Giáo trình phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu ngành Bảo vệ thực vật - Trường CĐ Đà Lạt

Giáo trình phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu ngành Bảo vệ thực vật tại Cao đẳng Đà Lạt, cung cấp kiến thức bố trí và thu thập dữ liệu nông nghiệp.

• Tác giả: Nguyễn Lâm Thiên Thanh
• Trường học: Trường Cao đẳng Đà Lạt
• Chuyên ngành: Bảo vệ thực vật
• Đề tài: Phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Lâm Đồng

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình phương pháp thí nghiệm tại Trường CĐ Đà Lạt

Giáo trình phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu là tài liệu đào tạo then chốt tại Trường Cao đẳng Đà Lạt. Mô đun này trực thuộc chương trình giảng dạy ngành Bảo vệ thực vật thuộc Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng. Sinh viên tiếp cận tài liệu nhằm xây dựng tư duy nghiên cứu khoa học bài bản. Giáo trình hệ thống hóa các bước khảo nghiệm thực địa từ khâu thu thập thông tin đến khâu kết luận. Đất đai và cây trồng tại Lâm Đồng có tính đa dạng sinh học cao. Do đó, kỹ thuật bố trí thí nghiệm đòi hỏi tính kỷ luật và độ chính xác nghiêm ngặt. Giáo trình giúp học viên phân biệt rõ các yếu tố thí nghiệm và yếu tố phi thí nghiệm. Người học được trang bị các khái niệm cốt lõi như nghiệm thức, ô thí nghiệm và thể thức thực hiện. Nguồn kiến thức này kế thừa kinh nghiệm thực tiễn từ đội ngũ giảng viên chuyên môn cao. Cấu trúc bài giảng kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết cơ bản và bài tập thực hành. Học viên nắm chắc phương pháp sẽ tự tin triển khai đề tài khoa học độc lập. Đây là nền tảng kỹ thuật phục vụ đắc lực cho ngành nông nghiệp công nghệ cao của địa phương.

1.1. Mục tiêu đào tạo nghề Bảo vệ thực vật tại Trường Cao đẳng Đà Lạt

Giáo trình xác định mục tiêu đào tạo cán bộ kỹ thuật nông nghiệp có năng lực thực hành cao. Sinh viên cao đẳng nghề Bảo vệ thực vật được trang bị phương pháp tư duy hệ thống. Chương trình rèn luyện kỹ năng quan sát hiện trường và ghi nhận dữ liệu trung thực. Học viên học cách thiết lập các chỉ tiêu sinh trưởng và tỷ lệ phát sinh sâu bệnh hại. Giáo trình định hướng người học tuân thủ quy chuẩn khảo nghiệm nông nghiệp quốc gia. Nội dung bài giảng bám sát thực tiễn sản xuất rau hoa tại tỉnh Lâm Đồng. Người tốt nghiệp có khả năng làm việc tại các viện nghiên cứu hoặc doanh nghiệp giống cây trồng. Mọi quy trình thực hành đều hướng tới tiêu chuẩn nông nghiệp sạch và bền vững.

1.2. Khái niệm cốt lõi về thể thức và nghiệm thức thí nghiệm

Giáo trình làm rõ các thuật ngữ nền tảng phục vụ công tác bố trí thực địa. Thí nghiệm là phương tiện kiểm chứng các giả thiết khoa học cụ thể. Nghiệm thức là công thức tác động có chủ đích lên đối tượng cây trồng. Yếu tố thí nghiệm biểu thị nhân tố do người nghiên cứu thay đổi. Ngược lại, yếu tố phi thí nghiệm gồm thời tiết và chất đất ngoài ý muốn. Ô thí nghiệm đại diện cho đơn vị diện tích nhỏ nhất để nhận tác động. Thể thức thí nghiệm quy định cách sắp xếp các ô trên đồng ruộng. Sự đồng đều giữa các lô thử nghiệm quyết định độ tin cậy của dữ liệu. Người nghiên cứu cần nắm vững mối quan hệ giữa các khái niệm này. Đây là bước chuẩn bị bắt buộc trước khi tiến hành gieo trồng.

