La démarche scientifique est un outil d'investigation pour décrire et comprendre le réel. Elle est surtout utilisée dans les sciences de la nature (physique, biologie …). Elle repose sur le questionnement.
Le travail de recherche peut se faire de quatre façons différentes. Il est souvent utile d'avoir recours à plusieurs d'entre elles.
1. Démarche d'observation : C'est une démarche d'analyse du réel (êtres vivants, roches,...) observés selon diverses techniques (oeil nu, microscopie optique ou électronique, rayon X,...).
2. Démarche expérimentale : Elle nécessite du matériel biologique et de laboratoire (verrerie, appareils de mesure,...) afin de construire un dispositif expérimental, ainsi que l'établissement d'un protocole décrivant les étapes de l'expérience. Elle doit comporter un témoin (positif ou négatif). Elle a des limites évidentes dans l'étude du vivant ( éthique, simplicité… ).
3. Démarche documentaire : C'est une démarche bibliographique, de lecture, de synthèse et de mise en relation d'informations diverses.
4. Démarche de modélisation : Modéliser consiste à remplacer le réel trop complexe par un schéma, une maquette, un logiciel… pour répondre au problème posé. Le modèle ne sera jamais satisfaisant et aura toujours des limites. Le modèle donne lieu a des simulations (expériences) afin de tester un seul paramètre et doit toujours être critiquer (conditions limites, paramètres testés,...).
Quand l'hypothèse n'est pas vérifiée ou que le résultat attendu n'est pas réalisé, ce n'est pas un échec. La démarche scientifique prévoit un retour vers le problème ou les hypothèses mal formulées, ou alors la démarche utilisée qui doit être reconsidérée.
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