O método científico
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Objetivos didáticos
a. Adquirir conhecimentos básicos sobre o método científico e suas etapas, bem como a importância de cada uma delas para a obtenção de resultados confiáveis.
b. Desenvolver habilidades e competências para aplicar o método científico em suas próprias áreas de estudo.
Conhecimentos prévios desejáveis
a. Conhececimentos básicos sobre ciência e sua importância na sociedade, sobre o método científico e algumas de suas etapas, bem como o processo de pesquisa em geral.
b. conhecimentos prévios sobre estatística e análise de dados podem ser úteis para uma compreensão mais profunda do tema.
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O método científico é uma abordagem sistemática para obter conhecimento sobre o mundo natural. Ele envolve a observação cuidadosa, a formulação de hipóteses, a realização de experimentos para testar essas hipóteses, a coleta e análise de dados, e a formulação de conclusões baseadas nesses dados. Vamos discutir aqui sobre os princípios do método científico e como eles são aplicados em diversas áreas do conhecimento.
A observação científica é o início e o fim do método científico. Ela impulsiona a busca pelo conhecimento sobre o mundo que nos cerca. É com ela que inauguramos o processo de investigação, fornecendo as bases para a formulação de teorias e a realização de descobertas inovadoras. Para fins científicos, a observação pode ser conduzida de diversas formas.
Para observar, usamos nossos sentidos para entrar em contato com o mundo. É pela visão, audição, olfato, paladar e tato que definimos nossa experiência de realidade. No entanto, para além do alcance dos nossos sentidos, faz-se necessário o uso de instrumentos científicos, possibilitando a observação de objetos minúsculos, gigantescos ou distantes demais para serem contemplados a olho nu. É pelo uso de microscópios que passamos a ser capazes de investigar células invisíveis ao olho humano, e telescópios para explorar estrelas e planetas distantes.
A relevância da observação científica reside no fato de que ela nos permite desvendar os padrões e fenômenos que regem o mundo ao nosso redor. Ao usar um telescópio para observar o céu, Galileu Galilei identificou a presença de quatro luas orbitando Júpiter, o que contestava a crença da época de que o Sol e os planetas giravam em torno da Terra. Essas observações cruciais contribuíram para desacreditar a teoria geocêntrica e endossar a teoria heliocêntrica (i.e., de que na verdade o Sol seria o centro das órbitas dos planetas que viriam a ser conhecidos como parte do sistema solar).
A observação é uma prática comum em todas as áreas da ciência. Na química, ela é essencial para estudar a composição, estrutura e propriedades das substâncias. Por meio dela, os químicos identificam novos compostos, estudam suas reações e desenvolvem substâncias com propriedades vantajosas. Um marco importante na história química foi a observação de que a combinação de oxigênio e hidrogênio forma água, o que levou ao desenvolvimento de combustíveis como a gasolina, usando a reação desses elementos para produção de energia.
Na biologia, a observação científica é empregada para o estudo dos seres vivos. Os biólogos observam e analisam o funcionamento dos organismos, identificam novas espécies e desenvolvem formas inovadoras de tratar doenças. Por exemplo, a observação de que as bactérias causam doenças foi fundamental para o desenvolvimento de antibióticos, salvando inúmeras vidas.
A psicologia experimental também utiliza a observação científica para estudar o comportamento humano. Por meio dessa abordagem, os psicólogos identificam padrões de comportamento, investigam como o meio ambiente influencia as ações humanas e desenvolvem terapias para tratar problemas de saúde mental. Por exemplo, observações sobre como o estresse pode levar à ansiedade e depressão resultaram em técnicas terapêuticas que auxiliam as pessoas a enfrentar o estresse e prevenir problemas de saúde mental.
Nas ciências biomédicas e da saúde, a observação científica é vital para entender os processos biológicos associados à saúde e doença. Cientistas nessa área utilizam a observação para identificar novos tratamentos, desenvolver vacinas e melhorar a qualidade de vida das pessoas. Por exemplo, a observação de que o tabagismo causa câncer conduziu a campanhas para reduzir o consumo de tabaco e salvar vidas.
A observação científica é, sem dúvida, uma ferramenta poderosa para aprimorar nossa compreensão do mundo. Por meio dela, cientistas são capazes de desenvolver teorias inovadoras e realizar descobertas fundamentais que levam a novos tratamentos médicos, produtos revolucionários e tecnologias que melhoram nossas vidas de maneiras inimagináveis. Portanto, é essencial valorizar e promover a prática da observação científica em todos os níveis de ensino e pesquisa.
