EL MÉTODO CIENTIÍFICO

Es un sistema de trabajo que han elaborado los científicos para estudiar los hechos y fenómenos que tienen lugar en la naturaleza y obtener nuevos conocimientos.

FASES:

1.OBSERVACIÓN

La observación consiste en examinar atentamente un hecho o fenómeno determinado y tomar nota de los detalles o circunstancias que tienen interés.

La observación puede ser directa, mediante nuestros sentidos, sin necesidad de ningún instrumental, o indirecta, utilizando algún instrumento de laboratorio.

Así, por ejemplo, si un científico estudia la ebullición del agua, observará todo lo que ocurre mientras el agua se calienta y empieza a hervir, y tomará nota de la temperatura y la cantidad de agua que hay en el recipiente al principio del proceso y cuando empieza la ebullición.

2.PLANTEAMIENTO DE INTERROGANTES Y FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS

Formular una hipótesis es dar una explicación provisional de los hechos observados y de sus posibles causas. Para emitir una buena hipótesis que explique el comportamiento de un fenómeno observado, es indispensable la imaginación y la reflexión. El científico se plantea el cómo y el por qué de lo que ha ocurrido, y formula una hipótesis. En realidad, una hipótesis puede ser una respuesta simple para cualquier pregunta. Como puede haber muchas hipótesis para la misma cuestión, gran cantidad de ellas pueden ser erróneas, de forma que tener una hipótesis no es tener un conocimiento sobre algo.

Una buena hipótesis debe tener las siguientes características:

a.Ser fruto de una observación cuidadosa del hecho a investigar.

b.Ser clara, que se entienda perfectamente la explicación que se da.

c.Que sea comprobable experimentalmente.

d.Que sea precisa, es decir, que intente explicar una realidad, una observación, y no una multitud de observaciones y hechos.

Una vez establecido el problema y de establecer la hipótesis de trabajo, se procede a buscar información bibliográfica sobre el tema, ya que normalmente una investigación no parte de cero, y es necesario aprovecharse del trabajo previo que han hecho otros investigadores.

En la observación sobre la ebullición del agua, el científico podría hacerse la siguiente pregunta: ¿variará la temperatura de ebullición del agua si modificamos la cantidad del líquido del recipiente? Y podría dar una respuesta provisional formulando esta hipótesis: la temperatura de ebullición del agua es siempre la misma, no varía según la cantidad de agua.

ACTIVIDAD 1:

Emite hipótesis para responder a las siguientes preguntas:

a.¿Qué hay debajo del suelo?

b.¿De qué están hechas las piedras?

c.¿Por qué se hace de noche?

d.¿Qué comen los renacuajos?

ACTIVIDAD 2:

Se ha observado que en los invernaderos hay unas ventanas de ventilación, que si se suprimen o cierran, se empañan los cristales. Reflexiona sobre esta observación y emite una hipótesis de trabajo que intente explicar el por qué de este hecho. Piensa y elabora un diseño experimental que intente confirmar la hipótesis de trabajo.

3.COMPROBACIÓN DE HIPÓTESIS: EXPERIMENTACIÓN

Una vez formulada la hipótesis, el científico debe comprobar si es cierta. Para ello lleva a cabo la experimentación, que consiste en reproducir y observar varias veces el hecho o fenómeno que quiere estudiar, modificando las circunstancias que considere convenientes. Un experimento servirá para obtener una conclusión sólo si se realiza en condiciones perfectamente controladas.

Variables de un experimento:

Se denominan variables a cualquier factor que influye en un experimento, que pueden ser observados y medidos. De todas estos factores que puedan afectar a un experimento, algunos será el experimentador el que los quiera modificar voluntariamente pero otros deberán quedarse sin modificar para que la experimentación se desarrolle adecuadamente. Por tanto, hay diferentes tipos de variables:

a.Variable independiente: variable que la controla y la marca el experimentador y sólo depende de éste.

b.Variable dependiente: variable que depende de la independiente. Según como defina el experimentador la variable independiente, así se modificará la variable dependiente.

c.Variables controladas: Variables que pueden influir en el resultado del experimento, pero hay que evitar que esto suceda, por eso hay que mantenerlas con unos valores fijos y conocidos durante todo el experimento. No pueden influir en la variable dependiente.

Las variaciones que presenta una variable dependiente frente a los cambios en una variable independiente son el resultado de un experimento.

Para comprobar la veracidad del experimento, en muchas ocasiones se hace indispensable un experimento control, que consiste en realizar una experimentación paralela pero despreciando la variable independiente.

