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Capítulo 3: Investigaciones

Como proyectar una investigación
Como llevar a cabo una investigación
Como preparar un informe sobre la investigación
Ejemplos de investigaciones - Química
Sugerencias para investigaciones en el campo de la química
Ejemplo de investigaciones - Biología
Sugerencias para investigaciones en el campo de la biología
Ejemplos de investigaciones - física
Sugerencias para investigaciones en el campo de la física

No todos los alumnos harán de las ciencias su ocupación por el resto de sus vidas, pero todos los estudiantes necesitaran por lo menos un conocimiento básico de los hechos conocidos por las ciencias y poseer la habilidad de distinguir la verdad de la falsedad. Las investigaciones científicas promueven ambos objetivos, pues requieren el conocimiento de hechos científicos como punto de partida para el posterior descubrimiento por medio del uso de la metodología científica, la cual en realidad no es nada más que una manera de pensar lógica y precisa. La sección que se presenta a continuación contiene sugerencias que pueden ser de utilidad para guiar a los estudiantes a través de estas investigaciones.

A continuación se presentan, en forma de esquema, los pasos a seguirse en una investigación científica, los cuales serán explicados detalladamente en la siguiente sección.

1. Observación que conduzca a la duda.

2. Observación más extensa y recolección de información pertinente.

3. Formación de una explicación en una hipótesis.

4. Enunciación de una hipótesis de trabajo: predecir.

5. Comprobación de la hipótesis: experimentación.

6. Interpretación de la información, dando como resultado:

a. aceptación de la hipótesis o
b. modificación de la hipótesis o
c. rechazo de la hipótesis.

Como proyectar una investigación

Formulando una pregunta

Toda investigación comienza con una pregunta. La mejor pregunta para una investigación llevada a cabo por un estudiante es una en la que él mismo haya pensado. Puede surgir como consecuencia de algo aprendido en la clase, o puede simplemente ser algo que se le haya ocurrido observando el mundo que lo rodea. La fuente de la pregunta no es importante. Lo que es importante es que el estudiante estará interesado en ella porque es su propia pregunta.

Cuando el estudiante venga a Ud. con su pregunta, Ud. deberá ofrecerle aliento sugiriéndole varios libros y otras fuentes donde pueda encontrar información relacionada a su problema. Es posible que pueda encontrar la respuesta en un libro y no haya oportunidad para un proyecto de investigación. No obstante, si lee la información que tiene a su disposición y aún no puede encontrar la respuesta, o si la respuesta que ofrece un libro o revista científica no le satisface completamente, el estudiante tiene el comienzo de una investigación, una pregunta para la cual no se encuentra disponible una respuesta apropiada.

Utilizando sus fuentes de información

A pesar de que el estudiante no fue capaz de hallar la respuesta a su pregunta especifica en sus lecturas, por lo menos deberá haber sido capaz de encontrar alguna información relacionada a su pregunta. Deberá animársele a que siga leyendo de manera que se familiarice con toda la información disponible relacionada a su tema.

También podrá consultar a personas competentes que vivan en el área, como por ejemplo científicos, instructores de universidades, técnicos médicos o científicos, médicos o enfermeras, los cuales pueden poseer conocimientos sobre el tema en el que se encuentra interesado.

En cada paso de la investigación, Ud. deberá solamente guiar y asesorar al estudiante. Es su investigación, y él deber" realizar su propio trabajo. El estudiante tendrá mucha más confianza en si mismo y un mayor sentimiento de logro si él completa la investigación sabiendo que es responsable de los resultados.

Enunciando una hipótesis de trabajo

El estudiante no deberá tratar de formar una hipótesis con los conocimientos a su disposición provenientes de su lectura y observaciones; es decir, intentar la explicación de su pregunta en base 2 datos conocidos. La hipótesis es en realidad un enunciado intuitivo basado en el conocimiento científico. A partir de este enunciado, el científico emite una predicción lógica, la cual será la base de su experimento. La hipótesis y predicción que resulten de éste son generalmente presentados bajo la forma de un enunciado "Si...entonces".

