Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

1

Introducció a la Ciència i al treball científic

1. Plantejament del problema

Hem dit que el principi d'alguna cosa per descobrir és una pregunta. Depenent de la pregunta que es faça s'obtindrà una o una altra resposta, per això, amb freqüència, les preguntes són més importants que les respostes i l'art de saber fer les millors preguntes és un dels més valuosos recursos de la ciència.

Activitat 1 Han aparegut nombrosos peixos morts al riu

Segura al seu pas per Oriola. L’Ajuntament

vol esbrinar que ha succeït per a evitar que

torne a ocórrer. Esta investigació ha sigut

encarregada als alumnes de 1r d'ESO de

l'IES l’Allusser.

Identifica el problema i planteja les

preguntes que ens puguen portar a la solució

de la investigació

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

2

2. Comença la investigació

a. Es busca tota la informació disponible sobre el tema (investigació bibliogràfica)

b. S'imagina una possible explicació lògica que es puga contrastar (hipòtesi).

Poden existir moltes hipòtesis però necessitem comprovar quina és certa.

Activitat 2 Llig la historieta d'Angelito i escriu les hipòtesis que van apareixent en esta pàgina i ves

dient si són o no verdaderes.

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

3

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

4

Activitat 3 Quina hipòtesi teniu que explique allò que ha ocorregut en l'Activitat 1? Com ho podeu

posar a prova?

c. S'observa i experimenta

Quan es vol comprovar si una hipòtesi serveix o no per a explicar algun fenomen, moltes vegades és necessari realitzar un experiment. En aquest cas es prepara una situació controlada en la que es posa a prova algun exemplar o mostra, és el que s'anomena un experiment controlat i permet provar només una part del problema al mateix temps. Per exemple, si volem provar la hipòtesi de la mort dels peixos com conseqüència de la contaminació química del riu tindríem que:

Considerar per separat els diversos contaminants per a esbrinar quin és el possible causant de la mort.

Mantindre peixos a l'aigua del riu purificada per a comparar amb l'aigua contaminada.

Tindre tots els peixos a la mateixa temperatura, donar-los el mateix aliment, etc., per a que no influïsquen altres factors, només els que estem investigant.

Haurem d'analitzar distints òrgans dels peixos a la recerca de productes químics acumulats,

Etc. En esta experiència els factors que suposem que influïxen en el nostre problema (els distints productes contaminants que poguera haver-hi a l'aigua) són les VARIABLES de l'experiència.

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

5

Cal diferenciar entre: - La VARIABLE DEPENDENT: el factor que volem mesurar i que està en funció dels altres factors. - La VARIABLE INDEPENDENT: el factor que alterem en l'experiència per a vore com influeix en l'anterior. - Les VARIABLES CONTROLADES: tots els altres factors que poden influir sobre la variable dependent i els valors de la qual cal mantindre constants. Com veieu el disseny d'experiències exigeix prendre moltes decisions. A vegades, en comptes d'una experimentació de laboratori, el nostre problema exigeix per a la seua resolució un treball de camp. D'esta forma aconseguirem dades que no es poden obtindre al laboratori de forma experimental, ja que no sempre es poden reproduir les condicions de la naturalesa. A més a més per a intentar reproduir-les, tindrem que conèixer com són amb la major exactitud possible. El treball de camp

El "camp" pot ser el pati del centre, una platja, el riu o els carrers de la teua ciutat. Qualsevol lloc en què puguem trobar (encara que siga molt reduït) un medi natural format per sòl, roques, plantes i animals.

Quan vages a realitzar algun treball de camp has de tindre presents algunes coses:

1.- Has de preparar bé l'eixida abans, per a això hauràs de reunir informació de la zona que vages a estudiar.

2.- Ja al camp, has de seleccionar els elements que t'interessa observar, que dependran del problema que vages a investigar.

3.- Has d'ignorar les coses poc importants o que no es referisquen al teu treball.

4.- Quan alguna cosa et cride molt l'atenció incorpora este nou problema al què tenies i estudia-ho també, si no està massa allunyat del que estàs estudiant.

5.- Hauràs de prendre nota de totes les teues observacions (no confies en la memòria) i sempre que et siga possible hauràs de fer esquemes, mapes o prendre fotografies.

