LA CIENCIA Y EL MÉTODO CIENTÍFICO

LA CIENCIA Y EL MÉTODO CIENTÍFICO

Conocimiento empírico y conocimiento científico

Durante el transcurso de la historia, y en la vida de cada individuo, se presentan situaciones y dificultades que el ser humano debe sortear. Habitualmente, no existen recetas ni caminos marcados, sino que el hombre debe ingeniárselas a fin de superarlas. Gran parte de las respuestas a estos problemas son producto del "ensayo y error", es decir de la repetición de un modelo de respuesta que, tras probar y errar varias veces, da con la solución esperada. Esto lleva a un conocimiento empírico o práctico (basado en la experiencia).

Pero existe también otra forma del conocimiento, independiente de sus aplicaciones prácticas, que surge de la propia curiosidad del hombre por encontrar el por qué de los fenómenos que observa en la naturaleza. Es el conocimiento científico. Es decir que los problemas científicos no se inventan, sino que se descubren a partir de observaciones que algún investigador encuentra en una situación problemática que no presenta una explicación coherente con las teorías existentes (o conocimiento actual). Entonces, el investigador comienza en la búsqueda de explicaciones y de predicciones de los hechos, con el fin de llegar al conocimiento. En ocasiones, además de conocer la realidad, la ciencia la modifica mediante sus aplicaciones prácticas. Esto implica una íntima relación entre ciencia y tecnología.

La producción del conocimiento científico

Cuando se hace referencia al conocimiento científico, se alude a tres dimensiones de la ciencia: 1) la ciencia como cuerpo de conocimientos conceptuales, 2) la ciencia como proceso o modo particular de producir conocimiento y 3) la ciencia como actitud del sujeto que conoce.

En la práctica científica real, no existe un conjunto único de reglas y pasos que conduzca a la construcción de teorías científicas. Los científicos utilizan múltiples y rigurosas metodologías en el proceso de producción de conocimientos, que están vinculadas con su objeto de estudio y el tipo de problema que investiga.

Además, las observaciones que hace un investigador, los significados que le atribuye y los conocimientos que surgen, son el resultado de la interacción entre el sujeto y el objeto del conocimiento. Es decir, entre los conocimientos previos y la acción del mundo exterior sobre los sentidos de quien observa.

En el camino que recorre el investigador para dar respuesta al problema de estudio se establecen discrepancias que conducen a un trabajo dinámico en el cual se plantean nuevas alternativas, se establecen nuevas relaciones, nuevos supuestos y se reformulan los diseños de experimentos que pongan a prueba los enunciados preliminares.

Sólo se acepta el nuevo conocimiento, cuando el investigador indica claramente el camino recorrido para obtener su descubrimiento, de modo que otros puedan reproducir y verificar las observaciones y evidencias obtenidas.

Por último, es importante considerar la producción del conocimiento científico dentro de un contexto histórico, social y colectivo. Lo que se sabe es resultado del aporte de muchas generaciones de científicos, orientados por las líneas de trabajo de los equipos de los cuales forman parte, en instituciones dedicadas a la investigación y relacionadas con el carácter social del trabajo científico.

¿A qué se llama “método científico”?

Como se mencionó previamente, en ciencia no hay caminos reales ni reglas infalibles que garanticen por anticipado el descubrimiento de nuevos hechos y la invención de nuevas teorías, asegurando la fecundidad de la investigación científica. La investigación se abre camino y cada investigador elabora su propio estilo de búsqueda. A su vez, cada investigación no es la simple aplicación de un método general, sino que involucra la imaginación, la creatividad y la originalidad de los investigadores.

Sin embargo, aunque no hay caminos marcados, hay una “brújula” que permite estimar si se está en la dirección indicada y evita perderse en los múltiples fenómenos y problemas que surgen. Esta “brújula” es el método científico, que no produce automáticamente el saber.