Supongamos que el problema de un investigador se ocupaba de la velocidad de caída de algunos objetos en caída libre. En base a sus observaciones e información a su disposición, puede llegar a la conclusión de que el poso determina la velocidad de caída. Por lo tanto, el enunciado formal de su hipótesis y predicción podría decir lo siguiente: Si el poso de un objeto en caída libre determina su velocidad de caída, entonces mientras mayor sea el peso del objeto, mayor será la velocidad de caída. La parte del "si" del enunciado es la afirmación del científico basada en sus observaciones e información. Representa un resumen de su intento de constestar su propia pregunta. La parte del "entonces" del enunciado deberá ser la consecuencia lógica si el enunciado condicional "si" es correcto. Este enunciado "entonces" determinará el curso de acción que el científico seguirá para comprobar su hipótesis. La forma "si...entonces" de la hipótesis se llama hipótesis de trabajo debido a que contiene la explicación del científico sobre un fenómeno y una explicación lógica basada en esa explicación. Comprobando la predicción, el científico sabrá si su explicación es correcta.

Probablemente será necesario brindar cierta ayuda al estudiante cuando esté listo a formular un enunciado formal de su hipótesis de trabajo. Es posible que tenga cierto problema formulando su explicación con exactitud. Y, debido a que la predicción basada en esta explicación determinará la comprobación de la hipótesis, será conveniente asegurarse de que el enunciado formal de la hipótesis de trabajo sea exactamente lo que el estudiante desea decir.

Una vez que se ha acordado el enunciado formal de la hipótesis de trabajo, el estudiante deberá idear un experimento para comprobar su hipótesis. En este momento su dirección será nuevamente de gran valor. Ud. no deberá idear el experimento, pero puede asesorarle y advertirle sobre dónde encontrará problemas. Haciéndole preguntas puede hacerle notar posibles fuentes de errores. Si viene a Ud. con problemas, Ud. puede ofrecerle sugerencias.

Diseñando un experimento

El diseño de un experimento es el plan de ataque del estudiante. Este deberá planear de antemano y paso a paso cada etapa del experimento de manera que tenga una idea clara del curso que tomará para solucionar su problema. Deberá considerar posibles fuentes de error y diseñar su experimento de manera que estos errores sean eliminados. Esta es la función correcta del diseño experimental: eliminar los errores antes de que haya habido la oportunidad de que ocurran. En este punto, un raciocinio claro y atención a los detalles son de especial importancia para el investigador, ya que un descuido puede invalidar los resultados de un experimento.

Los criterios que deberán satisfacerse antes de que el diseño de un experimento pueda ser considerado correcto son validez, suficiencia de la comprobación e instrumentos adecuados. Para que su comprobación sea válida, el estudiante no deberá dejar duda alguna de que demuestra exactamente lo que él dice que hace; es decir, no puede haber otra explicación posible para los resultados del experimento que la explicación presentada por el estudiante.

Variable: Para poder explicar cómo el estudiante es capaz de eliminar todas las posibles explicaciones excepto una, será necesario definir algunos términos. Una "variable" es cualquier factor que puede afectar los resultados de la prueba. Por ejemplo, en nuestra investigación sobre los cuerpos en caída libre, factores tales como paso, altura de la caída, forma, área de la superficie, o velocidad inicial serán considerados como variables porque la variación de cualquiera de ellos puede afectar la velocidad de caída. De esto puede inferirse que, en su investigación, el estudiante debe tomar en consideración cualquier factor que posiblemente pueda influenciar sus resultados. La "variable independiente" es el factor que El estudiante dice es responsable de los efectos que ha observado. Por ejemplo, en nuestra investigación sobre cuerpos en caída libre, el poso es la variable independiente porque el investigador piensa que la diferencia en poso de los objetos es la que causa la diferencia en su velocidad de caída.

El investigador comprendió un hecho que no le había preocupado hasta entonces: velocidad de caída (velocidad) es igual a distancia/tiempo. El investigador razonó que cuando las distancias son iguales y los tiempos no lo son, entonces las velocidades no pueden ser iguales. Por lo tanto, razonó que la velocidad de caída puede ser medida registrando el tiempo que toma a un objeto caer desde una altura conocida. De acuerdo con su hipótesis, la cantidad de tiempo que toma a un objeto caer dependería del peso de dicho objeto. En consecuencia, el tiempo se convierte en su "variable dependiente". Si la hipótesis es correcta, la variable dependiente (tiempo) depende de la variable independiente (poso).