Formulação de hipóteses
No mundo da ciência, a formulação de hipóteses e a teorização são etapas fundamentais que impulsionam a compreensão dos fenômenos naturais e humanos. Uma hipótese é uma proposição que busca explicar um fenômeno específico e pode ser submetida a experimentos para verificação. Para ser considerada adequada, uma hipótese deve possuir algumas características essenciais
Ser falseável/falsificável: ser possível de se testar e provar que a hipótese está incorreta, garantindo que ela seja suscetível a refutação por meio de evidências empíricas.
Ser simples: deve ser formulada de forma clara e acessível, permitindo a condução de experimentos de maneira direta e compreensível.
Ser relevante: estar diretamente relacionada ao fenômeno em estudo, garantindo que seja uma explicação pertinente e apropriada.
Atente para o fato de que a hipótese não precisa estar correta, a priori. A correção da proposta é sempre submetida ao teste empírico e à prova que é revelada pela pesquisa e pelos dados. É isto que submete a hipótese ao teste e à dúvida e re-testes sistemáticos.
A construção de Teorias em Ciência
As teorias científicas representam explicações fundamentadas sobre um conjunto de fenômenos naturais ou humanos. Elas são o resultado da análise cuidadosa de múltiplas evidências empíricas, obtidas através de observações e experimentos reprodutíveis. Algumas das principais características de uma teoria científica são:
Abrangência: Deve ser capaz de explicar uma vasta gama de fenômenos relacionados ao seu campo de estudo, fornecendo uma visão ampla e abrangente.
Preditividade: Deve permitir fazer previsões sobre futuros eventos ou fenômenos, possibilitando testar sua validade e aplicabilidade.
Simplicidade: Deve ser clara e fácil de entender, proporcionando um arcabouço conceitual acessível e consistente.
Relevância: Deve estar estreitamente relacionada ao fenômeno que visa explicar, garantindo que suas aplicações sejam pertinentes e úteis.
Percebeu algum padrão? Simplicidade e relevância são parte do que define hipóteses e teorias porque são parte do compromisso da ciência em se estabelecer como uma prática que comunicamos aos outros de modo a tornar público o acesso ao conhecimento e tornar o teste da prova aberto para todos. Este compromisso epistemológico e ético da ciência é parte do que a distingue de outros modos de produzir conhecimento.
A Importância das Etapas do Método Científico
A formulação de hipóteses e a teorização desempenham um papel crucial na ciência, pois possibilitam a investigação sistemática e metódica dos fenômenos que nos cercam. Elas fornecem uma estrutura sólida para conduzir experimentos e testar ideias, permitindo que os cientistas obtenham resultados confiáveis e conclusões fundamentadas. Vamos tentar identificar o uso de hipóteses e teorias a partir de alguns exemplos práticos de hipóteses e teorias científicas que ilustram esses conceitos:
Da Hipótese à Teoria
A aplicação das hipóteses e a realização de experimentos são fundamentais para testar e confirmar ideias científicas. Vejamos exemplos de como esse processo acontece em diferentes áreas:
Na Fisiologia
Hipótese: Se ingerirmos mais vitamina C, observaremos um aumento nos níveis de glóbulos brancos no sangue.
Experimento: Um grupo de indivíduos recebe um suplemento de vitamina C, enquanto outro grupo recebe um placebo. Após um período determinado, os níveis de glóbulos brancos são medidos em ambos os grupos.
Resultados: O grupo que recebeu o suplemento de vitamina C apresentou um aumento significativo nos níveis de glóbulos brancos em comparação com o grupo do placebo.
Conclusão e Teorização: Os resultados suportam a hipótese de que a vitamina C aumenta a produção de glóbulos brancos.
Na Psicologia Experimental
Hipótese: Indivíduos que praticam exercícios regularmente são mais felizes do que aqueles que não o fazem.
Experimento: Um grupo de pessoas é designado para realizar exercícios físicos regulares, enquanto outro grupo não segue um programa de exercícios. Após um período de tempo, o nível de felicidade é medido em ambos os grupos.
Resultados: O grupo que praticou exercícios regularmente apresentou um nível de felicidade significativamente maior em comparação com o grupo sem programa de exercícios.
