Bilim, Bilimin Doğası ve Bilimsel Araştırma Süreçleri Ders Notu

Bilimin doğasını ve işleyişini anlamamızda bilim ve bilimsel bilgi ile ilgili aşağıdaki özellikleri dikkate almalıyız.

• Bilimsel bilgiler yeni bulguların ve gelişmelerin ışığında değişebilir.
• Bilimsel bilgi toplumun kültürel özelliklerinden, kültürel mirasından, inançlarından etkilenebilir.
• Bilimsel bilgi özgün ve ilk olmalıdır. Bazen mevcut bilginin yeniden değerlendirilmesi de mümkündür.
• Bilim insanının yaşam bakış açısı, aldığı eğitime bağlı olarak çalışmaları şekillenebilir.
• Hipotez, teori ve kanun kavramları birbirinden bağımsızdır. Kanun teoriden daha üstündür demek mümkün değildir.
• Bilimsel bilgi gözlem, çıkarım ve yorumlarla yeni bakış açılarına kavuşabilen bir kavramdır.
• Bilimsel yöntem tek tip değildir. Farklı bilim dallarında ve disiplinlerde uygulama farklılıkları mümkündür.

BİLİMSEL YÖNTEM

• Biyoloji bilimi en genel tanımıyla canlıları kendisine konu olarak seçmiştir. O hâlde üzerinde daha ayrıntılı durmamız gereken bilgi türü bilimsel bilgidir. Bilimsel bilgiye, belli süreçler sonucunda ve belli bir yöntem izlenmek suretiyle ulaşılır. Bilimsel yöntem olarak tanımlayabileceğimiz bu süreci şu şekilde özetlemek mümkündür. Bilimsel anlamda gözlem, canlı veya cansız varlıkları, herhangi bir bilgiye ulaşmak amacıyla, belirli takip metotları ve kayıt yöntemlerini kullanarak, çeşitli araçlarla veya çıplak gözle dikkatle izleme faaliyeti olarak tanımlanabilir.
• Sadece duyu organları yardımıyla yapılan gözlemler nitel gözlem olarak adlandırılır ve kişiden kişiye değişkenlik gösterebilir.
• Bilimsel bilgiye ulaşmada daha değerli kabul edilen gözlem türü duyu organlarının yanında ölçü aletlerinin de kullanıldığı nicel gözlemlerdir.
• Nicel gözlemler nesneldir ve kişiden kişiye değişkenlik göstermez.
• Nicel ve nitel gözlemler birbirinin zıttı olan kavramlar değildir. Bilim adamı sonuca ulaşmak için her iki gözlem yöntemini de kullanır.
• Gözlem yapmak problemin fark edilmesini, belirlenmesini sağlayabilir. Ancak problem ortaya konulduktan sonra da veri toplamak amacıyla gözlemlere devam edilir.
• İncelenen konuya açıklık getirmek amacıyla gözlemler neticesinde elde edilmiş her türlü ölçüm, bilgi ve belgeye veri denir.
• Gözlemler neticesinde verilerin toplanması ve analiz edilmesi bilim insanını bir çeşit mantığa dayanan önemli sonuçlara götürebilir. Bu mantık tümevarım olarak isimlendirilir.
• Tümevarım sayesinde çok sayıdaki özel gözlemden genellemelere ulaşabiliriz. Örneğin hücre teorisinin önemli bir parçası olan “Tüm canlılar bir ya da daha fazla sayıda hücreden oluşmuştur.” ifadesi çok sayıda bilim insanının yıllar boyu yaptığı gözlemlere dayanmaktadır.

Bilimin Doğasını Öğrenmek Neden Önemlidir?

Günümüzde toplumun karşı karşıya kaldığı birçok önemli soruya yanıt bulmak, bilimin ışığında mümkün olmaktadır. Örneğin, aşılar otizme yol açar mı? Kalp sağlığını korumak için hangi besinlerden kaçınmalıyız? Küresel ısınma iklim değişikliğine neden olur mu? Bu gibi sorular, halkın zihinlerinde sıklıkla yer bulurken, bilim insanları tarafından tartışılmakta ve farklı bakış açılarıyla ele alınmaktadır. Bilimsel kaynaklarda aynı soruya farklı cevaplar verilmesi, bazen kafa karıştırıcı olabilir. Peki, bilim insanları aynı sorulara neden farklı yanıtlar verebilmektedir ve bu cevaplardan hangisi daha bilimseldir? Bu tür sorular karşısında doğru bir değerlendirme yapabilmek için bilimin doğasının anlaşılması gereklidir.

Bilimin doğasını anlamak, bilimsel bilginin nasıl üretildiğini, doğrulandığını ve değiştiğini kavrayabilmeyi sağlar. Bilimsel bilginin oluşum sürecinin farkında olmak, yazılı ve görsel basında yer alan bilimsel iddiaları körü körüne kabul etmek yerine bu iddiaları sorgulayıcı bir bakış açısıyla değerlendirebilmeyi mümkün kılar. Bilimin doğası; bilgilerin bilimsel yöntemlere dayalı olarak sunulup sunulmadığının anlaşılmasına, bilimsel süreçlerin ve çıkarımların öneminin kavranmasına olanak tanır.

