UNIDAD DIDÁCTICA 1

EL MÉTODO CIENTÍFICO.

Magister Ricardo Vizuete

Objetivos: 1. Conocer y comprender el método de investigación que se usa en ciencia.

2. Utilizar el método científico para llegar a comprender diferentes hechos

de la naturaleza.

3. Potenciar la construcción de una mentalidad científica.

4. Desarrollar la capacidad de observación.

5. Desarrollar la capacidad de formular hipótesis.

Contenidos: 1. Conceptuales:

1.1. El método científico.

1.2. Postulados básicos del método científico.

1.2.1. La observación.

1.2.2. La hipótesis.

1.2.3. La experimentación.

1.2.4. Los resultados.

1.2.5. La interpretación.

1.2.6. Las conclusiones o generalización.

1.3. El informe científico.

2. Procedimentales:

2.1. Aplicación del método científico.

2.2. Elaborar correctamente un informe científico, sabiendo diferenciar

cada una de sus partes.

3. Actitudinales:

3.1. Comprender la importancia de la ciencia, y del método que sigue.

3.2. Ser consciente de la importancia de seguir un método para

desarrollar una investigación, así como de lo importante que es

saber la forma de presentarlo a los demás.

Actividades de refuerzo: 1. Esquema del método científico.

2. Realización de un mapa conceptual que indique los caminos posibles en

la aplicación del método científico.

3. Realización de una pequeña investigación siguiendo los pasos del

método científico: Relación entre el tiempo que tarda en germinar

semillas de diferentes especies, y el peso que presenta antes de su

siembra.

4. Lectura y comentario de algún artículo donde se describa una

investigación realizada.

5. Desarrollar una investigación a partir de una observación dada.

Temporalización: 10 sesiones.

Evaluación: 1. Observación del trabajo en clase.

2. Pruebas escritas donde tengan que aplicar el método científico en un

supuesto práctico.

3. Desarrollo de pequeñas investigaciones prácticas.

1.- INTRODUCCIÓN.

El método científico es una serie de mecanismos que usa el ser

humano para llegar a comprender un hecho de la naturaleza. Para resolver

un problema, el científico sigue una serie de pasos que generalmente no son

lineales ni fáciles, sino llenos de dificultades y retrocesos, algunos de ellos

sin salida.

Aunque no existe el “método científico” entendido como un conjunto

de normas que se apliquen consecutivamente y que sean válidas para

cualquier rama de las ciencias, si podemos referirnos a algunas

características generales de cualquier investigación.

Así los pasos básicos que, en general, se siguen para llevar a cabo

una investigación son los siguientes:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Observación.

Formular la hipótesis.

Experimentación.

Obtención de resultados.

Interpretación de los resultados.

Conclusiones sobre los resultados y la investigación.

En un esquema, se podría representar los pasos del método científico de la

siguiente forma:

PROBLEMA OBSERVACIÓN

FORMULAR

HIPÓTESIS

DISEÑAR Y REALIZAR

EXPERIMENTO

SACAR CONCLUSIONES

Y GENERALIZAR

RECOGER Y

REPRESENTAR LOS DATOS

INTERPRETAR

RESULTADOS

2.- LA OBSERVACIÓN.

Cuando estemos desarrollando una investigación, lo primero es

observar la realidad, lo que hay, haciéndonos preguntas sobre lo que

observamos, planteándonos posibles problemas que habrá que ir

solucionando en la investigación. Hay que tener curiosidad científica,

intentando extraer de la realidad a investigar la mayor información posible,

por eso una observación detallada y cuidadosa, interesándose por aquellos

aspectos que sean más relevantes, es fundamental en cualquier

investigación científica.

La observación puede ser directa, mediante nuestros sentidos, sin

necesidad de ningún instrumental, o indirecta, utilizando alguno de los

instrumentales de laboratorio que están a nuestra disposición, como la lupa,

el microscopio, la balanza, etc. ...

Para una buena observación a veces es necesario realizar dibujos,

fotografías, esquematizar, clasificar, o realizar cualquier otra técnica que se

volverán a citar en otros puntos del método científico.

