Bu bölümde bilimlerin kullandıkları yöntemler tanıtılmıştır. Ayrıca araştırmada ele alınan doğa bilimlerinin yöntemler de tanıtılmıştır.
2.3.1. Bilimsel Metot
Bilimin başlıca amacı evreni anlamaktır. Bu nedenle bilim olguları betimleme ve açıklama yollarını kullanır. Bu bağlamda bilimsel yöntemde bilim adamlarının kullandıkları açıklama ve betimleme yollarını kapsayan, bir yanı eylemsel diğer yanı ise düşünsel olan süreçtir (Yıldırım, 2011, s. 57). Bilim adamları bir araştırmayı yaparken, bir teoriyi desteklemeyi ya da çürütmeyi amaçlayan bir hipotezle ilgili bir deneyde ölçülebilir ya da ampirik kanıt toplamak için bilimsel yöntemi kullanırlar (Bradford, 2017).
Bilimsel yöntemin adımları (Bradford, 2017); 1. Bir gözlem veya gözlemler yapılır.
2. Gözlemle ilgili sorular sorulur ve bilgi toplanır.
3. Bir hipotez oluşturulur ve nelerin gözlemlendiğine dair bir açıklama ve bu hipoteze dayalı tahminler yapılır.
4. Yeniden yapılabilecek bir deneyle hipotez ve tahminler test edilir.
5. Veriler analiz edilir ve sonuç çıkarılır. Hipotez kabul edilir, reddedilir veya gerekirse değiştirilir.
6. Gözlem ve teori arasında hiçbir tutarsızlık kalmayıncaya kadar deney tekrar edilir. Bilim olgulardan hareketle bu olgular hakkında kavramlara, yasalara, hipotezlere, kuramlara ulaşmak istediği için bilimsel yöntemin ilk aşamasını betimleme oluşturur. Betimleme, nesne ve olguları saptama ve kaydetme etkinliğini kapsar. Betimleme, gözlem,
54
deney, sayma, ölçme, analiz, sınıflandırma gibi işlemleri içermektedir (Özlem, 1996, s. 56).
Dış dünyadan edindiğimiz izlenimler bu halleriyle bir kaotik yığın halindedirler. Bu kaotik yığın içerisinden benzerlik ve tekrar gösterenleri ayırt etmeye başladığımız anda, gözlem yapıyoruz demektir. Böylece, güneşin doğup batması, suyun belli bir sıcaklıkta kaynaması, boşluğa bırakılan cisimlerin düşmesi, demirin sıcaklıkla genleşmesi, ışığın suda kırılması, parlak bir yüzeyden yansıması gibi türünden sayısız gözleme sahip oluruz. Hemen görülebileceği gibi, gözlem, tekil izlenimlerin ifadesi değil, benzerlik, tekrar ve ortaklık gösteren izlenimlerin bir araya toplanması edimidir ki, bu bir tür tümevarımsal genelleştirme işlemini gerektirir.
Aynı şekilde nesnelerden edindiğimiz izlenimler içerisinden türdeş (homojen) olanları bir araya toplamak suretiyle, bunları o nesnenin özellikleri olarak saptar ve o nesne hakkında bir betimsel tanıma ulaşırız. Bu yolla tanıdığımız nesneleri diğerlerinden ayırır(analiz) ve kendi içlerinde cinsler, türler halinde gruplandırırız (sınıflandırma). Veri olan doğal olguları belirli birim ve ölçütlere göre(metre, kilogram, ısı derecesi vb.) matematiksel yoldan ifade ederiz (sayma ve ölçme). Öyleyse betimleme, nesnelerin “ne” ve olguların “nasıl” olduklarını bir dizi mantıksal (analiz, tanımlama, sınıflandırma) ve matematiksel (sayma, ölçme) işlemle ifade etme etkinliğidir (Özlem, 1996, s. 56).
