Pasos del Método Científico

¿Que es el método científico?

El método científico se ha utilizado ampliamente desde el siglo XVII como un proceso por el cual los científicos "hacen ciencia" en el mundo real. Se ha utilizado para descubrir muchas cosas increíbles sobre el mundo que nos rodea. El método científico es un proceso constante: un descubrimiento puede conducir a muchas más preguntas que, cuando se investigan, pueden dar lugar a más respuestas. Dependiendo del nivel de sus estudiantes, el plan de estudios de su distrito y otros factores, los pasos descritos a continuación pueden no coincidir exactamente con lo que enseña. Sin embargo, el proceso aún debe coincidir conceptualmente. Además de un resumen de los pasos clave del método científico, hay actividades sugeridas para que sus estudiantes participen en el pensamiento de la ciencia en el mundo real.

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1. Hacer observaciones

Todo el mundo hace esto todo el tiempo, desde el momento en que nos despertamos hasta el momento en que nos vamos a dormir. Desde una edad muy temprana, los niños asumen el papel de científicos, haciendo observaciones cuidadosas del mundo que los rodea. Storyboard That puede usarse para describir estas observaciones en forma de cómics cortos. Las observaciones no son solo cosas que vemos con nuestros ojos. Incluyen una gama completamente diferente de cosas e incluyen cosas que sentimos, huele, saborea, toca o escucha. También pueden provenir de información recopilada con equipos científicos, como microscopios, termómetros y sismómetros.

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2. Haz una pregunta

Las preguntas pueden basarse en cualquier cosa, aunque algunas preguntas son más fáciles de responder que otras. Una de las partes más importantes de la investigación científica es pensar en los "cómo" y los "por qué". Hacer preguntas puede ser una gran actividad para completar con sus estudiantes. Haga que los estudiantes presenten un guión gráfico del mapa mental de cualquier pregunta que tengan sobre el mundo, o reduzcan las preguntas a un tema específico. Dependiendo de la edad de sus alumnos, ¡puede notar que estas preguntas a menudo se superponen!

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3. Investigación

La investigación podría ser tan simple como una búsqueda en Internet o en la biblioteca, y es un buen momento para hablar con sus estudiantes sobre fuentes confiables y poco confiables. Los científicos usan diarios para averiguar si otros científicos han realizado un trabajo similar y qué sugerencias han hecho estos científicos para futuros estudios y experimentos. Otra idea es leer algunas investigaciones que haya encontrado para los estudiantes, destacando y explicando cualquier vocabulario clave desafiante. Esto alentará a los estudiantes a investigar para responder sus preguntas antes de completar un experimento, especialmente si ya se ha hecho.

4. Decidir sobre una hipótesis

Una hipótesis es una afirmación comprobable o una suposición educada. La hipótesis es importante porque el experimento intenta determinar cómo una variable puede tener un efecto sobre otra. Al crear una hipótesis, es importante identificar primero las variables dependientes e independientes en la investigación. Piense en el efecto que podría tener el cambio de la variable independiente en la variable dependiente. A partir de esto, forme una declaración "si ... entonces ...". Por ejemplo, al realizar una investigación para ver cómo la temperatura afecta el crecimiento de moho en el pan, la variable independiente es la temperatura y la variable dependiente es la cantidad de moho que crece en el pan. La hipótesis "si ... entonces ..." sería: "Si la temperatura aumenta, entonces la cantidad de moho en el pan también aumentará".

5. Recopilar datos

Los datos pueden provenir de completar una actividad prescrita diseñada por un maestro, llevar a cabo un experimento basado en una hipótesis comprobable o mediante el uso de datos publicados sobre el tema. Para obtener más información sobre cómo hacer que sus estudiantes trabajen como científicos y diseñen sus propios experimentos, consulte " Diseño experimental ". Este también puede ser un gran momento para ayudar a los estudiantes a determinar qué datos son los más importantes para recopilar.

6. Analizar datos

Organice los resultados del experimento y busque patrones, tendencias u otra información. A menudo, en esta etapa, los estudiantes pueden crear tablas y gráficos para facilitar la comprensión de la información. Esta puede ser una excelente manera de incorporar habilidades matemáticas en su plan de estudios de ciencias.

7. Sacar conclusiones después de interpretar los datos

En esta etapa, los científicos interpretan los datos para sacar conclusiones; ellos deciden si los datos respaldan o falsifican una hipótesis.

Cuando realice un experimento para ver cómo la temperatura afecta el crecimiento de moho en el pan, pruebe dos piezas de pan: deje uno en un lugar cálido y el otro en un lugar frío. Una hipótesis podría ser si se baja la temperatura, entonces el moho crecerá más rápidamente . Después de completar el experimento, si había crecido más moho en el trozo de pan que quedaba en el lugar cálido, entonces los datos no respaldan la hipótesis.

