TEMA 1. LA CIENCIA. EL MÉTODO CIENTÍFICO Biología y Geología 1º de ESO Profesor: Francisco J. Barba Regidor Qué vamos a trabajar en este tema? Vamos a conocer cómo se hace la ciencia. Nos introduciremos en el denominado método científico. Conoceremos el mundo de los laboratorios. Distinguiremos el trabajo de campo del de laboratorio y del de gabinete. Realizaremos informes: trabajos científicos que hay que comunicar. La Ciencia Lee el texto de la diapositiva siguiente. Es de un científico americano, Steven Weinberg, Premio Nobel de Física en 1979. En 2015 publicó en España un libro titulado Explicar el mundo. En dicho texto, extraído de su prólogo, nos descubre cómo surge la Ciencia. Steven Weinberg en 2010. Fuente de la fotografía: https://es.wikipedia.org/wiki/steven_w einberg 1
Antes de la historia existió la ciencia, más o menos. Si tomamos cualquier momento en el tiempo, la naturaleza nos presenta una amplia variedad de fenómenos desconcertantes: el fuego, las tormentas eléctricas, las plagas, el movimiento planetario, la luz, las mareas, etcétera. La observación del mundo condujo a generalizaciones útiles: el fuego quema, el trueno presagia lluvia, las mareas son más altas cuando hay luna llena o luna nueva, etcétera. Todo ello acabó formando parte del sentido común de la humanidad. Pero, de vez en cuando, algunas personas deseaban algo más que una simple recopilación de hechos. Querían explicar el mundo. Así surgió la Ciencia y para eso. Para explicar el mundo, buscando respuestas razonadas y objetivas que pueden ser plasmadas en teorías y leyes que describan el funcionamiento de la naturaleza y que permitan además hacer predicciones de futuro Ciencia y Pseudociencia Frente a la ciencia, cuyo trabajo se basa en observaciones minuciosas, experimentaciones y comprobaciones múltiples, la pseudociencia es una disciplina que se fundamenta en afirmaciones, creencias o prácticas que no han seguido el método científico, careciendo, por tanto, de la verosimilitud de toda evidencia científica. Esto es, la pseudociencia se suele caracterizar por afirmaciones vagas, sin posibilidad de verificación. Los ejemplos de por qué llueve o por qué ocurren terremotos, que no son castigos de la naturaleza ni se deben a determinadas alineaciones de astros. Son sucesos que tienen unas causas físicas bien contrastadas. Astrología, quiromancia, espiritismo, futurología, etc. son pseudociencias 2
Observación Observación Adaptada a cada ciencia particular Hipótesis No se produce: - Mal diseño -- No es reproducible Hipótesis Experimentación Experimentación Teoría Teoría Críticas, dudas y cuestionamientos como motor impulsor Ley No hay contrastación, no hay avance Ley El método científico Es el proceso de conocimiento caracterizado por el uso constante de la capacidad crítica de la razón, que busca establecer la explicación de un fenómeno ateniéndose a lo previamente conocido, dando lugar a explicaciones plenamente congruentes con los datos de la observación. Los pasos que sigue, de acuerdo con lo establecido por Sir Francis Bacon (sabio británico de los siglos XVI y XVII) son: 1. Observación. Es decir, aplicar atentamente los sentidos a un objeto o fenómeno con el fin de describirlo y estudiarlo tal como se presenta en realidad. 2. Inducción. Esto es, obtener una idea del por qué de ese objeto o fenómeno a partir de las observaciones o experimentos particulares que se hayan podido realizar al respecto. 3. Hipótesis. Plasmar la idea obtenida mediante normas precisas del propio método científico. 4. Demostración o refutación (= antitesis) de la hipótesis. 5. Tesis o teoría científica (conclusiones). En la diapositiva siguientes se muestra un ejemplo de aplicación del método científico. 3