Control Directo: El objetivo del diseño experimental es excluir todas las explicaciones posibles del efecto observado, excepto la que el investigador está proponiendo. Para este fin, el estudiante debe controlar todas las variables excepto la variable independiente y la dependiente. Es decir, las demás variables deben mantenerse constantes durante el experimento. Esto permite al estudiante decir que el efecto observado en la variable dependiente se debe a la acción de la variable independiente y a nada más. Por ejemplo, para idear una prueba adecuada para su hipótesis, nuestro investigador tendrá que dejar caer varios objetos desde exactamente la misma altura y registrar el tiempo que les tomó caer. Estos objetos no deberán diferenciarse en nada importante sino solamente en el peso. Deberá usar objetos de la misma forma, volumen, etc. De esta manera estará ejerciendo control directo sobre las variables.

Control Indirecto: Debido a que tales objetos son difíciles de encontrar, se deberá lograr el control por medio de medios indirectos. Con frecuencia este es el caso, y nuevamente el estudiante probablemente necesitará su dirección. Si nuestro investigador se viera forzado a utilizar bolas de plomo pequeñas y grandes para los objectos pesados y livianos, estaría permitiendo que varíen simultáneamente la variable de tamaño o área de la superficie, así como la variable de peso. Y, ya que la lógica del diseño experimental indica que debemos ser capaces de determinar los efectos de todas las variables manipuladas sobre la variable dependiente, este caso no seria aceptado científicamente. La razón de esto es que el investigador no estarla manteniendo todas las variables excepto la constante de poso, y si encontrase diferencias entre la bola de plomo grande y pesada y la bola de plomo pequeña y liviana no podría decir que éstas se deben solamente al mayor tamaño o peso.

Lo que se necesita es una piedra grande y liviana, o una piedra pequeña y pesada. Utilizando materiales de diferente densidad, nuestro experimentador podrá controlar la variable de tamaño indirectamente. De esta manera tendrá por lo menos tres grupos de objetos. Bolas de porcelana, con un diámetro igual al de las bolas de plomo más grandes pero cuyo poso sea el mismo que al de las bolas de plomo pequeñas.

Comparando los objetos de plomo primero, el experminetador tendrá una idea de si la variable de poso o tamaño fueron significativas (pero a la misma vez no podrá establecer cuál lo fue). Luego, comparando los tiempos de la bola de plomo pequeña con la bola de porcelana grande, el experimentador podrá determinar el efecto del tamaño (ya que los posos son iguales) y, finalmente, comparando los tiempos de la bola de plomo grande con los de la bola de porcelana grande, el experimentador podrá determinar los efectos de la variable de poso (ya que los tamaños fueron los mismos).

Por supuesto que el experimentador tiene muchos otros métodos a su disposición para controlar esta variable (como usar bolas huecas y bolas sólidas del mismo tamaño), pero él escogió este método para controlar sus variables indirectamente.

Grupos de Control y Grupos Experimentales: Ahora podemos definir dos términos más. Los grupos de control son aquellos grupos en los cuales la variable independiente no toma parte. Por ejemplo, en un experimento utilizando bolas de plomo grandes y pequeñas y bolas de porcelana tan grandes como las bolas de plomo más grandes pero de peso similar al de las bolas de plomo pequeñas, la variable independiente (poso) no será un factor en la determinación de las diferencias en las velocidades de caída entre las bolas de porcelana y las bolas de plomo pequeñas (recuerde que los posos son iguales). Por lo tanto, las bolas de plomo pequeñas, como grupo, son consideradas como un grupo de control (el peso, la variable independiente, no hará que las bolas pequeñas caigan a la misma velocidad que las bolas de plomo grandes). Asimismo, las bolas de porcelana grandes son también un control (el paso no puede hacerlas caer más rápidamente que las bolas de plomo grandes de mayor peso), pero también están controlando la variable tamaño. En consecuencia, en este experimento existen dos grupos de control y un grupo experimental; es decir, un grupo de bolas de plomo grandes en el cual se piensa que la variable independiente es uno de los factores que determina la velocidad de caída.

