Pasos Del Metodo Cientifico Etapas Metodo Experimental Deductivo

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    11-Jul-2016

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Pasos del Metodo Cientifico Etapas Metodo Experimental DeductivoInicio Temas Cientficos Pasos del Metodo Cientifico Etapas Metodo Experimental Deductivo1. LA OBSERVACIN DEL FENMENOUna vez planteado el fenmeno que se quiere estudiar, lo primero que hay que hacer es observar su aparicin, las circunstancias en las que se produce y sus caractersticas. Esta observacin ha de ser reiterada (se debe realizar varias veces), minuciosa (se debe intentar apreciar el mayor nmero posible de detalles), rigurosa (se debe realizar con la mayor precisin posible) y sistemtica (se debe efectuar de forma ordenada).2. LA BSQUEDA DE INFORMACINComo paso siguiente, y con objeto de reafirmar las observaciones efectuadas, deben consultarse libros, enciclopedias o revistas cientficas en los que se describa el fenmeno que se est estudiando, ya que en los libros se encuentra e conocimiento cientfico acumulado a travs de la historia. Por este motivo, la bsqueda de informacin } la utilizacin de los conocimientos existentes son imprescindibles en todo trabajo cientfico.3. LA FORMULACIN DE HIPTESISDespus de haber observado el fenmeno y de haberse documentado suficientemente sobre el mismo, el cientfico debe buscar una explicacin que permita explicar todas y cada una de las caractersticas de dicho fenmeno.Como primer paso de esta fase, el cientfico suele efectuar varias conjeturas o suposiciones, de las que posteriormente, mediante una serie de comprobaciones experimentales, elegir como explicacin del fenmeno la ms completa y sencilla, y la que mejor se ajuste a los conocimientos generales de la ciencia en ese momento. Esta explicacin razonable y suficiente se denomina hiptesis cientfica.4. LA COMPROBACIN EXPERIMENTALUna vez formulada la hiptesis, el cientfico ha de comprobar que sta es vlida en todos los casos, para lo cual debe realizar experiencias en las que se reproduzcan lo ms fielmente posible las condiciones naturales en las que se produce el fenmeno estudiado. Si bajo dichas condiciones el fenmeno tiene lugar, la hiptesis tendr validez.Lmina de Observations on differents kinds of air del gran cientfico Joseph Priestley, mostrando uno de sus experimentos para demostrar los efectos de la combustin, putrefaccin y respiracin en una planta de menta y en ratones.5. EL TRABAJO EN EL LABORATORIOUna de las principales actividades del trabajo cientfico es la de realizar medidas sobre las diversas variables que intervienen en el fenmeno que se estudia y que son susceptibles de poder medirse. Si te fijas, en el experimento anterior no se ha podido tomar ninguna medida, por lo cual es conveniente repetir la experiencia en un lugar donde pueda tomarse, es decir, en el laboratorio.Estas experiencias realizadas en los laboratorios se denominan experiencias cientficas, y deben cumplir estos requisitos:a) Deben permitir realizar una observacin en la que puedan tomarse datos.b) Deben permitir que los distintos factores que intervienen en el fenmeno (luminosidad, temperatura, etc.) puedan ser controlados.c) Deben permitir que se puedan realizar tantas veces como se quiera y por distintos operadores.Habitualmente, en ciencias experimentales, los trabajos de laboratorio permiten establecer modelos, que son situaciones o supuestos tericos mediante los que se efecta una analoga entre el fenmeno que ocurre en la Naturaleza y el experimento que realizamos.6. EL TRATAMIENTO DE LOS DATOSLas medidas que se efectan sobre los factores que intervienen en un determinado fenmeno deben permitirnos encontrar algn tipo de relacin matemtica entre las magnitudes fsicas que caracterizan el fenmeno que se estudia. Para llegar a esa relacin matemtica, los cientficos suelen seguir dos pasos previos: el anlisis de los factores y la construccin de tablas y de grficos.7. EL ANLISIS DE LOS FACTORESEl estudio en profundidad de un fenmeno requiere en primer