8. Compartir resultados con otros científicos

Es importante hacer que sus estudiantes compartan su trabajo con sus compañeros para continuar su interés en la investigación científica. Los estudiantes pueden compartir fácilmente sus resultados y conclusiones de muchas maneras:

• Los estudiantes critican el trabajo escrito de los demás y proporcionan una evaluación por pares
• Los estudiantes trabajan en sus habilidades para hablar en público preparando una presentación que detalla su trabajo y discutiendo sus resultados y conclusiones.
• Cree un diario de ciencias de clase para cotejar el cuerpo de trabajo de los estudiantes.
• Publicar datos, diagramas o resultados en un tablón de anuncios
• Los estudiantes participan en una discusión en clase después de un experimento.
• Organice una Feria de Ciencias para que los estudiantes compartan sus resultados y su trabajo práctico.
• Un evento escolar que invita a jueces externos a inspeccionar el trabajo del alumno.
• Un intercambio informal de información entre estudiantes o grupos en el aula con carteles o exhibiciones.

El intercambio de resultados a menudo se realiza mediante la publicación de artículos a través de revistas científicas o hablando en conferencias científicas. Muestre a los alumnos ejemplos de estos diarios y vea si encuentran algo que les parezca interesante.

9. Repita el experimento

Esto normalmente lo llevan a cabo otros científicos de todo el mundo. Cuantas más personas puedan reproducir un experimento y encontrar los mismos resultados, más apoyo obtendrá una teoría. Sin embargo, sus alumnos pueden comparar los resultados de otros alumnos o llevar a cabo experimentos de seguimiento también. Este es un ejercicio particularmente bueno si los estudiantes han diseñado un experimento. Varios grupos deben realizar un experimento para ver si tienen las mismas conclusiones o si el experimento no es reproducible.

¡Muchos de los grandes descubrimientos científicos que siguieron este método también son grandes historias! Storyboard That puede usarse para que los estudiantes visualicen estas historias y desarrollen una comprensión de cómo se ve el método científico en acción. Los estudiantes pueden identificar los diferentes pasos del método científico siguiendo la historia de descubrimientos famosos. En el siguiente ejemplo, el guión gráfico analiza el descubrimiento de la estructura helicoidal del ADN.

Descubrimiento de la estructura del ADN

El trabajo realizado por Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty en 1944 mostró que el ácido desoxirribonucleico (ADN) era el químico que transportaba información genética. Aunque sabían esto, la comunidad científica aún no estaba segura de qué forma tenía la molécula de ADN. James Watson y Francis Crick plantearon la hipótesis de que la molécula tendría una forma helicoidal. Predijeron usando cálculos matemáticos que el patrón de difracción de rayos X para una hélice sería una forma de X. Watson y Crick habían estado trabajando en la producción de un modelo de ADN basado en su hipótesis.

Rosalind Franklin, una joven investigadora del King's College de Londres, estaba llevando a cabo una investigación que analizaba los diferentes patrones de difracción que se creaban cuando se brillaban los rayos X en diferentes muestras. Una de las muestras que estaba investigando era ADN cristalizado.

La fotografía 51 fue una imagen de difracción de rayos X del ADN tomada por Raymond Gosling (un estudiante de doctorado bajo la supervisión de Franklin) sin el permiso o conocimiento de Franklin. Esta imagen fue mostrada a Watson y Crick. Cuando Watson vio la fotografía, supo al instante que la estructura debía ser helicoidal a partir del patrón en forma de X del patrón de difracción de rayos X.

Watson y Crick recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962 por su investigación sobre la estructura del ADN. Rosalind Franklin murió de cáncer de ovario a los 38 años, cuatro años antes de este premio. Es comúnmente aceptado que su evidencia fue crítica para identificar la estructura del ADN. Todavía es discutible si ella hubiera identificado la estructura por su cuenta sin el trabajo de Watson y Crick.

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Otra gran actividad es hacer que los estudiantes usen Storyboard That para contar una historia en la historia como la siguiente. Es importante tener en cuenta que no todos los grandes descubrimientos en la historia de la ciencia han seguido el método científico anterior. Galileo y su descubrimiento de las lunas de Júpiter es un ejemplo fascinante de esto.

¡Hay muchas historias emocionantes de descubrimientos científicos que podrías hacer que tus estudiantes participen en el storyboard! Aquí hay otras historias interesantes para que los estudiantes investiguen y vuelvan a contar.

