تعرف المنهجية العلمية بأنها الطريقة المستخدمة في بناء واختبار الفرضيات العلمية، وفي التطبيق النموذجي لها يطور الباحث فرضية لحل مشكلة ما، ويختبرها من خلال وسائل مختلفة، ثم يعدل الفرضية على أساس نتائج الاختبارات والتجارب، ثم يتم إعادة اختبار الفرضية المعدلة، وتعديلها، واختبارها مرة أخرى، وهكذا حتى تصبح متسقة مع الظواهر المرصودة ونتائج الاختبار.
وبهذه الطريقة، تعمل الفرضيات كأدوات يجمع بها العلماء البيانات، ومن هذه البيانات والعديد من الاختبارات العلمية المختلفة التي أجريت لاستكشاف الفرضيات، يتمكن العلماء من تطوير تفسيرات عامة واسعة النطاق، أو ما يسمى “نظريات علمية”.
نباتات في الغرفة
قد يكون ما سبق معقدا لذلك دعنا نضرب مثالا مبسطا، لنفترض أنك لاحظت أن النباتات القريبة من النافذة تنمو أطول من النباتات في غرفة أخرى مظلمة بالمنزل، هذه الخطوة تسمى بالفعل “الملاحظة”، التي تعني أن سؤالا ما ظهر في نطاق بحثك وتود الإجابة عليه.
بعد ذلك لمنطقة “الفرضية”، التي تعني بشكل أو بآخر تخمين مدروس، وهو تنبؤ منطقي يعتمد على المعرفة السابقة أو الخبرة أو المعلومات المتاحة. وعلى عكس التخمين العشوائي، فإن التخمين المدروس مستنير ومدروس، مما يجعله أكثر احتمالية للدقة.
في هذا التخمين تقوم بعمل تنبؤ قابل للاختبار، على سبيل المثال: النباتات القريبة من النافذة تنمو أطول لأنها تحصل على مزيد من ضوء الشمس، وهنا تكون الفرضية: “إذا حصل نبات على مزيد من ضوء الشمس، فإنه سينمو أطول”.
لاختبار الفرضية تقوم بإعداد مجموعة من التجارب، وهنا ترتبط تلك التجارب بالمتغير الذي يتعلق بالفرضية، وبالتالي تحافظ على كل شيء كما هو باستثناء كمية ضوء الشمس، فمثلا تجري تجاربك كالتالي: يحصل النبات أ مثلا على ضوء الشمس الكامل (6 ساعات في اليوم)، ويحصل النبات ب على ضوء الشمس جزئيا (3 ساعات في اليوم)، ولا يحصل النبات ج على ضوء الشمس (0 ساعة في اليوم)، بينما يبقى كل شيء آخر يبقى كما هو، التربة والماء والوعاء.
ثم بعد أسبوعين، قم بالخطوة التالية من المنهجية العلمية وهي تسجيل النتائج، في هذه الحالة قم بقياس ارتفاع كل نبات، ستجد مثلا أن النبات أ ارتفع 15 سم، أما النبات ب فقد ارتفع 8 سم، أما النبات ج، فقد ارتفع سنتيمترين فقط، وهنا تكون النتائج واضحة: النبات الذي تعرض لأشعة الشمس أكثر كان أطول.
المزيد من الفرضيات
إذا لم تتوافق نتائج التجارب مع الفرضية فعليك إعادة النظر في فرضيتك، فتطور فرضية أخرى تتعلق مثلا بالماء (النباتات التي تتلقى المزيد من الماء ستنمو أطول، بغض النظر عن ضوء الشمس)، واختبر ذلك عن طريق إعطاء كميات مختلفة من الماء للنباتات مع الحفاظ على ضوء الشمس ثابتا.
فإذا لم تتفق النتائج مع المتوقع طور فرضيتك، ولتكن مثلا متعلقة بجودة التربة (النباتات في التربة الغنية بالمغذيات تنمو بشكل أفضل من تلك الموجودة في التربة الفقيرة)، أو درجة الحرارة (تؤدي درجات الحرارة الأكثر دفئا إلى نمو أسرع للنبات) أو جودة الهواء (تنمو النباتات في المناطق ذات مستويات ثاني أكسيد الكربون الأعلى بشكل أسرع)، وهكذا حتى تصل إلى إجابة صحيحة.
بالطبع فإن ما سبق هو تبسيط شديد لمعنى المنهجية العلمية وطرائقها، كما أن هذا المثال النموذجي لا يتفق مع أدوات كل العلوم، وكذلك فإننا لم نتحدث بعد عن ضرورة اتساق الجوانب الرياضية والإحصائية مع تلك الفرضيات التي نضعها.
