La storia della scienza è in parte la storia di come gli scienziati sono arrivati a guardare il mondo che studiano. La sperimentazione e l’osservazione scientifica sono state definite dall’esercizio di un processo chiamato metodo scientifico. Le abilità sottostanti e le premesse che governano il metodo scientifico sono indicate come abilità di processo scientifico.
Le abilità di processo scientifico si riferiscono alle seguenti sei azioni, in nessun ordine particolare: osservazione, comunicazione, classificazione, misurazione, inferenza e previsione. Queste abilità di base sono utilizzate negli esperimenti di scienziati e studenti, così come nella vita quotidiana della persona media, in una certa misura. Consentono a tutti di condurre indagini obiettive e di giungere a conclusioni basate sui risultati.
La prima delle abilità di processo scientifico, l’osservazione, implica l’osservazione degli attributi di oggetti e situazioni attraverso l’uso dei sensi. La classificazione fa un passo avanti raggruppando insieme oggetti o situazioni sulla base di attributi condivisi. La misurazione implica l’espressione di caratteristiche fisiche in modi quantitativi. La comunicazione mette insieme le prime tre abilità per riferire agli altri ciò che è stato scoperto dalla sperimentazione.
L’inferenza e la previsione sono le più sofisticate di queste abilità. Oltre a vedere e riferire semplicemente i risultati, gli scienziati devono estrarne il significato. Queste abilità possono comportare la ricerca di modelli nei risultati di una serie di esperimenti e l’utilizzo dell’esperienza per formare nuove ipotesi. È anche essenziale per uno scienziato essere in grado di distinguere le sue osservazioni oggettive dalle sue inferenze e previsioni. Questo perché l’indagine scientifica e lo studio dipendono dall’obiettività e dall’evitare assunzioni affrettate nella sperimentazione.
Tutte le abilità relative ai processi scientifici contribuiscono a uno scopo più ampio, vale a dire la risoluzione dei problemi. La risoluzione dei problemi è la ragione dell’indagine scientifica e ne costituisce l’essenza. Un tipico esperimento in cui uno scienziato utilizza le abilità di processo e il metodo scientifico inizierà con alcune domande poste. Sulla base delle conoscenze e dell’esperienza precedenti, lo scienziato farà un’ipotesi plausibile sulla risposta o sul risultato. Questa ipotesi guiderà la progettazione e l’esecuzione di un esperimento.
Una volta che le variabili sperimentali sono state determinate, possono essere isolate e controllate. Le conclusioni tratte sulla base di un’accurata raccolta di dati durante la procedura possono portare alla verifica o alla prova che l’ipotesi non è corretta. L’esperienza mostrerà a uno scienziato che si possono trarre conclusioni diverse dallo stesso insieme di osservazioni, ed essere comunque corrette.