Bilimsel Yöntem Nedir? Aşamaları ve Basit Bir Araştırma Örneği

Bilimsel yöntemin amacı ve temel özellikleri

Bilimsel yöntemin temel amacı, bir olayın nedenini veya nasıl gerçekleştiğini kanıta dayanarak anlamaktır. Bu yöntem kişisel kanaatten, rastgele tahminden ya da tek bir gözlemden farklı olarak açık bir soru kurmayı, açıklama önermeyi ve bu açıklamayı gözlenebilir sonuçlarla sınamayı gerektirir. Bilimsel bilgi bu nedenle gözleme, ölçüme, mantıksal akıl yürütmeye ve başkalarının inceleyebileceği kanıtlara dayanır. Bir hipotez, bir olay için önerilen ve sınanabilen açıklamadır; yalnızca doğru gibi görünmesi onun bilimsel olarak kabul edilmesi için yeterli değildir.

Yöntem, araştırmacının düşüncesini kanıtla karşılaştırır. Önce bir durum fark edilir, sonra bu durumu açıklayabilecek olası nedenler belirlenir. Bu nedenlerden biri sınanabilir biçimde ifade edilir ve hipotezden hangi sonucun beklenmesi gerektiği çıkarılır. Daha sonra uygun gözlem veya deney yapılır; elde edilen veriler beklenen sonuçla karşılaştırılır. Böylece araştırmacı, açıklamasının kanıtlarla desteklenip desteklenmediğini değerlendirir. Örneğin bir sınıfın normalden sıcak olduğu fark edildiğinde, “Sınıfın sıcak olmasının nedeni pencerelerin kapalı olması olabilir” ifadesi sınanabilir bir açıklamadır. Pencereler açıldığında sıcaklık değişiyor mu diye ölçüm yapmak, bu açıklamayı yalnızca sezgi olmaktan çıkarıp araştırılabilir hâle getirir.

Bilimsel yöntemde sonuçlar, araştırmacının beklediği yönde çıkmadığında da değerlidir. Beklentiyle uyuşmayan veri, ölçümün veya düzenek koşullarının yeniden incelenmesine ya da hipotezin değiştirilmesine yol açabilir. Bu özellik yöntemi güvenilir kılar; çünkü amaç her durumda ilk fikri doğrulamak değil, en iyi açıklamaya kanıtlar aracılığıyla ulaşmaktır. Bilimsel çalışmaların açık biçimde paylaşılması da başka araştırmacıların uygulamayı benzer veya farklı koşullarda yeniden yapabilmesine ve bilgiyi geliştirmesine yardımcı olur.

Gözlem ve araştırma sorusu oluşturma

Bilimsel sürecin başlangıcında genellikle bir gözlem bulunur. Gözlem, çevrede gerçekleşen bir durumu dikkatle fark etmek ve onu mümkün olduğunca açık biçimde betimlemektir. Gözlem yalnızca görme anlamına gelmez; sıcaklık, süre, uzunluk veya sayı gibi ölçülebilen özelliklerin belirlenmesini de içerebilir. Açık bir gözlem, araştırmacının kişisel yorumunu olayın kendisinden ayırır. “Oda çok bunaltıcı” yerine “Odanın sıcaklığı önceki derse göre daha yüksek ölçüldü” demek, araştırılabilecek bir durumu daha belirgin hâle getirir.

Gözlem tek başına sonuç vermez; araştırılabilir bir soruya dönüştürülmesi gerekir. İyi bir araştırma sorusu belirli bir duruma, etkene veya ilişkiye odaklanır ve gözlem ya da ölçümle yanıtlanabilir. “Neden her şey böyle?” gibi geniş bir soru yerine “Pencerelerin açık veya kapalı olması sınıf sıcaklığını etkiler mi?” sorusu daha uygundur. Çünkü burada karşılaştırılabilecek bir koşul ve ölçülebilecek bir sonuç vardır.

Soruyu oluştururken önce neyin değişebileceği, neyin ölçüleceği ve hangi koşulların aynı tutulacağı düşünülür. Böylece başlangıçtaki merak, sınanabilir bir araştırma planının temeline dönüşür. Örneğin bir öğrenci sınıftaki bazı sıraların diğerlerinden daha aydınlık olduğunu fark edebilir. Gözlem, “Pencereye yakın sıralar daha aydınlık görünüyor” şeklinde yazılabilir; araştırma sorusu ise “Pencereye olan uzaklık sınıfa ulaşan ışık miktarını etkiler mi?” olabilir. Bu soru, farklı uzaklıklardaki sıralarda ışık düzeyinin karşılaştırılmasını mümkün kılar.