lugar la determinacin de todos los factores que intervienen en l. Para que ese estudio se realice en la forma ms sencilla, se fija una serie de magnitudes que no varan (variables controladas) y se estudia la forma en que vara una magnitud (variable dependiente) cuando se produce una variacin de otra magnitud (variable independiente).As, por ejemplo, si lo que queremos es estudiar el alargamiento que experimenta un resorte cuando colgamos diversas pesas de uno de sus extremos, hay un conjunto de magnitudes que podemos considerar invariables (la temperatura del recinto donde hacemos el experimento, la presin atmosfrica dentro del mismo, la humedad relativa del aire, etc.), que corresponden a las variables controladas. En este caso, la longitud del alargamiento del resorte ser la variable dependiente, y el peso que colgamos de su extremo ser la variable independiente.8. LA CONSTRUCCIN DE TABLAS Y DE GRFICOSLa construccin de tablas consiste en ordenar los datos numricos obtenidos sobre las variables independiente y dependiente. Siempre se han de especificar las unidades en las que se miden dichas variables, para lo cual se utilizan los parntesis a continuacin de sus nombres.En el caso del resorte, la tabla podra ser as:La representacin grfica consiste en representar los datos de las medidas en un sistema de ejes cartesianos, donde normalmente la variable independiente se hace corresponder con el eje X, mientras que la variable dependiente se hace corresponder con el eje Y.Se llama ajuste de la grfica al procedimiento mediante el cual se determina la lnea que pasa por los puntos que se han representado o la ms cercana a ellos.En la mayora de los casos, las grficas que se obtienen son lneas rectas, lo que indica que la relacin entre las magnitudes fsicas representadas es de la forma y = k x. donde k es una constante. En otros casos, la relacin entre ambas magnitudes es de tipo parablico, lo que matemticamente representa que y = k x2; o de tipo hiperblico, cuya formulacin es de la forma x y = k.9. LAS CONCLUSIONES Y LA COMUNICACIN DE RESULTADOSEl anlisis de los datos y la comprobacin de las hiptesis lleva a los cientficos a emitir sus conclusiones, que pueden ser empricas, es decir, basadas en la experiencia, o deductivas, es decir, obtenidas tras un proceso de razonamiento en el que se parte de una verdad conocida hasta llegar a la explicacin del fenmeno.Una vez obtenidas dichas conclusiones, stas deben ser comunicadas y divulgadas al resto de la comunidad cientfica para que as sirvan como punto de arranque de otros descubrimientos, o como fundamento de una aplicacin tecnolgica prctica .10. LA ELABORACIN DE LEYES Y TEORASEl estudio cientfico de todos los aspectos de un fenmeno natural lleva a la elaboracin de leyes y teoras.Una ley cientfica es una hiptesis que se ha comprobado que se verifica.Una teora cientfica es un conjunto de leyes que explican un determinado fenmeno.As, por ejemplo, la hiptesis comprobada de que el are iris se forma debido a la refraccin que experimenta la li al atravesar las gotas de agua de la lluvia, es una ley que s enmarca dentro de un conjunto de leyes que rigen otros fenmenos luminosos (reflexin, dispersin, etc.). Este con junto se conoce como teora sobre la luz.Tanto las leyes como las teoras deben cumplir los siguientes requisitos:1. Deben ser generales, es decir, no slo deben explica casos particulares de un fenmeno.2. Deben estar comprobadas, es decir, deben estar avaladas por la experiencia.3. Deben estar matematizadas, es decir, deben pode expresarse mediante funciones matemticas.Las teoras cientficas tienen validez hasta que son incapaces de explicar determinados hechos o fenmenos, o hasta que algn descubrimiento nuevo se contradice con ellas, a partir de ese momento, los cientficos empiezan a plantearse la elaboracin de otra teora que pueda explicar eso; nuevos descubrimientos.Ren Descartes cre la geometra analtica, tambin denominada geometra cartesiana, en la que los problemas geomtricos pueden traducirse a forma algebraica. Se trataba de un