La importancia de un grupo de control será apreciada cuando el estudiante comience a interpretar su información, ya que el grupo de control permite al investigador decidir definitivamente si la variable independiente tiene un efecto sobre la variable dependiente. Si no existe diferencia entre el desempeño de los grupos de control y el grupo experimental, entonces el investigador debe concluir que su hipótesis (el poso determina la velocidad de caída no es correcta ya que puede apreciarse que la variable independiente no tiene efecto sobre el fenómeno que está examinando. Sin embargo, si no existe una diferencia reconocible entre el desempeño de los grupos de control y el de los grupos experimentales, el investigador puede decir, con razón, que su hipótesis es correcta.

Un ejemplo tomado de la agricultura puede ser utilizado para ilustrar de mejor forma los grupos de control y los grupos experimentales.

Pregunta: ¿Cuál es el efecto de los fertilizantes nitrogenados en la producción de maíz?

Hipótesis de trabajo: Si el nitrógeno es esencial para el crecimiento de la planta y útil en grandes cantidades, entonces las plantas que reciben proporciones de fertilizantes nitrogenados significativamente mayores en la tierra producirán mas maíz que aquellas que no son tratadas con ese tipo de fertilizante. Para llevar a cabo un experimento válido, el contenido natural de la tierra, la cantidad de agua que las plantas reciben, la cantidad de exposición a la luz del sol, etc. deben ser idénticos para todas las plantas. Bajo estas condiciones, la tierra de un grupo de plantas recibe 5Kg. de fertilizante, otro grupo recibe 3Kg., otro recibe 1Kg., y otro grupo de control no recibe ningún tipo de fertilizante. Por lo tanto, existen tres grupos experimentales (5Kg., 3Kg., 1Kg.) y un grupo de control (sin fertilizante).

Fiabilidad de la prueba: Cuando el estudiante se ha convencido de que el diseño de su experimento es válido, deberá enfrentarse al segundo criterio del diseño experimental: fiabilidad de la prueba. Deberá ofrecer una prueba de la fiabilidad del experimento mostrando que puede ser llevado a cabo en diferentes ocasiones, de manera idéntica y con resultados equivalentes.

Para cumplir con este criterio, el experimento para la mayoría de las investigaciones consistirá de varios ensayos, porque un ensayo no será suficiente para probar nada de manera conclusiva. Por ejemplo, en nuestro experimento sobre cuerpos en caída el investigador no puede estar satisfecho registrando simplemente los tiempos que les toma a las tres bolas (una pequeña, una grande, y una del mismo tamaño que la más grande pero tan liviana como la pequeña) caer desde una distancia determinada. Los resultados de cualquier ensayo único pueden deberse a un error fortuito o a la casualidad. Por lo tanto, el estudiante deberá realizar varios ensayos para que pueda demostrar concluyentemente que se obtendrán los mismos resultados cada vez que se lleve a cabo el experimento. Para el experimento sobre los cuerpos en caída, el investigador debe tener una variedad de bolas de plomo de tamaño grande y pequeño y un grupo de control de bolas de porcelana grandes, cada una con un poso igual al de las bolas de plomo pequeñas pero del mismo tamaño que sus bolas de plomo grandes. Los tiempos que toman a estas bolas caer desde una altura determinada pueden entonces ser medidos y comparados través de una serie de ensayos, y el investigador tendrá una prueba conclusiva de que sus resultados son exactos y consistentes. Cumpliendo con este criterio el estudiante demuestra que sus resultados merecen un lugar en el cuerpo del conocimiento científico. Su experimento brindará los mismos resultados para otros investigadores que usen las mismas técnicas y los mismos instrumentos.