Hipotez ve tahmin arasındaki fark

Hipotez, gözlenen bir olayı açıklamak için önerilen ve sınanabilen düşüncedir. Bir neden-sonuç ilişkisi kurar: “Eğer belirli bir koşul varsa, gözlenen durumun nedeni bu olabilir” biçiminde düşünülebilir. Hipotezin bilimsel değer taşıması için hangi gözlemlerin onu destekleyeceğinin ve hangi sonuçların onunla uyuşmayacağının anlaşılabilmesi gerekir. Bu nedenle “Bu olayın bir nedeni vardır” gibi belirsiz bir ifade yerine, etkeni ve beklenen ilişkiyi belirten bir açıklama kurulmalıdır.

Tahmin ise hipotez doğru kabul edildiğinde araştırmada gözlenmesi beklenen özel sonuçtur. Başka bir deyişle hipotez “neden veya açıklama nedir?” sorusuna, tahmin ise “bu açıklama doğruysa ölçümde ne görmeliyiz?” sorusuna yanıt verir. Hipotez daha genel bir açıklama sunarken tahmin deneyde veya gözlemde karşılaştırılacak somut beklentidir. Bu ikisini ayırmak, araştırmanın gerçekten hipotezi sınayıp sınamadığını anlamayı kolaylaştırır.

Sınıf sıcaklığı örneğinde hipotez, “Sınıfın sıcak olmasının nedeni havalandırmanın yetersiz olması olabilir” şeklinde kurulabilir. Bu açıklamadan çıkarılan tahmin ise “Pencereler açıldığında, belirli bir süre sonunda sınıf sıcaklığı düşer” olur. Sıcaklık değişimi ölçülür ve pencereler kapalıyken yapılan ölçümle karşılaştırılır. Sıcaklık beklenen yönde düşerse veri hipotezi destekleyebilir; değişmezse hipotezin açıklama gücü sorgulanır. Ancak sonuç tahmini desteklemediğinde “hipotez kesinlikle saçmadır” denmez; ölçüm koşulları, geçen süre ve başka olası nedenler de yeniden değerlendirilir.

Bir hipotez ile tahmin arasındaki ilişki tek yönlü bir onay cümlesi değildir. Aynı hipotezden birden fazla tahmin çıkarılabilir ve her tahmin farklı bir gözlemle sınanabilir. Tahmin ne kadar açık kurulursa elde edilen verinin hipotezle ilişkisini yorumlamak o kadar kolaylaşır. Böylece araştırmacı, sonucu önceden istediği gibi yorumlamak yerine hangi kanıtı beklediğini araştırma başlamadan belirlemiş olur.

Deney ve değişkenlerin temel yapısı

Deney, bir hipotezden çıkarılan tahmini sınamak için koşulların planlı biçimde karşılaştırıldığı araştırmadır. Deneyde araştırmacı bir koşulu değiştirir, ortaya çıkan sonucu ölçer ve diğer önemli koşulları mümkün olduğunca aynı tutar. Bu yapı, gözlenen değişikliğin hangi etkenden kaynaklanabileceğini ayırt etmeye yardım eder. Deneyin amacı yalnızca bir şeyleri değiştirmek değil, değiştirilen koşul ile ölçülen sonuç arasındaki ilişkiyi adil bir karşılaştırmayla incelemektir.

Deneyde dört temel unsur bulunur. Bağımsız değişken, araştırmacının değiştirdiği veya karşılaştırdığı etkendir. Bağımlı değişken, bu değişiklikten etkilenip ölçülen sonuçtur. Kontrol edilen koşullar, karşılaştırmayı bozabilecek ve aynı tutulması gereken özelliklerdir. Karşılaştırma grubu ya da kontrol grubu ise bağımsız değişkenin uygulanmadığı koşulu göstererek bir referans sağlar. Böylece yalnızca “sonuç değişti” denmez; sonucun hangi koşulla birlikte değiştiği incelenir.

Sınıf sıcaklığı araştırmasında pencerelerin açık veya kapalı olması bağımsız değişken olabilir. Sınıfın sıcaklığındaki değişim bağımlı değişkendir. Ölçümün yapıldığı yer, ölçüm aracı, ölçüm aralıkları ve mümkün olduğunca benzer ders koşulları kontrol edilen koşullar arasında tutulabilir. Pencerelerin kapalı olduğu durum karşılaştırma grubu olarak kullanılabilir; pencerelerin açıldığı durum bununla karşılaştırılır. Eğer yalnızca pencere durumunu değiştirip sıcaklığı aynı yöntemle ölçersek, elde edilen farkı bu koşulla ilişkilendirmek daha mümkün olur.