II. Phân tích các loại sai số trong thí nghiệm tại Trường CĐ Đà Lạt

Nghiên cứu nông nghiệp trên đồng ruộng luôn chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố ngoại cảnh. Độ phì nhiêu của đất không đồng đều giữa các vị trí gây ra sai khác số liệu. Yếu tố thời tiết và sâu bệnh hại biến động thất thường tạo áp lực lớn. Giáo trình Trường Cao đẳng Đà Lạt phân tích chi tiết ba nhóm sai số chủ yếu. Nhóm thứ nhất là sai số thô do người thực hiện thao tác nhầm lẫn. Nhóm thứ hai là sai số hệ thống xuất phát từ thiết bị đo lường chưa chuẩn. Nhóm thứ ba là sai số ngẫu nhiên phát sinh do tính không đồng nhất sinh học. Sai số thí nghiệm thông thường chiếm tỷ lệ dao động từ 20 đến 30 phần trăm. Sự lơ là trong ghi nhận dữ liệu dễ dẫn đến kết luận nghiên cứu sai lệch. Cán bộ kỹ thuật thiếu kinh nghiệm thường gặp khó khăn khi phát hiện các số đo bất thường. Việc công bố kết quả sai lệch gây thiệt hại lớn cho hoạt động sản xuất cây trồng. Nhận thức đúng về bản chất sai số giúp đề xuất các biện pháp phòng ngừa kịp thời. Đây là vấn đề học thuật trọng tâm đòi hỏi sinh viên phải nắm vững.

2.1. Phân biệt sai số ngẫu nhiên sai số thô và sai số hệ thống

Sai số thô phát sinh do cân sai, đo nhầm hoặc nhập số liệu bất cẩn. Giáo trình yêu cầu loại bỏ ngay giá trị bất thường này khỏi dãy số liệu. Sai số hệ thống bắt nguồn từ dụng cụ đo thiếu chính xác hoặc hóa chất pha sai nồng độ. Loại sai số này làm lệch các giá trị công bố tuyệt đối dù tương quan so sánh giữ nguyên. Người nghiên cứu phải hiệu chỉnh thiết bị đo về mốc chuẩn trước khi vận hành. Sai số ngẫu nhiên tồn tại khách quan do bản chất sinh học của cây trồng. Mọi cá thể thực vật đều phản ứng khác nhau trước cùng một điều kiện chăm sóc. Kiểm soát ba nhóm sai số này là điều kiện tiên quyết bảo đảm chất lượng nghiên cứu.

2.2. Biến động ngoại cảnh và tính không đồng nhất của đất đai

Đất đai đồng ruộng tại vùng đồi núi Lâm Đồng có độ dốc và độ phì thay đổi lớn. Hướng thoát nước và mức độ che phủ ánh sáng tạo ra các tiểu tiểu khí hậu khác biệt. Cây trồng trên cùng một thửa đất nhận lượng dinh dưỡng không đều nhau. Nguồn sâu bệnh hại cũng lây lan không đồng đều qua từng luống đất. Những yếu tố phi thí nghiệm này tác động tiêu cực đến tính khách quan của kết quả. Người thực hiện thí nghiệm khó phân biệt hiệu quả nghiệm thức với tác động ngoại cảnh nếu thiếu kỹ năng. Giáo trình chỉ rõ cách nhận diện hướng biến thiên độ phì trên thực địa. Người điều tra cần khảo sát kỹ địa hình trước khi chia lô thử nghiệm.

III. Phương pháp bố trí thí nghiệm chuẩn mực tại Trường CĐ Đà Lạt

Giáo trình đưa ra các giải pháp thiết kế khoa học nhằm triệt tiêu sai số đồng ruộng. Nguyên tắc cơ bản gồm lặp lại nhiều lần, ngẫu nhiên hóa và kiểm soát cục bộ. Số lần lặp lại dao động từ ba đến bốn lần giúp làm giảm sai số ngẫu nhiên. Bố trí ngẫu nhiên các nghiệm thức bảo đảm tính khách quan giữa các công thức khảo nghiệm. Kiểm soát cục bộ được thực hiện bằng cách phân khối theo hướng biến thiên độ phì. Giáo trình hướng dẫn chi tiết phương pháp khối đầy đủ ngẫu nhiên và phương pháp lô chính phụ. Khối đầy đủ ngẫu nhiên phù hợp với thí nghiệm một yếu tố hoặc hai yếu tố đơn giản. Thể thức lô chính phụ áp dụng tối ưu khi một yếu tố cần diện tích ô lớn hơn. Ví dụ điển hình gồm khảo nghiệm liều lượng phân bón kết hợp giống cây trồng. Học viên học cách lập sơ đồ đồng ruộng chi tiết trước khi xuống giống. Quy trình lấy mẫu chỉ tiêu tuân thủ đúng vị trí và kích thước quy chuẩn. Dữ liệu thu thập được kiểm tra tính hợp lệ trước khi phân tích phương sai. Phương pháp chuẩn hóa giúp kết quả khảo nghiệm đạt độ tin cậy khoa học cao nhất.

