S'anomena mètode científic el conjunt de passos, estratègies i tècniques que es duen a terme per trobar coneixements vàlids i contrastats sobre temes relacionats amb qualsevol de les ciències. Perquè una investigació pugui considerar-se científica, ha d'estar basada en l' experiència observable , en el mesurament rigorós de dades i en el raonament lògic , evitant en tot moment la subjectivitat i els biaixos personals.
Els passos o etapes del mètode científic poden ser variats i fins i tot poden diferenciar-se depenent de la investigació i l'àrea de la ciència en què sigui realitzada (algunes són molt més fàcils de comprovar que d'altres). Per aquesta raó, juntament amb el fet de voler mostrar els passos a seguir per a aquells interessats a fer una investigació d'aquest tipus, hem elaborat aquesta entrada ampliada, en què s'explica amb gran detall què és el mètode científic, quines són les fases, quines característiques ha de complir i com s'aplica fins i tot a la vida quotidiana.
Què és exactament el mètode científic?
El mètode científic és una metodologia sistemàtica que consisteix en aplicar un conjunt de procediments i fases per adquirir nous coneixements o confirmar els ja existents. És la manera de treballar pròpia de la ciència, i es recolza en diversos pilars bàsics:
- empirisme: parteix sempre de fets observables i mesurables, ja sigui directament amb els sentits o mitjançant instruments.
- Mesurament fiable: utilitza eines i instruments que permeten quantificar de manera precisa els fenòmens estudiats.
- racionalitat: les explicacions han de ser lògiques i coherents, recolzades en principis i lleis científiques, no en opinions.
- Objectivitat: busca aïllar els biaixos personals de l'investigador, centrant-se en dades que puguin ser acceptades per la comunitat científica.
- Sistematicitat: segueix un ordre i una jerarquia de passos que permeten avançar des de lobservació fins a la formulació de teories i lleis.
- Facticitat: sempre es fonamenta en fets comprovables mitjançant l'experiència i l'experimentació.
Aquest procés està pensat perquè qualsevol estudi realitzat seguint les seves pautes pugui ser replicable per altres investigadors . Aquesta reproductibilitat és la que permet comprovar si els resultats es mantenen en diferents condicions, llocs o moments, i és un dels criteris principals per distingir el coneixement científic de la mera opinió o creença.
Quins són els passos de l'mètode científic?
Els passos o les etapes d'aquest mètode solen presentar-se en esquemes lleugerament diferents segons la disciplina, però en essència abasten un mateix recorregut. A l'article original assenyalàvem: preguntes, observació, plantejament de la hipòtesi, experimentació, anàlisi i conclusió . A això, des de la pràctica científica actual, sovint s'hi afegeixen altres moments importants com la publicació i comparació de resultats, la formulació de teories i, en alguns casos, la consolidació de lleis científiques.
Tots aquests passos es fan servir amb la finalitat davaluar un tema , plantejar una solució, posar-la a prova de forma rigorosa i obtenir conclusions sòlides. A continuació desenvoluparem cada fase, integrant tant l'estructura clàssica com aquells elements addicionals que enriqueixen i fan més robust el mètode científic.
Formular la pregunta adequada
Per començar una investigació mitjançant el mètode científic, cal fer una pregunta concreta sobre el tema d'interès. Aquesta pregunta ha de:
- Estar relacionada amb un fenomen observable (no amb opinions o judicis morals).
- Poder ser respost a través de dades i experiments, no pas per mera reflexió.
- Ser prou precisa i fitada perquè es pugui treballar de forma realista.
Per entendre-ho amb més facilitat, utilitzarem alguns exemples quotidians de preguntes científiques:
- Quin got té major capacitat d'aigua?
- Per què la fusta flota a l'aigua?
- Com afecta la temperatura a la rapidesa amb què es dissolen unes tauletes efervescents?
- Quin tipus de sabó és més eficaç per a eliminar una taca concreta?
En contextos educatius o d'iniciació a la ciència, és molt útil acompanyar els estudiants perquè aprenguin a distingir entre preguntes científiques (que es poden respondre amb experiments) i preguntes que només depenen de gustos, valors o opinions , i que per tant no encaixen dins del mètode científic.
Observació i investigació
Un cop formulada la pregunta, cal aturar-se a fer una observació acurada i una investigació prèvia que permetin recopilar la major quantitat de dades possibles per respondre-la. Aquesta fase inicial de recollida dinformació inclou tant lobservació directa del fenomen com la revisió de treballs anteriors (llibres, articles, informes, etc.).