En ocasiones una adecuada observación a conducido posteriormente

a grandes descubrimientos. Veamos algunos un ejemplo:

• En 1791, Luigi Galvani se encontraba estudiando la anatomía de la rana.

Sujetó una de las extremidades con un gancho de cobre y, al ir a

diseccionarle con un bisturí de hierro, observó que la pata se contraía

como si hubiera sido estirada por una descarga eléctrica.

• Esta observación llevó a su amigo Alessandro Volta a inventar la

primera pila eléctrica en el año 1800, ésta consistió en una serie de

discos apilados de plata y cinc, separados por unos cartones empapados

en agua salada.

3.- LA HIPÓTESIS.

Generalmente, a partir de la observación surge el planteamiento del

problema que se va a estudiar y que debe formularse de la forma más

precisa posible. El planteamiento del problema suele ir acompañado de

alguna suposición que lo explica, a ésta se la llama hipótesis.

Para emitir una buena hipótesis que explique el comportamiento de

los fenómenos observados, es indispensable la imaginación y la reflexión.

La hipótesis debe ser verificada posteriormente mediante la

experimentación, pero el hecho que una hipótesis haya sido verificada

mediante un proceso experimental no indica que dicha hipótesis sea válida

con carácter universal.

Una buena hipótesis debe tener las siguientes características:

• • • •

Ser fruto de una observación cuidadosa del hecho a investigar.

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

Que sea comprobable experimentalmente.

Que sea precisa, esto es, 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.

4.- LA EXPERIMENTACIÓN.

Para saber si nuestra hipótesis es acertada, debemos comprobarla

experimentalmente. Hay por tanto que diseñar y realizar el montaje

experimental que intente confirmar nuestra hipótesis.

La creatividad y el espíritu crítico son dos cualidades que hay que

desarrollar en esta etapa de experimentación. Experimentar es repetir la

observación de un fenómeno bajo condiciones controladas. Un experimento

debe ser siempre reproducible, es decir, debe estar planteado y descrito de

tal manera que cualquier persona con los medios necesarios, pueda

repetirlo. De no ser así, los resultados de este experimento no serán

aceptados por toda la comunidad científica.

ACTIVIDAD 1: Sea la siguiente observación:

Se ha observado que en los invernaderos hay unas ventanas de

ventilación, que si se suprimen o cierran, se empañan los cristales.

1. Reflexiona sobre esta observación e indica una hipótesis de trabajo que

intente explicar el por qué de este hecho.

2. Piensa y elabora un diseño experimental que intente confirmar la

hipótesis de trabajo. Presenta variable independiente, dependiente, control, experimento

control,

Las VARIABLES de un experimento:

Se denominan variables a cualquier factor que influye en un

determinado experimento o fenómeno natural, que pueden ser observados y

medidos. De todos estos factores (variables) que pueden afectar a una

experimentación, algunos será el experimentador el que los quiera

modificar voluntariamente pero otros deberá, quedar sin modificarse para

que la experimentación se desarrolle adecuadamente. Por tanto

encontramos diferentes tipos de variables que afectan a un experimento,

éstas son:

• Variable independiente: es aquella variable que la controla la define y

marca el experimentados, y sólo depende de éste.

• Variable dependiente: es aquella variable que depende de la

independiente, según cómo defina el experimentador la variable

independiente, así se modificará la variable dependiente.

• Variables controladas: Son un conjunto de variables que pueden influir

en el resultado de la experimentación, pero hay que evitar que esto

suceda, por eso hay que mantenerlas con unos valores fijos y conocidos

durante todo el proceso experimental. No pueden influir a la variable

dependiente.

Las variables también se pueden clasificar según cómo se puedan medir:

• Variables cuantitativas: expresan características medibles en una escala

numérica. Pueden ser continuas (sus valores pueden expresarse con

decimales- por ejemplo la altura de una persona-) o discretas (variable

que se mide con números enteros – por ejemplo el número de hijos de

una familia-).

• Variables cualitativas: representan características expresadas en una

escala sin valores numéricos. Por ejemplo el color del cabello.

Para comprobar la veracidad del diseño experimental y si los resultados

son satisfactorios, en muchas ocasiones se hace indispensable un

experimento control, que consiste en realizar una experimentación

paralela pero despreciando la variable independiente.