3.1. Thiết kế khối đầy đủ ngẫu nhiên và thể thức lô chính phụ

Phương pháp khối đầy đủ ngẫu nhiên phân chia diện tích thí nghiệm thành các khối đồng đều. Mỗi khối chứa đủ toàn bộ các nghiệm thức nghiên cứu. Thứ tự sắp xếp nghiệm thức trong từng khối được rút thăm ngẫu nhiên. Thể thức này khắc phục tốt sự chênh lệch độ phì theo một chiều hướng nhất định. Đối với phương pháp lô chính phụ, diện tích được phân cấp thành lô lớn và lô nhỏ. Yếu tố canh tác chính được bố trí trên lô lớn. Yếu tố phụ cần độ chính xác cao hơn được bố trí trên lô nhỏ. Cách sắp xếp này giúp tiết kiệm công lao động và chi phí vật tư ngoài đồng ruộng.

3.2. Quy trình xử lý và phân tích số liệu thống kê sinh học

Sau khi thu thập mẫu vật, sinh viên tiến hành nhập dữ liệu vào bảng thống kê. Giáo trình hướng dẫn kỹ thuật kiểm tra và sàng lọc các giá trị đo. Thuật toán phân tích phương sai được sử dụng để kiểm định giả thiết thống kê. Phương pháp so sánh trung bình giúp xác định sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm thức. Mức ý nghĩa thống kê tiêu chuẩn thường lấy ở ngưỡng năm phần trăm hoặc một phần trăm. Các phần mềm chuyên dụng hỗ trợ tính toán nhanh chóng các chỉ tiêu độ lệch và phương sai. Kết quả phân tích định lượng làm sáng tỏ tác động thực tế của từng yếu tố khảo nghiệm. Toàn bộ quy trình diễn ra minh bạch và chuẩn mực theo nguyên tắc khoa học.

IV. Ứng dụng giáo trình vào thực tiễn canh tác tại Trường CĐ Đà Lạt

Giáo trình phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu chứng minh giá trị thực tiễn to lớn trong ngành nông nghiệp. Tài liệu không chỉ dừng lại ở phạm vi lý thuyết giảng đường. Các bài tập thực hành bám sát các cây trồng chủ lực của Lâm Đồng như khoai tây, cà rốt, măng tây và hoa cúc. Kỹ thuật viên áp dụng kiến thức để giải quyết bài toán liều lượng phân bón và mật độ gieo trồng. Nhiều khảo nghiệm về thuốc bảo vệ thực vật sinh học đạt hiệu quả cao nhờ quy trình thiết kế chuẩn xác. Khả năng làm chủ phương pháp xử lý số liệu giúp các nông trại tối ưu hóa chi phí đầu tư. Sinh viên tốt nghiệp từ Trường Cao đẳng Đà Lạt có tay nghề vững vàng, đáp ứng ngay đòi hỏi khắt khe của thị trường lao động. Nền nông nghiệp công nghệ cao đòi hỏi quy trình canh tác dựa trên chứng cứ thực nghiệm rõ ràng. Giáo trình này là cẩm nang thiết yếu cho mọi kỹ sư và chuyên viên nông nghiệp tại vùng đất Tây Nguyên.

4.1. Khảo nghiệm giống và phân bón trên nông sản vùng Đà Lạt

Các bài tập trong giáo trình gắn liền trực tiếp với nông nghiệp thực tế tại địa phương. Thí nghiệm xác định liều lượng phân đạm cho xà lách tại Đức Trọng giúp hạn chế tồn dư nitrat. Thí nghiệm bón kali trên cà rốt và khoai tây tại Đơn Dương nâng cao chất lượng củ thương phẩm. Mô hình chiếu sáng bổ sung cho hoa cúc tại Thái Phiên hỗ trợ điều khiển thời gian ra hoa chính xác. Kỹ thuật viên ứng dụng phương pháp lô chính phụ để đánh giá tương tác giữa giống và phân bón. Các kết quả thực nghiệm tạo cơ sở khoa học để khuyến cáo nông dân địa phương canh tác hiệu quả hơn.