Durante la experimentación es muy importante recoger todos los datos con exactitud y de una manera ordenada. Así es fácil comprobar si la hipótesis es correcta o no.

Para comprobar la hipótesis formulada sobre la temperatura de ebullición del agua, el científico deberá llenar varios recipientes iguales con distintas cantidades de agua, y observar a qué temperatura hierve el agua de cada uno de ellos.

ACTIVIDAD 3: ¿Cuál será en este experimento la variable dependiente y la independiente?

ACTIVIDAD 4:

El experimento tiene como objetivo conocer el tiempo que tardan las bolitas que tiran los niños en llegar al suelo desde distintas alturas.

1. ¿Cuál es la variable dependiente en el experimento?2. ¿Cuál es la variable independiente en el experimento?3. ¿Por qué la profesora dice que tiene que controlar que no

haya viento? ¿Qué tipo de variable sería?

ACTIVIDAD 5: Queremos investigar si la humedad es la responsable de la germinación de una semilla. Para ello, colocamos cinco semillas de garbanzo, cinco de alubias, cinco de girasol y cinco de trigo, en un recipiente cerrado que contiene algodón empapado en agua. En otro recipiente con las mismas características que el anterior, colocamos la misma cantidad de algodón pero sin agua. Se colocan ambos recipientes en el mismo lugar para que tengan las mismas condiciones ambientales y se esperan resultados para intentar confirmar la hipótesis.

a.¿Cuál puede ser la hipótesis de esta investigación?

b.¿Cuáles son las variables controladas?

c.¿Cuál será la variable independiente?

d.¿Cuál será la variable dependiente?

e.¿Cuál será el experimento control?

f.¿Por qué se introduce en el segundo recipiente un algodón sin humedecer?

g.¿Por qué se colocan ambos recipientes en el mismo lugar?

ACTIVIDAD 6

Reflexiona sobre las características que debe tener un buen experimento.

ACTIVIDAD 7

Queremos investigar si influye el tamaño de una pecera que alberga a una especie de pez A, y el número de huevos que pone en cada puesta.

a.Indica una hipótesis.

b.Diseña un experimento que intente confirmar la hipótesis.

c.Indica las variables dependientes, independientes y controladas.

d.Indica cuál será el experimento control.

4. RESULTADOS

Cuando el científico analice los resultados de la tabla anterior, comprobará que su hipótesis es correcta y que la temperatura de ebullición del agua es siempre la misma y no varía según la cantidad de agua del recipiente.

A veces se encuentra una explicación o conclusión única y general para todos los hechos y fenómenos observados. En este caso se puede enunciar una ley científica: La hipótesis se comprueba al 100%.

Si una hipótesis no se puede comprobar totalmente (se han observado excepciones) pero se tiene cierto grado de veracidad sobre la misma, se formula una teoría.

Cuando una hipótesis se rechaza totalmente, se procede a eliminarla y, en su lugar se propone otra para someterla a prueba y así tener la capacidad de conservarla o rechazarla.

Una ley científica es el enunciado de alguna propiedad constante observada en un hecho o fenómeno natural. En el caso del ejemplo, el científico podría repetir la experiencia con distintos líquidos y comprobar si la temperatura de ebullición de cada uno es siempre la misma, independientemente de la cantidad de líquido. Después de comprobarlo, podría enunciar la siguiente ley científica: Cada líquido tiene su propia temperatura de ebullición y ésta no varía sea cual sea la cantidad de líquido que contenga el recipiente.

ACTIVIDAD 8: La dilatación del hierro y del estaño

La dilatación es el aumento de tamaño de los cuerpos debido al aumento de temperatura. En un experimento para comprobar si una varilla de hierro y otra de estaño se dilatan al aumentar la temperatura, se ha ido elevando la temperatura desde 0ºC hasta 200 ºC, tomando nota de la longitud de ambas varillas cada 50ºC. Se ha obtenido la siguiente tabla de datos:

En el experimento, los datos suelen representarse en gráficas. En éstas hay que tener en cuenta los siguientes aspectos:

a.Las variables dependientes e independientes son los factores fundamentales de toda investigación, son éstos por tanto los que se tienen que llevar a la gráfica para ver cómo se relacionan entre sí.

b.La variable independiente suele registrarse en el eje de abscisa (X) y la variable dependiente en el de ordenadas (Y).

El resultado de muchos experimentos es una tabla de datos. Consiste en una cuadrícula en la que los datos obtenidos son ordenados en relación con el criterio marcado en la investigación.

