Investigación - Etapas del Método Científico Explicadas Sencillamente

1- Observa el mundo que te rodea.

“Equipado con sus cinco sentidos,
el ser humano explora el universo a su alrededor
y llama esta aventura CIENCIA.”
Edwin Hubble, La Naturaleza de la Ciencia, 1954.

Observar no es fácil. Frecuentemente, el mundo que percibimos se reduce a lo que esperamos (ver, sentir, oler, escuchar y degustar). Muchos fenómenos suceden sin que nos demos cuenta: la repetición del orden de los colores en el arco iris, la recurrencia de lluvia a una hora determinada en la época lluviosa, la visita de un colibrí a una planta florida a horas específicas, etc.

Para mejorar la observación es recomendable:

Salirse de los caminos conocidos y buscar diferentes maneras, horarios o perspectivas, que permitan apreciar un mundo más amplio y la multitud de fenómenos que en él suceden.

Agudizar los sentidos y, en la medida de lo posible, extenderlos con instrumentos. Por ejemplo, con una lupa podemos ver el detalle de la corteza de un árbol. Un termómetro nos lleva más allá de nuestro sentido del tacto y permite registrar la temperatura exacta de un objeto.

Asociar datos en patrones, para facilitar su seguimiento. Este aspecto se detalla a continuación:

PATRONES
Naturalmente, el ser humano asocia datos y los organiza en patrones, es decir, en cápsulas fáciles de seguir. Esta es una forma básica de organizar la información. Por ejemplo, los antiguos babilonios vieron un grupo de estrellas y se imaginaron la figura de un león. Esto les facilitó el seguimiento de esta constelación a través del tiempo: noche tras noche pudieron buscarlo, cotejar sus dimensiones, seguir sus movimientos y relacionarlo con otras figuras de constelaciones.

Los patrones facilitan la observación de:

FORMAS: la asociación de un grupo de estrellas en una figura.

SIMILITUDES: el conjunto de raíces de un árbol y el sistema circulatorio del cuerpo humano.

CICLOS: la transformación del agua en nubes y lluvia, su flujo por ríos y mares, su evaporación y retorno a formar nubes.

PROCESOS: la producción de tortillas a partir del maíz.

TENDENCIAS: los cambios en la calidad del aire en ciudades.

PATRONES DE COMPORTAMIENTO: las hormigas que cortan y trasladan hojas por largos trayectos.

PROBABILIDADES: la posibilidad de sacar el número dos al tirar un dado.







2- Formula preguntas que permitan conocer un objeto, organismo, sistema o evento.

La ciencia y la tecnología crecen continuamente, impulsadas por la curiosidad humana. En su mayoría, las grandes preguntas en la ciencia no tienen respuestas absolutas. Pero generar buenas preguntas es fundamental para encontrar enfoques, horizontes y contextos, en los cuales buscar respuestas y nuevas inquietudes.

Mi madre me impulsó a ser científico, sin saberlo. Las madres judías en Brooklyn le preguntaban a sus hijos qué habían aprendido en la escuela. Pero mi madre me pedía que le contara, cuál había sido la mejor pregunta que yo había hecho cada día.
Isidor Isaac Rabi, Físico, Premio Nobel en Física, 1944.

A continuación encontrarás una clasificación de preguntas.

Tres tipos de preguntas

a) Preguntas abiertas
Son preguntas que abren puertas hacia regiones amplias del conocimiento y la experiencia. Muchas inician con “cómo” y “por qué”. Generalmente son seguidas de respuestas muy amplias.

Estas preguntas se presentan con frecuencia al inicio de una investigación y sirven para enmarcar áreas de interés, conocer a otros miembros del equipo, compartir visiones y experiencias.
Ejemplos:

¿Qué opina sobre…?

¿Por qué suena el viento?

¿Qué quisiera ser/hacer …?

¿Qué sabe sobre volcanes?

¿Cómo aprendió a…?

b) Preguntas investigables
Estas son preguntas que ayudan a profundizar en un tema, medir, comparar objetos o fenómenos, para luego clasificarlos. También ayudan a definir variables que tienen un efecto en el objeto de estudio. Este tipo de preguntas son fundamentales en el proceso de investigación, para llegar a resultados concretos.
Ejemplos:

¿Qué tipo de suelo es este?

