حل المشكلات بطريقة علمية

يحل الناس والعلماء المشاكل بنفس الطريقة، كلاهما يستخدمان خطوات المنهج العلمي، وقد لا يعتقد غير العلماء أنهم يستخدمون خطوات المنهج العلمي، لكنهم يفعلون ذلك دائما، وخطوات الطريقة العلمية هي كما يلي : الملاحظة، طرح سؤال، خلق الفرضية، اختبار الفرضية، جمع وتفسير البيانات، الاستنتاج .

كيف يتم حل المشكلات

يبدأ فحص علم الأحياء عادة بالملاحظة – وهذا أمر يستقطب اهتمام علماء الأحياء، على سبيل المثال، قد يلاحظ عالم الأحياء المتخصص في السرطان أن هناك نوعا معينا من السرطان لا يمكن علاجه بالعلاج الكيميائي، ويتساءل عن السبب والعالمة المتخصصة في البيئة البحرية التي ترصد تبييض الشعاب المرجانية في مواقعها الميدانية وتسعى لفهم السبب. إذا، كيف يتابع علماء الأحياء هذه الملاحظات؟ وكيف يمكن متابعة الملاحظات الخاصة بالعالم الطبيعي؟ سنناقش في هذه المقالة المنهج العلمي، وهو نهج منطقي لحل المشكلات يستخدمه العديد من العلماء .

الطريقة العلمية لحل المشكلات

يتمحور نهج حل المشكلة في علم الأحياء والعلوم الأخرى حول الأسلوب العلمي، الذي يتضمن خمسخطوات أساسية، بالإضافة إلى خطوة تغذية مرتدة واحدة، وذلك في جوهر الطريقة العلمية

1- الملاحظة .
2- طرح سؤال .
3- صياغة فرضية أو شرح يمكن اختباره .
4- القيام بالتنبؤ على أساس الفرضية .
5- اختبار التنبؤ.
6- يُمكن استخدام النتائج لصياغة فرضيات أو توقعات جديدة .

تستخدم الطريقة العلمية في جميع العلوم، بما في ذلك الكيمياء والفيزياء والجيولوجيا وعلم النفس. يطرح العلماء في هذه المجالات أسئلة مختلفة ويجرون اختبارات متنوعة. وعلى الرغم من ذلك، يتبعون نفس المنهج الأساسي للوصول إلى إجابات منطقية ومدعومة بالأدلة .

مثال على الطريقة العلمية : الفشل في عمل خبز التوست

لنقم ببعض التصور للأسلوب العلمي، من خلال تطبيق خطواته على مشكلة عملية يومية، وهي الفشل في تحضير خبز التوست .

1- الملاحظة

فلنفترض أننا نحصل على شريحتين من خبز التوست ونضعهما في المحمصة ونضغط على الزر، ومع ذلك، لا يتحمص الخبز .

إذن الملاحظة : المحمصة لم تقوم بتحميص التوست .

2- طرح سؤال

لماذا لم يتم تحميص الخبز الخاص بي؟

3- اقتراح فرضية

الفرضية هي إجابة محتملة لسؤال ما، وهي إجابة يمكن اختبارها بطريقة ما، فمثلا، يمكن أن تكون فرضيتنا في هذه الحالة هي أن خبز التوست لم يحمص بسبب تلف المخرج الكهربائي، وبالتالي فإن الفرضية هي: ربما يكون المخرج معطوبا، ولكن هذه الفرضية ليست ضروريا الشرح الصحيح للأمر، وبدلا من ذلك، يمكن اختبار مدى صحة هذه الفرضية أو الحاجة إلى صياغة فرضية جديدة .

4- وضع التنبؤات

التنبؤ هو نتيجة متوقعة نتوقع رؤيتها لمعرفة مدى صحة فرضية معينة. في هذه الحالة، قد نتوقع أنه إذا تم كسر منفذ التيار الكهربائي، سيتم حل المشكلة بتوصيل محمصة الخبز بمخرج آخر، لذلك يمكن التنبؤ بأنه إذا قمنا بتوصيل المحمصة إلى منفذ آخر، فسيتم تحميص الخبز .

5- اختبار التنبؤات

لاختبار الفرضية، نحتاج إلى إجراء ملاحظة أو إجراء تجربة مرتبطة بالتنبؤ، على سبيل المثال، في هذه الحالة، سنقوم بتوصيل محمصة الخبز بمقبس مختلف ونرى ما إذا كان خبز التوست سيتم تحميصه أم لا، إذن اختبار التنبؤ هو : القيام بتوصيل المحمصة في منفذ مختلف والمحاولة في تشغيلها مرة أخرى، فإذا اشتغلت محمصة الخبز، فحينئذٍ يتم دعم الفرضية – وأنها من المحتمل أن تكون صحيحة، وإذا لم تعمل محمصة الخبز، فإن الفرضية غير مدعومة – ومن المحتمل أن تكون خاطئة .

يمكن أن تدعم أو تعارض نتائج الاختبار الفرضية، وعندما تدعم النتائج فرضية، لا يمكن أن تثبت بشكل قاطع صحتها، ولكنها تعني أنه من الممكن أن تكون صحيحة، ومن ناحية أخرى، إذا تعارضت النتائج مع الفرضية، فمن الممكن أن تكون هذه الفرضية غير صحيحة، ما لم يكن هناك خلل في الاختبار، وهذا الاحتمال يجب أن ندرسه دائما، فإذا كانت النتيجة متناقضة، يمكننا تجاهل الفرضية والبحث عن فرضية جديدة .

6- التكرار

تكمن الخطوة الأخيرة في المنهج العلمي في التأمل في نتائجنا واستخدامها لتوجيه خطواتنا المقبلة. إذا تم دعم الافتراضية، سنقوم بإجراء اختبارات إضافية للتأكيد عليها أو إعادة التقييم لزيادة الثقة فيها. على سبيل المثال، يمكننا التحقق من سبب تلف المخرج. وإذا لم يتم دعم الافتراضية، سنقدم افتراضا جديدا، مثل وجود سلك معطوب في محمصة الخب .

في معظم الأحيان، تكون الطريقة العلمية عملية تتكرر، أي تعيد نفسها في دورة تحسن نتائج الجولات التالية من السؤال .