ACTIVIDAD 2:

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.

• • • • • • •

¿Cuál puede ser la hipótesis de esta investigación?

¿Cuáles son las variables controladas?

¿Cuál será la variable independiente?

¿Cuál será la variable dependiente?

¿Cuál será el experimento control?

Las variables serán cuantitativas o cualitativas.

¿Por qué se introduce en el segundo recipiente un algodón sin

humedecer?

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

Las características de un buen experimento se pueden resumir de la

siguiente forma:

• Que se pueda repetir tantas veces como sea necesario.

• Que sea lo más sencillo posible de realizar.

• Que sea lo más económico posible, sin que esto vaya en perjuicio de la

investigación.

• Que sea realizable, realista.

• Que intente confirmar una hipótesis formulada anteriormente.

• Que estén claras y bien definidas las diferentes variables que intervienen

en el experimento.

• Que tenga establecido un buen experimento control siempre que sea

necesario

• Que los resultados se puedan recoger de una manera lo más sencilla

posible.

• Etc. ...

ACTIVIDAD 3: Reflexiona sobre las características que debe tener un buen

experimento, y completa la lista anterior.

ACTIVIDAD 4:

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.

• Indica una hipótesis.

• Diseña una experimentación que intente confirmar la hipótesis.

• Indica las variables: dependientes, independientes y controladas,

especificando si son cualitativas o cuantitativas.

• Indica cuál será el experimento control.

5.- LOS RESULTADOS.

En esta etapa del método científico se pretende recoger los datos y

representar los gráficamente, para facilitar las conclusiones posteriores.

I.- Registro de datos:

En la experimentación hay que ir tomando los datos con gran

precisión, dependiendo de la investigación que se trate esto se podrá

realizar de diversas maneras, pero el confeccionar tablas es algo genérico

que ayudará a ordenar los datos para después poder trabajar con ellos.

Veamos el siguiente ejemplo de tabla, donde se representa el

porcentaje de semillas de diferentes especias que han germinado a

diferentes temperaturas.

Judía

Lenteja

Girasol

Calabaza

0ºC

0

0

0

0

5ºC

1

2

0

0

10ºC

14

12

10

10

15ºC

25

20

20

25

20ºC

30

28

28

30

25ºC

100

98

99

100

30ºC

100

100

100

100

35ºC

80

70

84

92

ACTIVIDAD 5: Después de observar la tabla anterior indica:

• Una posible investigación que se estuviera desarrollando a la luz de los

datos que aparecen en la tabla.

• La variable independiente y dependiente de la experimentación.

• Las posibles variables controladas.

II.- Representación gráfica:

Las gráficas son una muestra clara de la tendencia del experimenta, y

ayudan a interpretarlo.

Las técnicas de representación gráfica son muy variadas, pero

siempre hay que tener en cuanta los siguientes aspectos:

• Las variables independientes y dependientes 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 si.

• La variable independiente suele registrarse en el eje de abscisa (X) y la

variable dependiente en el de ordenadas (Y).

• Las representaciones gráficas más utilizadas son la lineal, la de barras o

la sectorial, pero dependiendo de las necesidades de la investigación se

pueden emplear muchas otras.

Ejemplos de representaciones gráficas:

• Preferencias de turistas para visitar regiones de Andalucía en los

meses de verano.

35

30

25

20

15

10

5

0 Junio Julio Agosto Septiembre

Región 1

Región 2

Región 3

Región 4

Región 5

Mismos datos anteriores, representados en gráfica lineal:

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Junio Julio Agosto Septiembre

Región 1

Región 2

Región 3

Región 4

Región 5

Gráfico sectorial donde se representan los datos anteriores perteneciente a

la Región 1:

Junio

Julio

Agosto

Septiembre

ACTIVIDAD 6: Representa gráficamente los datos de la tabla de la actividad nº5.

6.- INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.

En esta fase el investigador tiene que saber leer los datos de la

experimentación, y ayudado por las tablas y gráficos, intentar darle una

explicación al motivo de la investigación. Ésta es una fase de análisis, de

deducciones y de extrapolaciones.

