İnsanların, merak ettikleri her soruya doğru cevaplar bulmaları pek kolay değildir. Çünkü, bazen soruları doğru ve anlaşılır bir şekilde sorabilmek, soruyu çözmek kadar zor olabilmektedir. Soruları yerli yerinde ve herkesin anlayabileceği şekilde sormak ise, özel bir yeteneği gerektirir. Bilimsel konuların ve problemlerin, belirli bir plan ve programa göre çözümlenerek, geçerli sonuçlara ulaşılabilmesi için, yapılan çalışmalar zincirine bilimsel yöntem denir.

Bilimsel yöntemde sırasıyla şu yollar izlenir:

• Problemi belirlenmek
• Gözlem yaparak veri toplamak
• Verilere dayanarak hipotez kurmak
• Deneylerle hipotezi sınamak
• Gözlem ve deney verilerine göre sonuca varmak

Problemin Tanımlanması

Bir problemle karşılaştığımızda, kendimize “neden“, “niçin” ve “nasıl” kelimeleriyle başlayan bir çok soru sorarız. İşte bilimsel problemler, bize çok basit gibi görünen bu soruların sorulması ile ortaya çıkar. Bir çok bilim insanına göre, bir problemi ana hatlarıyla ortaya koymak, problemin deney ve gözlemlerle çözümlenmesinde büyük önem taşır.

Verilerin Toplanması

Veri; bir problem veya konu hakkında, bilinen ve çözüm için kullanılabilecek olan bilgilerdir. Bir olayın veya durumun, dikkatli ve planlı bir biçimde incelenmesine ise gözlem denir. Bilimsel yöntemin esası gerekli kontrolleri içeren, mümkün olduğu kadar nicel olarak (ölçüm aletleriyle) yapılan, ön yargıdan uzak, gerçekçi deney ve gözlemlerdir. Bilimsel bir problemin bütün ayrıntıları ile belirlenebilmesi, gerekli ve uygun gözlemlerin yapılması ile mümkün olabilir. Gözlemler, nitel ve nicel gözlem olarak iki şekilde yapılabilir.

Nitel Gözlemler: Duyu organlarıyla yapılan ve bir ölçüm aleti kullanılmayan gözlemlerdir.

Nitel gözlem örnekleri

• Fenol kırmızısının asidik ortamda sarı renk alması
• Karbondioksit üflenen kireç suyunun bulanması
• Çay şekerinin su ortamında çözünmesi
• Nişastaya iyot damlatılınca mavi mor renk alması

Nicel Gözlemler: Bir ölçüm aletinin (metre, termometre, barometre, terazi gibi) kullanılması ile yapılan gözlemlerdir. Bilimsel problemlerin çözümünde daha çok nicel gözlemler kullanılır. Çünkü bu gözlemler ölçmeye dayandığı için, kesin değerler verir ve kişiden kişiye değişmez.

Nicel gözlem örnekleri

• İnsanda 2,5 cm çapındaki göz küresinin her birinin 80 gr ağırlıkta olması
• Suyun deniz seviyesinde 100 °C de kaynaması
• İnsan kanının 1 mm3 ünde 4,5 5 milyon alyuvar bulunması
• İnsan kalbinin ortalama dakikada 75, saatte 4500 ve günde 108.000 kez atması

Hipotez Oluşturulması

Bilim insanı topladığı verilerin ve elde ettiği gözlemlerin birbirleriyle olan bağlantısını kurar ve buradan kendi görüşlerini ifade eden bir hipotez ortaya çıkarır. Hipotezler, bilim insanları tarafından, problemin çözümüne yönelik olarak ortaya atılan geçici çözüm yollarıdır. İyi bir hipotez, hem problemin çözümüne yardımcı olmalı, hem de başka gerçeklerin bulunmasında etkili olmalıdır. Bir problemin çözümü olarak kurulan hipotezler, gözlem ve deneylerle doğrulanmadığı zaman terk edilmeli ve daha geçerli hipotezler kurulmalıdır. Deney ve gözlemler hipotezin doğruluğunu gösterirse, o zaman bu hipotezin çok sayıda biyolojik olayı açıklayıp açıklayamadığına bakılır.

Problemin çözümü için ileri sürülen hipotezle ilgili, akıl yürütme yoluyla bazı yorumlar ve tahminler (çıkarımlar) yapılabilir. Tahmin (çıkarım), hipotezden mantık kurularak çıkarılan bir sonuçtur. Genellikle tahminler, “Eğer ……. ise … dır” şeklindeki cümlelerdir.

“Bitkilerin fotosentez hızında en etkili olan kırmızı ışıktır” şeklindeki bir hipotezin tahmini “Eğer fotosentez hızında en etkili olan ışık kırmızı ise, sadece kırmızı ışığın verildiği bitkiler, diğer ışıkların verildiği bitkilerden daha çok oranda fotosentez yapmalıdır” şeklinde olabilir.