Lo que hoy se llama método científico no es una lista de recetas para llegar a las respuestas correctas de las preguntas científicas, sino el conjunto de procedimientos por los cuales se plantean los problemas científicos y se ponen a prueba las hipótesis científicas (suposiciones que serán verificadas: confirmadas o refutadas). El método científico es normativo en la medida en que muestra cuáles son las reglas de procedimiento que pueden aumentar las probabilidades de que el trabajo sea fecundo. Pero estas reglas son perfectibles, es decir que no son intocables porque no garantizan la obtención de la verdad pero, en cambio, facilitan la detección de errores.

Básicamente, el método científico incluye los siguientes aspectos:

Planteo del Problema

Einstein afirmaba que lo más importante en la investigación era DESCUBRIR UN BUEN PROBLEMA. Los problemas se descubren a partir de un observador que detecta una incongruencia entre lo observado con las teorías y modelos vigentes.

Cuando un científico encuentra un problema tiene que precisarlo, en lo posible, como una pregunta que reduzca el problema a su núcleo significativo con ayuda del conocimiento disponible. Generar buenas preguntas es fundamental para encontrar enfoques y contextos en los cuales buscar respuestas y nuevas inquietudes.

Formulación de hipótesis

Explicar los hechos observados presupone elaborar hipótesis. Una hipótesis es una afirmación que el científico propone sin tener la certeza de que sea verdadera, pero que provisionalmente considera como tal. Existen hipótesis centrales o fundamentales y otras auxiliares que se desprenden de la primera. Actualmente se sostiene que no existen métodos o procedimientos mecánicos que permitan descubrir buenas hipótesis. Las fuentes de las que surgen las hipótesis son el ingenio, la imaginación y la intuición, que puedan surgir a partir de las observaciones y los conocimientos previos.

Experimentación. Prueba de las hipótesis

La tarea que sigue a la formulación de una hipótesis consiste en contrastarla, es decir, en ponerla a prueba mediante su confrontación con la experiencia, lo cual es un requisito ineludible en toda ciencia fáctica (o empírica).

Esto involucra el diseño de la prueba, su ejecución, la elaboración de los datos y la inferencia de conclusiones.

El diseño implica planificar observaciones, mediciones, experimentos y otras operaciones instrumentales.

La ejecución de la prueba es la realización de las operaciones y la recolección de datos. Estos datos pueden ser: cualitativos, los cuales describen un proceso o producto (por ejemplo: color o forma de un objeto) y cuantitativos, que se expresan en forma de mediciones (por ejemplo: tamaño y peso de un objeto).

La elaboración de los datos empíricos, su procesamiento y organización adecuada son imprescindibles para dar respuesta al problema planteado. Hay diferentes maneras de organizar los datos recolectados, pero en general, todas las técnicas apuntan a ver los resultados de una forma más simple y clara. Los cuadros, gráficos y diagramas son una manera simple de mostrar la relación entre dos o más factores, son simples para organizar, interpretar y comunicar resultados.

Las conclusiones derivan de la interpretación de los resultados a la luz del modelo teórico que sustenta el problema.

Muchas veces, los experimentos propuestos no pueden responder a los materiales o a las condiciones del ambiente existentes. En estos casos es en donde se deben planear otros experimentos y hasta se pueden plantear nuevos proyectos.

Confirmación o refutación de la hipótesis

Las conclusiones se comparan con los enunciados propuestos y se precisa en qué medida pueden considerarse confirmadas o refutadas. Es decir que mediante el método científico se pretende concluir si los hechos respaldan o no a la hipótesis.

En caso de que los resultados obtenidos no respalden la hipótesis propuesta, se debe corregir o reformular la hipótesis, buscar errores en la teoría y/o en los procedimientos empíricos empleados. Cuando se acepta la validez de una hipótesis, ésta constituye la base de una nueva teoría.

Formulación de teorías

Una vez que una hipótesis propuesta ha sido repetidamente verificada por diversos grupos de científicos, ésta pasa a ser una teoría científica. Una teoría se define como un conjunto de conceptos, definiciones y proposiciones, que ofrecen una visión sistemática de los fenómenos (hechos físicos o naturales), con el propósito de explicarlos y predecirlos. Partiendo de esta nueva teoría pueden surgir aplicaciones prácticas. La tecnología científica se desarrolla preferentemente en esta etapa, creando productos y procesos industriales, farmacéuticos, etc.