Para poder formular una conclusión acerca del problema o fenómeno

estudiado, hemos de interpretar las observaciones y datos registrados en el

curso del experimento

Si los resultados confirman la hipótesis, se pasa a la siguiente fase

formulando una conclusión. Si los resultados no verifican la hipótesis, hay

que revisar cada una de los pasos anteriores en busca de algún fallo o

aspecto que no se haya tenido en cuenta, antes de desecharla.

ACTIVIDAD 7:

Interpreta los resultados de una investigación que nos ha dado como

resultado la siguiente gráfica:

35 Altura de la planta (cm)

30

25

20

15

10

5

0 5 8 10 23 40

Nº de pulgones por hoja (media)

7.CONCLUSIONES.

Si los datos experimentales verifican la hipótesis pasaremos a

formular una idea general que sirva como conclusión de la investigación.

Varias conclusiones de diversas investigaciones sobre una misma

temática, permiten al científico formular progresivamente generalizaciones,

principios científicos, teorías, modelos, ... que van dando contenido y

explicación a una ciencia concreta.

ACTIVIDAD 8:

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.

• Diseña un experimento para intentar demostrar esta hipótesis. Indica

cuáles son las diferentes variables.

• Inventa unos datos y construye una tabla y una gráfica lineal.

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

ACTIVIDAD 9:

Eijkman fue un prestigioso investigador y médico de finales del

siglo XIX y principios del XX. Observó que los pollos de su laboratorio

presentaban síntomas de carencia de vitaminas (enfermedad llamada

Beriberi). También sabía que se alimentaban sólo de arroz descascarillado

(arroz sin cáscara).

Siguiendo los pasos del método científico, describe como harías una

investigación que intentara demostrar que la cáscara del arroz es importante

en la alimentación para no contraer la enfermedad del beriberi.

ACTIVIDAD 10:

Van Helmont fue un naturalista investigador del siglo XVII que

dedujo que las plantas no sólo crecen a consta de los nutrientes del suelo, si

no que también influye el agua. E. Mariotte (físico del mismo siglo)

demostró que las plantas formaban su cuerpo a partir de sustancias

químicas tomadas del suelo, del agua y del aire; constituyendo esto la base

de su crecimiento.

Siguiendo los pasos del método científico, describe como harías una

investigación que intente demostrar la influencia del suelo, del agua y del

aire en el crecimiento de las plantas.

ACTIVIDAD 11:

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 diferentes variables,

inventa unos datos, realiza tablas y gráficas e interprétalas. El resultado

debe ser que la hipótesis es cierta.

ESQUEMA DEL METODO CIENTIFICO

1. Observación

Observar la realidad Realizar dibujos y esquemas Hacerse preguntas

2. Hipótesis

Una o varias ideas Tendrán que ser verificadas por la experimentación

3. Experimentación

Diseñar y construir montajes experimentales Creatividad y espíritu crítico Lo más económico y fácil posible Experimento control o testigo Variables

Controladas Independientes Dependientes

4. Resultados

Registro de datos realización de tablas Representación gráfica

5. Interpretación

Analizar los datos Deducir Extrapolar

Se confirma la hipótesis

Llegar a conclusiones

No se confirma la hipótesis

Volver sobre los pasos anteriores

6. Conclusiones

Idea general que sirva como conclusión del experimento

ACTIVIDAD 12: Propón una investigación, descríbela inventándote los datos que

sean necesarios. Sigue los pasos del método científico llegando a

sacar conclusiones

8.- PRESENTACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN: EL INFORME CIENTÍFICO.

Un informe científico se compone de las siguientes partes, y se presentan

en este orden:

1.- TÍTULO.

Supone la presentación del informe, hay que poner especial atención

a qué se quiere decir y cómo se quiere expresar. El título suele reflejar la

conclusión más importante del estudio o bien la definición del estudio al

que encabeza. Su redacción debe ser precisa y de tamaño adecuado (ni muy

largo ni tan corto que no diga nada).

2.- AUTORES.

Debe figurar el nombre del equipo y los autores, evaluación durante

la cual se ha efectuado, curso y grupo.