Conclusão e Teorização: Os resultados apoiam a hipótese de que a prática regular de exercícios está associada a níveis mais elevados de felicidade.
Na Epidemiologia
Hipótese: O tabagismo aumenta o risco de câncer de pulmão.
Experimento: Um grupo de pessoas é designado para fumar, enquanto outro grupo é composto por não fumantes. Após um determinado período, o número de casos de câncer de pulmão é contabilizado em ambos os grupos.
Resultados: O grupo que fumou apresentou um número significativamente maior de casos de câncer de pulmão em comparação com o grupo de não fumantes.
Conclusão e Teorização: Os resultados sustentam a hipótese de que o tabagismo aumenta o risco de câncer de pulmão.
As hipóteses e teorias científicas são ferramentas poderosas que estimulam o contínuo progresso do conhecimento em diversas áreas da ciência. Essas etapas fundamentais do método científico permitem que os pesquisadores explorem fenômenos naturais e humanos, obtendo explicações bem fundamentadas e contribuindo para o avanço da ciência em nível superior.
A Distinção entre Ciência e Pseudociência
É fundamental diferenciar a ciência da pseudociência, pois essa distinção tem implicações significativas na busca por informações confiáveis. A ciência é um empreendimento sistemático que se baseia na observação, experimentação e análise de dados para entender e explicar os fenômenos naturais e o universo ao nosso redor. Ela segue métodos rigorosos, como o método científico, que envolvem a formulação de hipóteses testáveis, a realização de experimentos controlados e a revisão por pares para validar ou refutar teorias. A ciência valoriza a objetividade, a replicabilidade e a transparência em suas práticas, buscando sempre a precisão e a verificabilidade das informações.
Por outro lado, a pseudociência se apresenta como uma forma de conhecimento que imita a linguagem e a aparência da ciência, mas carece dos fundamentos essenciais que a distinguem. Ela muitas vezes apela para argumentos falaciosos, evidências anedóticas ou lógica falha para sustentar suas afirmações. Ao contrário da ciência, a pseudociência tende a ser imune à revisão crítica e à refutação baseada em evidências sólidas. Em vez disso, ela geralmente se baseia em crenças, especulações ou dogmas, sem se submeter a testes rigorosos ou aceitar a possibilidade de falsificação. Assim, enquanto a ciência procura expandir nosso conhecimento através do método científico, a pseudociência muitas vezes promove ideias infundadas e enganosas, levando a conclusões não confiáveis e até mesmo perigosas.
Entre as principais diferenças entre ciências e pseudociências estão os pontos listados a seguir:
Base em Evidências: A ciência é fundamentada em evidências empíricas obtidas através de observações, experimentos e análises rigorosas. Já a pseudociência frequentemente se apoia em opiniões subjetivas ou crenças pessoais, carecendo de um embasamento sólido em fatos comprovados.
Testabilidade e Verificabilidade: A ciência é caracterizada pela testabilidade e verificabilidade de suas hipóteses e teorias. As proposições científicas podem ser submetidas a experimentos para confirmação ou refutação. Por outro lado, a pseudociência frequentemente apresenta afirmações não testáveis e não passíveis de verificação.
Processo Contínuo: A ciência é um processo em constante evolução, no qual novas evidências podem levar a revisões e ajustes de teorias existentes. A pseudociência tende a permanecer estática, resistindo à alteração mesmo quando novas informações são apresentadas.
Aplicação Prática: As teorias científicas frequentemente possuem aplicação prática, resultando em avanços tecnológicos e melhorias na qualidade de vida. Já a pseudociência, geralmente, não oferece soluções reais ou benefícios tangíveis.
A pseudociência pode ser perigosa, pois, ao promover ideias sem fundamentação em evidências, pode levar indivíduos a tomar decisões prejudiciais à sua saúde e bem-estar, além de prejudicar o debate público misturando fatos com preconceitos e falsas representações sobre a realidade. Uma ameaça muito real em diversos lugares do mundo é a situação em que pessoas ignoram tratamentos médicos comprovados (como a quimioterapia ou vacinas) em favor de métodos pseudocientíficos não efetivos (tratamentos com vapores ou tratamentos espiritualistas, por exemplo), colocando em risco sua própria saúde.