Idoneidad de los instrumentos: Llegamos al tercer criterio para un diseño experimental apropiado. Con idoneidad de los instrumentos queremos decir que las mediciones de las variables que está considerando son razonablemente exactas y consistentes. En el ejemplo de los cuerpos en caída, las piedras de nuestro investigador deben ser iguales en todo aspecto excepto poso. Como ya hemos visto que esto seria muy difícil, su grupo de control (bolas de porcelana grandes de peso similar al de las bolas de plomo pequeñas) debe tener el mismo volumen, área de superficie, etc., que las bolas de plomo grandes. Deben ser soltadas desde la misma altura con la misma velocidad inicial (probablemente cero) y el experimentador deberá poder medir la cantidad de tiempo que toma a cada piedra llegar al suelo.

Antes de comenzar el experimento, el estudiante deberá ensamblar los instrumentos necesarios para completarlo. A menudo ocurre que los instrumentos no se encuentran a la disposición del estudiante. En tales casos la improvisación es invalorable. Usando su propio ingenio y las habilidades que se le puedan transmitir, el estudiante deberá poder improvisar los instrumentos que necesita para su experimento.

Mientras se construyen las piezas, deberá prestarse constante atención a la exactitud que brindarán. Si los instrumentos van a brindar resultados exactos y consistentes, puede satisfacerse el criterio de idoneidad de los instrumentos. Ningún instrumento es perfecto, y en todos los casos debe considerarse un margen de error cuando se diseñe el experimento y se evalúe la información. Los instrumentos improvisados pueden ser más o menos exactos que los modelos comerciales, dependiendo de la habilidad del constructor; el grado de exactitud deberá simplemente ser considerado por el experimentador. Las investigaciones realizadas por los estudiantes utilizando instrumentos improvisados no requieren un alto nivel de precisión.

Como llevar a cabo una investigación

Programa de trabajo

El estudiante deberá preparar un programa de trabajo, reservándose una cantidad de tiempo especifica para cada paso del experimento que falte completar. Todavía es necesario que construya los instrumentos, lleve a cabo el experimento e interprete la información. El tiempo asignado para su investigación en conjunto y para cada parte de 'a investigación variar" de acuerdo a la naturaleza de la investigación y del tiempo libre que el estudiante tenga a su disposición. Por ejemplo, un estudiante puede reservar dos semanas para la construcción de los instrumentos, dos semanas para llevar a cabo el experimento, y dos semanas para interpretar la información. Además, puede reservarse una semana adicional para resolver cualquier dificultad imprevista, lo cual significa que la investigación entera deberá ser completada en siete semanas. Otro estudiante puede asignar solamente una semana para la construcción de los instrumentos, seis semanas para llevar a cabo el experimento, y dos semanas para interpretar la información. Con una semana adicional para hacerse cargo do acontecimientos inesperados, la investigación deberá ser completada en diez semanas.

Para algunas investigaciones será necesario que el estudiante invente los instrumentos que se necesitan para el experimento. Esto ocurre con frecuencia cuando el estudiante no sabe de ningún instrumento que pueda usar para llevar a cabo el experimento deseado. En otras ocasiones, una pieza del instrumental deberá ser modificada por el estudiante para satisfacer sus necesidades especificas. En tales casos, el tiempo para diseñar los instrumentos deberá ser asignado en el programa de trabajo. Por ejemplo, tres semanas para el diseño de los instrumentos, dos semanas para la construcción da los instrumentos, tres semanas para llevar a cabo el experimento, dos semanas para interpretar la información, y una semana para dificultades adicionales: un total de once semanas.

Estos son solamente ejemplos de programas de trabajo. Cada estudiante deberá establecer su propio programa de manera que su investigación sea efectuada de manera razonable y eficiente. En todo momento deberá saber cuánto trabajo queda por completar y cuándo lo terminará. Puede ayudarse al estudiante señalando algunas de las dificultades especiales a las que tendrá que enfrentarse y sugiriéndole que reserve tiempo suficiente para vencerlas; pero la decisión final sobre la distribución del tiempo deberá ser del estudiante.

Construyendo los instrumentos

Cuando el estudiante esté construyendo los instrumentos, Ud. puede ayudarle con sugerencias que hagan el trabajo más fácil para él, pero él deberá realizar su propio trabajo. Esto fortalecerá su confianza en si mismo, y aprenderá a ser independiente. La critica que Ud. haga de su trabajo deberá ser constructiva. Puede señalar los problemas en la mano de obra y animarlo a que la mejore. La exactitud de sus mediciones dependerá de la precisión de sus instrumentos; no puede estar satisfecho con trabajo de baja calidad.