Adil bir deneyde tek bir etkenden fazlasını aynı anda değiştirmek yanıltıcı sonuçlara yol açabilir. Örneğin pencereleri açarken aynı anda sınıftaki kişi sayısını, ölçüm yerini ve ölçüm zamanını da değiştirirsek sıcaklık farkının nedenini belirlemek zorlaşır. Bu nedenle deney başlamadan önce hangi unsurun değiştirileceği, hangi sonucun ölçüleceği ve hangi koşulların sabit tutulacağı yazılı hâle getirilir. Deney planı, tahmini doğrudan sınayacak kadar açık olmalı; gereğinden fazla değişkeni aynı anda araştırmaya çalışmamalıdır. İleri düzey deney tasarımı, bu temel yapının ötesinde ayrı bir konudur.

Veri toplama ve sonuçları değerlendirme

Veri toplama, gözlem veya deney sırasında elde edilen bilgilerin düzenli ve eksiksiz biçimde kaydedilmesidir. Veriler sayısal ölçümlerden oluşabileceği gibi renk, görünüş, davranış veya gerçekleşip gerçekleşmeme gibi nitel gözlemler de olabilir. Ölçümün ne zaman, nerede, hangi araçla ve hangi koşulda yapıldığının yazılması, sonuçların anlamlandırılmasını kolaylaştırır. Sınıf sıcaklığı araştırmasında her ölçümün saati, pencere durumu ve sıcaklık değeri aynı tabloya kaydedilebilir.

Toplanan veriler daha sonra koşullar arasında karşılaştırılır. Araştırmacı önce verilerin tahminde beklenen örüntüyle uyuşup uyuşmadığına bakar; ardından tek bir ölçüme dayanmak yerine bütün gözlemleri birlikte değerlendirir. Ölçümlerin birbirinden çok farklı çıkması, koşulların yeterince sabit tutulmadığını veya ölçüm yönteminin gözden geçirilmesi gerektiğini düşündürebilir. Veriler sonuçları kendiliğinden açıklamaz; yorum, araştırma sorusu ve hipotezle bağlantı kurularak yapılır. Daha ileri düzeydeki veri çözümleme yöntemleri bu temel karşılaştırmanın kapsamı dışındadır.

Sonuç çıkarma ve hipotezi yeniden değerlendirme

Sonuç çıkarma, elde edilen verilerin araştırma sorusuna ve hipotezden türetilen tahmine ne söylediğini açıklamaktır. Araştırmacı bu aşamada “Veriler tahmini destekliyor mu?”, “Hangi gözlemler bu yoruma dayanıyor?” ve “Başka bir açıklama mümkün mü?” sorularını sorar. Sonuç, hipotezin kanıtlarla desteklendiğini veya mevcut verilerle desteklenmediğini söylemelidir. “Hipotez kanıtlandı” ifadesi yerine “Bu araştırmadaki veriler hipotezi destekledi” demek daha dikkatli bir değerlendirmedir; çünkü sonuçlar araştırmanın koşullarıyla sınırlıdır.

Sonuç tahminle uyuşmuyorsa araştırma başarısız olmuş sayılmaz. Önce ölçümlerin doğru kaydedilip kaydedilmediği, deney koşullarının gerçekten karşılaştırılabilir olup olmadığı ve araştırma sorusunun yeterince açık kurulup kurulmadığı incelenir. Sorun bulunmazsa hipotez yeniden düzenlenebilir veya yeni bir hipotez kurulabilir. Ardından yeni hipotez için yeni bir tahmin çıkarılır ve araştırma yeniden planlanır. Böylece bilimsel yöntem, ilk fikri zorla korumak yerine kanıtlarla daha iyi açıklamaya ulaşmaya çalışır.

Sınıf sıcaklığı örneğinde pencereler açıldıktan sonra sıcaklık düşmüyorsa, “pencerelerin açık olması sıcaklığı etkiler” hipotezi bu koşullarda desteklenmemiş olur. Araştırmacı bunun üzerine pencerelerin yeterince hava akışı sağlamadığını, ısı kaynağının başka bir yerde bulunduğunu veya ölçüm süresinin uygun olmadığını düşünebilir. Bu olasılıkların her biri yeni bir araştırma sorusuna dönüşebilir. Örneğin odadaki elektronik araçların veya güneş alan yüzeylerin sıcaklıkla ilişkisi ayrı bir hipotez olarak incelenebilir. Önemli olan, yeni açıklamanın da gözlenebilir bir tahmin içermesi ve uygun bir karşılaştırmayla sınanmasıdır.

İyi bir araştırma çoğu zaman tek bir yanıtla bitmez; elde edilen sonuç yeni sorular doğurur. Sonuçların açık, kısa ve yeterince ayrıntılı biçimde paylaşılması; kullanılan yöntemin ve elde edilen verilerin başkaları tarafından anlaşılmasını ve benzer koşullarda yeniden incelenmesini sağlar. Bilimsel iletişim ve tekrarlanabilirlik bu nedenle araştırmanın sonradan eklenen süsleri değil, bilginin birlikte geliştirilmesini sağlayan temel unsurlardır.