A Ciência como um processo de aprendizagem social
É importante compreender que a ciência é um processo contínuo de aprendizado e descoberta, e que hipóteses e teorias são continuamente testadas e refinadas à luz de novas evidências. À medida que o conhecimento científico avança, as teorias bem estabelecidas se tornam mais robustas e confiáveis, fornecendo um sólido fundamento para a compreensão do mundo.
Portanto, ao buscarmos informações científicas é essencial distinguir entre o que é genuinamente respaldado por evidências e o que se baseia em afirmações infundadas da pseudociência. A compreensão adequada do método científico e sua aplicação adequada são fundamentais para o avanço do conhecimento e para a tomada de decisões informadas em diferentes áreas da ciência.
Experimentação
A experimentação científica é uma atividade essencial no avanço do conhecimento e compreensão do mundo ao nosso redor. Como uma das principais ferramentas empregadas pelos cientistas, ela desempenha um papel fundamental no processo investigativo e no desenvolvimento de novas teorias e tecnologias inovadoras.
O experimento científico é um teste rigoroso e controlado de uma hipótese, que é uma proposição que pode ser submetida a verificação por meio de evidências empíricas. Para garantir resultados confiáveis, o experimento é cuidadosamente projetado para isolar a variável específica em estudo, controlando todas as outras influências que possam afetar o resultado.
Após a realização do experimento, os dados são submetidos a uma análise criteriosa para determinar se eles corroboram ou refutam a hipótese em questão. Caso os resultados apoiem a hipótese, isso fortalecerá o embasamento científico em favor dela. Por outro lado, se os resultados a contradisserem, será necessário revisar a hipótese e, se for o caso, ajustá-la ou até mesmo descartá-la.
A experimentação é uma ferramenta poderosa para a descoberta científica, permitindo que os pesquisadores testem suas ideias e teorias de forma controlada e objetiva. Através dela, os cientistas podem aprofundar sua compreensão do mundo natural e humano, além de desenvolver novas tecnologias e tratamentos com base em evidências sólidas.
Louis Pasteur, célebre cientista francês, conduziu experimentos cruciais para testar a hipótese de que o aquecimento do leite pode eliminar as bactérias causadoras de doenças. Na época, não se sabia que microorganismos invisíveis eram responsáveis por muitas doenças, e a falta de higiene na manipulação do leite estava associada a surtos frequentes de infecções. Pasteur projetou experimentos em que o leite era aquecido a temperaturas específicas por diferentes períodos de tempo. Ao analisar os resultados, ele descobriu que o aquecimento adequado do leite eliminava os micro-organismos patogênicos, tornando-o seguro para o consumo humano. Essa descoberta levou ao desenvolvimento do processo de pasteurização, que revolucionou a segurança alimentar, prevenindo doenças transmitidas por alimentos contaminados.
Albert Einstein, um dos maiores gênios científicos da história, realizou experimentos inovadores com o objetivo de testar a hipótese de que a velocidade da luz é constante em todos os referenciais inerciais. Sua pesquisa era baseada na ideia de que a velocidade da luz é uma constante fundamental do universo e não pode ser ultrapassada por nenhum objeto. Para testar essa hipótese, Einstein propôs experimentos mentais imaginativos que envolviam feixes de luz sendo emitidos de fontes em movimento relativo. Ao analisar os resultados desses experimentos mentais, ele concluiu que a velocidade da luz permanece constante, independentemente do movimento do observador ou da fonte de luz. Essa revelação foi a base para o desenvolvimento da Teoria da Relatividade, uma das teorias mais impactantes na história da física, que transformou nossa compreensão do tempo, espaço e gravidade.
Estes são apenas alguns dos experimentos de maior impacto para a ciência moderna. A experimentação científica continua a moldar a compreensão humana e a impulsionar o progresso da humanidade. Ao estimular a curiosidade e a busca incessante por respostas, ela ilumina caminhos de exploração e descoberta. Conforme os cientistas avançam nesse universo de possibilidades, suas pesquisas enriquecem nosso conhecimento coletivo e inspiram inovações que aprimoram a qualidade de vida. A experimentação científica é, portanto, uma ferramenta valiosa que os cientistas empregam para decifrar os enigmas do mundo natural e humano. Ela não apenas aprimora nossa compreensão do universo, mas também desencadeia a criação de tecnologias e tratamentos que melhoram nossas vidas.