مهارات ممكنة
لكن رغم ذلك، فإن هذا النموذج يعطينا فهما عاما للمنهجية العلمية، وما يمكن أن نستخلصه من فوائد أو مهارات يمكن أن نتعلمها، سواء من ممارسة المنهجية العلمية كباحث أو حتى من القراءة الدائمة في نطاقات العلوم، وبشكل خاص حينما نتعلم عن المنهجية العلمية وكيف تستخدم في تلك العلوم، ومن ثم نحاول تطبيقها في حياتنا:
- التفكير النقدي: تتعلم كيفية طرح الأسئلة الصحيحة، لأنك مع الوقت تكتسب خبرة في طرح الأسئلة مع تكرار الأخطاء في افتراضاتك، إلى جانب ذلك ستتعلم أنه بدلا من تصديق ادعاء ما، يمكنك التشكيك فيه واختباره والتحقق من الأدلة، على سبيل المثال حينما يدعي أحدهم أنه يستطيع معرفة المستقبل أو العلاج بالطاقة، فإن المنهجية العلمية تساعدك في طرح أسئلة مناسبة بدلا من الوقوع في أسر الأهازيج الكلامية التي يلعب بها على أتباعه.
- حل المشكلات: تقسم المنهجية العلمية المشكلات الكبيرة إلى خطوات أصغر يمكن اختبارها، وبالتالي تساعد في إيجاد حلول تستند إلى الحقائق وليس التخمينات، مثال: عند إصلاح مشكلة في السيارة أو الحاسوب، يمكنك اختبار سبب محتمل واحد في كل مرة، ينظم ذلك تفكيرك، فتصل للحل بشكل أسرع.
- الملاحظة والانتباه للتفاصيل: مع الكثير جدا من التجارب، تدربك المنهجية العلمية على ملاحظة الأنماط والاختلافات الصغيرة، وبالتالي تحسن قدراتك على الوعي بمحيطك، يعد ذلك أمرا غاية في الأهمية في حياتنا، ليس فقط لأن الوعي بمحيطنا يحسن جدا من حلنا للمشكلات، لكنه كذلك يبقينا في الحاضر، بدلا من أن ننسحب لذكريات الماضي أو أحلام المستقبل.
- التفكير المنطقي: يساعدك على ربط الأفكار خطوة بخطوة كما في التجربة، فتتوصل إلى استنتاجات بناء على البيانات وليس الآراء. مثال: المحقق الذي يحلل الأدلة لحل جريمة يستخدم التفكير نفسه.
- التجريب والاختبار: المنهجية العلمية تعلمنا أهمية التجربة والخطأ، الأمر الذي يساعد على تطوير الصبر والمثابرة، وفي الحياة اليومية على سبيل المثال يقوم الطاهي بتجربة مكونات مختلفة لإنشاء الوصفة المثالية، ولو أنك توقفت بعد أول فشل فإنك لن تحقق الكثير من التقدم في حياتك.
- تحليل البيانات وتفسيرها: تحسن المنهجية العلمية من القدرة على تحليل الأرقام والرسوم البيانية، ويساعد ذلك في إجراء تنبؤات بناء على الأدلة، وكمثال من الحياة اليومية يمكن أن تستخدم تلك الفكرة في قراءة بيانات صفحة أحد المنتجات التي تبيعها عبر الإنترنت، فتعتمد بشكل أساسي على قراءة بيانات استجابة العملاء لإعلاناتك وتستخدمها في تطوير الإعلانات.
- التواصل والتعاون: تعتمد الطريقة العلمية على العمل الجماعي ومشاركة النتائج مع الآخرين، لأنه حتى مع نجاح التجارب يدب عليك أن تنشر نتائجك في دوريات علمية محكمة يشرف عليها علماء في تخصصك، التعاون والتواصل من النقاط المهمة في العملية الإبداعية، بل يعتقد فريق من الباحثين أن التواصل مع آخرين ومناقشة الأفكار معهم كان أحد أهم أسباب الكشوف العلمية الكبرى، وقد يساعدك ذلك في تطوير أفكارك للتعلم أو العمل.
- اتخاذ القرار في ظل عدم اليقين: تعلمك الطريقة العلمية كيفية اتخاذ قرارات مستنيرة بناء على الأدلة، حتى عندما تكون المعلومات غير كاملة، وذلك يقف على العكس تماما من طرائقنا التقليدية في التفكير، حيث لا نتخذ قرارا إلا بعد ثقة تامة في النتائج، لكن ذلك لن يكون متاحا في كل مرة.
- الانتباه إلى التحيز: تعلمك المنهجية العلمية كيفية فصل الحقائق عن الآراء، ومناقشة الافتراضات قبل قبول الادعاءات، والواقع أن هذا مهم للغاية في سياق أننا كائنات متحيزة بطبعها، نميل بشكل كبير إلى تصديق آرائنا على أنها حقائق هذا العالم.
- المرونة والتكيف: غالبا ما تفشل التجارب، ويجب على العلماء التكيف والمحاولة مرة أخرى، وهو درس عظيم في المثابرة.