6.- En algunes coses serà necessari prendre algunes mostres. Quan es tracte d'éssers vius, només arreplegaràs els que et permeta el professor i soltaràs els animals després de estudiar-los (llevat que disposes de gàbies a aquaris per a mantindre'ls vius).

7.- Per a arreplegar les mostres que després utilitzaràs en els teus treballs de laboratori tindràs que portar pots i bosses de distintes grandàries.

8.- Si vas a la recerca d'animals no et serà fàcil observar-los perquè es desplacen i amaguen. Observa i anota tots els indicis que deixen, tals com empremtes, excrements, rastres, etc.

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

6

Activitat 4 Esteu investigant el creixement d’una planta en relació amb la major o menor quantitat

de llum. Heu pres 3 plantes de la mateixa grandària, les heu plantat en tres testos de la

mateixa grandària amb la mateixa quantitat de terra i les heu regat amb la mateixa

quantitat d’aigua. Cada planta la heu col·locat en un lloc amb diferent quantitat de llum:

poca llum, més llum i molta llum.

Durant diversos dies heu estat mesurant el seu creixement.

a) Identifica en aquest experiment les variables: INDEPENDENT, DEPENDENTS i

CONTROLADES.

b) Dibuixa, per a cada quantitat de llum, quina penses que serà la grandària aproximada

de les plantes.

Variable/s INDEPENDENT/S:

Variable/s DEPENDENT/S:

Variable/s CONTROLADA/ES:

Poca llum Més llum Molta llum

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

7

Un experiment s'ha de fer en condicions controlades i realitzar observacions quantitatives perquè puga ser reproduït (s'obtindrien idèntics resultats siga qui siga l'investigador), per això és molt important també el següent pas.

d. Arreplegada de dades i interpretació de resultats

És molt important la repetició de l'experiment, l'ordenació i classificació dels resultats (taules, representacions gràfiques, etc ...) i un tractament matemàtic dels dades, per a establir la relació entre les distintes magnituds o per a la determinació de la fiabilitat dels resultats. Si els resultats estan d'acord amb la nostra hipòtesi, podem confirmar-la, si no, hauríem de canviar-la (revisant abans la planificació i desenvolupament de l'experiència per si ens hem equivocat en alguna cosa). Si la hipòtesi inicial es confirma repetidament, i s'estableix una relació constant entre dos o més variables, podem dir que la nostra hipòtesi és una llei científica. És, per tant, un coneixement sobre com funciona el nostre món i permet realitzar prediccions. La llei de la gravetat, per exemple permet saber amb quina velocitat arribarà al sòl una pedra si deixa caure des d'una altura donada. No cal deixar caure la pedra; si es disposa d'una llei científica, se sap el que va a ocórrer abans que ocórrega. Moltes lleis i hipòtesi poden agrupar-se formant teories. Una teoria és una idea amplia, global, d'algun dels aspectes fonamentals del nostre món. Una teoria pot comprendre moltes hipòtesis i lleis, cada una de les quals pot comprovar-se mitjançant experiments. Al llarg dels pròxims cursos analitzarem diverses teories. Per exemple, la teoria corpuscular afirma que la matèria està formada per partícules, i a partir d'esta idea, explica fets com l'ebullició o les reaccions químiques. La teoria cel·lular afirma que els éssers vius estem fets de cèl·lules i explica a partir d'esta idea com funciona la vida en la Terra. A pesar de tots els esforços, el camí que porta al coneixement científic no és segur. El coneixement científic és sempre provisional i una teoria pot (i deu) ser abandonada per una altra sempre que existisquen bones raons per a això i una nova teoria que ho explique millor. Ningú no sap què nous coneixements ens ofereix el futur.

Activitat 5 Després de llegir el text anterior explica la diferència entre hipòtesi, llei i teoria.

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

8

Activitat 6 Llig el següent text i respon a les preguntes:

a. Quin problema havien de resoldre els científics de Batàvia.

b. Quines van ser les seues hipòtesis.

c. Quina va ser la conclusió?

e. Marca en el mateix text els passos del mètode científic

Malaltia de Batàvia

Al galliner del laboratori de Batàvia es va declarar de sobte una

malaltia que era, en molts aspectes, sorprenentment semblant al

beriberi humà, la qual cosa invitava a un estudi amb deteniment.

