المنهج العلمي وكيفية تطبيقه في البحث
المنهج العلمي هو الطريقة و الأسلوب المنظم وكذلك الخطوات المتتابعة التي يتبعها الباحثون والعلماء لاستكشاف واستخلاص النتائج والإجابة على الأسئلة. وتتلخص وظيفته النهائية في السماح لهم بدراسة الظواهر المختلفة بطريقة منطقية ومنهجية حتى يتحصلوا على نتائج صحيحة وقابلة للتطبيق والتعميم. ورغم أن العلماء نادراً ما يتبعون نفس خطوات المنهج العلمي والتي قد تختلف قليلا حسب المجال ودرجة التعقيد والوسائل المتوفرة وغيرها، إلا ان الهدف الأساسي هو نفسه في النهاية: إقامة روابط بين الأسباب والنتائج من خلال طرح الأسئلة وجمع الأدلة وفحصها منطقياً حتى تصل إلى استنتاجات يمكن التحقق منها. وهذا يجعل المنهج العلمي أساس أي بحث علمي ينطبق على مجالات متنوعة مثل الفيزياء والكيمياء أو حتى علم الاجتماع وعلم النفس.
على سبيل المثال، في الطب، يتم استخدام المنهج العلمي لفهم كيفية تأثير الأدوية على الجسم من خلال التجارب السريرية المنهجية. وعلى النقيض من ذلك، في علم الفلك، نظرًا لأنه لا يمكن إجراء التجارب المباشرة، فمن المهم الاعتماد على الملاحظات وتحليل البيانات للوصول إلى الاستنتاجات.
المنهج العلمي تعريف شامل
وفقًا لليونسكو (2022)، “منهجية البحث العلمي هي الطريق الموجه لتحقيق أهداف البحث من خلال استخدام أساليب علمية دقيقة”. وهذا يعني أن المنهجية ضرورية للتأكد من صحة النتائج وإمكانية التحقق منها
تطبيق عملي للمنهج العلمي
في دراسة أجرتها جامعة هارفارد عام 2020 حول فعالية التعليم عن بعد، تم تطبيق المنهجية العلمية في تحليل البيانات الخاصة بالطلاب وقياس تأثير طرق التدريس الجديدة مقارنة بالتعليم التقليدي.
ما هي الطريقة العلمية؟
الطريقة العلمية هي سلسلة منظمة بعناية من الخطوات التي يتم اتخاذها لدراسة ظاهرة معينة أو الإجابة على سؤال علمي. الغرض من ذلك هو إجراء الملاحظات وإجراء التجارب للسماح بالتوصل إلى نتائج دقيقة وقابلة للتكرار والتعميم على مستويات أوسع. هذا الإجراء المرن، يمكن تكييفه مع التخصصات العلمية المتنوعة التي يتم استخدامه فيها، سواء كانت دراسات تجريبية أو ميدانية أو نظرية صرفة.
على سبيل المثال، يمكن لدراسة تأثير تغير المناخ على الزراعة أن تتخذ الخطوات التالية: من خلال الطريقة العلمية، تحليل بيانات الطقس والعائدات الزراعية على مدى عدد من السنوات. ستكون هذه خطوة مهمة للغاية في فهم العلاقة القائمة بين الظاهرة وتأثيراتها.
الخطوات العملية
1. طرح المشكلة
أولاً، يجب عليك طرح سؤال يتعلق بالملاحظة التي أجريت أو الظاهرة التي لوحظت. قد يبدأ السؤال عادةً بإحدى الكلمات التالية: كيف؟ ماذا؟ متى؟ من؟ لماذا؟ أو أين؟ يجب أن يكون واضحًا وقابلًا للقياس.
على سبيل المثال:
- كيف يتم تمثيل جرينلاند على الخرائط؟
- ما هو تأثير استخدام الأسمدة الكيماوية على جودة التربة؟
2. البحث الأولي وجمع المعلومات
لضمان جودة الدراسة، فإن السؤال المفضل هو السؤال الذي يمكن قياسه ببعض البيانات الرقمية أو التجارب، على سبيل المثال، تحليل نسبة الأملاح في مياه الشرب وتأثيرها على صحة الإنسان [2].
قبل تصميم خطة لحل المشكلة المذكورة، يجب على المرء أن ينظر إلى الأدبيات حول هذا الموضوع في المكتبات أو على الإنترنت. والفكرة هي الاستفادة من العمل الذي تم بالفعل وتجنب ارتكاب نفس الأخطاء. يجب أن يشمل ذلك الدراسات السابقة والمقالات العلمية والكتب حول هذا الموضوع المحدد.
3. المنهج العلمي وصياغة الفرضية
مثال: في البحث عن تأثير الضوء على النباتات، يمكن الحصول على البيانات التي توضح كيف تمتص النباتات الضوء من مصدر أكاديمي مثل “المجلة العلمية للنباتات” [3]. سيساعد هذا الباحث على اتخاذ الخطوة الثانية من خلال تطوير فرضية بناءً على الأدلة المتاحة.
الفرضية هي تنبؤ علمي يتم صياغته من المعلومات التي تتبع هذا التنسيق:
- إذا فعلت (X)، فسيحدث (Y).
مع الأخذ في الاعتبار أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يتزايد، فإن هذا سيؤدي إلى زيادة في متوسط درجات الحرارة العالمية.
يجب أن تكون الفرضية جيدة وقابلة للاختبار والتقييم. على سبيل المثال، يمكن حساب تأثير زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون باستخدام برنامج محاكاة رقمي مثل “Aspen Plus”.
4. اختبار الفرضية بالتجريب
يجب أن تكون الفرضية جيدة وقابلة للاختبار والتقييم أيضًا.