4.2. Nâng cao năng lực nghiên cứu độc lập cho sinh viên nông nghiệp

Giáo trình rèn luyện tinh thần làm việc khoa học và tính trung thực cho sinh viên. Học viên nắm chắc cách xử lý số liệu sẽ tránh được các sai lầm suy diễn cảm tính. Quá trình tự tay thiết kế và theo dõi thí nghiệm bồi dưỡng kỹ năng giải quyết sự cố thực địa. Người học biết cách sử dụng các chỉ tiêu sinh học để đánh giá chính xác sức khỏe cây trồng. Kỹ năng này mở ra nhiều cơ hội việc làm tại các trung tâm giống và viện nghiên cứu chuyên ngành. Việc vận dụng thành thạo giáo trình góp phần cung cấp nguồn nhân lực chất lượng cao cho tỉnh Lâm Đồng. Đây là bước đệm then chốt trên con đường phát triển chuyên môn nông học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề, mục đích và yêu cầu của thí nghiê ̣m); Phần thứ nhất: Nội dung và phương pháp nghiên cứu (tổng quan về vấn đề nghiên cứu, nội dung nghiên cứu, địa điểm, thời gian và đối tượng nghiên cứu, nô ̣i dung thí nghiệm, phương pháp nghiên cứu, chỉ tiêu nghiên cứu, dự trù kinh phí nghiên cứu và phân công thực hiện và kế hoạch hợp tác; Phần thứ hai: Dự kiến 2 kết quả thu được Các thể thức thí nghiê ̣m phổ biế n: thí nghiê ̣m mô ̣t nhân tố và thí nghiê ̣m hai nhân tố. Thí nghiệm một nhân tố (mô ̣t yế u tố ) là những thí nghiệm chỉ có một nhân tố thay đổi trong lúc tất cả các nhân tố khác được giữ nguyên. Đối với thí nghiệm một nhân tố, có thể thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD), thường dùng khi có ít công thức và khi có nhiều đơn vị thí nghiệm đồng nhất. Kiểu thiết kế thứ hai là khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD), kiểu thiết kế thứ ba là ô vuông la tinh (LS).

Thí nghiệm hai nhân tố là khảo sát, nghiên cứu hai yế u tố thí nghiê ̣m đươ ̣c bố trí trong cùng mô ̣t thí nghiê ̣m. Thí nghiê ̣m hai nhân tố đươ ̣c thiế t kế theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD), thiết kế kiểu chia ô lớn ô nhỏ hay lô chính lô phu ̣ (Split Plot Design - SPD) Thu thâ ̣p số liê ̣u cầ n chú ý điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội, số liệu nông học, số liệu về nhu cầu tài nguyên, số liệu về kinh tế, chọn các phương pháp đo lường, phương pháp chọn mẫu theo dõi; những lưu ý khi cho ̣n mẫu: chọn mẫu ngẫu nhiên, chọn mẫu phân phối đều, độ lớn của mẫu. Cho ̣n đấ t và chuẩ n bi ̣ thí nghiê ̣m phải mang tính đại diện về các mặt như: loại đất nào? trong loại đất ấy phải biết được địa hình ra sao? thành phần hoá tính, lý tính đất có đại diện cho vùng mà sau này thí nghiệm phục vụ không? ,…Có như vậy thí nghiệm mới có tính thực tiễn cao. Để đạt được các yêu cầu nêu trên, trước khi làm thí nghiệm phải có được các thông tin về đất bao gồm các nội dung sau: điều tra về địa hình, điều tra lý tính đất và hoá tính đất, Các bước tiế n hành thí nghiê ̣m đồ ng ruô ̣ng: chia ô thí nghiệm, làm đất, bón phân và gieo cấy thí nghiệm, theo dõi thí nghiệm, thu hoạch thí nghiệm.

