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  • Libro digital > Unidad 1. El método científico: proyecto de investigación
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      Libro digital
      Unidad 1. El método científico: proyecto de investigación
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      Inicio de unidad

      P

      A lo largo de la historia, muchos hombres y mujeres han sentido la necesidad de comprender y explicar los fenómenos que observan. Así, el pensamiento científico del ser humano nunca cesa en su viaje más particular, el que lo adentra, a través de sus experimentos, en la mayor de las aventuras: la aventura del conocimiento.

       

      1. En el laboratorio se utiliza frecuentemente el agitador magnético (1), que consta de una placa con un imán rotatorio (2). Se utiliza para agitar el líquido contenido en un recipiente (3), en cuyo fondo se coloca un pequeño imán recubierto generalmente de teflón (4). El campo magnético rotatorio hace girar al imán que, a su vez, agita el líquido. ¿Cómo sacarías el imán del recipiente sin vaciarlo, si no puedes introducir los dedos ni las pinzas ni ningún otro instrumento?
      1. El conocimiento científico
      Libro digital
      Unidad 1. El método científico: proyecto de investigación
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      1El conocimiento científico

      P

      La ciencia considera que la naturaleza es un vasto sistema único controlado por un conjunto de leyes naturales que son las mismas en cualquier lugar. Cuando los fenómenos exceden nuestra capacidad para entenderlos es porque en la actualidad aún desconocemos las leyes que los controlan.

       

      Todos los fenómenos de la naturaleza pueden comprenderse si conocemos las leyes naturales que rigen su comportamiento.

      La actividad científica se nutre de nuestra capacidad para observar e intentar dar una respuesta objetiva a los fenómenos naturales que nos rodean: ¿Qué es el cáncer? ¿Se pueden prevenir las enfermedades? ¿Cuáles son los tratamientos más eficaces?...

      Los científicos intentan responder a estas cuestiones mediante una gran variedad de investigaciones: unas veces llevan a cabo experimentos, otras recogen información mediante la observación visual y las encuestas. Con frecuencia se investigan caminos inéditos en los que la búsqueda necesita una buena dosis de intuición, creatividad e imaginación: «No existen recetas lógicas para hacer descubrimientos», afirmaba Ramón y Cajal.

      De vez en cuando, sus investigaciones conducen a un callejón sin salida, pero también pueden dar como resultado un descubrimiento relevante o un avance tecnológico; algunas veces ponen en duda una teoría establecida y, en ocasiones, se producen descubrimientos inesperados que atribuimos a la casualidad y reciben el nombre de serendipias.

      En todos estos casos, el pensamiento científico utiliza la evidencia para sacar conclusiones. Las ideas científicas están sujetas continuamente a revisión: conforme se hacen nuevos experimentos, se ponen a prueba y pueden ser validadas, modificadas o descartadas. De esta manera, el conocimiento científico se va acumulando con el tiempo.

      La búsqueda de patrones

      Es una forma de organizar nuestro pensamiento. De esta manera, los científicos elaboran las teorías y descubren las leyes naturales que les permitan la comprensión del mundo, la vida y el universo.

      Las culturas primitivas, por ejemplo, observaron el cielo nocturno, buscaron regularidades y organizaron la información en patrones fáciles de reconocer: unieron las estrellas con líneas imaginarias y las agruparon en constelaciones. Creyeron ver la silueta de un león, de un carro, del gigante Orión… Esto les facilitó su localización y el seguimiento, noche tras noche, como puntos de referencia en el firmamento para guiarse en sus viajes por tierra y por mar.

      Reflexiona

      Serendepia

      El descubrimiento de la penicilina se atribuye a una casualidad. Suponemos que Alexander Fleming se encontraba en el lugar correcto y en el momento adecuado cuando su cultivo de bacterias se contaminó con esporas del hongo Penicillium y dedujo que alguna sustancia del hongo impedía el crecimiento bacteriano.

      Sin embargo, estos golpes de suerte solo les sirven a las personas que tienen el conocimiento científico necesario para dar sentido a la observación fortuita.

       
      • ¿Sabrías decir qué otros descubrimientos científicos y tecnológicos se consideran serendipias?

      Los límites de la ciencia

      Los dioses de las culturas antiguas solían representar a las fuerzas de la naturaleza que rigen nuestras vidas; pero, poco a poco, fueron sustituidos por razonamientos matemáticos y leyes físicas que trataban de explicar la naturaleza de las cosas y el comportamiento de los fenómenos naturales.

      La ciencia no explica el mundo sobrenatural, es decir, las entidades y acontecimientos supuestamente situados más allá de la naturaleza. A diferencia de la filosofía, el arte o la poesía, la ciencia solo puede estudiar aquello que puede medir y observar: desecha suposiciones no probadas, rechaza hipótesis, revisa de nuevo y, a veces, invalida las antiguas teorías... Pero no puede establecer juicios de valor subjetivos. No pueden someterse a comprobación científica las creencias ni las supersticiones.

      Las fuentes de información

      Antes de llevar a cabo un experimento, los investigadores necesitan conocimientos previos, es decir, tienen que saber lo que otros científicos ya han descubierto y lo que todavía desconocen acerca del tema que se proponen investigar. Para ello deben encontrar fuentes fiables que les proporcionen información valiosa.

      La información se obtiene a partir de una revisión de la literatura científica (revistas especializadas, textos, monografías, tesis doctorales…); en ocasiones procede de congresos, reuniones o conversaciones con sus colegas; y otras veces de páginas web, vídeos, fotografías, etc. Debes tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

      • Conviene consultar las fechas de publicación y asegurarse de que la información está actualizada.
      • En Internet hay tanta información científica como pseudocientífica; muchos contenidos no son más que opiniones. Desconfía de los documentos que no llevan firma, en blogs o en redes sociales. Busca información fiable y comprueba su veracidad: navega en los sitios web de las instituciones educativas (ministerio y consejerías de educación, universidades, institutos y colegios de enseñanza, etc.).
      • Consulta revistas electrónicas, bibliotecas digitales y Wikipedia (es un buen referente, aunque no hay garantía de que todo lo que publica sea fiable).
         
      • Utiliza varios motores de búsqueda, por temas o por palabras clave, como Google, Yahoo!, Ask.com, Weelp, Laiesken.net, MSN Search, Teoma, Bing o cualquier otro y compara los resultados obtenidos.

      Búsqueda en Internet. Conviene crear un archivo en el procesador de textos que uses habitualmente (Word, Pages, etc.) para recoger la información de los sitios de confianza que visitas, donde figure una captura de pantalla de la página web, el título, la dirección y un breve resumen de los contenidos.

      Desarrolla el espíritu crítico

      Las pseudociencias

      Las pseudociencias son afirmaciones, creencias o prácticas que pretenden explicar fenómenos de la naturaleza sin cumplir los requisitos indispensables para ser consideradas explicaciones científicas, como las esgrimidas por la astrología, la parapsicología, la magnetoterapia, etc.

      Estas disciplinas utilizan un lenguaje oscuro, son dogmáticas y sus planteamientos no admiten refutación, ya que no aportan pruebas experimentales. Sus defensores dicen ser perseguidos cuando sus creencias son rebatidas por la ciencia.


      Signos del Zodiaco. La astronomía es la ciencia que estudia el universo y sus misterios. La astrología es una pseudociencia que supuestamente ve influencias de los astros sobre la vida de los seres humanos.

       
      • Busca información sobre algunas pseudociencias, como la alquimia, la astrología, la magnetoterapia y la dianética. Elabora un informe crítico y preséntalo al resto de la clase.
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      2. Método científico experimental
      Libro digital
      Unidad 1. El método científico: proyecto de investigación
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      2Método científico experimental

      P

      Cada uno tenemos percepciones, creencias y prejuicios que nos hacen ver las cosas de manera diferente. Para poder separar lo verdadero de lo falso, sin dejarse llevar por la subjetividad, se utiliza el método científico.