Llevando a cabo el experimento

Técnicas lógicas: Mientras esté llevando a cabo el experimento, el estudiante deberá ser metódico y eficiente. Esta etapa del experimento no deberá ocasionarle dificultades si aprendió técnicas científicas apropiadas durante las experiencias practicas y las demostraciones. Deberá saber que debe ser consistente en sus métodos y lógico en su raciocinio. Si ha diseñado su experimento de acuerdo con gas pautas y guías que fueron discutidas anteriormente, ya se han eliminado la mayoría de las fuentes de los mayores errores. Las demás serán reducidas al mínimo, siempre y cuando emplee técnicas científicas adecuadas y sentido común.

Observaciones objetivas: Es esencial que Ud. enseñe al estudiante el valor de efectuar observaciones exactas. Deberá registrar las cosas de la manera exacta en que ocurren. Un estudiante puede permitir que su hipótesis influya sus observaciones; es decir, registra lo que él piensa que deberla estar sucediendo en lugar de lo que en realidad está ocurriendo. Durante un experimento, un científico debe ser completamente objetivo. Esto es válido para el estudiante investigador así corno para el científico profesional que esté trabajando en su laboratorio de investigación. A menudo ocurre que el investigador encuentra una clave que lo lleva a un descubrimiento mucho mayor.

Mientras realiza el experimento, al estudiante pueden ocurrírsele muchas preguntas surgidas de sus observaciones. Deberá anotar estas preguntas, pero no deberá dejar que lo distraigan de su objetivo de encontrar la respuesta a su pregunta original. Estas nuevas preguntas podrán ser consideradas más adelante como base para futuras investigaciones.

Manteniendo los registros: Ud. deberá inculcar en su estudiante la necesidad de mantener un registro completo de su experimento. Esto será esencial cuando llegue el momento de interpretar su información y escribir un informe sobre la investigación. Si no mantiene ningún registro, no tendrá información que interpretar. En la mayoría de los casos, el estudiante estará efectuando su experimento durante un periodo de semanas, y su información será irremediablemente confundida y olvidada si sólo la guarda en su cabeza. Antes de comenzar el experimento, el estudiante deberá preparar un formulario en el cual se anotarán las observaciones. Este formulario generalmente incluirá una lista de todas las variables. La condición de cada variable deberá ser registrada en cada ensayo.

Interpretación de la información

La tarea final del estudiante es la interpretación de su información. En realidad, esto no es más que una tarea que requiere un raciocinio claro, lógico y objetivo. En el transcurso del experimento, el estudiante probablemente habrá acumulado una gran cantidad de información. Deberá organizar ésta de manera metódica y resumir los resultados a partir de los cuales decidirá si debe aceptar o rechazar su hipótesis. Si tanto la hipótesis como el diseño experimental son correctos, se observará que 12 variable dependiente cambia a medida que la variable independiente cambia. Si los resultados del experimento no demuestran esta verdad, entonces ya sea la hipótesis o el diseño experimental son incorrectos. Si el estudiante se siente seguro de que ha cumplido con los criterios para un diseño experimental adecuado, y que ha utilizado técnicas científicas apropiadas en la ejecución de su experimento, solamente puede concluir que su hipótesis es incorrecta y que tendrá que modificarla o rechazarla.

El significado de un término que con gran frecuencia es utilizado en referencia a la información parece ser obvio, pero es tan importante que merece una mención especial. El concepto de "diferencia" representa la razón fundamental para el uso de controles en el diseño del experimento. La información significativa en nuestro ejemplo fue la diferencia en los tiempos de caída de las piedras, no necesariamente los tiempos de caída efectivos. Las diferencias están basadas en el desempeño del grupo de control. Si fuera necesario respaldar la hipótesis en nuestro ejemplo, tendría que haber una diferencia entre los tiempos de caída de las piedras livianas y los de las piedras posadas. Proseguiremos con la interpretación de la información obtenida en el ejemplo hasta su conclusión como una demostración del proceso completo.