Pel que fa a la seua causa, la nostra primera suposició de que ens

trobàvem davant d'una infecció no va ser confirmada. L'observació al

microscopi de material procedent d'animals malalts o dels que havien

mort a conseqüència de la malaltia no va permetre trobar cap microbi específic ni cap

paràsit de més complexa organització.

Posteriorment, les nostres sospites es van dirigir a l'alimentació.

Les gallines alimentades com sempre, amb arròs mòlt, eren atacades per la malaltia al

cap de tres o quatre setmanes, mentre que les aus de control alimentades amb arròs

sense pelar romanien sanes. També vam aconseguir no poques vegades fer restablir a

animals malalts canviant-los la dieta.

Per tant vam pensar que la corfa d'arròs contenia una substància que protegia a les

gallines de contraure la malaltia. Ara calia determinar qual era la substància i com

actuava en els animals.

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

9

El cas de Pasteur i les gallines L'any 1877, algunes regions de França es van vorer afectades per una epidèmia de

carboncle. El carboncle és una important malaltia del bestiar capaç de causar greus

pèrdues. Després d'una sèrie d'investigacions, Pasteur va poder demostrar que la

malaltia era causada per un microorganisme en forma de bastonet.

Amb això, Pasteur, a més de resoldre un problema científic, es va guanyar com a

enemic a Gabriel Colin, un dels seus col·legues de l'Acadèmia de Medicina francesa.

Segons pareix Colin va passar una temporada disposat a contradir totes les afirmacions

de Pasteur.

El cas de les gallines es va plantejar un dia en què Pasteur va afirmar que les gallines no

podien contraure el carboncle. A Colin li va faltar temps per a dir-li que no hi havia res

més fàcil que aconseguir que una gallina contraguera la malaltia. Pasteur va respondre

immediatament oferint-li bacteris per a injectar gallines sanes i comprovar-ho. Colin va

acceptar el repte.

Passaven els dies i Colin no aconseguia que les gallines emmalaltiren. Després de

diversos mesos de espera, per fi, Colin es va avindre a reconèixer que Pasteur tenia

raó.

La reacció de Pasteur va ser desconcertant. Va respondre a Colin que ell sí que era

capaç de aconseguir que les gallines emmalaltiren de carboncle. Davant de la

incredulitat del seu oponent, Pasteur va portar a l'Acadèmia una gàbia amb tres

gallines, dos vives i una morta, morta de carboncle.

Com ho havia aconseguit? Per mitjançant de l'experiment descrit a continuació. S'hi

havia donat compte que la temperatura corporal de les gallines era més alta que la de

la resta dels animals de granja i va pensar que tal vegada l'elevada temperatura del cos

protegia a les gallines de la malaltia. Havia ficat dos gallines en un bany d'aigua freda, a

una d’elles li havia injectat els gèrmens de carboncle i a l'altra no. També havia injectat

els gèrmens a la tercera gallina, però esta no havia estat ficada en aigua freda. Només

va morir la gallina que havia rebut la injecció i havia romàs al bany.

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

10

En el seu laboratori, Pasteur va completar l'experiment amb una quarta gallina que va

ser injectada i posada en aigua freda, però que al cap d'unes hores va ser treta del

bany i posada en un ambient càlid. La quarta gallina no va morir.

Activitat 7 Llig el següent text i respon a les preguntes:

a. Quin problema havia de resoldre Pasteur?

b. Quina era la seua hipòtesi?

c. Quines eren les condicions experimentals que havia de controlar?

d. Quina va ser la seua conclusió?

e. Si un altre animal tinguera una temperatura corporal tan elevada com les gallines,

estaria també protegit o caldria comprovar-ho?

f. Marca en el mateix text els passos del mètode científic

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

11

Activitat 8 Realitza, com a síntesi del tema, un resumen de les distintes etapes de la investigació

científica utilitzant l’esquema següent.

A partir d'ara, en les distintes unitats i en els cursos següents, tindràs ocasió de posar en

pràctica aquest mètode de treball

OBSERVACIÓ

Plantejament del problema

Comença la investigació

S’experimenta i observa

Arreplegada de dades i interpretació de resultats

Es confirma

la hipótesis

No es confirma

la hipótesis

Ciències Naturals

Introducció al treball científic 1r ESO

12

Activitat 9 Utilitzant l’esquema que et donarà el teu professor, realitza una recapitulació d’aquest

tema.