      El método científico experimental es un conjunto de etapas o procedimientos que siguen los científicos para responder a las preguntas que se plantean sobre la naturaleza.

      Para llevarlo a cabo, los científicos hacen observaciones y realizan preguntas, formulan hipótesis, diseñan experimentos para probar la validez de sus hipótesis, obtienen datos, analizan los resultados, sacan conclusiones y comunican los resultados.

      1 Hacer observaciones

      La investigación científica comienza con la observación de un fenómeno, es decir, cualquier suceso u objeto material que pueda ser observable. Por ejemplo, el peso, la forma, el tamaño, la temperatura y el color son propiedades observables de los objetos.

      Observar consiste en utilizar los sentidos, con la ayuda de instrumentos científicos, para apreciar las características externas o internas de los objetos, los fenómenos o los seres vivos y sus peculiaridades, con el fin de extraer conclusiones.

      La observación no siempre es fácil, ya que muchos fenómenos ocurren sin que nos demos cuenta; además, está limitada no solo por la mayor o menor pericia del observador, sino, fundamentalmente, por las técnicas y los instrumentos científicos que emplea. Estos permiten amplificar la capacidad de los sentidos para distinguir hasta los más pequeños y finos detalles.

      Instrumentos ópticos. La lupa (1), el estereomicroscopio o lupa binocular (2) y el microscopio compuesto (3) permiten aumentar el tamaño de la imagen de un objeto para poder observar con nitidez aquello que nuestros ojos no pueden percibir.

      2 Realizar preguntas

      Cuando observamos algo que nos llama la atención, porque está fuera de lo normal o es difícil de explicar, suele plantearnos un interrogante, de manera que la búsqueda de la respuesta a menudo implica hacer más observaciones.

      Encontrar una buena pregunta suele ser un obstáculo, y para facilitar la investigación conviene que la pregunta que realizamos sea del tipo: ¿Cuál es el efecto de A sobre B? ¿Qué pasa con B cuando cambia A? Si mantenemos constante A, ¿qué pasará con B? El término que utilizan los científicos para designar A y B se denomina variable.

      Una variable es un factor observable y medible que se puede manipular o controlar. Puede ser una característica de un objeto, fenómeno o ser vivo que cambia en el transcurso de un experimento y puede adoptar diferentes valores, desde el punto de vista cuantitativo o cualitativo.

      3Formular una hipótesis

      A menudo formulamos hipótesis o predicciones sobre el mundo que nos rodea para comprobar si estamos en lo cierto: ¿por qué no arranca el automóvil? ¿Tiene gasolina? ¿Es la batería? ¿Qué va a pasar si hago esto…...?

      Se trata de posibles explicaciones o respuestas «provisionales» a una pregunta que, si nos basamos en los conocimientos de que disponemos, en principio nos parecen buenas, aunque puede que sean acertadas o quizá erróneas.

      Una hipótesis es una suposición sobre las causas probables que han dado lugar al fenómeno observado y es también una predicción de lo que se espera que suceda durante el curso de la experimentación.

      Una hipótesis plantea una relación entre dos o más variables y se presenta a menudo en la forma «si... entonces…». Por ejemplo: si trituramos la sal de mesa, entonces se disolverá antes que si se encuentra en forma de cristales grandes.

      La hipótesis debe ser comprobable mediante el diseño de un experimento que pruebe su veracidad. Por ejemplo, podemos comprobar el tiempo que tardan en disolverse distintos tipos de sal, con tamaños de grano diferentes. Si la hipótesis se prueba una y otra vez, gana credibilidad; por el contrario, si se demuestra que es errónea, es refutada y se rechaza.

      La hipótesis también debe tener poder explicativo y dar una idea de por qué se produce el fenómeno observado. En nuestro ejemplo, cuanto menor sea el tamaño del grano, mayor es la superficie en contacto con el agua y mayor es la velocidad de disolución.

      Falsabilidad

      Para que una hipótesis sea válida debe ser falsable; esto quiere decir que, en caso de que sea falsa, los científicos deben ser capaces de reunir pruebas para refutarla mediante las observaciones y el diseño de experimentos que demuestren su falsedad.

       

      Enfoque científico

      Influencia de la temperatura en la división celular

      Los resultados obtenidos en un experimento de microbiología se organizaron en la siguiente tabla, que muestra el efecto de la temperatura sobre el tiempo que tardan las bacterias en experimentar la división celular y duplicar su población, expresado mediante el número de duplicaciones/hora.

      • ¿En qué ejes, de ordenadas o abscisas, debes representar cada una de las variables?
      • ¿A qué temperatura se realiza más rápidamente la multiplicación bacteriana? ¿Qué ocurre a 50 ºC?
       

      El término falsable significa algo así como comprobable, es decir, la experimentación debe poder comprobar que es una hipótesis verdadera o falsa. Solo son científicas las hipótesis falsables.

      Reconocer causa y efecto

      En la naturaleza las cosas ocurren porque obedecen a determinadas causas.
       

      La causa es el fenómeno que provoca la aparición de un hecho, que es el efecto.

      • De la causa al efecto. La íntima relación entre la causa y el efecto nos permite establecer, a partir de la causa, el efecto. Por ejemplo, sabemos que los hongos se reproducen por esporas y que estas necesitan un medio húmedo para desarrollarse; por lo que podemos formular la siguiente hipótesis: tras unas abundantes lluvias (causa) aparecerán muchas setas en los bosques (efecto).
      • Del efecto a la causa. A partir del efecto producido, se puede establecer cuál es la causa. Por ejemplo, sabemos que los tallos de las plantas leñosas dicotiledóneas presentan anillos de crecimiento. ¿Qué hipótesis podemos formular a partir de la observación del desarrollo de dichos anillos?

      Reflexiona

      Hipótesis no falsable

      «La evolución obedece al diseño inteligente de una deidad superior». No es una hipótesis científica, porque no es falsable: no existe la posibilidad de realizar observaciones ni diseñar experimentos que demuestren la falsedad de la existencia de esta deidad. Y si no se puede demostrar su falsedad, tampoco su veracidad.

      • Formula una hipótesis falsable y otra que no lo sea y argumenta sobre la falsabilidad como criterio de validez científica de las hipótesis. Elabora un informe y preséntalo al resto de la clase.

      1. ¿En qué consiste el principio de parsimonia o navaja de Occam?
      1. El musgo y los líquenes crecen en la cara norte de los árboles. ¿Cuál es la causa?
      1. Si fumigamos con insecticida un árbol frutal en flor, ¿qué efectos perniciosos ocasionará?

      Controla tu salud

      La navaja de Occam

      Si queremos saber cuál puede haber sido la causa más probable que ha provocado el desarrollo de un cáncer de labio en un marinero, podemos pensar varias hipótesis: la maldición lanzada por un chamán al que estafó, haber besado a las numerosas mujeres que conoció en los puertos donde recalaba, la radiación ultravioleta del Sol o el humo de su pipa.

      ¿Qué hacer a la hora de elegir entre dos o más hipótesis alternativas que en principio son igualmente válidas? Pues seguir el principio de parsimonia, también conocido como la navaja de Occam: consiste en «afeitar» las hipótesis más complejas y rocambolescas y quedarnos con las más sencillas y depuradas. La explicación más simple es la más probable, aunque no necesariamente la verdadera.

      Lo más probable es que el marinero haya desarrollado un cáncer de labio por el contacto permanente de los alquitranes del tabaco de pipa con el labio; tal vez ayudado por la excesiva radiación ultravioleta que recibe del Sol durante sus viajes. Esta es la hipótesis que deberemos comprobar experimentalmente

      Identificación de variables

      Un poco de matemáticas

      Error de medición

      Siempre que medimos cometemos un error: los valores que resultan de las mediciones se desvían ligeramente del valor real de dicha magnitud.