Luego de varios ensayos, si el investigador encuentra diferencias entre el tiempo de caída de los objetos pesados en conjunto y el de los objetos livianos en conjunto, sin considerar sus tamaños, puede concluir que las diferencias en los resultados se debieron solamente al poso. Por lo tanto, su hipótesis será verficada, ya que se demostrará que la variable dependiente (tiempo de caída) varia a medida que la variable independiente (peso) varia. Pero si encontró que los objetos más grandes, como grupo, cayeron a una velocidad menor que los objetos más pequeños, sin considerar su peso, tendrá que llegar a la conclusión de que las diferencias en los tiempos de caída se debieron a la variable tamaño y no tuvieron nada que ver con los posos de los objetos. En consecuencia, su hipótesis original seria incorrecta.

Examinando sus resultados, nuestro investigador fue capaz de llegar a una conclusión que le forzó a reconsiderar por completo sus ideas sobre el asunto. Observó que, sin importar el número de voces que realizara el experimento, los objetos pequeños de diferentes posos siempre caían con mayor velocidad que los objetos de mayor tamaño y diferentes pesos. En consecuencia, encontró que, de acuerdo con los resultados de su experimento, el tamaño, y no el paso como se mencionaba en su hipótesis, parecía ser la variable que ocasionó las diferencias en la velocidad de caída Su hipótesis no fue respaldada y se vio forzado a revisarla. Razonó que los objetos más grandes caen más despacio que los objetos pequeños porque la mayor área de sus superficies causa una mayor resistencia al aire. Su nueva hipótesis sostenía que todos los objetos caen a la misma velocidad excepto cuando la velocidad de caída es afectada por el tamaño de los objetos debido a la resistencia causada por el aire, con todas las demás variables estando controladas. Fue capaz de probar 1a veracidad de esta hipótesis en experimentos repetibles.

Ayudando a los estudiantes a interpretar su información

Es posible que Ud. tenga que ayudar al estudiante a interpretar su información, pero en la mayoría de los casos esto puede no ser lo mejor. Debido a que la interpretación de la información es en gran medida una cuestión que implica un raciocinio claro, el estudiante deberá sacar sus propias conclusiones. La ayuda que Ud. le proporcione puede ser en la forma de preguntas como: ¿Que prueban estas cifras? ¿Por que? ¿Existen otras posibles explicaciones para sus resultados? ¿Cómo saber si no las hay? ¿Ha considerado toda su información, como por ejemplo ...? De esta manera el estudiante puede aprender a pensar por si mismo, a tener razones sólidas para sus conclusiones, y a apoyar sus decisiones.

Como preparar un informe sobre la investigación

Propósito del informe

Cuando el estudiante haya terminado su investigación, Ud. podrá querer que redacte un informe sobre ésta para el club de ciencias, o Ud. puede pensar que debería participar en una feria de ciencias a nivel de la escuela o distrito. En cualquiera de estos casos, para poder explicar toda la investigación comprensivamente, el estudiante deberá redactar un informe que describa cada paso que siguió de manera clara, concisa y exacta. Probablemente necesitará poco estimulo para escribir este informe, ya que debe estar orgulloso y ansioso de recibir reconocimiento por el trabajo que ha realizado. El siguiente esquema en forma de explicación deberá serle de utilidad para demostrar al estudiante cómo debe prepararse el informe.

Esquema de un informe típico

I. Introducción

A. Historia: El propósito de esta sección es familiarizar al lector con los datos fundamentales del problema que el estudiante ha investigado. En consecuencia, deberá resumir todos los hechos que sean necesarios para la comprensión del problema. Una breve historia del problema también es apropiada. Es importante recordar que el lector puede ignorar los datos fundamentales de la investigación. Para que pueda llegar a adquirir un entendimiento general del problema, similar al del estudiante, la perspectiva de la investigación y la necesidad de responder a la pregunta formulada deberán aclararse por completo.

B. Hipótesis: Al final de la introducción, el estudiante deberá formular su hipótesis (las razones para la hipótesis ya deberán haber sido establecidas). Luego deberá formular su predicción basada en esta hipótesis y combinar ambas en una hipótesis de trabajo.