mtodo extremadamente poderoso para resolver problemas geomtricos y, a la postre, tambin dinmicos (el problema del movimiento de cuerpos), un mtodo que conservamos ms de tres siglos despus.En ms de un sentido la contribucin de Descartes prepar el camino para el gran descubrimiento de Newton y Leibniz: el del clculo diferencial (o infinitesimal) e integral, el universo de las derivadas y las integrales; un instrumento incomparable para la indagacin matemtica y fsica.Lmina donde se muestran los instrumentos del laboratorio de BoylePARA SABER MASEXPERIMENTO CIENTFICOUn buen ejemplo de investigacin cientfica mediante experiencias sensatas es el modo en que Galileo estudi la fuerza de gravedad, llegando a descubrir la ley del movimiento uniformemente acelerado de los graves: un ments clamoroso a la teora de Aristteles, que consideraba la velocidad de la cada proporcional al peso.El plano inclinado que construy para el estudio del movimiento gravitacional es relativamente simple desde el punto de vista tecnolgico: consiste en una viga de seis metros de largo, de buena madera (para impedir que se combe) y que puede inclinarse a voluntad, dotada de una acanaladura cuidadosamente alisada para reducir al mnimo la friccin de las bolas.Este aparato tan sencillo tiene ya las caractersticas de un moderno instrumento cientfico, porque permite modular a voluntad cualquier parmetro notable de la experiencia. La inclinacin, por ejemplo, puede reducirse haciendo ms lentos los tiempos de cada, o bien aumentarse hasta rozar la verticalidad (de este modo, la cada libre se convierte en un simple caso lmite).El primer plano inclinado de Galileo estaba provisto de campanillaspara sealar los tiempos de cada de la bola.Al principio, el cientfico afront el problema central (es decir, la comprobacin exacta de los tiempos de cada) situando en el plano inclinado a intervalos regulares unas campanillas, de modo que sonasen al paso de la bola. Galileo, adems de haber estudiado msica, era tambin un avezado intrprete y contaba con la sensibilidad de su odo, muy entrenado para percibir ritmos e intervalos sonoros. Pero se trataba evidentemente de una solucin an primitiva, insuficiente para llegar a una cuantificacin precisa de los tiempos.El ingenio de Galileo resolvi brillantemente el problema con la construccin de un reloj de agua. Haca coincidir el comienzo de la cada del grvido con la apertura de un grifo colocado bajo un tanque (mantenido a presin constante en todas las mediciones).Al final de la cada, bastaba con cerrar el grifo y ocuparse de pesar el lquido almacenado; de este modo transformaba las cantidades de tiempo en cantidades de peso, mensurables y cotejables con gran precisin. Galileo descubri as que, aunque una mayor inclinacin del plano haca aumentar la velocidad de cada, la relacin entre espacios recorridos y tiempos empleados se mantena constante para cualquier inclinacin (por lo tanto, tambin en el caso lmite de la cada libre).Descubri sobre todo que esta aceleracin no depende del peso, en contra de lo que afirmaba Aristteles.Grabado mostrando diferentes experimentos de Luigi Galvani (Viribus Electricitatis in Motu Musculari Commentarius [Comentarios relativos a los efectos de la electricidad sobre el movimiento muscular] 1791) acerca de los efectos de la electricidad en ranas y pollos.La observacin, la experimentacin y la construccin de teoras y modelosLa recoleccin de datos es una empresa importante para sostener cualquier trabajo cientfico. Estos datos pueden ser obtenidos por la observacin sistemtica de situaciones espontneas o por la experimentacin, que consiste en provocar el fenmeno que se quiere estudiar. Lo importante es ver cmo estos datos se utilizan para formular teoras o modelos.En la actualidad, casi todos los filsofos de la ciencia estn de acuerdo en que los datos por s solos no explican nada, e incluso hay muchos que ponen en duda que existan datos puros, ya que la observacin, sea espontnea o provocada, est siempre condicionada por el conocimiento del observador.As, por