Ayrıca tümdengelime değinilecek olunursa. Bir inançtan yapılan çıkarsamalar biçimi, bilimsel bilgi elde etmenin ana yolu değildir. Fakat tümdengelimci bir çıkarsama ile yapılan bir önerme, bilimsel yöntemlerle edinilmiş bilgilere dayanıyor olabilir. Örnek verilecek olunursa, laboratuvar veya alan çalışmaları sonucunda elde edilen bir doğa yasasının özgül, somut koşulları ne ölçüde kapsadığının araştırılmasında tümdengelimden faydalanılmaktadır (Şenel, 2012, s. 39).
2.3.2. Doğa Bilimlerinin Kullandığı Yöntemler
Biyoloji, fizik, astronomi ve kimya bilimin kullandıkları yöntemler araştırmaya ışık tutması için kısaca anlatılmıştır.
2.3.2.1. Biyolojinin Kullandığı Yöntemler
Deney ve gözlem sadece biyolojiye ait olmamakla birlikte biyoloji bu yöntemlerden faydalanmaktadır. Biyolojinin kendine özgü kullandığı yöntemleri de vardır. Bunlar da analoji, karşılaştırma ve sınıflama yöntemleridir. Bu yöntemler biyolojiye ait olmasına rağmen diğer bilimler tarafından da kullanılmaktadır (Ülken, 1963, s. 208).
Deney ve Gözlem: Bir olay veya olgunun nedenlerini ya da sonuçlarını belirlemek ve anlamak için yapılan işleme deney denir. Bu işlem esnasında bir araç ya da duyu organları
55
ile yapılan incelemeye de gözlem denir. Bilim adamları doğadaki bitkileri gözlemleyerek onlar hakkında bilgi elde edebilirler.
Biyolojide deneye Claude Bernard’ın yaptığı karaciğerin şeker yapma fonksiyonunu aydınlatan "yıkanmış karaciğer" deneyi örnek verilebilir (Ülken, 1963, s. 206).
Sınıflandırma: Biyolojide sınıflandırma, organizmalar arasında varsayılan doğal ilişkiler temelinde bir hiyerarşik sistem kategorisinin kurulmasıdır (Encyclopaedia Britannica, 2018). Sınıflandırma iki şekilde yapılır. 1. Yapay sınıflandırma, şeylerin dış görünüşlerine (renk, desen, şekilsel özellikler gibi) göre veya pratik bazı ihtiyaçlara göre yapılan sınıflandırmadır. 2. Doğal sınıflandırma, objelerin veya olayların tam incelenmesinden sonra en genel ve tabi özelliklerine göre yapılan sınıflandırmadır (Ülken, 1963, s. 208). Carolus Linnaeus, çiçek yapılarını esas alarak bitkileri sınıflandırması yapay sınıflandırmaya örnektir. Linnaeus, bin cinse ait altı bin bitkinin sınıflandırmasını yapmıştır. Bu türleri yirmi dört sınıfa ayırmıştır (Sökmen & Tosun, 2012, s. 59).
Jussieu, bitkilerde doğal sınıflandırmayı kullanan kişidir. Onun döllenmesi gizli ve döllenmesi açık sınıflaması doğal sınıflamaya örnek verilebilir. (Ülken, 1963, s. 209). Karşılaştırma ve Analoji: Canlı varlıklar İlkçağ ’da sabit olarak kabul edildiği için sınıflar ve türler halinde sabit sınıfların kurulması yeterlidir. Fakat evrim fikrinin gelişmesi ile türlerin sabit olduğu fikri ortadan kalkmıştır. Bu nedenle analojiler (Analoji: Görülen benzeyişlerden görülmeyen benzeyişleri ortaya çıkarmaktır (Kulen, 1972, s. 40).) yaparak, ayrı mekan ve farklı zamanlardaki canlı türlerini birbirleri ile karşılaştırarak biyoloji, organların ve fonksiyonların gelişimleri sırasında incelemiş olur. Ve ayrıca bu yöntem sınıflama yönteminin tamamlayıcısı niteliğindedir (Ülken, 1963, s. 209).