¿Cuánto mide …?

¿Cómo se compara …?

¿En qué se parecen…?

¿Qué pasaría si…?

c) Preguntas de comprobación
Estas son preguntas que sólo buscan una respuesta específica y son típicamente utilizadas en exámenes para comprobar la memorización de datos y fórmulas.
Ejemplos:

¿Es este un eucalipto?

¿En qué fecha llegó Colón a América por primera vez?

¿Trajo almuerzo?

En fin, empezar con preguntas abiertas y luego enfocar sobre preguntas investigables es lo recomendable para avanzar en una investigación.

La curiosidad es la madre de la ciencia.
Sigue tus inclinaciones, alimenta tus intereses
y escucha las preguntas que te surgen continuamente.

Conviértete en un aprendiz permanente.

3- Planifica una investigación.

El objetivo de una planificación es generar un esquema o plan de trabajo, que defina un problema o reto, prevea las necesidades que se generen en su investigación y apunte hacia los resultados. Puede ser muy simple y en forma de pasos.

Las preguntas bien formuladas ayudan a definir los pasos iniciales de este esquema.

Una mejor definición del tema o problema por investigar.

Predicciones o hipótesis, es decir, respuestas sospechadas.

Caminos o contextos para investigarlas.

Luego es aconsejable ampliar el esquema con algunas consideraciones.

¿Incluirá el trabajo experimentos, observaciones o desarrollo de productos?

¿Qué recursos se necesitarán? ¿Cuánto cuestan y dónde se obtienen?

¿Cómo se recolectarán los datos? (Observaciones, mediciones, entrevistas, encuestas y otros).

¿Dónde se buscará más información?

¿Cómo se presentarán los resultados?

¿Cuánto tiempo se dedicará a cada fase?

En los casos donde trabajan varias personas en un mismo proyecto, también se pueden planificar tareas individuales y grupales.

El esquema puede ser bastante simple e ir creciendo con el proyecto. Recuerda que lo bueno y simple, es doblemente bueno.

4- Utiliza instrumentos para obtener datos precisos y comparables entre sí.

Investigar fenómenos y desarrollar productos requiere de la recolección y del procesamiento de datos precisos.

Los datos pueden ser cualitativos, descriptivos de un proceso o producto, o bien cuantitativos y expresarse en forma de mediciones.

Existen muchos instrumentos sencillos que nos ayudan a extender nuestras habilidades y conseguir datos. Aprender a usarlos efectivamente es parte de los objetivos de una investigación.

A continuación se presentan algunas sugerencias para practicar y afinar destrezas.


Medir y comparar
Una cinta métrica o una regla es muy útil para dimensionar el mundo que te rodea.

PREPÁRATE: Estudia bien la cinta métrica o regla que vas a emplear. ¿Cuál es el valor de cada división? ¿Son todas las divisiones del mismo tamaño? ¿Dónde se empieza a medir? Ten cuidado si la cinta se estira, entonces la medición será incorrecta.

ACTIVIDADES

Empieza por medir tus manos, tus huellas, el largo de ambos brazos. Compáralo con tu estatura.

Usa estas unidades de medida personales para averiguar el tamaño de objetos y espacios y luego compáralos con las medidas obtenidas con instrumentos.

Mide tu cama, tu cuarto, el baño y dibújalos en un papel cuadriculado.

Mide el aula y calcula cuánto espacio le toca a cada uno cuando están todos
presentes.

Mide a tus compañeros y compañeras y haz un gráfico de estaturas en tu aula o en tu familia.


Pesar y comparar
Busca una balanza y compara el peso de diferentes objetos.

PREPÁRATE: Analiza la escala o escalas de la balanza. Comprueba que sin peso alguno, marca el cero. Ajústala si es necesario. Prueba pesando varias veces un mismo objeto, ¿pesa siempre lo mismo? ¿Cuál es el peso máximo que puedo medir con esa balanza?

ACTIVIDADES

• ¿Cuánto peso cargas diariamente en tu bulto al colegio?

¿Cuánto pesa la comida que consumes en un día?

¿Qué proporción hay entre tu peso y el peso de la comida que consumes diariamente?