• Edmond Halley y el cometa Halley
• Isaac Newton y el descubrimiento de la gravedad
• Carl Wilhelm Scheele y el descubrimiento del oxígeno.
• Charles Darwin y el proceso de selección natural.
• Louis Pasteur y el descubrimiento de cómo matar bacterias
• Alexander Fleming y el descubrimiento de antibióticos
• Louis de Broglie con su trabajo en materia y dualidad onda-partícula
• Dimitry Mendeleev y la tabla periódica
• Wilhelm Roentgen y rayos X
• Thomas Young y la teoría ondulatoria de la luz
• El Proyecto Manhattan y la bomba atómica.

Para obtener más recursos sobre el impacto de la investigación científica y el descubrimiento en la historia, consulte nuestros recursos de historia.

Galileo Galilei

Galileo Galilei nació en Pisa, Italia, el 15 de febrero de 1564. Era hijo de un famoso músico italiano. Aunque estaba muy interesado en convertirse en sacerdote católico, comenzó su carrera para convertirse en médico en la Universidad de Pisa. Se enamoró de las matemáticas y la física cuando asistió accidentalmente a una conferencia sobre geometría.

Uno de los documentos más importantes y controvertidos de Galileo fue Siderus Nuncias , o Starry Messenger , que detallaba sus observaciones de las lunas de Júpiter. Estas observaciones respaldaron un cambio en la forma en que las personas entendieron la estructura del universo. Hasta estas sorprendentes observaciones, la gente había estado de acuerdo con el filósofo y científico griego, Aristóteles , quien primero planteó la idea de que la Tierra estaba en el centro del universo. Este concepto del universo se conocía como el Modelo Geocéntrico .

Galileo fue uno de los primeros pioneros del telescopio. Sus primeros telescopios a menudo contenían fallas y producían imágenes borrosas, pero aún así podían magnificar objetos unas 30 veces para el observador. Vendió sus telescopios y usó el dinero para financiar su investigación. Utilizó su telescopio para observar el cielo nocturno y hacer observaciones detalladas de lo que vio.

En la noche del 7 de enero de 1610, Galileo miró al cielo a Júpiter. Notó "tres estrellas fijas" muy cerca del planeta alineadas. Durante las siguientes noches, descubrió que estas 'estrellas' no estaban todas fijas, y parecía moverse con relación a Júpiter. Ahora sabemos que estas 'estrellas' no eran en realidad estrellas, sino lunas de Júpiter. Se dio cuenta de que si estos cuerpos estaban orbitando a Júpiter, entonces el Modelo Geocéntrico no tenía sentido. Estos datos respaldan el Modelo Heliocéntrico , la idea de que el Sol está en el centro de nuestro universo y que otros cuerpos celestes lo orbitan. Nicolás Copérnico fue un científico polaco que primero planteó la hipótesis de que el Sol estaba en el centro de nuestro universo.

La Iglesia Católica era una fuerza extremadamente poderosa en el mundo en ese momento y no estaban impresionados con los descubrimientos de Galileo. La Iglesia sintió que cualquier mención de un universo centrado en el Sol se oponía a sus puntos de vista y a la Biblia y estaba muy interesada en detener la propagación de esta idea. La Inquisición romana llamó a Galileo, ya que la Iglesia pensó que estaba intentando reescribir la Biblia. Se descubrió que Galileo era "sospechoso de herejía" y fue encarcelado. Al día siguiente, fue puesto bajo arresto domiciliario hasta que murió ocho años después.

Los científicos modernos se han dado cuenta de que el Sol es el centro de nuestro sistema solar, pero no el universo. Nuestro Sol es una estrella muy parecida a miles de millones de otros en nuestro Universo. En 1992, 350 años después de que Galileo fuera encarcelado, la Iglesia Católica admitió que estaban equivocados acerca de los puntos de vista de Galileo y el Papa John Paul se disculpó por el evento.

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Preguntas Frecuentes sobre el Método Científico

¿Por qué es importante el método científico?

El método científico es importante porque proporciona una forma sistemática de explorar y comprender el mundo natural. Permite a los científicos hacer observaciones objetivas, formular hipótesis comprobables y diseñar experimentos para probar esas hipótesis. Al seguir el método científico, los científicos pueden asegurarse de que sus hallazgos se basen en evidencia empírica y no sean simplemente el resultado de prejuicios o especulaciones.

¿Qué es una hipótesis?

Una hipótesis es una explicación tentativa de un fenómeno observado. Es una declaración comprobable que predice lo que sucederá bajo ciertas condiciones si la hipótesis es correcta.

¿Qué es un grupo de control?

Un grupo de control es un grupo en un experimento que se utiliza como estándar de comparación. El grupo de control no se expone al tratamiento experimental y se utiliza para determinar si los resultados del experimento se deben al tratamiento oa algún otro factor.

¿Qué es una variable?

Una variable es cualquier factor que puede cambiar en un experimento. Hay dos tipos de variables: variables independientes y variables dependientes. La variable independiente es el factor que manipula el experimentador, mientras que la variable dependiente es el factor que se mide.