Si una teoría se verificara como verdadera en todo tiempo y lugar, entonces es considerada como Ley.

Una teoría está sujeta a cambios, ya que es verdadera sólo para un lugar y un tiempo dados, mientras que una ley es permanente e inmutable y es comprobable en cualquier tiempo y espacio. Por ejemplo, la Evolución es una teoría que se perfecciona de acuerdo a nuevos descubrimientos, mientras que lo relacionado con la Gravitación es una ley, pues ocurre en todo tiempo y lugar del universo.

La publicación de resultados

Cuando se culmina una investigación científica, se publican los resultados obtenidos para conocimiento general y para que otros científicos puedan basarse en ese descubrimiento para establecer nuevas hipótesis y teorías. La divulgación científica pretende dar a conocer el conocimiento científico a la sociedad más allá del ámbito académico.

El plan de trabajo en el laboratorio

Teniendo en cuenta los aspectos que involucra el método científico, se planifica detalladamente la investigación. Es decir, se plantea un plan de trabajo que defina un problema, prevea las necesidades que genere la investigación y apunte hacia los resultados.

En primer término se deben formular preguntas que ayuden a definir los pasos iniciales de este esquema: una mejor definición del problema por investigar, las respuestas sospechadas (hipótesis) y los caminos para investigarlas.

Luego es aconsejable ampliar el esquema con algunas consideraciones:

 Si el trabajo incluirá experimentos, observaciones o desarrollo de productos.

 Conocer los recursos que se necesitarán, cuánto cuestan y dónde se obtienen.

 La forma en que se recolectarán los datos (observaciones, mediciones, entrevistas, encuestas, etc.).

 Conocer otras fuentes de información para enriquecer el conocimiento del fenómeno estudiado.

 La forma en que se presentarán los resultados.

 Cuánto tiempo se dedicará a cada fase de la investigación.

En la búsqueda de información mediante la consulta a fuentes, es importante desarrollar estrategias para encontrar aquellas adecuadas y confiables. Una fuente es una publicación que provee información considerada legítima y confiable sobre un tema. Las fuentes permiten apoyar la investigación con conocimientos existentes. Éstas sirven para formular el “marco teórico” o “marco de referencia” al comienzo de una investigación y, durante el transcurso de la misma, aportan datos para su desarrollo.

Actividad 1

Aunque no existe un conjunto único de normas para llegar al conocimiento científico, el método científico ofrece una “brújula” para no perderse en el camino.

A continuación se ofrece una lista de pasos desordenados que deben ordenar de acuerdo con los pasos que permitirían llegar a la resolución de un problema científico:

 5.-Se buscan nuevas hipótesis y/o errores experimentales.

 1.-Se descubre un problema

 7.-Las regularidades que funcionan en forma consistente, finalmente se aceptan como Teorías.

 8.-Cuando las consecuencias no apoyan la hipótesis, se desecha. A partir de los resultados se deducen consecuencias.

 2.-Se busca información o se realizan más observaciones.

 6.-A partir de los resultados se deducen consecuencias.

 4.-Se realizan las pruebas para comprobar o refutar las hipótesis

 3.-Luego se buscan regularidades y se plantean hipótesis.

Actividad 2. Diseño de un experimento científico

Se debe buscar información sobre el tema, formular hipótesis, diseñar un experimento que permita responder a las preguntas formuladas, analizar los resultados y representarlos mediante gráficos, extraer conclusiones.

A continuación se presenta un ejemplo de cómo podría plantearse la actividad:

Observación: Un grupo de alumnos detectó que los brotes de un tipo de planta particular que crece bajo las piedras tienen color blanco, mientras que los que crecen afuera son de color verde.

Problema:

¿Qué factores influyen en el brote de la planta en particular que crece bajo las piedras dando un color blanco cuando al mismo tiempo las de afuera con el mismo brote dan de color verde?

Hipótesis 1:

El brote de la planta que se da afuera de la piedra es de color verde ya que la luz solar llega directamente a la planta.

Hipótesis 2:

Los factores que influyen directamente a la planta en si, en su crecimiento dando un color diferente dentro y fuera de la piedra es la falta o sobra de humedad y frío.