      Un procedimiento para reducir el error consiste en realizar, al menos, tres mediciones de cada magnitud y calcular el valor medio (se suman los tres valores y se dividen por 3):

      La formulación de una hipótesis requiere la identificación previa de las variables que resultan de la observación inicial y de las preguntas que se plantean.

      Las variables se utilizan en los experimentos para determinar si los cambios en una cosa dan como resultado cambios en otra. Por ejemplo, formulamos la siguiente hipótesis: si adicionamos fertilizante nitrogenado a las plantas de tomate, entonces crecerán más en altura que las plantas que no reciban este tipo de abono.

      • Variable independiente. Su nombre hace referencia a que no depende de otra cosa para estar presente. También se denomina variable manipulada, porque es el factor cuyos valores manipula voluntariamente el experimentador en el transcurso de la investigación, con el fin de determinar su relación con el fenómeno que se pretende observar (los cambios de la variable dependiente).

        Para identificarla hay que responder a la pregunta: ¿qué puedo cambiar? En nuestro ejemplo, la variable independiente adopta varios niveles: son los distintos porcentajes de fertilizante nitrogenado (2 %, 4 %, 6 %, 8 % y 10 %) que se añaden al suelo donde se cultivan las plantas de tomate.
      • Variable dependiente. Su nombre hace referencia a que depende de algo que la hace variar. Es el factor que el experimentador piensa que podría cambiar en respuesta a los cambios o manipulaciones de la variable independiente.

        La variable dependiente es la que se mide en el experimento y para identificarla hay que responder a la pregunta: ¿qué es lo que observo, es decir, cuál es la respuesta que estoy midiendo? En nuestro ejemplo, la variable dependiente sería la altura que alcanzan las plantas de tomate.
      • Variables controladas. Son los factores cuyos valores se mantienen constantes en la experimentación para evitar que influyan en el efecto de la variable independiente sobre la variable dependiente.

        Para identificarlas hay que responder a la pregunta: ¿qué puedo mantener constante en el experimento? En nuestro ejemplo, las variables controladas son las que permanecerán sin cambios: la variedad de planta de tomate, la marca del fertilizante, el tipo de maceta y de suelo en el que se cultivan las plantas y la cantidad de agua y de luz solar que reciben.
      1. Describe las características de las variables dependiente, independiente y controlada.

      Variable independiente. Es el porcentaje de fertilizante nitrogenado que se añade a cada una de las macetas.

       

      Variable dependiente. Es la altura que alcanzan las plantas de tomate.

       
       

      4 Diseñar experimentos

      Un experimento es un conjunto de procedimientos que se llevan a cabo para probar una hipótesis en condiciones controladas.

      El experimento se diseña para demostrar las relaciones causales entre las variables; para ello, el investigador manipula la variable independiente y mide el efecto provocado sobre la variable dependiente. De esta forma, obtiene datos y recopila pruebas medibles, empíricas (obtenidas por la experimentación), que más tarde evaluará de manera crítica.

      Cuantas más veces se repita un experimento, más fiables serán los resultados si apoyan las mismas conclusiones. Por el contrario, si los resultados no apoyan la hipótesis original, los investigadores pueden sugerir nuevas observaciones, formular otras hipótesis o llevar a cabo experimentos adicionales. De esta manera, la investigación permite refutar una o más de las posibles hipótesis hasta que una de ellas permanece.

      El experimento requiere un protocolo experimental, es decir, un plan de acción en el que se especifican los siguientes elementos: los procesos empleados para la observación y las fuentes de información consultadas, la hipótesis formulada, los materiales utilizados, la metodología que se sigue y la forma en que se analizan los datos y se interpretan los resultados. El ensayo clínico es una evaluación experimental para valorar en los seres humanos los beneficios, la seguridad de un medicamento o la eficacia de una prueba diagnóstica o terapéutica.

      Experimento controlado

      Es aquel que prueba solo un factor cada vez y compara los resultados obtenidos en un grupo control con los que se obtienen en uno o más grupos experimentales, en los cuales se manipula únicamente la variable independiente que se desea comprobar. El tamaño de los grupos debe ser suficientemente grande para que los resultados sean significativos.

      Debido a que entre el grupo control y los grupos experimentales solo difiere la variable independiente, las diferencias observadas en el resultado del experimento probablemente serán causadas ​​por los cambios realizados sobre esa variable.

       
      • Grupo control. Contiene los mismos factores que el grupo experimental, a excepción de uno: carece de la variable independiente. Es una forma de detectar o medir la influencia de otros factores no previstos en los resultados de la experimentación.

      Ensayo clínico doble ciego. Grupo experimental (A) con tratamiento y grupo de control (B) con placebo (una sustancia carente de ingredientes activos: por ejemplo, una píldora de azúcar). En este tipo de ensayo, tanto el investigador como los pacientes desconocen quiénes pertenecen a uno u otro grupo, con el fin prevenir los errores que se pueden cometer a causa del efecto placebo: el paciente se sugestiona y experimenta una mejoría, solo por la esperanza de curación y la sensación de ser tratado médicamente tras la administración del placebo.

       


      Grupo control: sin fertilizante.
      Grupo experimental: con distintos porcentajes de fertilizante.

      En el experimento mencionado anteriormente sobre la adición de fertilizante nitrogenado a las plantas de tomate, el grupo de control incluiría los siguientes factores: la misma variedad de planta de tomate, cultivada en el mismo tipo de maceta y de suelo y con igual aporte de agua y de luz solar que las del grupo experimental. 

      • Grupo experimental. Contiene los mismos factores que el grupo control y, además, está presente la variable independiente, que es la que se va a manipular, para ver los posibles cambios en la variable dependiente, que son los efectos que se desean probar.

        En el ejemplo anterior, el grupo experimental contendría los mismos factores que el control (variedad de planta de tomate, tipo de maceta y de suelo de cultivo y la cantidad de agua y de luz solar que reciben) y, además, la variable independiente: los distintos porcentajes de fertilizante nitrogenado (2 %, 4 %, 6 %, 8 % y 10 %) que se añaden al suelo de las macetas donde se cultivan las plantas de tomate.

      5 Obtener y organizar los datos

      Una de las destrezas que debe adquirir un investigador es la de aprender a usar los instrumentos científicos que amplifican sus sentidos para observar, medir y obtener datos con exactitud y precisión.

      Los datos son la información obtenida a partir de las observaciones y las mediciones realizadas en la experimentación de las correspondientes magnitudes. Pueden ser cualitativos o cuantitativos y los investigadores los analizan e interpretan con el fin de averiguar si confirman su hipótesis o, por el contrario, la refutan.

      • Datos cualitativos. Describen cualidades de fenómenos, situaciones o procesos, como el comportamiento, las preferencias, las opiniones, etc.
      • Datos cuantitativos. Se expresan como magnitudes de las variables que intervienen en un experimento y se pueden medir: temperatura, presión arterial, tiempo, luz, intensidad de sonido, número, masa, altura, longitud, volumen, área, velocidad, concentración, densidad, etc.

        Cuando se anotan, hay que asegurarse de incluir las unidades correspondientes a las magnitudes registradas en las mediciones (mL, cm2, segundos, etc.).

      Cuando los experimentos no son posibles, los científicos poner a prueba sus hipótesis mediante las observaciones naturales, cuyo datos se obtienen a partir de la observación visual o las encuestas. Consiste en la observación de un fenómeno o un comportamiento tal como ocurre en su entorno natural, sin intervención por parte del investigador.

      La información que suministran los datos recolectados durante una investigación se hace más evidente cuando se agrupan, se procesan y se organizan mediante tablas y gráficos. De esta manera son más fáciles el análisis de los resultados, la observación de regularidades y patrones y el establecimiento de las posibles relaciones entre dos o más variables.