2.3.2.2. Astronomide Kullanılan Yöntemler
Gözlem: Gözlem, astronominin yegane ilerleme yoludur (Alpar, 2014, s. 13). Çünkü astronomi biliminde deney yapmak çokta olanaklı olmadığı için gözlem ön plana çıkmıştır. Bir olay ya da olgunun nedenlerini ve sonuçlarını belirlemek ve anlamak için duyu organları veya araçlarla incelenmesine gözlem denir.
56
İnsanlar gözlem yaparak astronomik olaylarını açıklamış, anlamaya çalışmış ve yeni gök cisimleri keşfetmeye çalışmıştır. Çinlilerde Ay, Güneş tutulmaları ve kuyruklu yıldız gözlemlerinin kayıtları MÖ 2300 tarihlerine dayanmaktadır (Aslan, Aydın, Demircan, Derman, & Kırbıyık, 2012, s. 76). Bu da gösteriyor ki insanlar eski çağlarda bile astronomide gözlemden faydalandıklarını gösterir. Daha sonraki yüzyıllarda astronomide daha iyi gözlem yapmak için araçlar geliştirmişlerdir. Buna 18. yüzyılda gözlemsel astronomi alanındaki en önemli çalışmayı yapan Herschell’dir. Çok güçlü bir teleskop yapmıştır ve teleskopun çapıyla yıldız uzaklığı arasında bir oran olduğunu bulmuştur (Unat, 2001, s. 207).
Sınıflama: Varlıkları ve eşyayı cins ve türlerine göre ayırıp sıralamaya sınıflama denir. Evrendeki varlıklar basitten karmaşığa doğru sıralanır (Küçük, 1978, s. 84). Hipparchus, en parlak yıldızları 1. kadir ve en sönük yıldızları 6. kadir olarak sınıflamıştır (Keskin, 2013). Analoji: Analoji, bilinen benzeyişlerden faydalanarak bilinmeyen benzeyişleri çıkarmaya yarayan akıl yürütmedir. Zihin bu benzerliklerden faydalanarak yeni bilgiler meydana getirir. Bu metot baskın olarak fizikte, astronomide ve biyolojide kullanılır (Topçu, 2001, s. 83). Örneğin Mars’ta da yaşam olabileceğini düşünülmesi buna örnektir. Çünkü Mars ve Dünya arasında benzerlikler vardır.
2.3.2.3. Kimya Biliminde Kullanılan Yöntemler
Deney ve gözlem: Bilimsel bir gerçeği göstermek, bir yasayı doğrulamak, bir varsayımı kanıtlamak amacıyla yapılan işlem, tecrübeye deney denir (Türk Dil Kurumu, 2006). Çıplak duyu organlarıyla veya duyu organlarının gücünü artıran aletler ile olup biten doğa olaylarının ve nesnelerin varlığı ile nitelik veya niceliği bilimsel dikkatle saptama işlemine gözlem denir (Grünberg, 2000, s. 242).
Kimyada deneylerde; ayıklama, eleme, mıknatısla ayırma, süzme, santrifüjleme diyaliz, süblimleşme, damıtma ısıtma, mayalama, kavurma, kristallendirme, kükürt buharı ile ağartma gibi yöntemleri kullanmaktadır.
Sirkede asit tayini deneyi örnek verilebilir. Yapılan bu deneyin sonucunda ise piyasada satılan sirkelerde, yaklaşık %5-6 oranında asetik asit içerdiği bulunmuştur (Saydam & Öksüz, 2014, s. 25).
57
Sınıflama: Kazanılmış olguların birbirleriyle karşılaştırılması, benzer vasıfların bir araya getirilmesi ve aynı vasıflara sahip olgulardan birer sınıf meydana getirilmesidir (Ülken, 1963, s. 160). Kimyada sınıflama yönteminin en güzel örneği periyodik cetveldir. Metaller ve ametaller özelliklerine göre sınıflanmıştır. Sınıflama işlemi belli sayıdaki hallerin gözden geçirilmesiyle bütün haller için düşünülebilecek bir genelleme imkanını vermektedir (Köz, 2002, s. 366).
