شرح درس الطريقة العلمية سادس ابتدائي الفصل الأول

لاحظ سلمان في ليلة شتوية أن الماء الذي تركه في طبق على سطح المنزل تجمد، بينما لم يتجمد ماء البحر الذي جلبه من الشاطئ في طبق آخر. فتساءل: هل للملح أثر في درجة تجمد الماء؟ هذه الملاحظة وهذا السؤال هما بداية الطريقة العلمية، وهي الطريق الذي يسلكه العلماء ليتحول الفضول إلى معرفة موثوقة.

من الملاحظة إلى الفرضية

يبدأ الباحث بملاحظة دقيقة، وقد يراجع ما كُتب سابقًا عن الموضوع حتى لا يكرر ما عُرف، ثم يصوغ سؤالًا محددًا يمكن اختباره. بعد ذلك يضع فرضية، وهي تفسير مقترح للسؤال يمكن اختباره بتجربة. وأفضل صيغة للفرضية أن تربط بين سبب ونتيجة، فتبدأ بـ «إذا ... فإن ...».

«الفرضية الجيدة قابلة للاختبار والقياس، وقد تُؤيَّد نتائجها وقد تُرفض.»

مثال: إذا زادت كمية الملح المذابة في الماء فإن درجة تجمده تنخفض.

تصميم التجربة

التجربة العادلة تغير عاملًا واحدًا فقط وتبقي كل ما عداه كما هو، حتى نعرف أن سبب أي فرق هو العامل الذي غيرناه.

• المتغير المستقل: العامل الوحيد الذي نغيره عمدًا، مثل كمية الملح المذابة في كل كوب.
• المتغير التابع: ما نقيسه ونسجله ليدلنا على أثر التغيير، مثل درجة حرارة بدء التجمد.
• الثوابت: عوامل نبقيها متساوية في كل المجموعات، مثل حجم الماء ونوع الكوب ومكان وضعه في المجمد.
• المجموعة الضابطة: مجموعة لا نضيف إليها العامل المختبَر، مثل كوب ماء نقي بلا ملح، لنقارن به بقية الكؤوس.

جمع البيانات وتمثيلها

نقيس بأدوات مناسبة ونسجل القياسات في جدول واضح له عناوين ووحدات. ونكرر التجربة عدة مرات ونحسب المتوسط، لأن قياسًا واحدًا قد يتأثر بخطأ في القراءة أو بمصادفة. وعندما نمثل البيانات برسم بياني خطي نضع المتغير المستقل على المحور الأفقي، والمتغير التابع على المحور الرأسي، ثم نصل بين النقاط لنرى الاتجاه العام: هل يرتفع الخط أم ينخفض أم يبقى ثابتًا؟

الاستنتاج ومشاركة النتائج

يقارن الباحث نتائجه بالفرضية ويكتب استنتاجًا يجيب عن السؤال ويستند إلى البيانات لا إلى الظن. وإن رُفضت الفرضية فهذه معلومة قيمة تقود إلى فرضية أخرى. ثم ينشر الباحث نتائجه وطريقته بدقة ليتمكن غيره من تكرار التجربة والتحقق منها، فالنتيجة التي لا يمكن تكرارها لا يثق بها العلماء.

الفرضية والنظرية والقانون

قد تختلط هذه المصطلحات، لكن لكل منها معنى مختلف.

• الفرضية: تفسير مبدئي يُختبر بالتجربة.
• النظرية: تفسير واسع لظاهرة طبيعية دعمته أدلة كثيرة من تجارب وملاحظات متعددة، ومثالها نظرية الخلية، وهي ليست مجرد تخمين.
• القانون العلمي: وصف لما يحدث دائمًا في الطبيعة في ظروف معينة، ويصف ما يحدث دون أن يشرح السبب، ومثاله قانون الجاذبية.

«النظرية لا تتحول إلى قانون، فكل منهما له وظيفة: القانون يصف، والنظرية تفسر.»