Coleta e análise de dados
A coleta e análise de dados constituem um processo essencial em diversas disciplinas, abrangendo desde ciência e tecnologia até negócios e economia. Nessa jornada de descoberta, os dados são reunidos, organizados, visualizados e interpretados para identificar padrões e tendências, fornecendo insights valiosos para a tomada de decisões e o desenvolvimento de novas estratégias.
O ponto de partida é a coleta de dados, que envolve a reunião de informações sobre um tópico específico. Esse processo pode ocorrer por meio de variadas abordagens, como pesquisas, observações e entrevistas. Os dados podem ser extraídos de diversas fontes, como pessoas, registros e dispositivos, ampliando a amplitude e riqueza das informações obtidas.
Em seguida, entra em cena a organização dos dados, onde eles são classificados e armazenados de forma inteligível e prática para posterior análise. Nessa etapa, são utilizados diversos métodos, incluindo o uso de planilhas, bancos de dados e software especializado em análise de dados, visando facilitar o entendimento e explorar o potencial informativo contido nos dados coletados.
A visualização de dados é outro passo importante, permitindo que as informações sejam representadas de maneira visual e envolvente. Por meio de gráficos, diagramas e mapas, torna-se possível identificar padrões e tendências que, em outras circunstâncias, poderiam passar despercebidos. A visualização é uma ferramenta poderosa para comunicar descobertas de forma clara e impactante.
O último estágio é a interpretação de dados, onde a análise criteriosa permite chegar a conclusões significativas. Com base nas informações obtidas, torna-se possível tomar decisões assertivas, solucionar problemas complexos e, ainda, impulsionar o desenvolvimento de novos produtos e serviços inovadores.
A coleta e análise de dados demandam uma série de habilidades práticas essenciais, incluindo a capacidade de realizar pesquisas criteriosas, organizar os dados de maneira eficiente, criar visualizações envolventes e, por fim, interpretar os dados de forma perspicaz.
Para tanto, diferentes processos e ferramentas podem ser empregados nessa jornada, tais como:
1. Pesquisa: uma investigação minuciosa para reunir informações específicas sobre o tema em questão;
2. Observação: a atenta observação de fenômenos ou processos para registrar dados relevantes;
3. Entrevistas: a coleta de informações valiosas por meio de diálogos com indivíduos especializados ou envolvidos no contexto estudado;
4. Planilhas: uma ferramenta versátil para organizar e armazenar dados de maneira organizada;
5. Bancos de dados: uma plataforma robusta para armazenar e gerenciar grandes volumes de informações;
6. Software de análise de dados: uma ferramenta essencial para visualizar e interpretar os dados de forma ágil e eficaz.
A coleta e análise de dados constituem uma poderosa ferramenta que nos permite compreender o mundo à nossa volta e tomar decisões informadas. Essa jornada de descoberta e exploração proporciona insights valiosos, que têm o poder de impulsionar o progresso em diferentes áreas do conhecimento. Ao unir habilidades práticas e ferramentas avançadas, a coleta e análise de dados tornam-se verdadeiros pilares para a tomada de decisões inteligentes e o desenvolvimento de soluções inovadoras.
Fechamento
O método científico é uma abordagem sistemática para obter conhecimento sobre o mundo natural. Ele envolve a observação cuidadosa, a formulação de hipóteses, a realização de experimentos para testar essas hipóteses, a coleta e análise de dados, e a formulação de conclusões baseadas nesses dados. O método científico é uma ferramenta poderosa para a descoberta de novos conhecimentos e para o avanço da ciência. Ele é aplicado em diversas áreas do conhecimento, desde a física até a psicologia e a biologia.
Sessão Especial: 3,2,1…
O Objetivo desta sessão especial é apresentar algumas referências complementares para lhe ajudar em seus estudos.
Filmes
O Jogo da Imitação (2014)
A Chegada (2016)
Gattaca — Experiência Genética (1997)
Livros
Greenhalgh, T. (1997). How to read a paper: Papers that go beyond numbers (qualitative research). BMJ (Clinical Research Ed.), 349, g5630. DOI: 10.1136/bmj.315.7110.740.
Sagan, C. (1996). The demon-haunted world: Science as a candle in the dark. Ballantine Books.
Artigo científico
Carey, M.A., Steiner, K.L., Petri, W.A. (2020). Ten simple rules for reading a scientific paper. PLoS Comput Biol 16(7): e1008032. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1008032