      Tablas

      Ayudan a organizar los datos recopilados durante una observación o experimentación para que se puedan analizar e interpretar con mayor facilidad. En la parte superior tienen un título y una descripción del tema que tratan (también llevan un número si hay más de una).

      Observaciones naturales. Se utilizan para investigar fenómenos que no podemos manipular, como la erupción de un volcán o el comportamiento de los gorilas en la selva africana.

      Reproducibilidad. Para que una experimentación sea válida ha de poder reproducirse en cualquier lugar y por cualquier investigador, Un ensayo experimental no será aceptado como válido si ningún otro investigador puede reproducir o repetir los resultados del experimento.

      COMPOSICIÓN DEL AIRE INSPIRADO, EXPIRADO Y ATMOSFÉRICO 
      Gases Aire inspirado Aire espirado Aire atmosférico
      Oxígeno 21 % 16,5 % 21 %
      Dióxido de carbono 0,03 % 4,5 % 0,03 %
      Nitrógeno 78 % 78 % 78 %
      Vapor de agua y otros 0,07 % 0,1 %

      0,07 %

      Tabla de datos. Compara la composición de gases del aire inspirado, espirado y atmosférico. Está dividida en celdas formadas por columnas (verticales) y filas (horizontales).

      • En los encabezados de las columnas figuran las características, variables o magnitudes que se van a comparar.
      • En las filas se recogen los datos correspondientes a los valores que adoptan las variables dependientes.
      1. ¿En qué consiste un experimento controlado?
        ​
      2. ¿Qué son las observaciones naturales y cuándo se llevan a cabo?
      Gráficos

      Después de organizar los datos en tablas, pueden representarse en un gráfico para facilitar su análisis e interpretación. Los tres tipos de gráficos más utilizados son el lineal, el de barras y el de sectores (de tarta).

      • Gráficos líneales. Se utilizan para mostrar la relación matemática entre dos variables. Cada una de ellas se representa en un eje de coordenadas: los valores de la variable independiente se representan en el eje horizontal o de abscisas (eje X) y los de la variable dependiente en el eje vertical o de ordenadas (eje Y). Dicha relación se pone de manifiesto mediante una línea, recta o curva, constituida por infinitos puntos. Cada punto representa los valores de ambas variables en un instante determinado.

      El gráfico lineal permite analizar el comportamiento de un proceso o la interpretación de un fenómeno; además, permite calcular valores que no se han obtenido experimentalmente mediante interpolación y extrapolación.

      • Interpolación. Es el procedimiento de obtención de datos en un gráfico cuando el punto que buscamos se encuentra entre los valores que hemos representado.
      • Extrapolación. Es el procedimiento de obtención de datos en un gráfico cuando el punto que buscamos se encuentra fuera del rango de los valores que hemos representado.
      • Gráficos de sectores (o de tarta). Se utilizan para representar la proporción de las partes que componen un todo. Cada sector representa una parte y la suma de todos ellos es el 100 % (la tarta completa).
      • Gráficos de barras. Son una forma de representar gráficamente un conjunto de datos. Permiten comparar los valores que adopta la variable dependiente mediante barras rectangulares, cuyas longitudes son proporcionales a los valores representados, frente a una categoría o valor discreto de la variable independiente.

      En un gráfico de barras verticales, la variable independiente se representa a largo del eje horizontal, mientras que la altura de la barra representa el valor de la variable dependiente.

      Gráfico de barras. Compara el incremento del número de defunciones por cáncer de pulmón en varones por cada 100 000 habitantes (variable dependiente) en función del aumento del número de cigarrillos fumados diariamente y la edad (variables independientes).

      Gráfico lineal. Este ejemplo muestra que hay una relación prácticamente lineal entre el incremento de la temperatura del agua (variable independiente) y la solubilidad de la sal cloruro de potasio (KCl) (variable dependiente).

      • Interpolación (verde): a 40 ºC se disuelven 40 g de KCl /100 g de H2O.
      • Extrapolación (azul): a 100 ºC se disuelven 57,5 g de KCl /100 g de H2O.

       Gráfico de sectores de los porcentajes de elementos químicos más abundantes en el agua marina. Cada componente se representa mediante un sector de la tarta proporcional al tanto por ciento que representa. Como la circunferencia del círculo supone 360°, el ángulo de cada sector (α) se calcula mediante una sencilla regla de tres. Para el sodio, por ejemplo, será:

      360° –––––––– 100 %

      α° –––––––– 30,6 %;

      α = 360º × 30,6/100 = 110,16º

       

      6 Analizar los resultados y sacar conclusiones

      Los investigadores analizan los resultados obtenidos en los experimentos con el fin de sacar conclusiones y elaborar una explicación razonable.

      Para probar o refutar una hipótesis debe existir al menos un 95% de probabilidad de que los resultados son precisos y no se deben a una casualidad. Para un científico resulta tan importante demostrar que una hipótesis es apoyada por sus resultados como que no lo es.

      Las conclusiones de un experimento pueden probar una de las hipótesis sobre las demás, pero también pueden sugerir una explicación totalmente nueva y llevar a la formulación de nuevas hipótesis y experimentos. De esta manera la ciencia progresa y el conocimiento científico continúa creciendo.

       


      Resultados y conclusiones. A veces, los científicos pueden llegar a diferentes conclusiones a partir de los mismos resultados.

       

      7 Comunicar los resultados

      Código ético. El intercambio intelectual entre los científicos debe cumplir un código ético por el que se comprometen a no falsear los datos en sus publicaciones ni utilizar el trabajo de otros sin reconocer su autoría.

      Los científicos forman una comunidad global y aprenden los unos de los otros, así como de los descubrimientos de sus antecesores. «Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes», escribió en 1675 Isaac Newton a Robert Hooke, en referencia a los grandes hombres de ciencia que le precedieron, como Kepler, Copérnico o Galileo: las grandes ideas científicas son el resultado de un número incalculable de interacciones.

      Los investigadores reflexionan sobre sus descubrimientos, informan de sus hallazgos y comunican sus resultados de muchas maneras: conversan con sus colegas, escriben libros, dan conferencias, acuden a simposios, etc., aunque la forma más habitual de hacerlo es mediante las publicaciones en revistas. De esta manera otros científicos pueden acceder a los protocolos experimentales y los resultados; así otros pueden repetir los experimentos y confirmar la validez de las conclusiones.

      8 Elaborar teorías y leyes científicas

      Las teorías científicas son un conjunto de explicaciones coherentes que unifican uno o varios fenómenos relacionados, observaciones e hipótesis probadas una y otra vez y avaladas por un amplio conjunto de pruebas objetivas obtenidas mediante la investigación científica.

      Las leyes científicas son afirmaciones o enunciados, generalmente expresados mediante ecuaciones matemáticas, obtenidas a partir de numerosos resultados y observaciones experimentales, que expresan lo que sucede en una situación concreta, en condiciones específicas.

      Las teorías son sistemas de ideas que ayudan a organizar el pensamiento científico, como la teoría celular, del Big Bang, de la evolución por selección natural, de la tectónica de placas, etc. A diferencia de las teorías, que explican cómo funciona la naturaleza, las leyes son generalizaciones que solo expresan la forma en que se comportan los fenómenos naturales en determinadas condiciones, no por qué lo hacen así: las leyes necesitan una teoría que las explique.

      Así, por ejemplo, la ley de la gravitación solo expresa que todos los objetos siempre caen hacia el centro de la Tierra, pero no por qué lo hacen. Hace falta una teoría, en este caso la teoría de la gravitación, para explicar cómo los cuerpos se atraen entre sí.
       