En los experimentos, las tablas de datos recogen las relaciones entre la variable dependiente y la independiente.

Realiza un gráfico en papel milimetrado que muestre cómo varía la longitud de la varilla de hierro con respecto a la temperatura y otra igual con la varilla de estaño.

¿Cuál es la variable dependiente? ¿Y la independiente? Haz un análisis de los resultados obtenidos.

ACTIVIDAD 9

Se ha representado en una tabla el porcentaje de semillas de diferentes especies que han germinado a diferentes temperaturas.

0ºC 5ºC 10ºC 15ºC 20ºC 25ºC 30ºC 35ºCJudía 0 1 14 25 30 100 100 80Lenteja 0 2 12 20 28 98 100 70Girasol 0 0 10 20 28 99 100 84Calabaza 0 0 10 25 30 100 100 92Indica:

a.Una posible investigación que se estuviera desarrollando a la luz de los datos que aparecen en la tabla.

b.La variable dependiente y la independiente del experimento.

c.Las posibles variables controladas.

d.Representa gráficamente los datos de la tabla.

5.INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES

El investigador debe saber leer los datos de la experimentación, y ayudado por tablas y gráficos, intentar darle una explicación al motivo de la investigación. Ésta es una fase de análisis y deducciones.

Si los resultados confirman la hipótesis, se formula una conclusión. Si los resultados no verifican la hipótesis, hay que revisar cada uno de los pasos anteriores en busca de algún fallo o aspecto que no se haya tenido en cuenta antes de desecharla.

ACTIVIDAD 10

Interpreta los resultados de una investigación que nos ha dado como resultado la siguiente gráfica:

ACTIVIDAD 11

Se ha observado que el tamaño de la población de insectos es mucho mayor en verano. Se cree que esto es porque el incremento de temperatura hace que los insectos se reproduzcan más.

a.Diseña un experimento para intentar demostrar esta hipótesis. Indica cuáles son las diferentes variables.

b.Inventa unos datos y construye una tabla y una gráfica.

c.Interpreta los resultados, indicando si la hipótesis es correcta o no.

ACTIVIDAD 12

Eijkman viajó a Indonesia, a finales del siglo XIX para investigar una enfermedad nerviosa, muy común allí, conocida como beri-beri.

En esa época se había descubierto que gran número de enfermedades eran causadas por microorganismos. Así que, al principio, pensó que la enfermedad se debía a un microorganismo, pero no pudo encontrar ninguno que pudiera causarla. Entonces se puso a investigar la alimentación. Le habían informado de que los pollos que se criaban en el hospital militar en que trabajaba sufrían una enfermedad parecida al beri-beri humano cuando se les alimentaba con sobras de comida; cuando, en vez de darles sobras, se les daba su comida normal, los pollos se curaban sin que nadie lo entendiera.

Eijkman supo después que las sobras de comida tenían arroz sin cáscara, y la comida para pollos tenía arroz con cáscara. Hizo entonces varios experimentos en los que quedó de manifiesto que cuando los pollos se alimentaban de arroz sin cáscara, enfermaban, y que al añadir la cáscara mejoraban rápidamente.

a.¿Cuál fue el motivo de la investigación de Eijkman? ¿Cuál fue su primera hipótesis?

b.¿Qué razones le llevaron a plantear su primera hipótesis? ¿Qué razones le llevaron a abandonarla? ¿Cuál fue su segunda hipótesis?

c.¿Qué diseño experimental habrías hecho tú en su lugar?

d.¿Qué conclusión se puede sacar?

ACTIVIDAD 13

Gowland Hopkins obtuvo esta gráfica en 1912, a partir del resultado del siguiente experimento: alimentó a un grupo de ratas con glúcidos, lípidos, proteínas, agua, sales minerales y leche durante 18 días. Hizo lo mismo con un segundo grupo de ratas, pero sin darles leche. El decimoctavo día cambió la alimentación de cada grupo por la del otro.

¿Cómo explicarías los resultados de la gráfica hasta el día 18? ¿y del 18 al 25? ¿y del 25 hasta el final?

ACTIVIDAD 14

Se ha observado que las personas que beben gran cantidad de agua suelen producir más cantidad de orina. La hipótesis de partida es que el volumen de agua ingerido es directamente proporcional a la cantidad de orina producida. Diseña un experimento, indicando las distintas variables, inventa unos datos, realiza tablas y gráficas e interprétalas. El resultado debe ser que la hipótesis es cierta.