dans le temps et dans l'espace. Les scientifiques ne peuvent généralement pas vérifier toutes les situations possibles dans lesquelles une hypothèse pourrait être appliquée. Par exemple, considérons l'hypothèse suivante: toutes les cellules de la plante ont un noyau.

Nous ne pouvons pas examiner toutes les plantes vivantes et toutes les plantes qui ont vécu pour voir si cette hypothèse est fausse. Au lieu de cela, nous générons une prédiction en utilisant un raisonnement déductif (générant une attente spécifique d’une généralisation).

De notre hypothèse, nous pouvons faire la prédiction suivante: si j'examine les cellules d'une feuille d'herbe, chacune aura un noyau.

Examinons maintenant l’hypothèse du médicament: le médicament Celebra n’aide pas à soulager la polyarthrite rhumatoïde.

Pour tester cette hypothèse, il faudrait choisir un ensemble spécifique de conditions, puis prédire ce qui se produirait dans ces conditions si l'hypothèse était vraie.

Les conditions à essayer sont les doses administrées, la durée du traitement, l’âge des patients et le nombre de personnes à examiner.

Toutes ces conditions susceptibles de changer sont appelées variables. Pour mesurer l'effet de Celebra, nous devons effectuer une expérience contrôlée.

Le groupe expérimental est soumis à la variable que nous voulons tester et le groupe contrôle n'est pas exposé à cette variable.

Dans une expérience contrôlée, la seule variable qui doit être différente entre les deux groupes est la variable que nous voulons tester.

Faisons une prédiction basée sur les observations de l'effet de Celebra en laboratoire. La prédiction est la suivante: Les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde qui prennent Celebra et les patients qui prennent un placebo (un comprimé d'amidon au lieu du médicament) ne diffèrent pas par la gravité de la polyarthrite rhumatoïde.

Nous nous tournons à nouveau vers notre perception sensorielle pour recueillir des informations. Nous avons conçu une expérience basée sur notre prédiction.

Notre expérience pourrait être la suivante: 1000 patients âgés de 50 à 70 ans seront assignés au hasard à l’un des deux groupes de 500.

Le groupe expérimental prendra Celebra quatre fois par jour et le groupe témoin, un placebo pour l'amidon, quatre fois par jour. Les patients ne sauront pas si leurs comprimés sont Celebra ou un placebo. Les patients vont prendre le médicament pendant deux mois.

Au bout de deux mois, des tests médicaux seront administrés pour déterminer si la souplesse des bras et des doigts a changé.

Notre expérience a donné les résultats suivants: 350 des 500 personnes ayant pris Celebra ont signalé une diminution de leur arthrite à la fin de la période. 65 des 500 personnes ayant pris le placebo ont signalé une amélioration.

Les données semblent montrer qu'il y avait un effet significatif sur le Celebra. Nous devons faire une analyse statistique pour démontrer cet effet. Une telle analyse révèle qu'il existe un effet statistiquement significatif de l'effet Celebra.

De notre analyse de l'expérience, nous avons deux résultats possibles: les résultats coïncident avec la prédiction ou sont en contradiction avec la prédiction.

Dans notre cas, nous pouvons rejeter notre prédiction selon laquelle le Celebra est sans effet. Parce que la prédiction est fausse, nous devons également rejeter l'hypothèse sur laquelle elle était basée.

Notre tâche est maintenant de reformuler l'hypothèse d'une manière qui soit cohérente avec les informations disponibles. Notre hypothèse pourrait être la suivante: l'administration de Celebra réduit la polyarthrite rhumatoïde par rapport à l'administration d'un placebo.

Avec les informations actuelles, nous acceptons notre hypothèse comme vraie. Avons-nous montré que c'est vrai? Absolument pas! Il y a toujours d'autres explications pouvant expliquer les résultats.

De toute façon, il est possible que plus de 500 patients sous Celebra s’améliorent. Il est possible que davantage de patients prenant Celebra aient également mangé des bananes tous les jours et que les bananes aient amélioré l'arthrite. Vous pouvez suggérer d'innombrables autres explications.

Comment pouvons-nous prouver que notre nouvelle hypothèse est vraie? Nous ne pourrons jamais La méthode scientifique ne permet pas de tester aucune hypothèse.

Les hypothèses peuvent être rejetées, auquel cas cette hypothèse est considérée comme fausse. Tout ce que nous pouvons dire sur une hypothèse qui résiste est que nous ne trouvons pas de preuve pour la réfuter.

Il y a beaucoup de différence entre ne pas pouvoir réfuter et prouver. Assurez-vous de bien comprendre cette distinction car elle constitue le fondement de la méthode scientifique expérimentale. Alors, que ferions-nous avec notre hypothèse précédente?

Nous l'acceptons actuellement comme étant vrai, mais pour être rigoureux, nous devons soumettre l'hypothèse à davantage de tests qui peuvent prouver que c'est faux.

Par exemple, nous pourrions répéter l'expérience mais changer le groupe de contrôle et le groupe expérimental. Si l'hypothèse subsiste après nos efforts pour la réduire, nous pouvons être plus confiants de l'accepter comme étant vraie.

Cependant, nous ne pourrons jamais affirmer que l'hypothèse est vraie. Nous l'acceptons plutôt comme vrai parce que l'hypothèse a résisté à plusieurs expériences pour prouver qu'elle est fausse.

Les scientifiques publient leurs résultats dans des revues et des ouvrages scientifiques, lors de conversations lors de réunions nationales et internationales et lors de séminaires dans des collèges et universités.

La diffusion des résultats est une partie essentielle de la méthode scientifique expérimentale.

Il permet à d’autres personnes de vérifier vos résultats, de développer de nouveaux tests de votre hypothèse ou d’appliquer les connaissances acquises pour résoudre d’autres problèmes.