Hipótesis 3:

La influencia de las piedras al tener componentes y elementos minerales interviene en la pigmentación de las plantas de brotes de color blanco.

Prueba de la hipótesis. Experimentación:

1. Se utilizan semillas

2. Se fabrica un almacigo sembrando bajo piedras y afuera de las piedras.

3. Se utiliza regaderas en algunas parte del almacigo dandole a los brotes exteriores e interiores

4. duración 8 semanas

5. Comprobación de hipótesis

Conclusiones:

1. . Proceso de la fotosíntesis: - capta la energía de la luz produciendo así la fotosíntesis, haciendo el proceso orgánico con clorofila, como las plantas verdes.

2. . La sobra y falta de humedad en las plantas afecta directamente en la raíz ya que se encuentra directamente con el suelo, el hielo (tomando en cuenta el frío) o la falta de agua que absorbe o no la raíz, dando colores diferentes a cada uno de los brotes interior y exterior.

3. Las piedras producen significativos impactos ambientales ya que la falta de oxigeno hacia la planta y el ataque de minerales hacia el brote en particular le afecta en su pigmentación y/o clorofila.

Actividad 3

Analizar el artículo que se reproduce a continuación y deducir los pasos que puede haber seguido el equipo de investigadores que dieron origen al proyecto biotecnológico para aumentar la cantidad de beta-caroteno en el maní.

Maní transgénico con alto contenido de beta–carotenos

El Instituto de Investigación de Cultivos de los Trópicos Semi-Áridos (ICRISAT) inició un proyecto para aumentar la cantidad de beta-caroteno en el maní. La investigación es parte

del “programa de desafío global” del Grupo Consultor para la Investigación Agrícola Internacional que tiene como objetivo la biofortificación de los cultivos para combatir la desnutrición por deficiencia de nutrientes como el zinc, el hierro y al vitamina A en los alimentos. El Dr K. K. Sharma, fitomejorador del ICRISAT, señaló: “la investigación del ICRISAT ayudará a combatir la deficiencia de vitamina A, particularmente, en los niños y mujeres desnutridos. La mayoría de las personas desnutridas viven en las regiones tropicales semi-áridas y esta variedad de maní puede cultivarse en India”. También explicó que en el ICRISAT los métodos de transformación genética de las plantas de maní han sido optimizadas y que están empleando esta tecnología para obtener maní transgénico con altos niveles de beta-carotenos (precursor de la vitamina A). Los investigadores también creen que esta nueva variedad de maní transgénico podría servir de base para la incorporación posterior de otras características, como resistencia a enfermedades y tolerancia a estreses abióticos, para aumentar también la productividad del cultivo en al región. “La deficiencia en vitamina A puede llevar a la ceguera. Según al Organización Mundial de la Salud, casi 350.000 chicos quedan parcial o totalmente ciegos cada año debido a esa deficiencia y alrededor del 60% de ellos mueren a los pocos meses de haber quedado ciegos”, explicó el Dr Sharma.

Observación:¿Qué aspectos /hechos de la realidad observaron los investigadores y captaron su atención?

Mujeres y niños desnutridos,

Personas desnutridas por deficiencias de nutrientes

350.000 chicos quedan parcial o totalmente ciegos cada año debido a esa deficiencia y alrededor del 60% de ellos mueren a los pocos meses de haber quedado ciegos

Problema:¿En base a esta observación, cuál fue el problema planteado?

aumentar la cantidad de beta-caroteno en el maní para evitar o aumentar alguna carencia o falta de algo en las personas.

Hipótesis: ¿Qué hipótesis pueden haberse planteado y cuál fue la elegida para avanzar en la investigación?

Hipótesis 1: Aumentar el zinc, el hierro y al vitamina A en los alimentos para poder combatir la desnutrición por deficiencia de nutrientes y podría servir de base para la incorporación posterior de otras características, como resistencia a enfermedades y tolerancia a estreses abióticos, para aumentar también la productividad del cultivo en al región.

Hipótesis 2: La variedad de maní puede cultivarse en India para evitar la desnutrición”.

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