      1. ¿Dónde se representan las variables dependiente e independiente en un gráfico lineal?
      1. ¿Qué es una teoría científica? Describe algunos ejemplos de teorías.
      1. El conocimiento científico
      3. Proyecto de investigación
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      Unidad 1. El método científico: proyecto de investigación
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      3Proyecto de investigación

      P

      El diseño de tu propio proyecto de investigación debe ser emocionante y divertido, pero tal vez necesites un poco de ayuda para comenzar, si quieres ser original y creativo y utilizar correctamente el método científico.

      Lo primero que necesitas es una idea, que puede surgir de tus observaciones y de una gran variedad de fuentes de información.

       

      1 Observa y consulta fuentes de información

      Consulta fuentes de información fiables para saber hacia dónde debes dirigir tus observaciones. Pueden ser múltiples: sucesos de la actualidad, experiencias personales, intuiciones, conversaciones con amigos, visitas a museos, conferencias, lectura de libros, revistas, periódicos…, navegación por Internet (páginas web, blogs, foros de debate y chats en redes sociales), programas de televisión, películas, vídeos, etc.

      Observación: la vitamina C, o ácido ascórbico, es un nutriente abundante en las naranjas y limones y en otras frutas y verduras. El zumo de naranjas exprimidas es una opción ideal para el suministro de vitamina C, un agente antioxidante imprescindible para la formación del colágeno y la prevención del escorbuto.

       

      2 Realiza preguntas

      Te propones realizar un experimento para responder a una pregunta o resolver un problema, es decir, algún fenómeno o cuestión cuya solución desconoces. Esta es, sin duda, la parte más difícil, pues no hay fórmulas para identificar problemas y formular preguntas.

      Pregunta: ¿La vitamina C del zumo de naranja recién exprimido se conserva indefinidamente o se degrada con el tiempo?

      3 Formula una hipótesis

      Una hipótesis es una especie de primera explicación o respuesta a la pregunta que has realizado, que te da pistas sobre las variables que intervienen en el experimento y hace predicciones sobre su resultado.

      Para formularla debes encontrar algo para medir, que te permita obtener datos cuantitativos que se expresen como magnitudes de las variables que intervienen en tu experimento.

      Hipótesis: si el zumo de naranja está recién exprimido entonces contiene más cantidad de vitamina C que cuando lleva preparado un tiempo.
       

       

      Aprende a observar y a medir. Si preparas algún alimento, utiliza tus sentidos: fíjate en el color, huele, saborea los ingredientes, aprecia los cambios que se producen al exprimirlos o durante la cocción, mide las cantidades, controla el tiempo, sigue los pasos de una receta, formula preguntas (¿Cuánto pesa? ¿Qué cuestan los ingredientes? ¿Cuántas porciones salen de una pizza?).


      Aprende a formular hipótesis y a predecir. ¿Qué pasará si añadimos sal al hielo? ¿Cuántas semillas van a germinar en nuestras macetas? ¿Si añadimos una marca de fertilizante crecerán más? ¿Nuestros tomates tendrán mejor sabor si los abonamos con humus de lombriz? ¿Quién es el asesino en la película de suspense?

      • La variable independiente (manipulada) es el tiempo transcurrido desde que se preparó el zumo de naranja.
      • La variable dependiente (variable de respuesta) es cualquier cambio que resulta de la manipulación de la variable independiente. En nuestro ejemplo es la concentración de vitamina C que vamos a medir en un zumo de naranja que lleva preparado un cierto tiempo.
      • Las variables controladas son la variedad de naranja, el lote, la forma de exprimirla, la cantidad de zumo y la exposición a la luz, la temperatura a la que se mantiene el zumo, la naturaleza del indicador (almidón) y la del reactivo utilizado para la valoración (Betadine).

      4 Diseña un experimento: protocolo experimental

      Aprende a experimentar. Diseña procedimientos experimentales para comprobar cosas cotidianas, por ejemplo, si puedes construir castillos de arena más altos cuanto más mojada esté la arena, o si un globo lleno de agua se romperá más fácilmente si contiene más agua que otro. Discute los resultados con tus amigos.

       

      Materiales para la experimentación.

      En tu experimento tienes que asegurarte de que solo vas a manipular una variable independiente cada vez. Debes indicar cómo vas a manipular esta variable independiente, cómo vas a medir la respuesta de la variable dependiente o experimental y con qué frecuencia realizarás las mediciones.

      • La variable independiente: tiempo transcurrido. Establecemos los intervalos de 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h y 120 h, desde que se prepara el zumo, para llevar a cabo el análisis del contenido de vitamina C en cada uno de dichos intervalos.
      • La variable dependiente: concentración de vitamina C. Se mide mediante la adición de yodo, que es un agente que la oxida. Previamente añadimos al zumo de naranja 0,5 mL de una disolución de almidón al 1 % que se utiliza como indicador. A continuación añadimos gota a gota una disolución yodada de Betadine sobre la muestra de zumo de naranja con almidón y contamos el número de gotas necesarias para oxidar la vitamina C del zumo. Cuando se ha oxidado toda la vitamina C, el exceso de yodo que queda libre forma un complejo con el almidón que da una coloración entre azul-violáceo y gris-marrón.
      • Las variables controladas: todas las que puedan influir en el experimento, excepto la variable independiente. Se mantienen constantes y para ello utilizamos la misma variedad de naranjas, el zumo de naranja lo mantenemos a temperatura ambiente, los ensayos se protegen de la luz y, por último, la cantidad de zumo y la concentración de almidón y de Betadine también se mantienen constantes.
      • El grupo control es el zumo de naranja recién exprimido, que no está expuesto al paso del tiempo (carece de variable independiente).
      • El grupo experimental está compuesto por las diferentes muestras del zumo de naranja que llevan preparadas un cierto tiempo, en el que mediremos la concentración de vitamina C a intervalos de tiempo regulares.
      • Solución patrón de vitamina C. Sirve para calcular la relación que existe entre el número de gotas de Betadine añadidas y la cantidad de vitamina C. Para ello utilizamos un preparado de vitamina C, adquirido en la farmacia, de composición conocida (Redoxón, Cebión, etc.). En un vaso de precipitados de 1 000 mL se disuelve un sobre (o tableta) de   1 000 mg de vitamina C en 1 L de agua destilada y, por tanto: 1 mL de solución patrón contiene 1 mg de vitamina C.
      Materiales
      • Necesitaremos 5 naranjas maduras de un mismo lote, un exprimidor de zumos, un colador o gasa para filtrar, cuentagotas (el Betadine ya lo lleva incorporado), pipeta o jeringuilla.
      • 2 vasos de precipitados o matraces (uno de 500 mL para el zumo y otro de 1 000 mL para la solución patrón), dos gradillas y 6 tubos de ensayo (se pueden utilizar otros tipos de recipientes, como los frascos de conservas).
      • Además son necesarios los siguientes reactivos:
      • Solución de almidón al 1 %: se disuelve 1 g de almidón (se puede utilizar maicena) en 100 mL de agua destilada y luego se lleva a ebullición durante 5 minutos.
      • Solución de yodo: Betadine, que es una solución de povidona yodada al 10 % con una concentración de yodo disponible del 1 %.
      • Solución patrón de vitamina C (1 mg/mL).
      1. ¿Cuáles son las variables controladas y el grupo control en el proyecto de investigación?
      2. ¿Para qué se utiliza la solución patrón de vitamina C?​
       
      Procedimiento

      Oxidación de la vitamina C en el zumo de naranja. Al principio no hay cambio de color (1), mientras reacciona el yodo de la disolución de Betadine con la Vitamina C (2). Inmediatamente después de su completa oxidación, la siguiente gota de Betadine aporta yodo en exceso que reacciona con el almidón y forma el complejo yodo-almidón de color entre azul violáceo (3) y gris-marrón, según la intensidad del color naranja del zumo.