2.3.2.4. Fiziğin Kullandığı Yöntemler
Fiziğin kullandığı yöntemler arasında deney, gözlem, tümevarım, analoji, ölçüm yapmak ve matematiksel bağıntılar kurmak vardır.
Gözlem: Bir olay ya da olgunun nedenlerini ve sonuçlarını belirlemek ve anlamak için duyu organları veya araçlarla incelenmesine gözlem denir.
Gözlem ile yapılan inceleme doğrudan doğruya görünmeyen objenin bazı karakterlerini meydana getirir. Bu da bir hükümle ifade edilebilir. Asıl gözlem duyu organlarını tamamlayan araçlarla yapılır. Bu araçlar arasında teleskop ve mikroskop gibi araçlar sayılabilir (Ülken, 1963, s. 162). Fizikte gözlemin önemli örneklerinden biride Newton’un düşen bir elmanın gözlenmesi sonucunda yer çekimi kanunu ortaya çıkarmıştır.
Deney: Bir olay veya olgunun nedenlerini, sonuçlarını anlamak, açıklamak ve betimlemek için yapılan işlemlerdir. Örneğin; Nikola Tesla, fizik alanında önemli deneylere imza atmıştır.
Önce F. Bacon, daha sonra Stuart Mill fizik bilimlerinin deneylerinde kullanılmakta olan araştırma yollarının kurallarını tespit etmişlerdir ve Stuart Mill’e göre başlıca dört kural vardır. Bunlar (Ülken, 1963, s. 163);
1. Uygunluk metodu 2. Fark metodu
3. Birlikte değişmeler metodu 4. Tortular metodu
58
Uygunluk metodu: Eğer araştırılan konuda iki veya daha fazla olay daima ortak bir hal gösteriyor ise bütün bu olaylarda ortak olan durum olayın nedenini oluşturur (Kulen, 1972, s. 192).
Fark Metodu: Eğer araştırılan olayın meydana geldiği durum ile meydana gelmediği durumda koşullardan birisi hariç diğerlerinin hepsi ortaksa, yani sadece koşullardan bir tanesi öncekinde bulunuyor ise, ikinci durumu birincisinden ayıran bu koşul olayın ya sonucu, ya nedeni ya da nedeninin zorunlu bir kısmını oluşturur (Topdemir, 2011, s. 74). Birlikte değişmezler metodu: Bir olay belli bir şekilde değişirken, her defasında diğer bir olay da aynı şekilde değişiyorsa (aynı oranla değişirse) bu olay diğer olayın ya nedenidir, ya da sonucunu oluşturur. Her durumu da bunlar birbirine nedensellik bağlantısıyla bağlanmıştır (Kulen, 1972, s. 198).
Tortular metodu: Bir olaydan, bazı geçmiş olayların etkisi olduğu bilinen bölümü çıkarılır ve olayın bakiyesi, arta kalan önceki olayların etkisinden oluşur (Barkot, t.y).
Tümevarım: Mill’in tanımına göre tümevarım genel önermelerin keşfedilmesi ve kanıtlanması işlemidir (Topdemir, 2011, s. 72). Fizik bilimi de genel hipotezlere ulaşmak ve genellemeler yapmak için tümevarımdan faydalanmaktadır.
Fizik bilimlerinde kullanılan tümevarıma, doğrudan doğruya tecrübenin kontrolüne dayanan belli, açık bir tecrübeyi yayma yöntemidir (Ülken, 1963, s. 171).
Sınıflandırma: Gözlemlenen olayları tanımlamak, kıyaslamak ve aralarında bir ilişki kurmak için belirli kurallara göre yapılan düzenlemeleri içerir. Fiziksel nicelikler farklı şekillerde sınıflandırılabilir. Bunlar temel büyüklükler, türetilmiş büyüklükler veya skaler büyüklükler, vektörel büyüklükler şeklindedir (Sever, Türeci, Artar, & Dağ, 2017, s. 34).