L'observació científica funciona per poder explicar el perquè o qualsevol altra qüestió relacionada amb el fenomen, amb l'ajuda de les dades recopilades de diferents maneres. Aquesta pot dividir-se en tres tipus: asistemàtica, semisistemàtica i sistemàtica . Tot i això, en els passos del mètode científic se sol utilitzar sobretot l'observació sistemàtica.
- Observació asistemàtica: es refereix a aquella en què es realitza l'observació sense cap planificació o organització prèvia, és a dir, només observem el problema i intentem recopilar les dades que ens puguin ser d'interès. És una observació més espontània i exploratòria.
- Observació semisistemàtica: es caracteritza perquè primer s'han de traçar els objectius de l'observació, de manera que sigui més fàcil saber què sestà buscant amb ella. Tot i això, encara no s'organitzen de forma estricta tots els aspectes que seran observats.
- Observació sistemàtica: la més utilitzada en investigacions científiques. Permet, amb l'ajuda d'una planificació prèvia de l'objectiu o els aspectes a avaluar, recol·lecció de dades d'una manera més específica. Cal categoritzar tots els factors de l'observació (conductes o comportaments, fets, esdeveniments, fenòmens en diferents àmbits, entre d'altres) i emprar instruments de registre clars (taules, llistes de confrontació, dispositius de mesura, etc.).
Durant aquesta fase també s'identifiquen i defineixen les diferents variables de l'estudi :
- Variable independent: la que l'investigador modifica o controla per veure'n l'efecte (per exemple, la temperatura de l'aigua).
- Variable dependent: la que es mesura o observa com a resultat (per exemple, el temps que triga a dissoldre's una tauleta).
- Variables de control: aquells factors que deuen mantenir-se constants perquè la prova sigui justa (tipus de tauleta, volum d'aigua, tipus de got, etc.).
Com més rigorosa és aquesta etapa d'observació i investigació, menys probabilitats hauran de cometre errors a les fases posteriors i més sòlids seran els resultats obtinguts.
Plantejament de la hipòtesi
Aquest és un dels passos del mètode científic on cal trobar una explicació provisional que respongui a la pregunta realitzada, tenint en compte les dades recopilades amb l'observació o la investigació. Aquesta explicació rep el nom d' hipòtesis.
Una hipòtesi és, doncs, una proposició que intenta explicar els fets observats. Pot haver-hi una o diverses hipòtesis alternatives , però cap d'elles pot ser considerada completament certa fins que es contrasti a través dels experiments.
En ciència moderna sol insistir-se que la hipòtesi ha de ser refutable o falsable : és a dir, ha d'estar formulada de manera que hi hagi la possibilitat de trobar una dada o un experiment que la contradigui. Si una hipòtesi no es pot posar a prova ni refutar, no entra dins el marc del mètode científic.
Al moment de plantejar la hipòtesi et recomanem els consells clàssics següents, molt útils sobretot en contextos educatius:
- Identifica amb claredat el problema.
- Separa el que ja saps (efectes observats) del que encara no entens (possibles causes).
- Busca una “suposició raonable” que connecti el que saps amb el que intentes explicar.
- Utilitza l'estructura “Si X, llavors I”, on “X” és la causa proposada i “Y” l'efecte observat. D'aquesta manera, s'estableix una relació clara entre les condicions que canvien i el resultat esperat.
Per exemple, davant del problema de per què una planta creix menys que una altra, una hipòtesi podria ser: “Si una planta rep menys llum solar , llavors creixerà més a poc a poc que una altra que rep més llum”. Aquesta formulació permet dissenyar un experiment específic per posar-la a prova.
Aquesta és una manera fàcil i senzilla de fer una hipòtesi en pocs passos, però també hi ha altres estratègies més avançades (com deduccions a partir de teories prèvies o models matemàtics). En qualsevol cas, l'important és que la hipòtesi sigui clara, específica i comprovable.
experimentació
Els experiments formen part essencial de les etapes del mètode científic , ja que mitjançant ells és possible posar a prova una hipòtesi segons les variables definides. Això significa que la persona que està realitzant la investigació ha de manipular les variables independents (les variables causants ) per observar els diferents efectes que poden produir-se en les variables dependents , amb l'objectiu de mesurar-hi de manera objectiva els canvis.
A més, l'experimentació també té com a finalitat recrear la situació en condicions controlades, on cal complir els requisits necessaris i estar presents els elements que comprenen l'objecte d'estudi. És important descriure amb detall el procediment seguit , de manera que qualsevol altre investigador pugui reproduir pas a pas el mateix experiment.