Si en la Luna la fuerza de gravedad es 6 veces menor que en la Tierra, ¿cuánto pesarías en la Luna?


El paso del tiempo
Un reloj y un calendario pueden ayudarnos a dimensionar fenómenos (¿cuánto duran?) y a buscar la frecuencia en que repiten.

PREPÁRATE: Estudia la escala del reloj que estés empleando. ¿Cuál es el valor de la menor división? ¿Puedo detener su funcionamiento, como si fuera un cronómetro? ¿Puedo repetir fácilmente las mediciones?

ACTIVIDADES

¿A qué hora sale la Luna en la fase de Luna Llena?

¿Cuánto tiempo duró el colibrí en la visita a la flor? ¿A qué hora nos visita?

¿Cada cuánto se repite este fenómeno?

5- Busca fuentes confiables de información.

En esta época en que la información disponible es muy abundante, es importante desarrollar estrategias para encontrar fuentes adecuadas y confiables. Las fuentes permiten que apoyemos nuestra investigación con conocimientos existentes. Al principio de una investigación, estas sirven para formular el “marco teórico” o “marco de referencia” sobre el tema de nuestro interés. Luego aportan datos para su desarrollo.

Definición: Una fuente es una persona o una publicación que provee información considerada legítima y confiable sobre un tema.

Hay diversos tipos de fuentes:

Personas: Se puede entrevistar a personas para que aporten sobre un tema, ya sea de manera presencial, por medios electrónicos u otros.

Monografías: Libros de texto, obras literarias, reportes de investigación, tesis. Las monografías se refieren a un tema específico y lo desarrollan a profundidad.

Obras de consulta general: Enciclopedias, diccionarios, manuales y similares que proveen definiciones básicas y generales.

Publicaciones periódicas: Revistas y periódicos. Entre las revistas, existen algunas especializadas por tema, respaldadas por agrupaciones científicas. Por su periodicidad, las revistas pueden ofrecer información más actualizada. Los periódicos pueden alertar sobre tendencias, últimos avances o amenazas, y ofrecer enfoques sociales, culturales y económicos.

Páginas Web: En nuestra época, posiblemente es más fácil publicar en la Internet que en cualquier otro medio. Por ello es importante revisar y comparar fuentes electrónicas para verificar su credibilidad, la autoridad de sus creadores, los sesgos que puedan tener, los límites de sus contenidos, las referencias que incluyen y su actualidad. Los sitios web respaldados por universidades o institutos de investigación o divulgación científica son más confiables. En la web, muchos de los sitios universitarios tienen como terminación “.edu” de educación. Sin embargo, en Costa Rica la terminación de estos sitios es “.ac.cr”, por el término “académico” y en referencia a Costa Rica.

Recursos audiovisuales (fotografías, animaciones, vídeos, etc.): Pueden servir
para documentar un proceso, complementar la información y apoyar la presentación de un tema.

Recomendaciones generales para el proceso de documentación:

Consulte las leyes de propiedad intelectual y utilice correctamente las fuentes.
ARTICULO No.70.- Es permitido citar a un autor, transcribiendo los pasajes pertinentes, siempre que éstos no sean tantos y seguidos, que puedan considerarse como una reproducción simulada y sustancial, que redunde en perjuicio del autor de la obra original.

Organiza la información desde el inicio y anota la bibliografía. Para más información sobre cómo citar la bibliografía, se recomienda la siguiente fuente de la Universidad Carlos III de Madrid.

Se selectivo, utiliza diferentes fuentes y descarta las que consideres inapropiadas. Así se te facilitará la identificación de aquellos ámbitos en que necesitas más información.

6- Prueba diferentes formas de organizar la información.

Es posible que el valor de los datos recolectados durante una investigación, sólo se torne evidente cuando se procesen y organicen adecuadamente. Hay diferentes maneras de hacerlo, pero en general, todas las técnicas apuntan hacia su reducción y estructuración.

Al inicio, cuando hablamos sobre la observación, mencionamos una manera de asociar datos en un conjunto o patrón, para facilitar su seguimiento. Los gráficos, cuadros y diagramas son una manera simple de mostrar la relación entre dos o más factores. En este punto se ahondará en cuadros y gráficos simples para organizar, interpretar y comunicar datos, acciones totalmente ligadas entre sí.