Kontrollü Deneylerin Yapılması

Bilim insanı çıkarımlarda bulunduktan sonra hipotezinin geçerlilik ve yeterlilik durumlarını araştırmaya çalışır. Bu amaçla, kontrollü deneyler ve gözlemler yaparak hipotezini test etmeye çalışır. Deneylerde kontrol grubu ve deney grubu olmak üzere iki grup oluşturulur. Deney grubu ile kontrol grubundan elde edilen veriler karşılaştırılır. Kontrol grubu, deney grubunda yapılan uygulamanın etkilerini belirlemek amacıyla kullanılır.

Kontrollü deneyde ortam şartlarından bir tanesi değiştirilir. Deneyde etkisi araştırılan değişkene bağımsız değişken, bağımsız değişkene bağlı olarak değişen değişkene ise bağımlı değişken denir. Örneğin magnezyum mineralinin fotosentez hızına etkisi araştırılırken diğer tüm şartlar sabit tutulur ve saksılara konulan magnezyum miktarı değiştirilir. Burada magnezyum miktarı bağımsız değişkendir. Kullanılan magnezyum miktarına göre fotosentez hızında meydana gelen değişim ise bağımlı değişkendir.

Bulguların Değerlendirilmesi ve Sonuç

Hem deneyler sırasında hem de gözlemler yapılırken bir takım bulgular elde edilir. Bunlar deney ve gözlemlerin sonuçlarıdır. Bu sonuçlar bazı çalışmalarda tek başına bir şey ifade etmeyebilir. Bu verilerin istatistiksel olarak değerlendirilmesinin yapılması gerekebilir. Problemin çözümü için, sabırla ve titiz bir şekilde yapılan çalışmalar, gözlemler ve kontrollü deneyler hipotezi destekliyorsa, hipotezin geçerliliği artar. Bu kuram başka hipotezlerle de desteklenirse, teori halini alır.

Herhangi bir olayın belli şartlar altında nasıl gerçekleştiğini bilimsel kanunlar belirler. Teoriler ise doğada gerçekleşen olaylar hakkında güçlü deliller kullanılarak yapılan açıklamalardır. Bir olayın “nasıl” gerçekleştiği sorusuna bilimsel kanunlar ile cevap verilir. Teoriler ise aynı olay için “neden” sorusuna cevap vermek için oluşturulur. Her teori kanuna dönüşür şeklindeki bir bilgi doğru değildir.

Çözümlü Örnek Sorular

Soru 1:
Bilimsel yöntemin ilk aşaması aşağıdakilerden hangisidir?
A) Hipotez oluşturma
B) Deney yapma
C) Gözlem yapma
D) Sonuç çıkarma
E) Veri analizi

Çözüm:
Cevap: C)
Bilimsel yöntemin ilk aşaması gözlem yapmadır. Bilim insanları, çevrelerindeki olayları gözlemleyerek araştırmalarına başlarlar. Bu gözlemler daha sonra bilimsel sorulara yol açar.

Soru 2:
Aşağıdakilerden hangisi bilimsel yöntem sürecinde bir hipotezi doğrulamak için yapılan aşamadır?
A) Veri toplama
B) Gözlem yapma
C) Deney yapma
D) Sonuç çıkarma
E) Tahmin yürütme

Çözüm:
Cevap: C)
Bilimsel yöntemde hipotezin doğruluğunu veya yanlışlığını test etmek için deneyler yapılır. Deney sonuçlarına göre hipotez kabul edilir veya reddedilir.

Soru 3:
Bir hipotezin yanlış olduğu deneylerle ortaya çıkarsa hangi adım atılır?
A) Hipotez olduğu gibi kabul edilir.
B) Yeni bir gözlem yapılır.
C) Hipotez değiştirilir veya yeniden oluşturulur.
D) Hipotez kanun haline getirilir.
E) Deney sonuçları göz ardı edilir.

Çözüm:
Cevap: C)
Hipotezin yanlış olduğu deneylerle belirlenirse, araştırmacılar hipotezi değiştirir veya yeniden oluştururlar. Bilimsel yöntem, doğru sonuçlara ulaşmak için sürekli yenilenmeye açıktır.

Soru 4:
Bilimsel yöntemde veri toplama aşamasının amacı nedir?
A) Hipotezi test etmek
B) Deney yapmak
C) Gözlem yapmak
D) Sonuçları açıklamak
E) Yeni bir hipotez oluşturmak

Çözüm:
Cevap: A)
Veri toplama aşaması, hipotezin test edilmesi amacıyla yapılır. Deney sonuçları, hipotezin doğruluğunu veya yanlışlığını gösterebilir.

Soru 5:
Bir bilimsel hipotez, hangi durumda teori haline gelir?
A) Tekrar tekrar yapılan deneylerle desteklendiğinde
B) Deney sonuçlarına göre yanlışlandığında
C) Yeni bir gözlem yapıldığında
D) Hipotez değiştirildiğinde
E) Veri analizi tamamlandığında

Çözüm:
Cevap: A)
Bir hipotez, tekrar tekrar yapılan deneylerle desteklendiğinde ve tutarlı sonuçlar verdiğinde bilimsel teori haline gelir. Teoriler, bilimsel bilgiye dayalı geniş açıklamalardır.