      Oxidación de la vitamina C en la solución patrón. No hay cambio de color, mientras reacciona el yodo de la disolución de Betadine con la Vitamina C (1). Cuando se ha completado la oxidación, el yodo en exceso reacciona con el almidón y forma el complejo yodo-almidón de color azul violáceo (2). Cuanto mayor sea la concentración de vitamina C más cantidad de gotas de Betadine deberemos añadir para oxidarla.

      En cada intervalo de tiempo (0 h, 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h y 120 h) se deben hacer dos análisis simultáneos: en los tres tubos de ensayo del zumo y en los tres tubos de la solución patrón correspondientes a dichos intervalos.


      Análisis del zumo de naranja

      1. Escogemos al azar 5 naranjas de un mismo lote y las exprimimos hasta obtener unos 250 mL de zumo. Filtramos el zumo a través de un colador o una gasa y recogemos el filtrado en un vaso de precipitados de 500 mL.
      2. Rotulamos o etiquetamos 3 tubos de ensayo para el zumo de naranja (ZN) con los nombres ZN-0A, ZN-0B, ZN-0C; los colocamos en una gradilla y añadimos con una pipeta o una jeringuilla 5 mL de zumo de naranja recién exprimido a cada uno de ellos. El vaso de precipitados con el resto del zumo de naranja lo guardamos a oscuras a temperatura ambiente.
      3. A continuación analizamos la concentración de vitamina C del zumo de naranja recién exprimido (0 h) en estos tres tubos (ZN-0A, ZN-0B y ZN-0C).
      1. Añadimos a cada tubo 0,5 mL de la solución de almidón al 1%. Luego agregamos gota a gota la solución de Betadine, con el cuentagotas que lleva incorporado el frasco, sobre el zumo de cada tubo de ensayo: primero en el 0A, luego en el 0B, y por último, en el 0C.
      2. Después de cada gota debemos agitar el tubo de ensayo para que se mezcle y observaremos que, al principio, el color azul del complejo yodo-almidón desaparece inmediatamente, debido a que el yodo se transforma al oxidar la vitamina C y no reacciona con el almidón.
      3. Cuando toda la vitamina C se ha oxidado, el color del yodo-almidón que añadimos ya no desaparece y el zumo adopta un color entre azul violáceo y gris marrón. En este punto finalizamos el procedimiento y anotamos en una tabla el número de gotas empleadas para oxidar la vitamina C. Sumamos las tres cantidades obtenidas en cada unos de los ensayos (0A, 0B y 0C), dividimos por 3 y anotamos en la tabla el valor medio obtenido en las tres mediciones. Al finalizar el análisis, lavamos los tubos de ensayo.
      1. Repetimos el paso 3, al cabo de 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h y 120 h. Para cada intervalo de tiempo rotulamos de nuevo los tres tubos de ensayo con los nombres ZN-12A, ZN-12B, ZN-12C; ZN-24A, ZN-24B, ZN-24C; ZN- 48A, ZN-48B, ZN-48C; ZN-72A, ZN-72B, ZN-72C, ZN-96A, ZN-96B, ZN-96C; y ZN-120A, ZN-120B, ZN-120C, respectivamente. Calculamos los valores medios obtenidos en cada medición y los anotamos en la tabla.

      Análisis de la solución patrón

      1. Rotulamos o etiquetamos otros 3 tubos de ensayo para la solución patrón (SP) con los nombres SP-0A, SP-0B, SP-0C; los colocamos en una gradilla y añadimos con una pipeta o una jeringuilla 5 mL de solución patrón recién preparada (0 h) a cada uno de ellos (1mg de vitamina C/mL).
      2. Analizamos la concentración de vitamina C de la solución patrón recién preparada de los tubos SP-0A, SP-0B, SP-0C y procedemos del mismo modo que en el punto 3. El vaso de precipitados con el resto de la solución patrón también lo guardamos a oscuras a temperatura ambiente.
      1. Colocamos los tres tubos en una gradilla y añadimos a cada uno de ellos 0,5 mL de la solución de almidón al 1 %. Luego agregamos gota a gota la solución de Betadine en cada tubo, hasta que aparezca la coloración azul violácea.
      2. Contamos el número de gotas empleadas en cada uno de los tres ensayos y obtenemos el valor medio. De esta manera, calculamos en número de gotas de Betadine utilizadas para oxidar los 5 mg de vitamina C presentes en los 5 mL.
      3. Repetimos el paso 2 al cabo de 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h y 120 h. Para cada intervalo de tiempo rotulamos los tres tubos de ensayo con los nombres SP-12A, SP-12B, SP-12C; SP-24A, SP-24B, SP-24C; SP- 48A, SP-48B, SP-48C; SP-72A, SP-72B, SP-72C, SP-96A, SP-96B, SP-96C; y SP-120A, SP-120B, SP-120C, respectivamente. Calculamos los valores medios obtenidos en cada medición y los anotamos en la tabla.
         
      1. ¿Qué indica el cambio de coloración, cuando pasa de naranja a un color entre azul-violáceo y gris-marrón?
      1. Si son necesarias 34 gotas de Betadine para oxidar 5 mg de vitamina C de la solución patrón, ¿cuál es la concentración de vitamina C de un zumo de naranja, expresada en mg de vitamina C/100 mL de zumo, que requiere 25 gotas de Betadine para su oxidación?

      5 Organiza la información

      Los datos recopilados durante la experimentación se organizan en una tabla para que se puedan analizar e interpretar con mayor facilidad.

      Resultados del análisis de la concentración de vitamina C de la solución patrón (SP) y del zumo de naranja (ZN) en el transcurso del tiempo, desde que se prepara (0 h) y al cabo de 12 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h y 120 h.
       TIEMPO
      (VARIABLE INDEPEN-
      DIENTE)
      VOLUMEN DE LA MUESTRA ML DE SOLUCIÓN DE ALMIDÓN (1%) N.º DE GOTAS DE BETADINE EN CADA TUBO DE ENSAYO MG VIT. C/5 ML MG VIT. C/100 ML
      (VARIABLE DEPENDIENTE)
       
      A B C
      SP-0 h
      (control)
      5 mL 0,5 mL 33 34 35 5 mg/5 mL 100 mg/100 mL
      Valor medio: 34
      ZN-0 h
      (control)
      5 mL 0,5 mL 20 21 20 3,09 mg/5 mL 61,98 mg/100 mL
      Valor medio: 20,66
      SP-12 h 5 mL 0,5 mL 32 30 31 4,65 mg/5 mL 93 mg/100 mL
      Valor medio: 31
      ZN-12-h 5 mL 0,5 mL 19 19 18 2,779 mg/5 mL 55,58 mg/100 mL
      Valor medio: 18,66
      SP-24 h 5 mL 0,5 mL 30 32 30 4,599 mg/5 mL 91,98 mg/100 mL
      Valor medio: 30,66
      ZN-24 h 5 mL 0,5 mL 19 17 18 2,749 mg/5 mL 54,98 mg/100 mL
      Valor medio: 18,33
      SP-48 h 5 mL 0,5 mL 29 31 30 4,5 mg/5 mL 90 mg/100 mL
      Valor medio: 30
      ZN-48 h 5 mL 0,5 mL 18 19 18 2,7 mg/5 mL 54 mg/100 mL
      Valor medio: 18
      SP-72 h 5 mL 0,5 mL 29 27 28 4,2 mg/5 mL 84 mg/100 mL
      Valor medio: 28
      ZN-72 h 5 mL 0,5 mL 17 17 18 2,599 mg/5 mL 51,98 mg/100 mL
      Valor medio: 17,33
      SP-96 h 5 mL 0,5 mL 24 25 26 3,75 mg/5 mL 75 mg/100 mL
      Valor medio: 25
      ZN-96 h 5 mL 0,5 mL 17 17 17 2,55 mg/5 mL 51 mg/100 mL
      Valor medio: 17
      SP-120h 5 mL 0,5 mL 22 22 22 3,3 mg/5 mL 66 mg/100 mL
      Valor medio: 22
      ZN-120 h 5 mL 0,5 mL 16 17 17 2,499 mg/5 mL 49,98 mg/100 mL
      Valor medio: 16,66
      Las mediciones realizadas en el zumo a las 96 h y las 120 h pueden no ser fiables por contaminación por hongos. Equivalencia. Si son necesarias 34 gotas de Betadine para oxidar 5 mg de vitamina C de la solución patrón significa que cada gota de Betadine equivale a: 5 mg/34 gotas = 0,15 mg de vitamina C/gota.