A menudo, después de haber interpretado y comunicado, se escuchan preguntas o sugerencias de otros, o surgen nuevas ideas o interpretaciones que pueden enriquecer el proceso.

Existen muchos tipos de cuadros y gráficos que se usan de acuerdo a la complejidad y disponibilidad de datos.


Diagrama de Venn
Los diagramas de Venn sirven para unir datos referentes a una característica y contrastarlos con otras. Se pueden hacer de uno, dos y tres círculos o figuras. La base, es siempre una categoría adicional: el universo.



Instrucciones para llenar un diagrama:
Coloque el nombre de cada una de las personas sólo una vez en el gráfico. Si alguna persona no clasifica en ninguna de las opciones, escriba su nombre fuera de los círculos, dentro del cuadrado que enmarca, llamado universo del gráfico.

Si alguna persona clasifica en dos categorías, escriba su nombre en la intersección entre los círculos que corresponden a estas categorías. Si califica para las tres categorías, entonces debe ir en la intersección entre las tres figuras.


Gráfico de barras
Este gráfico es de los más simples. Cada barra se refiere a una categoría. También se pueden presentar barras compuestas, que muestran partes de un mismo componente. Se compara la longitud de las barras entre sí.




Gráfico circular o de pastel
En este gráfico, el pastel completo es el 100% y las porciones representan partes de esta totalidad.







La circunferencia del círculo completo mide 360°. Para sacar las porciones se divide esta circunferencia proporcionalmente a la parte requerida. Luego, se hacen las líneas divisorias que deben pasar siempre por el centro del círculo.


Gráfico cartesiano
Existen muchos otros tipos de gráficos, por ejemplo los cartesianos que descansan sobre un plano con eje vertical para las variables “y” y un eje horizontal para las variables “x”.



También están los histogramas, que se parecen a los de barras pero tienen sus barras juntas, porque se trata de variables continuas sobre un eje cartesiano.

7- Reflexiona con otros sobre tus descubrimientos.

En el pasado se hablaba de crecer como una forma de pasar de un estado de total dependencia a otro de absoluta independencia. Hoy en día se reconoce otro factor muy importante en este proceso: aprender a vivir en interdependencia y colaboración.

La colaboración entre Francis Crick y James Watson funcionó muy bien, debido a que ninguno tenía miedo de cuestionar seriamente las ideas del otro. Y así, cues- tionando, revisando las aportaciones de otros científicos y planteándose las preguntas correctas, lograron terminar su investigación.

Este fue el descubrimiento más importante del siglo XX en biología: la naturaleza del código genético y la transmisión de información de generación a generación. Martha Duhne Backhaus, Revista ¿Cómo ves?, UNAM, México.

Alimenta lo que el investigador Howard Gardner llamó “Inteligencia interpersonal”: esa capacidad de entender a los demás, de actuar en sociedad, percibiendo y diferenciando emociones, motivaciones o intenciones. Esta inteligencia está muy relacionada con las habilidades de negociación, colaboración, organización y el liderazgo.

Una de las cualidades más solicitadas por las empresas a sus futuros empleados, es la capacidad de trabajar en equipo y también de progresar individualmente.

8- Experimenta y construye modelos.

Este libro presenta muchas experiencias que pueden ayudarte a experimentar sobre un tema. Algunas parecen demasiado simples, pero requieren de cuidado en el manejo de los elementos para conseguir el efecto deseado. Por eso hemos incluido una sección denominada “Recomendaciones” al principio del libro.

Para profundizar más en un tema o preparar una investigación para un nivel superior, puedes hilar varios de los experimentos expuestos. El capítulo “Más extenso y más profundo “, responde a esta inquietud.

Ya sea que decidas probar alguna de las propuestas incluidas aquí o desarrollar una propia, toma en cuenta lo siguiente.

CAMBIA UNA VARIABLE A LA VEZ
Cuando experimentes, cambia sólo una variable a la vez. Esto te permitirá identificar los elementos exitosos o problemáticos que encuentres en el proceso y controlar mejor el desarrollo del proyecto.

DESARROLLA MODELOS.
El diseño y la construcción de modelos va de la mano con la búsqueda de nuevos conocimientos, con el desarrollo de procesos y de artefactos.