Bilimin doğasının dinamik olduğunu anlamak için DNA’nın yapısının keşfi örnek olarak verilebilir. James Watson ve Francis Crick’in 1953 yılında DNA’nın çift sarmal yapısını ortaya koymaları, biyoloji ve genetik alanlarında yeni bir çağ başlatmıştır. Ancak bu süreç, birçok bilimsel tartışma ve araştırma sonucunda gerçekleşmiştir. O dönemde bilim insanları, genetik bilginin hangi biyomolekül tarafından taşındığını tartışıyordu. Kimisi proteinin bu bilgiyi taşıdığını savunurken, kimisi RNA veya DNA’nın sorumlu olduğunu düşünüyordu. Bu tartışmalar, bilimin sürekli değişebilen yapısını göstermektedir. Zamanla, yeni teknolojiler ve deneysel veriler sayesinde DNA’nın genetik bilgiyi taşıyan ana molekül olduğu kabul edilmiştir.

Bu örnek, bilimin her zaman yeniliğe ve değişime açık olduğunu gösterir. Bilimsel bilgi, yeni veriler ışığında değişebilir ve gelişebilir. Bu nedenle bilimin doğasını öğrenmek, bilimsel bilgiyi anlamada ve yorumlamada çok önemlidir.

BİLİMSEL YÖNTEM BASAMAKLARI

1. Gözlemler ve tümevarım, bilim insanını gözlemlerin nedenlerini ve doğayı açıklamalarını aramaya teşvik eder.

2. Verilerin toplanmasından sonra yapılması gereken iş, probleme ait geçici çözüm yolu olarak ifade edebileceğimiz hipotezi oluşturmaktır.

3. Varsayım olarak da tanımlayabileceğimiz hipotezler, bilimde olaylar arasında bağlantı kurmak veya olayları bir nedene bağlamak amacıyla kurulan sınanabilen önermelerdir.

4. İyi bir hipotezde bulunması gereken özellikler şu şekilde sıralanabilir:

• Deney ve gözlemlere açık olmalıdır.
• Toplanan tüm verilere uygun olmalıdır.
• Esnek olmalı, gerektiğinde üzerinde kısmi değişiklikler yapılabilmelidir.
• Yeni tahminlere açık olmalıdır.

5. Tümdengelim, bilimde hipotezlerde kullanılmak üzere geliştirilmiş bir mantık olup tümevarımın zıttıdır.

6. Tümdengelim genel olarak hipotezler geliştirildikten sonra kullanılır ve genelden özele bir mantığa sahiptir.

7. Hipotezin ya da hipotezlerin kurulmasından sonra yapılması gereken iş hipoteze dayalı tahmin cümlelerinin oluşturulmasıdır. Tahmin cümleleri hipotezlerin kontrollü deneylerle sınanabilmesine olanak sağlar. Tahmin cümleleri genel olarak “Eğer ….. ise ……… olmalıdır.” şeklinde kurulur. İncelediğimiz olayda ışığın dalga boyu uzun ise insanlarda hücrelerden oluşur gibi bir çıkarım yapabiliriz.

8. Tahmin cümleleri oluşturulduğunda artık kontrollü deneyler düzenleyerek hipotezimizin doğruluğunu ya da yanlışlığını kontrol edebiliriz demektir. Kontrollü deneyler bize araştırmamıza konu olan olay üzerine etki eden çok sayıdaki değişkenden herhangi birinin ilgili olay üzerine etkisini net bir şekilde ortaya koyma olanağı sağlar.

9. Kontrollü deneylerde deney ve kontrol grubu olmak üzere iki farklı grup oluşturulur. Bitki gelişimi örneğinden yola çıkarsak, deney ve kontrol grubunda yer alacak bitkilerin genetik yapılarının bile özdeş olması gerekir. Yani kontrollü deney düzenlemek oldukça zor bir iştir. Örneğin bitkilerin gelişmesi için fazla sayıda elemana ihtiyaç vardır ve bu elemanların her birinin miktarındaki değişim bitki gelişimini olumlu ya da olumsuz etkiler.

10. Deney ve kontrol gruplarında ilgili olaya etkisi incelenen faktör dışında kalan etmenlerin miktarı eşit tutulmaktadır. Bu sayede deney ve kontrol grupları arasında deney sonucunda gözlemlenen farkın sebebi net biçimde ortaya konulabilir.

11. Kontrollü deneylerde etkisi araştırılan değişkene bağımsız değişken, bağımsız değişkenin aldığı değere göre deney sonucunda etkilenen özellik ise bağımlı değişken olarak adlandırılır. Örneğin bitki gelişimine ışığın dalga boyu incelendiğimiz değişken ve ışığın dalga boyu bağımsız değişken, buna bağlı olarak etkilenecek olan bitki gelişimi ise bağımlı değişken olarak karşımıza çıkar.

12. Kontrollü deneylerin sonucu hipotezi desteklemiyor ise hipotez terk edilir.

Bilim, Bilimin Doğası ve Bilimsel Araştırma Süreçleri Çözümlü Sorular