II. Experimento

A. Sujetos: Si se utiliza sujetos humanos para la investigación, se deberán describir las variantes pertinentes al sujeto, tales como edad, sexo, altura, poso o cualquier otra que pueda ser de importancia decisiva para el experimento. Si los sujetos son animales o plantas, se deberá describirlos de la misma manera (especie, edad, etc.)

B. Instrumentos: Esta sección deberá contener una descripción concisa, pero detallada, de los instrumentos utilizados en el experimento. La descripción deberá ser muy especifica. Se deberán definir y da. todos los posos, poder de las soluciones, longitudes, volúmenes, o cualquier otra variable pertinente al experimento. Por ejemplo, si el estudiante utiliza luz y lentes en su experimento, deberá especificar el tipo de luz (por ejemplo, una bombilla de luz Bajaj mate de 100 vatios), distancia focal de los Len' es, su tipo, calidad y otras dimensiones. También deberá describiese la disposición de los instrumentos; en este caso, un diagrama seria útil. La razón para esta descripción detallada es permitir a otro experimentador que lea el informe del estudiante duplicar su experimento y obtener los mismos resultados.

C. Procedimientos: El estudiante deberá brindar una descripción de los controles y variables utilizados y explicar los procedimientos para los grupos de control y experimentales. Deberá explicar la razón de ser de los controles. También deberá explicar las técnicas reales utilizadas en la ejecución del experimento. Esta descripción deberá ser detallada adecuadamente para que el lector sea capaz de duplicar con precisión la mecánica del experimento, si así lo desea.

III. Resultados

En esta sección el estudiante simplemente presenta sus resultados. Por lo general esto se realiza en la forma de gráficos y tablas. Cualquier procedimiento matemático que fue utilizado para la obtención de la información deberá ser descrito brevemente. Esta sección es la más fácil de redactar porque todo lo que se espera que el autor diga es "Los resultados se presentan a continuación"; y el lector se dirigirá a las tablas y gráficos.

IV. Discusión

Esencialmente, ésta es la sección final del informe. Consiste en la interpretación que el estudiante hace de su información y sus conclusiones. Algunos estudiantes pueden tratar de ir más allá de la información en si y teorizar. Es posible que Ud. tenga a otro Newton en su clase.

Esta sección también incluye un enunciado sobre las limitaciones del experimento. Si el estudiante observó cualquier oír" cosa, además de la variante independiente, que le hizo pensar que podría estar influenciando sus resultados, ésta deberá mencionarse aquí. En general, esta sección permite al escritor mencionar cualquier cosa que él piense que sea pertinente a la información obtenido, así como a llegar a cualquier conclusión la que pueda a partir de la información.

V. Resumen

El estudiante deberá terminar el informe resumiendo todas las secciones anteriores. Esto brinda al lector una breve perspectiva general de todo el trabajo y, por lo tanto, deberá ser concisa y objetiva.

Ejemplos de investigaciones - Química

Velocidad de difusión de los sólidos en el agua
Solubilidad
Sales de sodio
Sales del ácido clorhídrico
Porcentaje de arena en la tierra
Precipitación

En esta sección Ud. encontrará algunos ejemplos de investigaciones en el campo de 12 química, biología y física. Esta sección se encuentra dividida en tres partes, las cuales ofrecen ejemplos de informes en cada una de estas disciplinas. Además, cada una de estas secciones contiene investigaciones que varían en su grado de terminación. Los dos primeros son informes completos y su finalidad es servir como ejemplos para los estudiantes. Los que siguen están incompletos y su finalidad es servir como un ejercicio para el diseño de su propia investigación y para desarrollar deducciones sobre la información. Si Ud. puede contestar satisfactoriamente las preguntas que aparecen al final de cada informe incompleto, puede sentirse seguro de su habilidad para guiar a sus estudiantes en su trabajo.

La sección introductoria de cada una de las siguientes investigaciones es algo más amplia que la que se necesitará para la mayoría de las investigaciones. Los estudiantes pueden escribir introducciones más breves y apropiadas.

Al final de cada sección puede encontrarse una lista de las preguntas que puede animarse a los estudiantes a que respondan de manera experimental. No obstante, esta lista no intenta ser completa y deberá servir solamente como punto de partida para Ud.

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