Quelle est la méthode scientifique expérimentale?

Le 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 réalisée non seulement en biologie, mais 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 sur la base des connaissances actuelles et passées.

Appelé également méthode inductive, il est le plus utilisé en science par les chercheurs, ceci faisant partie de la méthodologie scientifique.

Elle se caractérise par le fait que les chercheurs peuvent délibérément contrôler les variables afin de délimiter les relations entre elles.

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

1- Observations

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, basées sur des opinions et des croyances personnelles, ne font pas partie du domaine scientifique.

Exemples:

• Déclaration objective: 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 se sont déjà produits et qui peuvent être vérifiés par d'autres comme vrais ou faux.

2- Hypothèse

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 leur connaissance des événements passés pour développer un principe général ou une explication pour aider à prédire les événements futurs.

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

Une hypothèse doit avoir les caractéristiques suivantes:

• Ce doit être un principe général maintenu à travers l'espace et le temps.
• Ce doit être une idée provisoire.
• Vous devez être d'accord avec les observations disponibles.
• Cela devrait être aussi simple que possible.
• Il doit être vérifiable et potentiellement faux. En d'autres termes, il doit y avoir 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. Il n'y a aucune observation qui ne correspondrait pas à cette hypothèse! En revanche, "Tous les mammifères ont deux membres postérieurs" est une bonne hypothèse.

Lorsque nous trouvons des baleines qui n'ont pas de membres postérieurs, nous aurions montré que notre hypothèse est fausse, nous avons falsifié l'hypothèse.

Lorsqu'une hypothèse implique une relation de cause à effet, nous déclarons notre hypothèse pour indiquer 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.

3- prédiction

De l’élaboration de l’hypothèse qui est provisoire et qui peut ou peut ne pas être vraie, nous devons faire une prédiction de notre recherche et de 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 où une hypothèse pourrait être appliquée. Par exemple, considérons l’hypothèse suivante: toutes les cellules végétales 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 le 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.

Considérons 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 et prédire ensuite ce qui se passerait dans ces conditions si l’hypothèse était vraie.

Les conditions que vous voudrez peut-être essayer sont les doses administrées, la durée de la prise du médicament, l'âge des patients et le nombre de personnes à examiner.

Toutes ces conditions susceptibles d'être modifiées 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 de 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 des observations de l'effet de Celebra en laboratoire. La prédiction est la suivante: Les patients qui souffrent de polyarthrite rhumatoïde et qui prennent Celebra et ceux qui prennent un placebo (un comprimé d’amidon au lieu du médicament) ne diffèrent pas dans la gravité de la polyarthrite rhumatoïde.

4- Expérience

Nous revenons à 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 prendra un placebo d’amidon quatre fois par jour. Les patients ne sauront pas si leurs comprimés sont Celebra ou un placebo. Les patients prendront le médicament pendant deux mois.

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

5- analyse

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

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

6- Conclusion

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

Dans notre cas, nous pouvons rejeter notre prédiction selon laquelle le Celebra n’a aucun effet. Étant donné que la prédiction est erronée, nous devons également rejeter l’hypothèse sur laquelle elle repose.

Notre tâche consiste maintenant à reformuler l’hypothèse de manière 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 l'information actuelle, nous acceptons notre hypothèse comme vraie. Avons-nous montré que c'est vrai? Absolument pas! Il y a toujours d'autres explications qui peuvent expliquer les résultats.

Il est possible que plus de 500 patients qui ont pris Celebra allaient s'améliorer de toute façon. Il est possible que davantage de patients qui ont pris Celebra aient également mangé des bananes tous les jours et que les bananes améliorent 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 de prouver 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, c'est que nous ne trouvons pas de preuve pour le réfuter.

Il y a beaucoup de différence entre ne pas pouvoir réfuter et prouver. Assurez-vous de bien comprendre cette distinction car c'est la base de la méthode scientifique expérimentale. Alors, que ferions-nous de notre hypothèse précédente?

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

Par exemple, nous pourrions répéter l'expérience mais changer le groupe témoin et expérimental. Si l’hypothèse reste en suspens après nos efforts pour la démolir, nous pouvons nous sentir plus en confiance en l’acceptant.

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

7- Résultats

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

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

Cela 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.

Références

1. Achinstein P. Introduction générale. Règles scientifiques: introduction historique aux méthodes scientifiques (2004). Johns Hopkins University Press.
2. Beveridge W. L'art de l'investigation scientifique (1950). Melbourne: Heinemann.
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