على سبيل المثال، يمكن حساب تأثير زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون باستخدام برنامج مثل “Aspen Plus” من خلال المحاكاة الرقمية [4].
التجريب هو الطريقة التي ستحاول بها إثبات فرضيتك. لضمان سلامة النتائج:
- قم بتغيير عامل واحد في كل مرة واحتفظ بجميع العوامل الأخرى ثابتة.
- من الجيد تشغيل الاختبار مرارًا وتكرارًا للتأكد من دقة النتائج.
على سبيل المثال، يمكن دراسة تأثير الضوء على نمو النباتات من خلال وضع مجموعة من النباتات تحت ظروف إضاءة مختلفة (ضوء طبيعي، ضوء صناعي، عدم وجود ضوء) ومراقبة نموها على مدى فترة أسبوعين.
إقرأ أيضا :
5. تحليل البيانات وتكوين الاستنتاجات
تُستخدم نتائج التجربة لقياس مدى دعمها لبدء التغييرات، وهذا يكشف عن جمع البيانات. يتم تحليل البيانات باستخدام برنامج “SPSS” أو برنامج “Excel” بحيث يتم استخلاص استنتاجات سليمة.
على سبيل المثال، إذا أظهرت البيانات أن النباتات تحت الضوء الطبيعي نمت بنسبة 20٪ أكثر من تلك تحت الضوء الصناعي، فإن الاستنتاج المستخرج هو أن الضوء الطبيعي أكثر فعالية لنمو هذه النباتات المحددة [6].
6. المنهج العلمي وتوصيل النتائج
الخطوة التالية في هذه العملية هي مشاركة نتائجك. يمكن أن يكون ذلك في تقارير مكتوبة أو عروض تقديمية أو منشورات علمية. في المشاريع المدرسية أو المعارض العلمية، يتعين على الطلاب عادةً إعداد تقرير نهائي أو وضع لوحة عرض.
في الأوساط الأكاديمية، تُنشر النتائج في مجلات علمية محكمة مثل Nature أو Science. ومن الأمثلة على ذلك دراسة تأثيرات البلاستيك الدقيق على الحياة البحرية، والتي نُشرت مؤخرًا في [Environmental Science” [7″.
أهمية المنهج العلمي
- بناء الأفكار: يساعد في طرح الأسئلة بشكل منظم والتخطيط للاستراتيجية المدروسة.
- تحقيق الدقة: يضمن هذا أن تكون النتائج صحيحة ويمكن إعادة إنتاجها.
- التواصل في العلوم: يسمح للعلماء بتوزيع نتائجهم لصالح الآخرين.
على سبيل المثال، تعتمد دراسة تأثير الأدوية الجديدة على الأمراض على المنهج العلمي لضمان سلامة وفعالية العلاج قبل الموافقة عليه للاستخدام [8].
مثال في ممارسة الطريقة العلمية
- مشكلة الموضوع او الاشكالية: لماذا تبدو جرينلاند كبيرة جدًا على الخرائط؟
- المادة المصدرية الأساسية: في عملية عرض الخرائط الإسقاطية (مركاتور)، تم العثور على أن الصور المرسومة تشوه بالفعل المناطق القريبة من القطبين.
- الفرضية: إذا استخدمنا خريطة مرسومة بإسقاط مركاتور، فإن المناطق المجاورة للأقطاب ستبدو أكبر مما هي عليه في الواقع.
- التجربة: باستخدام كرة ذات مربعات متساوية الحجم، قم بتصميم خريطة إسقاط وقياس أبعادها.
- النتيجة: المربعات القريبة من خط الاستواء كانت في الواقع بنفس الحجم، بينما كانت المربعات القريبة من القطبين مكبرة بعامل ثلاثة.
- التواصل:ستُنشر النتائج في تقرير أو عرض تقديمي يتم تقديمه بشأن التشوهات التي يمكن أن تسببها إسقاطات الخريطة [9].
من اخترع الطريقة العلمية؟
لم تخترع الطريقة العلمية من طرف شخص واحد. بل تم تطويرها بمرور الوقت من خلال مساهمات العديد من المفكرين المختلفين ومن خلال قرون من التطوير والنقاش حول كيفية دراسة العالم الطبيعي.
على سبيل المثال:
- كان الفيلسوف اليوناني أرسطو أول من روّج لاستخدام الملاحظة بالإضافة إلى الفكر المنطقي لفهم الطبيعة.
- أكد عالم مسلم، الحسن بن الهيثم، على قيمة التجريب في البحث العلمي. ومن العلماء الآخرين الذين ساهموا أيضًا في تطوير الطريقة رجال مثل فرانسيس بيكون وجاليليو جاليلي وإسحاق نيوتن.
هل يتبع العلماء والباحثون المنهج العلمي دائمًا؟
لا يتبع العلماء دائمًا خطوات المنهج العلمي بالترتيب الموضح. وفي كثير من الأحيان، يتساهل العلماء في الخطوات. ومع ذلك، فإن استخدام الأدلة والتجريب لا يتزعزع أبدًا كمبدأ توجيهي.
مثال: في مجال مثل علم الفلك، حيث يصعب إجراء التجارب نفسها، يبني العلماء عملهم على الملاحظة باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها من التلسكوبات [10].
الخلاصة
المنهج العلمي هو أساس كل بحث علمي. يمكن حل المشكلات بشكل صحيح، وفهم الظواهر الطبيعية، بسبب منطق وطبيعة المنهج العلمي خطوة بخطوة. سواء كنت مبتدئًا أو عالمًا متمرسًا، تأكد من تعلم واستخدام المنهج العلمي لتكون قادرًا على الإجابة على الأسئلة والمضي قدمًا في بحثك.