       

      6 Analiza los resultados e indica tus conclusiones

      Los resultados de nuestro experimento muestran que, tanto el zumo de naranjas recién exprimidas como la solución patrón recién preparada tienen la mayor concentración de vitamina C y esta va disminuyendo lentamente conforme se oxida al cabo del tiempo. No obstante, las pérdidas son insignificantes en las 24 horas siguientes a su preparación. Tampoco experimenta pérdidas significativas al cabo de 2, 3, 4 o incluso 5 días, aunque ya no se debe beber el zumo porque se altera el sabor y, sobre todo, porque se contamina con hongos y bacterias.

      Conclusión: la hipótesis de que el zumo de naranja recién exprimido contiene más cantidad de vitamina C que cuando lleva preparado un tiempo solo es parcialmente cierta, ya que se oxida muy lentamente con el paso del tiempo.

      Pero esto no significa que el oxígeno atmosférico sea la única causa de la degradación de la vitamina C. Lo único que demuestra este experimento es que puede ser una de las causas de su degradación; nuevos experimentos pueden comprobar, por ejemplo, si también se degrada por efecto de la luz solar y del calor.

      7 Comunica tus resultados

      Después de completar las investigaciones debes comunicar tus resultados a otros miembros de la comunidad escolar. Para ello debes elaborar un informe final donde expliques las características de tu proyecto de investigación. Puedes realizarlo mediante un trabajo escrito en un procesador de textos (Word, Pages, etc.), una presentación en algún programa diseñado para ello (Powerpoint, Keynote, Prezzi, etc.), un vídeo, un conjunto de murales o paneles explicativos, etc.; también puedes publicarlo en un blog o en una página web en Internet. Conviene que incluyas en tu trabajo fotografías, gráficas y vídeos realizados durante el proceso experimental.

      El informe final suele incluir los siguientes apartados:
       

      • Portada y título del proyecto de investigación. Incluye, además, los nombres del autor (o autores) y del centro de estudios, la fecha y el curso al que perteneces.
      • Índice. Contiene los apartados del informe con sus números de página.
      • Resumen. Describe brevemente las características esenciales del proyecto.
      • Introducción. Reseña los conocimientos previos adquiridos acerca del tema y explica los objetivos de la investigación (los fines que se pretenden alcanzar).
      • Protocolo experimental. Recoge el planteamiento del problema que se va a investigar, la hipótesis formulada, la identificación y el control de las variables, la metodología utilizada, el instrumental necesario y los materiales utilizados.

      Enfoque científico

      Oxidación de la vitamina C en el transcurso del tiempo

      Los resultados de nuestra experimentación se representan en un gráfico de barras, como se muestra a continuación (puedes construirlo con Excel, Numbers, etc.).

      • ¿Dónde se representa la variable independiente? ¿Qué valores adopta la variable dependiente? ¿Qué deduces de la gráfica?

       

      Ejemplos de referencias bibliográficas:

      Para un libro: Tamayo y Tamayo, M. Investigación para niños y jóvenes. Editorial Limusa. 2005.

      Para una página web: Universidad Carlos III de Madrid. Cómo citar bibliografía [en línea]:

      www.uc3m.es

       

      • Descripción de los resultados analizados y de las conclusiones. Se valora si la hipótesis es apoyada o refutada y se sugieren posibles explicaciones para los resultados de la investigación; además, se pueden proponer nuevas hipótesis.
      • Bibliografía. Cuando se hace referencia al trabajo de otro autor se debe citar la referencia bibliográfica de la fuente citada, ya sea mediante notas a pie de página o al final del informe. También puede incluirse una lista de referencias bibliográficas de todas las fuentes de información consultadas (libros, revistas, artículos de periódico, páginas web, etc.), aunque no se haga referencia directa en el proyecto.
      • Agradecimientos. Se reconoce la ayuda recibida y se dan las gracias a todas las personas o instituciones que han contribuido a la realización del proyecto.
      2. Método científico experimental
      4. Normas de seguridad en el laboratorio
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      4Normas de seguridad en el laboratorio

      P

      Las normas de seguridad en el laboratorio de Biología y Geología son un conjunto medidas destinadas a prevenir accidentes. 

      La presencia de objetos punzantes y cortantes, sustancias tóxicas, inflamables o corrosivas hacen del laboratorio un lugar más peligroso que el aula de clase. La norma más útil para minimizar los riesgos es utilizar el sentido común; pero, además, conviene que cumplas las siguientes normas de seguridad:

      Lee la etiqueta de los reactivos antes de utilizarlos. Asegúrate de conocer los riesgos de su manipulación. 

      • Utiliza gafas de seguridad y guantes de látex (o de vinilo o nitrilo si eres alérgico) cuando calientes sustancias o manejes productos tóxicos, cáusticos o corrosivos. Lávate las manos cuando termines el experimento. 
      • Mantén limpia y organizada tu zona de trabajo, protege tu ropa con una bata de laboratorio y recógete el pelo si lo tienes largo. El calzado abierto, como las sandalias, no es el más adecuado para el laboratorio.
      • Usa un frasco limpio y rotúlalo bien cuando prepares una disolución, un reactivo o un colorante. 
      •  No toques con las manos desnudas, ni pruebes con la lengua, ni huelas las sustancias químicas con las que trabajas. No debes pipetear con la boca; utiliza para ello el aspirador de pipetas o una jeringuilla.
      • Mantén alejado del mechero los productos inflamables, como el alcohol. Si necesitas calentarlos, hazlo al baño María. No dejes desatendido un recipiente que se está calentando.
      • Para calentar el líquido de un tubo de ensayo debes mantenerlo inclinado, orientado hacia un lugar donde no esté ningún compañero.
      • Si calientas material de vidrio, mantenlo en un lugar señalizado para evitar que otro compañero lo coja accidentalmente y se queme, ya que no se diferencia a simple vista del vidrio frío.
      • Si se rompe algún material de vidrio, no lo cojas con las manos desnudas; barre el vidrio roto de inmediato y deposítalo en un contenedor apropiado.
      • Para arrojar ácidos o álcalis por la pila se deben neutralizar previamente y con el grifo del agua abierto.
      • Si se producen salpicaduras sobre la piel de sustancias corrosivas o de ácidos o álcalis, debe lavarse la zona afectada con agua abundante.

      Calentar un tubo de ensayo. Para evitar que salpique si entra en ebullición, debes procurar que la llama incida de forma lateral, no en el fondo, y retirar el tubo de ensayo de vez en cuando.

       

      1. ¿Cómo se deben calentar los productos inflamables?
      1. ¿Qué precaución hay que adoptar cuando se calienta material de vidrio?

       

      Experimenta

      El laboratorio de Biología y Geología

      Un laboratorio es un lugar en el que pueden controlarse las condiciones para llevar a cabo los experimentos y las mediciones propias de la investigación científica. De esta manera se evitan las influencias desconocidas que puedan alterar los resultados. Además, garantiza la reproducibilidad para que otro investigador pueda realizar el experimento en las mismas condiciones y obtener los mismos resultados.