A la pràctica científica actual es posa un èmfasi especial que l'objectiu principal de l'experimentació no sigui tant “provar” la hipòtesi, sinó intentar refutar-la . Aquesta actitud crítica és la que evita donar per certs resultats que podrien ser deguts a l'atzar oa errors no detectats. D'aquesta manera:
- Si la hipòtesi es refuta (és a dir, les dades no encaixen amb el que s'esperava), caldrà elaborar una nova hipòtesi que concordi amb les noves dades obtingudes.
- Si no s'aconsegueix refutar la hipòtesi després de múltiples intents i experiments, es considerarà que és una proposició ben sustentada, i es podrà avançar a les fases de teorització i generalització.
En cas que l'experiment pugui donar validesa a la hipòtesi plantejada, aleshores es pot considerar correcta segons les proves realitzades (encara que en ciència sempre es deixa oberta la possibilitat que nous experiments futurs aportin dades que la qüestionin). Mentre que si l'experiment no pot corroborar la hipòtesi, aleshores deixaria de ser sostenible, o almenys seria seriosament qüestionada.
Anàlisi de dades i organització de la informació
Segons l'experiment realitzat, haurien d'haver-se recopilat una sèrie de dades que permetin la posterior anàlisi detallada . En aquesta fase intermèdia, prèvia a l'extracció de conclusions, s'organitzen i interpreten tots els resultats obtinguts.
A l'anàlisi s'han de tenir en compte totes les dades , independentment que aquestes puguin o no coincidir amb el que nosaltres pensàvem que passaria. Això últim es refereix al fet que, si una dada no concorda amb el que esperàvem, de la mateixa manera l'hem d' incloure i analitzar per obtenir resultats fiables en la investigació.
Per facilitar aquesta tasca, és freqüent utilitzar:
- Taules de dades en què es recullen les mesures realitzades.
- Gràfics (de barres, de línies, diagrames, etc.) que permetin visualitzar tendències o comparacions.
- quadres resum on es destaquin els resultats més rellevants.
- eines de anàlisi estadística quan la investigació ho requereix.
L'objectiu és que a partir d'aquesta organització de la informació puguem veure amb claredat què ha passat realment a l'experiment i fins a quin punt els resultats donen suport o contradiuen la hipòtesi inicial.
Conclusió i interpretació de resultats
Finalment cal fer una interpretació de les dades recopilades i analitzades; d'aquesta manera es pot determinar si la hipòtesi és coherent amb els resultats o si, per contra, s'ha de rebutjar o modificar.
En el cas que la hipòtesi estigui recolzada per les dades, es redacta una conclusió clara en què s'explica què s'ha descobert, sota quines condicions i amb quin grau de confiança. Això permet formular una teoria provisional que aporta un nou coneixement científic, almenys fins que es demostri el contrari.
Si els resultats contradiuen la hipòtesi, també se n'elabora una conclusió, però en aquest cas se sol incloure una reflexió sobre possibles causes del fracàs (errors de disseny, variables no controlades, instruments inadequats, etc.) i es proposen noves hipòtesis o línies de recerca. És habitual, sobretot en entorns educatius, que s'inviti els estudiants a reflexionar sobre com es podria millorar el procediment o què canviarien si repetissin l'experiment.
En context escolar s'anima els alumnes a respondre qüestions com: la hipòtesi va ser correcta o no? Quins factors poden explicar els resultats? Com podríem repetir l'experiment per obtenir dades encara més sòlides? Aquesta reflexió final ajuda a entendre que el mètode científic és un procés obert i millorable , no una recepta mecànica.
Publicació, comparació, teoria i llei científica
Fins aquí hem descrit els passos bàsics del mètode científic tal com solen aplicar-se a la majoria d'investigacions. No obstant això, perquè un coneixement passi a formar part de la ciència consolidada , encara falten alguns elements clau: la publicació i revisió del treball, la seva integració en una teoria més àmplia i, en certs casos, la seva transformació en llei científica.
Publicació i comparació amb altres estudis
Un cop la investigació ha conclòs i s'han redactat les conclusions, el pas següent és compartir els resultats amb la comunitat científica. Això sol fer-se a través d' articles en revistes especialitzades , comunicacions a congressos o informes de recerca.
La publicació compleix un doble objectiu molt important:
- permet ampliar el coneixement disponible, de manera que altres investigadors puguin recolzar-se en aquests resultats per als seus propis treballs.
- Fa pública la teoria o les troballes perquè altres científics puguin revisar-los críticament, repetir els experiments i comprovar si arriben a les mateixes conclusions.
Una altra forma de validació és replicar investigacions ja publicades ; és a dir, fer una investigació que un altre científic va realitzar per comprovar-ne la hipòtesi i veure si els resultats es mantenen en condicions diferents. Si diferents equips de recerca, treballant de manera independent, obtenen resultats consistents en replicar lestudi, la confiança en la validesa de la hipòtesi i la teoria augmenta. En canvi, si altres grups troben dades que refuten les conclusions , caldrà revisar el treball original, detectar possibles errors i, si cal, formular noves hipòtesis.