ejemplo, si un qumico se encuentra cerca de una industria que produce acero, oler dixido de azufre y podr inferir qu le puede ocurrir a su cuerpo o al ambiente ante la presencia de esta sustancia. En cambio, un nio que pase por el mismo lugar solo percibir olor a huevo podrido. Como se puede notar, tanto uno como otro participan de la misma situacin, pero la interpretacin vara enormemente en funcin de los conocimientos que cada uno posee acerca del fenmeno que observan.Adems del papel decisivo que tienen los conocimientos del observador, no se debe olvidar que muchas de las observaciones que se realizan se hacen en forma indirecta, es decir, a travs de la utilizacin de instrumentos, indicadores, etctera, que, en muchos casos, distorsionan el fenmeno.En la experimentacin, el fenmeno es preparado por el mismo investigador, quien fija las condiciones, el sitio y el momento de su realizacin y, adems, puede repetirlo numerosas veces.Dentro de las ciencias de la vida, la mejor manera de poner a prueba las teoras que se relacionan con el funcionamiento de los organismos es con la ayuda de experimentos. Pero hay ciencias en las que los experimentos no son posibles, como es el caso de las ciencias que estudian la historia de los seres vivos (evolucin, Paleontologa), en las cuales es preciso hacer observaciones adicionales para corroborar una hiptesis.Otra forma de comprobar una teora en Biologa consiste en utilizar datos provenientes de fuentes distintas; por ejemplo: si para establecer relaciones filogenticas en distintos grupos de organismos se utilizan evidencias morfolgicas, se pueden buscar pruebas adicionales para validar esa hiptesis recurriendo a evidencias bioqumicas, biogeogrficas, etctera.Hay que destacar que, si bien el surgimiento del mtodo experimental fue fundamental para el avance de la ciencia moderna, este no es el nico mtodo utilizado por los cientficos. Las metodologas que se utilizan en las investigaciones son variadas, con lo que se descarta la existencia de un nico mtodo cientfico universal.Lavoisier en su laboratorio, experimentando sobre la respiracin de un hombre en reposo (dibujo de Marie Anne Lavoisier).RESPECTO A LA HIPTESIS DE INVESTIGACINEl paso que sigue a la formulacin del problema de investigacin es enunciar las hiptesis que guiarn la investigacin. Sin embargo, antes de dar este paso, ser necesario fijar algunos criterios que permitan enunciar hiptesis adecuadas.Como ya saben, una hiptesis es una respuesta posible aun interrogante planteado, que an no ha sido puesta a prueba. Sin embargo, no todas las respuestas posibles para un problema de investigacin son hiptesis.Requisitos de una hiptesisPara ser una hiptesis, la respuesta al problema debe reunir determinadas condiciones. stas son algunas de ellas. * Ser formulada en un lenguaje preciso y claro. Supongamos, por ejemplo, que alguien enuncia la siguiente hiptesis: Los cientficos que violan el cdigo de tica profesional de la ciencia tienden a mostrar comportamientos amorales en otros mbitos sociales. As formulada, la hiptesis tiene dos problemas: por un lado, no es evidente a qu se llama comportamientos amorales, ya que la expresin no est definida y puede tener ms de una interpretacin; por otro lado, no es muy claro el sentido de la expresin tienden a (cuntos comportamientos amorales tendra que manifestar un cientfico para que se configure una tendencia?).* Ser coherente con el conjunto de los conocimientos disponibles sobre el problema de investigacin. Por ejemplo, no seria muy interesante formular la hiptesis de que La ciencia no se enfrenta con ningn problema tico cuando son conocidos los debates que se plantean continuamente en torno de cuestiones ticas en el mbito cientfico. i Hacer avanzar el conocimiento existente. Una hiptesis que reprodujera una afirmacin unnimemente aceptada y comprobada en la comunidad cientfica no sera muy til para saber ms sobre el tema.Por ejemplo, hoy no tendra sentido indagar la hiptesis de que La Tierra gira alrededor del Sol.