Quan sát khoa học được thực hiện như thế nào?

Quan sát khoa học là gì?

Quan sát khoa học là phương pháp thu thập thông tin về sự vật hoặc hiện tượng bằng cách theo dõi có mục tiêu, sử dụng giác quan hoặc công cụ đo và ghi nhận kết quả theo một cách có hệ thống

Điểm quan trọng nằm ở tính có mục đích và có kiểm soát. Người quan sát không chỉ ghi lại điều mình thấy mà phải xác định trước đối tượng, đặc điểm hoặc biến cần theo dõi, điều kiện quan sát và cách ghi nhận dữ liệu

Ví dụ, nếu muốn tìm hiểu sự phát triển của một cây, việc quan sát khoa học có thể bao gồm theo dõi chiều cao, số lá hoặc trạng thái của cây theo cùng một khoảng thời gian. Chỉ ghi nhận rằng “cây phát triển tốt” chưa tạo ra dữ liệu đủ rõ để kiểm tra hoặc so sánh

Vì vậy, quan sát khoa học thường tạo ra hai loại thông tin:

·         Định tính: Mô tả màu sắc, hình dạng, trạng thái hoặc sự thay đổi có thể nhận biết

·         Định lượng: Dữ liệu có thể đo hoặc đếm như chiều dài, khối lượng, nhiệt độ, thời gian hoặc số lượng

Quan sát cũng không nhất thiết phải hoàn toàn thụ động. Trong một số nghiên cứu, người quan sát có thể sử dụng thiết bị hoặc bố trí điều kiện phù hợp để ghi nhận hiện tượng, miễn là cách thực hiện không làm sai lệch đối tượng cần nghiên cứu

Quan sát khoa học được thực hiện theo quy trình nào?

Một quan sát có giá trị thường đi từ câu hỏi cần trả lời đến việc thu thập và kiểm tra dữ liệu

Xác định rõ đối tượng cần quan sát

Trước hết cần xác định hiện tượng hoặc đặc điểm nào là trọng tâm. Câu hỏi càng cụ thể thì dữ liệu thu được càng dễ diễn giải

Thay vì hỏi “Cây thay đổi như thế nào?”, có thể xác định “Chiều cao của cây thay đổi ra sao trong 14 ngày?”. Khi đó, đối tượng và thông tin cần thu thập đã rõ hơn

Xác định điều kiện và cách quan sát

Người quan sát cần thống nhất những yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả, chẳng hạn thời điểm quan sát, vị trí, khoảng thời gian giữa các lần ghi nhận và công cụ sử dụng

Việc giữ cách quan sát nhất quán giúp dữ liệu giữa các lần đo có thể so sánh được

Tiến hành quan sát và đo lường

Thông tin được thu thập trực tiếp từ hiện tượng thông qua giác quan hoặc thiết bị phù hợp. Khi một đặc điểm có thể đo được, số liệu thường hữu ích hơn nhận xét định tính vì cho phép theo dõi mức độ thay đổi cụ thể

Ghi chép ngay trong quá trình quan sát

Dữ liệu nên được ghi lại theo một cấu trúc thống nhất thay vì dựa vào trí nhớ. Có thể sử dụng bảng ghi, nhật ký quan sát hoặc biểu mẫu đo lường

Một bản ghi tốt cần cho biết ít nhất đối tượng được quan sát, thời điểm, điều kiện quan sát và kết quả thu được

Kiểm tra và đối chiếu kết quả

Sau khi thu thập dữ liệu, cần xem xét các kết quả bất thường, đối chiếu giữa các lần quan sát và kiểm tra xem cách ghi nhận có nhất quán hay không

Nếu một kết quả khác biệt rõ rệt, không nên tự động xem đó là kết luận cuối cùng. Cần xem xét liệu sự khác biệt đến từ hiện tượng thực tế, điều kiện quan sát hay sai số trong quá trình đo

Vì sao quan sát khoa học phải hạn chế làm thay đổi hiện tượng?

Một trong những yêu cầu quan trọng của quan sát là thu được thông tin phản ánh đúng hiện tượng cần nghiên cứu

Nếu quá trình quan sát làm thay đổi đối tượng, dữ liệu có thể phản ánh tác động của người quan sát hoặc thiết bị thay vì trạng thái vốn có của hiện tượng

Ví dụ, việc thường xuyên di chuyển một đối tượng để quan sát có thể làm thay đổi điều kiện tồn tại của nó. Khi đó, kết quả quan sát không còn hoàn toàn đại diện cho trạng thái ban đầu

Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào đối tượng và phương pháp. Có trường hợp việc sử dụng thiết bị đo gần như không làm thay đổi hiện tượng; cũng có trường hợp chính việc đo hoặc tiếp xúc đã tác động đến đối tượng

Vì vậy, cần xem xét:

·         Điều kiện quan sát có làm thay đổi đối tượng hay không

·         Thiết bị có tác động đến hiện tượng hay không

·         Người quan sát có làm thay đổi hành vi hoặc trạng thái cần ghi nhận hay không

·         Có thể lặp lại phép quan sát trong điều kiện tương đương hay không

Đây cũng là lý do dữ liệu quan sát cần đi kèm điều kiện thu thập. Một con số riêng lẻ không cho biết đầy đủ kết quả nếu không biết nó được đo trong hoàn cảnh nào

Quan sát khoa học khác quan sát thông thường ở điểm nào?

Cả hai đều bắt đầu từ việc nhận biết sự vật hoặc hiện tượng, nhưng mục đích và cách xử lý thông tin khác nhau

Điểm khác biệt cốt lõi không nằm ở việc có sử dụng thiết bị hay không. Một quan sát bằng mắt vẫn có thể mang tính khoa học nếu nó có mục tiêu rõ, phương pháp nhất quán và dữ liệu được ghi nhận đủ để kiểm tra

Quan sát khoa học có những giới hạn nào?

Quan sát cung cấp dữ liệu trực tiếp nhưng không phải lúc nào cũng cho phép xác định nguyên nhân của hiện tượng

Một người có thể quan sát thấy hai sự việc xảy ra cùng nhau nhưng chỉ từ quan sát đó chưa thể khẳng định sự việc này gây ra sự việc kia. Muốn giải thích quan hệ nhân quả, thường cần thêm thiết kế nghiên cứu, kiểm soát điều kiện hoặc bằng chứng phù hợp

Quan sát cũng có thể chịu ảnh hưởng bởi:

·         Giới hạn của giác quan hoặc thiết bị

·         Sai số đo lường

·         Điều kiện quan sát không ổn định

·         Sai lệch trong cách ghi nhận hoặc diễn giải

·         Sự thay đổi của đối tượng trong quá trình được quan sát

Do đó, một quan sát tốt không chỉ ghi lại kết quả mà còn ghi nhận điều kiện và giới hạn của quá trình thu thập dữ liệu

Khi cần đưa ra kết luận đáng tin cậy, dữ liệu quan sát nên được kiểm tra bằng những lần quan sát khác hoặc kết hợp với phương pháp bằng chứng phù hợp với câu hỏi nghiên cứu

Quan sát khoa học vì thế có giá trị nhất khi nó biến một hiện tượng có thể nhìn thấy thành dữ liệu có cấu trúc, có điều kiện rõ ràng và có khả năng được kiểm tra lại. Cốt lõi của phương pháp không phải là quan sát càng nhiều càng tốt, mà là quan sát đúng đối tượng, đúng mục đích, ghi nhận nhất quán và hạn chế tối đa việc làm thay đổi hiện tượng