Stawiam pytanie badawcze.
Formułuję przypuszczalną odpowiedź na pytanie badawcze (hipotezę).
Planuję doświadczenie i przygotowuję potrzebne materiały.
Przeprowadzam doświadczenie.
Dokonuję obserwacji.
Wyciągam wnioski.
Sprawdzam, czy założona hipoteza się potwierdziła.
Aby nauka była wiarygodna, trzeba przestrzegać w niej pewnych zasad. Na przykład reguł konstruowania doświadczeń.
Projektowanie doświadczenia zaczynasz od pytania badawczego: co konkretnie chcesz zbadać? Najlepiej ograniczyć się do jednego aspektu i nie testować wielu rzeczy naraz: to utrudnia wyciągnięcie poprawnych wniosków. Gdy już wiesz, co chcesz sprawdzić, postaw hipotezę badawczą. Nie może być ona wyssana z palca – musi opierać się na faktach, które już znasz, wynikać bezpośrednio z pytania badawczego oraz – co bardzo ważne – być możliwa do obalenia.
Hipotezy praktycznie nigdy nie da się w stu procentach potwierdzić, można ją jednak z całą pewnością obalić. Dlaczego tak się dzieje? Żeby sprawdzić, czy wszyscy ludzie na świecie potrzebują tlenu, by przeżyć, musiałbyś przebadać… Wszystkich istniejących ludzi na świecie, co jest oczywiście niemożliwe. Jednak zważywszy na to, że wiesz, jak działa ciało człowieka (potrzebuje tlenu, by funkcjonować) i dotychczas każdy badany pacjent potrzebował tlenu do przeżycia oraz nie zgłosiła się do Ciebie nigdy żadna osoba, który byłby w stanie udowodnić, że nie potrzebuje powietrza – możesz zakładać, że hipoteza ta jest prawdziwa. Jednak, póki nie zbadałeś wszystkich bez wyjątku – masz jedynie 99.999999…% pewności – nigdy 100%.
Inaczej sprawa się ma z obalaniem hipotezy. Jeśli twierdzisz, że żaden żyjący człowiek nie wstrzyma powietrza na więcej, niż 20 sekund – wystarczy znaleźć chociażby jedną osobę, która to potrafi, by tę hipotezę obalić i w stu procentach być przekonanym o jej fałszywości. Innymi słowy: już jeden przypadek, który jawnie i w logiczny sposób przeczy hipotezie, wystarcza, by taką hipotezę obalić.
Gdy już wiesz, co dokładnie będziesz testować – czas na zaprojektowanie przebiegu doświadczenia. Doświadczenie powinno być dokładnie opisane, tak, aby każdy mógł je po Tobie powtórzyć i sprawdzić, czy ma takie same obserwacje i Twoje wnioski rzeczywiście zgadzają się z rzeczywistością. Przed jakimkolwiek działaniem trzeba przemyśleć i zanotować, jakich materiałów i narzędzi będziesz używać, czy będzie potrzebna próba kontrolna i jak powinna ona wyglądać.
W doświadczeniach przyrodniczych często stosowana jest próba badawcza i próba kontrolna. Służą one temu, by z całą pewnością określić, jak dany czynnik wpłynął na badany obiekt czy zjawisko. Kluczowe jest to, by próby badawcza i kontrolna były praktycznie identyczne – z wyjątkiem czynnika lub elementu, który chcemy przetestować.
Gdy już przystąpisz do wykonywania doświadczenia, wszystkie obserwacje należy dokładnie utrwalić: na ich podstawie będziesz dokonywać obliczeń lub porównań i wyciągać wnioski.
Wnioski muszą być logiczne i oparte na wiedzy, którą już udowodniono. W połączeniu z obserwacjami dają Ci odpowiedź, czy nasza hipoteza została potwierdzona, czy też obalona i mogą mówić Ci, dlaczego tak się dzieje lub sugerować kolejne problemy badawcze do przetestowania.