Thu hoa ̣ch thí nghiê ̣m công việc cuối cùng của quá trình thực hiện thí nghiệm trên ruộng nhưng hết sức có ý nghĩa, bao gồ m công tác chuẩn bị, lấy mẫu định yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cá thể và thu hoa ̣ch năng suấ t. 3 BÀI 1: SƠ LƯỢC VỀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU Mã bài MĐ 21- 01 Giới thiệu: Sơ lược về các phương pháp thí nghiệm và xử lý số liệu Mục tiêu: Trình bày vai trò, các bước thực hiện, các khái niệm cơ bản của công tác bố trí thí nghiệm đồng ruộng. Vai trò của công tác bố trí thí nghiệm đồng ruộng và xử lý số liệu. Theo nghĩa rộng của quan điểm triết học duy vật: "Thí nghiệm là một phần của sự nghiệp sản xuất trong xã hội loài người, nhằm khám phá ra các quy luật khách quan của thế giới vật chất với mục đích nắm vững và bắt các điều bí mật của thiên nhiên phục vụ cho cuộc sống con người”.

Con người đã biết làm thí nghiệm (Experiment) từ bao giờ? Như chúng ta đã biết, từ cổ xưa loài người đã phải kiếm ăn để sinh sống, do đó, con người phải biết lựa chọn, so sánh để tìm kiếm thức ăn. Song cũng chính từ đó mà họ đã tạo ra một kho tàng các kinh nghiệm quý báu thúc đẩy xã hội phát triển. Khi xã hội tiến lên đòi hỏi con người cũng phải nắm bắt, vận dụng các quy luật khách quan của tự nhiên có hiệu quả hơn. Muốn làm được điều này cần phải có phương pháp và từ đó phương pháp thí nghiệm ra đời.

Nghiên cứu khoa học là quá trình nghiên cứu và giải thích đến cùng các hiện tượng khoa học xuất phát từ lý luận và thực tiễn. Từ đó sẽ ứng dụng các kết quả nghiên cứu được vào thực tiễn sản xuất phục vụ cho cuộc sống con người. Nghiên cứu khoa học nói chung và khoa học nông nghiệp nói riêng hay cụ thể hơn là nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực Nông học phụ thuộc rất mật thiết với điều kiện tự nhiên và các điều kiện kinh tế - xã hội nên việc vận dụng các phương pháp và kết quả nghiên cứu của các nước trên thế giới có tính kế thừa chọn lọc cho phù hợp với điều kiện cụ thể của Việt Nam là rất cần thiết. Ngay trong phạm vi của đất nước chúng ta cũng không thể có tính đồng nhất về các điều kiện cụ thể, cho các thực nghiệm nông nghiệp, vậy nhiệm vụ của các nhà khoa học nông nghiệp phải nghiên cứu và đề xuất được những biện pháp kỹ thuật cụ thể, thích hợp cho vùng nơi mình phụ trách nhằm khai thác bền vững và hiệu quả các điều kiện ấy.

Để có kết quả nghiên cứu đúng và khách quan cần phải có kiến thức tổng hợp của nhiều lĩnh vực: toán học, hoá học, thổ nhưỡng, khí tượng, sinh học và kinh tế học và phương pháp nghiên cứu đúng, khách quan, phù hợp với các quy luật tự nhiên, quy luật xã hội và cả tính sáng tạo đúng đắn. Các bước trong công tác nghiên cứu khoa ho ̣c nông nghiêp̣ Để có thể xây dựng được một đề tài nghiên cứu khoa học nông nghiệp nói chung và cụ thể hơn nữa là xây dựng được một thí nghiệm về một biện pháp kỹ thuật nào đó như: Giống, phân bón, tưới nước, thời vụ hay bảo vệ thực vật. cho một vùng đòi hỏi nhà khoa học (người làm công tác nghiên cứu) cần phải tiến hành theo các bước sau đây. Thu thập thông tin (Bước 1) Mục đích của thu thập thông tin là giúp cho nhà khoa học hiểu rõ được vấn đề sẽ được nghiên cứu đã có ai, nơi nào nghiên cứu chưa và nếu có thì vấn đề được nghiên cứu đến đâu.

Xem xét tính khả thi để từ đó hình thành hướng nghiên cứu thích hợp. Nội dung thông tin thu thập gồm: - Thu thâ ̣p tài liệu có liên quan trực tiếp và gián tiếp tới vấn đề dự định nghiên cứu. - Thông tin về kinh nghiệm sản xuất của người dân. Việc thu thập các thông tin bao gồm: - Đọc các tài liệu tại thư viện cụ thể là các loa ̣i sách báo gồm các giáo trình, sách chuyên khảo, sách hướng dẫn phổ biến khoa học kỹ thuật, các tạp chí khoa học, các kết quả nghiên cứu khoa học của các nhà khoa học khác.