Tomado de Biología y Geología: Vol: La Tierra en el Universo, 2015, pág. 7. Oxford Educación. Cuando una hipótesis no es corroborada por los resultados de la experimentación, es necesario formular otra y diseñar nuevos experimentos para comprobar si es cierta. Cuando la hipótesis queda ratificada por la experimentación y por nuevas observaciones, se elaboran leyes científicas, como las leyes de la herencia genética, la Ley de la gravitación Universal, las leyes de Kepler, etc. Un conjunto de leyes científicas que explican varios fenómenos naturales dan lugar a una teoría. Las teorías científicas permiten elaborar predicciones fiables sobre los fenómenos estudiados. Es el caso de las Teorías de la Evolución o de las Tectónica de Placas, REALIDADES OBJETIVAS (HECHOS) HIPÓTESIS LEYES CIENTÍFICAS MÉTODO CIENTÍFICO TEORÍAS CIENTÍFICAS Elementos del conocimiento científico: de los hechos a las teorías científicas. 4
El trabajo científico La observación directa y la toma de datos. El diseño y la realización de experimentos. Preparar un guión de qué queremos conseguir y cómo lo vamos a tratar de llevar a cabo. Disponer de un cuaderno de trabajo, indicando: materiales, metodología seguida, resultados obtenidos, esquemas gráficos, resultados, conclusiones, La contrastación de resultados. La posibilidad de repetir experimentos. Ámbitos del trabajo científico El trabajo de campo: un ecosistema, un yacimiento de minerales, un afloramiento de fósiles, el mar abierto, el firmamento Es muy importante el equipamiento: brújula, cámara fotográfica, prismáticos, cámara fotográfica, botes y cajas, material de escritura, mapas, martillo de geólogo, lupa, etc. El trabajo de laboratorio. El laboratorio es el lugar provisto de instrumental y productos adecuados para realizar experimentos, con que posibilitar la recreación de condiciones ambientales controladas para tratar de repetir allí lo que se observa fuera. Es muy importante tener y seguir en él unas adecuadas normas de seguridad. El trabajo de gabinete. Es el que se lleva a cabo sobre una mesa, con material de escritura, planos, ordenadores, etc. con los que llevar a cabo análisis paralelos e incluso elaborar el informe final. Instrumental propio del trabajo de campo de un geólogo. Fuentes diversas de internet. 5
Las fichas técnicas como herramienta para la recogida de información científica, bien como encuestas, bien como toma de datos de campo. y los cuadernos de campo! Ámbitos del trabajo científico El trabajo de campo: un ecosistema, un yacimiento de minerales, un afloramiento de fósiles, el mar abierto, el firmamento Es muy importante el equipamiento: brújula, cámara fotográfica, prismáticos, cámara fotográfica, botes y cajas, material de escritura, mapas, martillo de geólogo, lupa, etc. El trabajo de laboratorio. El laboratorio es el lugar provisto de instrumental y productos adecuados para realizar experimentos, con que posibilitar la recreación de condiciones ambientales controladas para tratar de repetir allí lo que se observa fuera. Es muy importante tener y seguir en él unas adecuadas normas de seguridad. El trabajo de gabinete. Es el que se lleva a cabo sobre una mesa, con material de escritura, planos, ordenadores, etc. con los que llevar a cabo análisis paralelos e incluso elaborar el informe final. 6
Espectrofotómetro de absorción atómica con horno de grafito Analyst 100. Microscopio petrográfico y mineralógico con salida directa a monitor. A la izquierda, fotografías de laboratorio de análisis químico de muestras (arriba) y petrográfico-mineralógico. A la derecha, instrumental de laboratorio químico. Ámbitos del trabajo científico El trabajo de campo: un ecosistema, un yacimiento de minerales, un afloramiento de fósiles, el mar abierto, el firmamento Es muy importante el equipamiento: brújula, cámara fotográfica, prismáticos, cámara fotográfica, botes y cajas, material de escritura, mapas, martillo de geólogo, lupa, etc. El trabajo de laboratorio. El laboratorio es el lugar provisto