* Ser coherente con los objetivos del proyecto de investigacin y, por lo tanto, con el tipo de proyecto de que se trate. Por ejemplo, si el proyecto es de naturaleza exploratoria -es decir que sus objetivos tambin lo son-, no se puede construir una hiptesis explicativa para ese proyecto y esos objetivos.* Poder ser corroborada o refutada por los datos que se renen durante el proceso de investigacin. ste es un requisito muy importante, que los filsofos de la ciencia han debatido y fundamentado extensamente. En el apartado que sigue, se analiza con mayor profundidad.DIFUSIN: Cuando el cientfico ha comunicado un resultado, su conocimiento permite a los tecnlogos imaginar aplicaciones a distintos sectores de la tcnica. Otras veces marcha adelante el tecnlogo y descubre una propiedad desconocida; y es trabajo del cientfico explicar esa propiedad elaborando una teora. En espectroscopia hay ejemplos de situaciones como sas: primero se observaron las lneas espectrales y ms tarde se desarroll la teora que las explica.En el campo de la Metalurgia hay innumerables ejemplos: desde hace siglos se conoce y se usa la operacin de templar un acero; pero la teora del fenmeno slo se conoce desde apenas unas dcadas.Otras veces el tecnlogo presenta sus requerimientos al cientfico, y ste investiga hasta determinar las condiciones que deben cumplirse para satisfacer aquellos requerimientos. Esto ha ocurrido con frecuencia en los ltimos tiempos, por ejemplo en la resolucin del problema de la reentrada en la atmsfera de una cpsula espacial: la alta temperatura desarrollada por la friccin con el aire funde cualquier material ordinario, y fue necesario desarrollar nuevos materiales con las propiedades adecuadas. Algunas veces los cientficos responden satisfactoriamente a las demandas de los tecnlogos; otras, no. Los problemas y dificultades se renuevan continuamente: nunca estar todo resuelto, pues cada solucin abre nuevos caminos, y recorrerlos crea a su vez nuevos problemas.Grabado reproduciendo un experimento sobre la respiracin de plantas y animales, incluido enLegons sur les phnomnes de la vie communs aux animaux et aux vgtaux de Claude Bernard (1878).Qu es cultura cientfica?Cada persona que quiere ser til a su pas y a sus semejantes tiene, entre otras cosas, la responsabilidad de adquirir una educacin en ciencia (en nuestro caso, a travs de la Fsica y de la Qumica) que la transforma en una persona capaz de: conocer los principios, las leyes y las teoras ms generales y sus aplicaciones prcticas ms difundidas; interpretar fenmenos naturales frecuentes; advertir y comprender la incidencia del desarrollo cientfico y tecnolgico sobre las estructuras econmicas y sociales en todo el mundo; reconocer la universalidad de la ciencia, que por una parte no reconoce fronteras nacionales, y por otra constituye el medio necesario para que la comunidad que forma la nacin atienda y resuelva problemas propios; detectar, en su regin o en su pas, problemas susceptibles de ser tratados cientficamente, y reconocer la propia responsabilidad en su planteamiento y en la bsqueda de soluciones; distinguir entre una simple creencia o una opinin, o una supersticin, y una verdad cientfica; comprender que una verdad cientfica no es una verdad inmutable sino modificable por avances cientficos que elaboren una nueva verdad cientfica ms general, que puede abarcar a la anterior; gustar del placer intelectual de advertir un fenmeno natural, hacer coherentes partes aparentemente inconexas, plantear una hiptesis plausible y verificarla experimental o tericamente; gustar del placer intelectual de difundir conocimientos y actitudes cientficas entre las personas que lo rodean; adquirir el amor por la verdad que caracteriza al autntico pensamiento cientfico; relacionar las explicaciones cientficas con otras manifestaciones de la cultura, tales como la filosofa o el arte.El desarrollo cientfico y tcnico de los ltimos tiempos ha ampliado el concepto y las exigencias de persona culta, que ya no se limitan al campo de la literatura, las artes o las humanidades exclusivamente.