En general, comprendemos mejor lo que ocurre en el mundo cuando lo vemos representado de una manera simple, esquemática y, ojalá, tridimensional. Las construcciones, animaciones, el desarrollo de modelos mentales y la práctica de procesos sirven para acercarse a los objetos o procesos reales; ayudan a afinar y mejorar lo que se esté intentando.

Construye, hasta donde sea posible, un prototipo o modelo de tu proyecto, procurando realizarlo a escala e incluyendo las variables que estás investigando.

Recuerda que un modelo exitoso, no es una garantía de que el objeto real se comporte de igual manera, pero siempre provee información para avanzar.

METÁFORAS
Buscar metáforas es otra forma de desarrollar modelos, en este caso, mentales. En realidad, “..usamos metáforas todo el tiempo, para definir nuestro mundo natural y la ciencia, para explicar nuestros sentimientos y actitudes.” Virginia Montecino, 1997.

Hacer una metáfora es decir de A que es B; afirmar que dos cosas son iguales, cuando son distintas. “… la mente, obligada a oscilar entre lo que las dos cosas tienen de parecido y de distinto, entra en un estado receptivo que la predispone a descubrir aspectos inesperados de esa realidad.” Antonio Fernández-Rañada, 1998.

Zainab Goonay argumenta que “..la lógica y la matemática no son suficientes para entender la ciencia. Cuando somos enfrentados con nuevos conocimientos, nuestra mente piensa en ellos en términos de metáforas.” Estas pueden ayudarte a crear asociaciones entre lo nuevo y lo conocido, a encontrar diferentes perspectivas para visualizarlo y pueden generar otras avenidas de desarrollo o interpretaciones del mundo.

Ejemplos:

Llamar a las zonas boscosas "sumideros de CO2" (Alfredo Marcos y Fernando Calderón).

Hablar de demografía en términos de "explosión demográfica" o "cáncer de la biosfera" (Alfredo Marcos y Fernando Calderón).

Newton vio caer la manzana y pensó en la Luna y la fuerza gravitacional.

PRUEBAS FALLIDAS
Se puede tener éxito o fallar en la comprobación de una hipótesis. El modelo que teníamos en la mente puede no responder a los materiales existentes o a las condiciones del ambiente. Esto también es un aprendizaje y puede llevar a otros caminos o proyectos. No te desanimes. Sigue pensando, experimentando, escuchando tus propias corazonadas y sueños. Muchas veces las respuestas no están afuera, sino dentro de nosotros mismos.

9- Piensa en otras áreas donde tus hallazgos sean aplicables.

Para entender mejor un fenómeno, producto o proceso, es preciso verlo con otros ojos, cortarle lo que le sobra, sintetizarlo y buscar sus límites.

Descríbelo por lo que no es y, luego, por lo que es.

¿Cuál es su área de influencia? ¿Dónde será útil?

EXTRAPOLA
Cuando creas que conoces bien algo, considera qué pasaría si lo trasladas a otras condiciones. ¿Funcionaría de la misma manera? ¿Podrían aplicarse las conclusiones de un campo a otro?

10- Utiliza los datos para elaborar una explicación razonable y comunícala por diferentes medios.

Comunicarse bien es un arte y requiere de práctica. Elaborar una explicación interesante y convincente, basada en los datos, es un proceso que se perfecciona con el tiempo.

Para empezar, es necesario repasar el proceso seguido, priorizar lo más importante y desechar lo superfluo.

¿Qué quiero comunicar?

¿Con qué cuento para hacerlo?

¿Qué espero argumentar o demostrar?

A partir de estas preguntas es más fácil elaborar una estructura básica, con introducción, cuerpo y conclusiones: un guión.

Cuando hayas concluido esta fase, considera diferentes formas o medios para comunicarlo.

Existen muchos medios y formas:

un informe escrito u oral,

una ilustración del proceso o invento,

una obra de teatro,

un cartel

una exposición en una Feria Científica,

una página web,

un juego

una canción y más.

1- Empieza de nuevo. Observa…

En el desarrollo de una investigación, surgen inquietudes e intereses que hay que poner a un lado, por el momento. Estos pueden retomarse al concluir un proceso.

¡Sigue adelante!