Các nguồn số liệu này bao gồm cả trong nước và trên thế giới. - Tham dự các hội nghị, hội thảo và các hoạt động khoa học khác. - Tìm hiểu thực tiễn sản xuất của nông dân để thấy rõ kinh nghiệm cũng như biện pháp xử lý của nông dân với vấn đề sẽ được nghiên cứu. - Thu thập thông tin qua các phương tiện thông tin đại chúng khác như: truyền hình, đài phát thanh, internet, báo khoa học, báo nông thôn cũng như các loại báo khác.

Xây dựng giả thiết khoa học (Bước 2) Giả thiết khoa học là những giả định mà theo nhà khoa học là có nhiều khả năng đúng nhất về một sự vật hay một hiện tượng nào đó. Nó giúp cho ta có thể phát hiện và giải thích những cái mới mà những giả thiết khác trước đây chưa giải thích được. Vì vậy, giả thiết khoa học không được phép chung chung mà phải cụ thể, phải thực sự xuất phát từ các nguồn thông tin thu thập được (mục 2. Giả thiết này cũng chính là xuất phát điểm để xây dựng kế hoạch nghiên cứu thực nghiệm.

Giả thiết khoa học phải tránh viển vông, song không nên sợ cái mới, phải xuất phát từ quy luật khách quan của tự nhiên, đầu tư công sức, trí tuệ để tìm hiểu cái mới, 5 thậm chí có thể khó khăn gai góc. Có như vậy con người mới có thể tìm ra được cái mới, cái đổi thay trong khoa học và có thể cắt nghĩa nó hoàn toàn có cơ sở, theo đúng logic của các quá trình các mối quan hệ qua lại lẫn nhau trong tự nhiên. Chứng minh giả thiết khoa học (Bước 3) Chứng minh giả thiết khoa học là quá trình quan sát, quá trình làm thí nghiệm. Trên cơ sở các số liệu (các chỉ tiêu nghiên cứu thể hiện qua kết quả theo dõi hay quan sát) có được và suy luận nhằm gạt bỏ cái không đúng, sàng lọc lấy cái đúng có tính quy luật và những cái có thể coi là chân lý.

Kiểm chứng giả thiết khoa học có hai cách, đó là: Quan sát hay điều tra và làm thí nghiệm thực nghiệm. - Quan sát hay điều tra là việc tìm hiểu, theo dõi thực tế, đây là cả một quá trình bắt nguồn từ việc thu thập những cái đơn giản, những cái đã có trong thực tế sản xuất và trong tự nhiên, giúp ta phân biệt được cái đặc trưng của sự việc, so sánh giữa các sự việc và tiến đến suy luận xây dựng căn cứ khoa học cho các sự việc đó. Hay nói một cách khác: quan sát là tìm hiểu, mô tả diện mạo bên ngoài của sự việc hay hiện tượng để từ đó suy ra bản chất của chúng dựa trên cơ sở nhận thức của người nghiên cứu. Như vậy, quan sát là đi từ bên ngoài sự việc vào trong nhận thức.

Do đó, yêu cầu của quan sát là "kiên trì", chỉ có kiên trì mới có thể hy vọng thu được những thông tin, những tài liệu và có như vậy tài liệu mới đầy đủ, khách quan và mang tính chính xác. Quan sát (điều tra) phải được thực hiện sao cho đại diện, khách quan để đảm bảo độ tin cậy của những thông tin thu được về đối tượng nghiên cứu. - Làm thí nghiệm: Thí nghiệm là những công việc mà con người tự xây dựng để tạo ra những hiện tượng làm thay đổi một cách nhân tạo bản chất của sự việc nhằm phát hiện được đầy đủ bản chất và nguyên nhân (nguồn gốc) của hiện tượng hay sự việc đó, cũng như nghiên cứu mối quan hệ tương hỗ giữa các hiện tượng (hay các sinh vật). Như vậy, thí nghiệm là xuất phát từ những nhận thức của con người thông qua những giả thiết khoa học (đã nêu mục 2.