Por lo general se cita primero al investigador que más ha aportado al

trabajo, y sucesivamente el resto de los investigadores ordenados con este

mismo criterio. Hay que especificar qué parte del trabajo ha hecho cada

uno de los autores.

Cada autor debe ir identificado con su nombre, apellidos, número de

lista y clase a la que pertenece.

3.- ÍNDICE.

Sumario de todas las partes del informe, en el que se indicará el

número de página que se encuentra cada parte, ya que las páginas deben

estar numeradas.

4.- RESUMEN.

Es una versión reducida del informe, donde se resalta, en un lenguaje

claro, lo más importante de cada una de las partes de éste: propósito de la

investigación, material empleado, métodos utilizados, resultados y

conclusiones. No debe exceder de 250 palabras, y debe ser una invitación a

seguir leyendo el resto del informe. Es mejor redactar el resumen lo último,

en un solo párrafo y en tiempo verbal de pasado (refiriéndose a un trabajo

realizado).

5.- INTRODUCCIÓN.

En este apartado se describen los motivos por los que se ha puesto en

marcha la investigación. Se deben señalar el objetivo y el fundamento del

trabajo, así como un resumen de la información que, sobre el tema, ha sido

encontrada en diferentes libros. En este punto debe quedar claro cuál ha

sido la hipótesis de trabajo de la que se ha partido para desarrollar la

investigación.

6.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

Se describen con todo detalle la instrumentación, procedimientos,

diseño y métodos estadísticos empleados. La descripción debe no debe ser

general, si no específica para la investigación, y debe realizarse con la

suficiente información como para que, cualquier investigador que lo desee,

pueda reproducir exactamente el mismo trabajo sin ninguna dificultad, ya

que la base principal de todo estudio científico es que se pueda repetir por

otros investigadores.

Se ha de identificar el material empleado en la investigación

(material de laboratorio, animales, plantas, material biológico, material

geológico, ...) señalando las características que definen a cada uno y que

sean importantes para la comprensión de la investigación.

Se deben señalar las variables (dependiente, independiente y

controladas) que entran en juego en la investigación, identificándolas

perfectamente, y realizando una fundamentación de cada una de ellas (por

qué son esas variables, cómo se va a trabajar con ellas, ...)

La redacción debe estar muy cuidada y se realiza en tiempo verbal

pasado.

7.- RESULTADOS.

En este apartado se presentan los resultados fruto del estudio,

expresados de una forma clara, precisa y concreta, utilizando tablas,

dibujos, esquemas, gráficas, fotografías, o cualquier otro procedimiento

que se considere oportuno para aumentar la claridad. Los resultados deben

ser reales, objetivos y estar expuestos con claridad de forma que permitan

su evaluación. En cada una de las tablas, gráficas, fotografías, ... debe

aparecer una explicación de los resultados representados.

8.- CONCLUSIONES

Se relacionan, interpretan y discuten los resultados obtenidos. Se

discuten las evidencias sugeridas por el estudio, teniendo en cuenta que

toda interpretación debe estar bien explicada y argumentada, y debe

relacionarse con el propósito de la investigación, y apoyarse en los datos

obtenidos.

Se explican las dificultades que han surgido, y cómo se han ido

superando.

Debe quedar claro cuál ha sido el resultado de la investigación, y si

la hipótesis de partida ha sido confirmada totalmente, en parte o nada.

Este punto puede terminar definiendo nuevas preguntas que hayan

surgido durante la investigación, o preguntas que permanezcan sin

responder.

9.- BIBLIOGRAFÍA.

Se hacen constar todas aquellas fuentes que han sido consultadas:

libros, revistas, periódicos, folletos, programas de radio, televisión, o

informática, etc...

La referencia debe incluir: título del libro, autor o autores (si son más

de tres se suele poner el primer nombre seguido de “ y col.” o “et all”), año,

edición y editorial. (si es una enciclopedia se indica el tomo y las páginas

consultadas).

ACTIVIDAD 13: Busca algún artículo científico donde se exponga una investigación y

compara la forma de comunicar dicha investigación con lo explicado en

este tema. Describe los pasos que ha ido realizando el investigador, tanto a

la hora de investigar como a la hora de realizar su informe científico.