de instrumental y productos adecuados para realizar experimentos, con que posibilitar la recreación de condiciones ambientales controladas para tratar de repetir allí lo que se observa fuera. Es muy importante tener y seguir en él unas adecuadas normas de seguridad. El trabajo de gabinete. Es el que se lleva a cabo sobre una mesa, con material de escritura, planos, ordenadores, etc. con los que llevar a cabo análisis paralelos e incluso elaborar el informe final. El despacho geológico: un espacio para el trabajo de gabinete. En la fotografía, el profesor de Geología de la Universidad de Salamanca Gabriel Gutiérrez Alonso. El despacho del profesor Francisco Díaz-Fierros, en la Facultad de Farmacia de la Universidad de Santiago. 7
El proyecto de investigación EL CONCEPTO. Es un trabajo en el que se aplica el método científico para obtener información y comprobar hipótesis relativas a algún fenómeno. Según algunos autores, la investigación no es sino una actividad encaminada a la solución de problemas. Su objetivo consiste en hallar respuesta a preguntas mediante el empleo de procesos científicos. Las etapas de un proyecto de investigación. El planteamiento de los Objetivos: a) Generales b) Específicos. La Búsqueda de la información: a) Las fuentes bibliográficas. b) El trabajo de campo. La experimentación: a) El diseño de experimentos. b) La recogida de datos y su tabulación. c) Elaboración de gráficas. La presentación del trabajo: a) El informe científico. b) El póster. c) Las diapositivas. 8
El proyecto de investigación: el informe científico Todo trabajo de investigación científica exige la elaboración de un informe o memoria final. La utilidad de este informe es poder dar a conocer el trabajo realizado y las conclusiones que se extraen de él. Ejemplos de informes son las Memorias de Grado, de Máster, de Doctorado (a éstas se las conoce como Tesis Doctorales). su estructura debe incluir: PORTADA: Con Título, apellidos y nombre del autor o autores, filiación laboral y fecha. ÍNDICE: con los apartados y sub-apartados que desarrollan los aspectos relevantes de la investigación. RESUMEN: con la información más importante de la investigación. INTRODUCCIÓN. Justificación del trabajo, objetivos planteados e hipótesis a comprobar. METODOLOGÍA. Detallando todo el trabajo realizado (observaciones, toma de muestras, experimentos realizados y resultados obtenidos, ). RESULTADOS. Incluyendo tablas, gráficas o imágenes. CONCLUSIONES. BIBLIOGRAFÍA. El artículo científico. Es un trabajo destinado a ser publicado en una revista especializada con el objeto de difundir entre los científicos los resultados obtenidos en una determinada investigación. Los investigadores científicos inician su carrera investigadora con la realización de una Tesis Doctoral (la figura de la izquierda recoge el esquema utilizado por G. López para elaborar la suya). Luego, los distintos frutos de su tarea los publican en revistas especializadas como artículos científicos. Investigación y Ciencia (como ocurre con el artículo de Curtis Marean) es una revista de divulgación científica generalista. Las más reconocidas de todas ellas son Science y Nature, naturalmente, en inglés... 9
El artículo científico Título (breve). Nombre y apellidos del autor o autores. Lugar de trabajo de esos autores. Palabras clave. Resumen (y abstract: resumen en inglés). Desarrollo: Introducción. Metodología. Resultados. Conclusiones. Bibliografía Características del artículo científico 10
12/09/2016 Visión parcial de la bibliografía consultada para la elaboración del artículo siguiente por sus autores: 11
El póster debe incluir: Título. Autor (o autores). Centro o centros donde trabajan los autores. Introducción, hipótesis y objetivo. Metodología (materiales y métodos). Resultados. Conclusiones. ESO ES TODO POR EL MOMENTO. TEMA 1. LA CIENCIA. EL MÉTODO CIENTÍFICO 12