      Material de laboratorio de Biología

       

      Experimenta

      Material de laboratorio de Geología

      3. Proyecto de investigación
      Practica
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      Practica

      0
      Ponte a prueba
      1. Relaciona los elementos de cada una de las dos series:
      • Efecto placebo

      • Hipótesis

      • Serendipia

      • Principio de parsimonia

      • Pseudociencia

      • Casualidad

      • Falsable

      • Astrología

      • Sugestión

      • Navaja de Occam

      Done
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      0
      1. Escribe a qué conceptos corresponden las siguientes definiciones:

      1) Factor que el experimentador piensa que podría cambiar en respuesta a los cambios o manipulaciones de la variable independiente.

      Variable

      2) Explicación amplia y coherente que unifica uno o varios fenómenos relacionados, observaciones e hipótesis probadas una y otra vez y avaladas por un amplio conjunto de pruebas objetivas obtenidas mediante la investigación científica.

      Teoría

      3) Afirmación o enunciado, generalmente expresado mediante una ecuación matemática, obtenida a partir de numerosos resultados y observaciones experimentales, que expresa lo que sucede en una situación concreta, en condiciones específicas.

      Ley

      4) Conjunto de procedimientos que se llevan a cabo para probar una hipótesis en condiciones controladas.

      Experimento

      5) Grupo que contiene los mismos factores que el grupo experimental, pero carece de la variable independiente.

      Grupo

       

        control científica científico dependiente

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      1. ¿Qué nombre recibe la variable cuyos valores son manipulados voluntariamente por el experimentador en el transcurso de la investigación, con el fin de determinar su relación con el fenómeno que se pretende observar? Escribe algún ejemplo de este tipo de variable.
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      1. Indica si lo que expresan las siguientes frases es verdadero o falso:
      • La extrapolación es el procedimiento de obtención de datos en un gráfico cuando el punto que buscamos se encuentra entre los valores que hemos representado.

      • Correct answer
        Wrong answer
      • La vitamina C se oxida rápidamente con el paso del tiempo a una temperatura ambiente de unos 20 ºC.

      • Correct answer
        Wrong answer
      • Las falsabilidad consiste en realizar especulaciones para describir o interpretar nuestras observaciones.

      • Correct answer
        Wrong answer
      • El grupo control contiene los mismos factores que el grupo experimental, a excepción de uno: carece de la variable independiente.

      • Correct answer
        Wrong answer
      • La variable dependiente es el factor cuyos valores son manipulados voluntariamente por el experimentador en el transcurso de la investigación.

      • Correct answer
        Wrong answer
      • En un gráfico de barras verticales, la variable dependiente se representa a largo del eje horizontal, mientras que la altura de la barra representa el valor de la variable independiente.

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      Observa y describe
      1. Observa los siguientes materiales de laboratorio e indica sus nombres:
      • Portaobjetos

      • Probeta

      • Pipeta

      • Navaja histológica

      • Cubreobjeto

      • Aguja enmangada

      • Lanceta

      • Sonda acanalada

      • Microtomo de mano

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      1. ¿Qué tipos de riesgos representan los siguientes símbolos?
      • Explosivo

      • Oxidante

      • Corrosivo

      • Inflamable

      • Ambiental

      • Biológico

      • Irritante

      • Radioactivo

      • Tóxico

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      1. Responde a estas preguntas:

        a) ¿Qué normas de seguridad debes seguir en el laboratorio cuando calientas un tubo de ensayo?
      2. b) ¿Qué norma de seguridad del laboratorio no se cumple en este caso?
      3.  

       
      1. Con el fin de comprobar el efecto de la temperatura en la degradación de la vitamina C se llevó a cabo un experimento en el que se escogieron dos variables independientes: la temperatura y el tiempo.

      2. Se sometieron cuatro muestras de zumo de naranja a temperaturas de 25 ºC, 50 ºC, 75 ºC y 100 ºC, respectivamente y se midió la concen - tración de vitamina C en cada una de las muestras al cabo de 0 h, 1 h, 2 h, 3 h, 4 h y 5 h.

      3. Los resultados se representaron en la siguiente gráfica que muestra el porcentaje de vitamina C que queda al cabo del tiempo (en horas) a diferentes temperaturas.

      4.  
      5. a) ¿Cuándo se degrada más cantidad de vitamina C? ¿Qué ocurre a 25 ºC? 
      6. b) ¿Qué conclusión sacas de este experimento?
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      1. Desde hace unas décadas, los científicos han observado un progresivo descenso de las poblaciones de anfibios. De todos los factores que afectan al desarrollo de las ranas en la naturaleza (radiación solar, temperatura y acidez del agua, contaminantes, etc.) se comprobó la posible acción de un solo factor —la luz ultravioleta del Sol— y los demás se mantuvieron constantes.
      2. Se formuló la siguiente hipótesis: las malformaciones observadas en las ranas recogidas de un río fueron causadas por la exposición a la luz ultravioleta del sol. Para comprobar su validez se diseñó un experimento controlado que estableció cinco grupos, A, B, C , D y E, de 100 huevos de rana común (Pelophylax perezi) cada uno, que se expusieron a la luz U.V. Los datos obtenidos se ordenaron en una tabla y se representaron en un gráfico de barras:
      3. Grupo Variable 1 Variable 2
        N.º de días de exposición U.V. N.º de ranas con malformaciones
        A 0 0
        B 15 2
        C 20 18
        D 25 50
        E 30 85

       

       

       

       

       

       

       

      a) Identifica las variables dependiente e independiente y las variables controladas.

      b) ¿Cuáles son el grupo control y los grupos experimentales?

      c) Analiza los resultados de este experimento y expón tus conclusiones. ¿Validan la hipótesis?

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      Aplica tus conocimientos
      1. Utiliza los datos que te proporciona la siguiente tabla y representa mediantes gráficos de sectores la composición de gases del aire inspirado, espirado y atmosférico:

      GASES

      AIRE INSPIRADO AIRE ESPIRADO AIRE ATMOSFÉRICO
      Oxígeno 21 % 16,5 % 21 %
      Dióxido de carbono 0,03 % 4,5 % 0,03 %
      Nitrógeno 78 % 78 % 78 %
      Vapor de agua y otros 0,07 % 0,1 % 0,07 %
      4. Normas de seguridad en el laboratorio
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      ¡Inténtalo!

      P
      1. ¿Dónde está el impostor?

      En cada grupo de palabras, una de ellas no tiene nada que ver con las demás.

      Explica cuál es la causa por la que no se pueden incluir en el grupo.
       

       

       

       

      2. ¡No caigas en la trampa!

      Escribe si lo que expresan las siguientes frases es verdadero o falso. Razona tus respuestas.
       

      1. Un experimento controlado es aquel que prueba solo un factor cada vez y compara los resultados obtenidos en un grupo control con los que se obtienen en uno o más grupos experimentales.
      2. El efecto es el fenómeno que provoca la aparición de un hecho, que es la causa.
      3. En los gráficos lineales, la variable dependiente se representan en el eje horizontal o de abscisas (eje X).
      4. La interpolación es el procedimiento de obtención de datos en un gráfico cuando el punto que buscamos se encuentra fuera del rango de los valores que hemos representado.
      5. Una variable es un factor observable y medible que se puede manipular o controlar.
      3. ¿Qué falta?

      ¿Crees que podrás encontrar las etapas que faltan en el esquema del método científico?

      4. ¿Lo reconoces?

      Estos son elementos característicos de un laboratorio de Biología. ¿Sabes qué nombres reciben?

       

       

       

      Practica
      • I. Inicio de unidad
      • 1. El conocimiento científico
      • 2. Método científico experimental
      • 3. Proyecto de investigación
      • 4. Normas de seguridad en el laboratorio
      • 5. Practica
      • 6. ¡Inténtalo!
      1. I
      2. 1
      3. 2
      4. 3
      5. 4
      6. 5
      7. 6
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