Teoria i llei científica
Quan una hipòtesi ha estat recolzada per nombrosos estudis, en diferents contextos, i s'integra amb altres explicacions sobre fenòmens relacionats, pot donar lloc a una teoria científica . Una teoria és un marc explicatiu ampli que organitza molts fets i observacions diferents amb uns mateixos principis.
En alguns camps, quan una relació entre fenòmens s'ha comprovat una vegada i una altra, en molt diverses condicions, pot enunciar-se com una llei científica . Una llei descriu de manera breu i precisa com es comporta un aspecte determinat de la realitat (per exemple, la relació entre força, massa i acceleració), basant-se en una enorme quantitat d'observacions i experiments acumulats.
Tot i així, fins i tot les lleis científiques es consideren obertes a revisió si en el futur apareixen dades que les qüestionin. Aquesta actitud de dubte permanent i de disposició al canvi és una altra de les grans fortaleses del mètode científic.
Hi ha passos imprescindibles i passos addicionals?
Un dels aspectes que més controvèrsia pot generar a l'hora de definir els passos del mètode científic és decidir quins haurien de ser considerats com a obligatoris i quins serien merament afegits que enriqueixen el procés.
Els passos obligatoris serien aquells que són presents en qualsevol tipus de recerca científica , independentment de la disciplina de què es tracti: observació, formulació de la pregunta, hipòtesis, experimentació, anàlisi i conclusions. Sense aquests elements bàsics, no podríem parlar pròpiament de mètode científic.
D'altra banda, hi ha passos que alguns autors consideren complementaris , com ara:
- Reconeixement explícit del problema: més enllà d'observar, l'investigador formula de manera clara el problema que vol resoldre, cosa que ajuda a enfocar la investigació.
- prediccions: a partir de la hipòtesi, es dedueixen conseqüències concretes que s'haurien d'observar si la hipòtesi és certa. Aquestes prediccions serveixen com a guia per dissenyar nous experiments.
- Revisió per parells i difusió en mitjans no especialitzats: processos que, encara que no sempre es llisten com a “passos” formals, són essencials per a la validació social del coneixement científic.
En qualsevol cas, tots aquests elements addicionals funcionen com a reforços dels passos necessaris, aportant més informació i augmentant la solidesa de la investigació, però no substitueixen les etapes bàsiques que ja hem descrit.
A quins camps s'aplica el mètode científic?
El mètode científic s'aplica a una amplíssima varietat de camps, no només a les ciències naturals clàssiques. Alguns dels àmbits més destacats són:
- Ciències naturals: física, química, biologia, geologia, astronomia… En totes elles es busca entendre fenòmens del món físic mitjançant la observació, experimentació i anàlisi de dades.
- Medicina i ciències de la salut: s'utilitza per investigar les causes de les malalties, desenvolupar tractaments eficaços, avaluar medicaments i millorar latenció sanitària mitjançant estudis clínics controlats.
- Enginyeria i tecnologia: els enginyers apliquen el mètode científic per a dissenyar solucions tècniques, tastar prototips, optimitzar processos productius i garantir la seguretat d'estructures i dispositius.
- Ciències socials: disciplines com la psicologia, la sociologia, l'economia o l'educació adapten el mètode científic a la complexitat del comportament humà, utilitzant enquestes, experiments controlats, estudis de camp i anàlisis estadístiques.
- Ciències ambientals: s'empra per estudiar els efectes de la activitat humana sobre el medi ambient, avaluar l'impacte de contaminants, dissenyar estratègies de conservació i proposar polítiques basades en evidències.
- Agricultura i ciències dels aliments: el mètode científic és clau per millorar les pràctiques agrícoles, augmentar el rendiment dels cultius, desenvolupar noves varietats resistents i garantir la seguretat alimentària.
Més enllà d'aquests camps, el mètode científic es pot aplicar a problemes de la vida quotidiana, com ara la resolució d'avaries domèstiques, la comparació de productes o l'optimització d'activitats diàries. Cada vegada que observem un problema , plantegem una possible explicació, provem diferents solucions i ens quedem amb la que funciona millor, estem utilitzant, de manera senzilla, la mateixa lògica que guia la ciència.
En definitiva, els passos del mètode científic que hem descrit proporcionen una guia clara i estructurada per investigar el món que ens envolta, augmentar l'objectivitat de les nostres conclusions i construir, pas a pas, un coneixement cada cop més fiable i útil per a tota la societat.