Método Científico y Pasos del Método Científico, Etapas, Ejemplos, Características

Método Científico y Pasos del Método Científico

El método científico se refiere al conjunto de pasos necesarios para obtener conocimientos válidos (científicos) mediante instrumentos confiables. Este método intenta proteger al investigador de la subjetividad. Consta de la observación, la cual conlleva a una hipótesis, la que hay que comprobar o desechar. Asimismo de una predicción, de la verificación o experimentación en el laboratorio, ya que todo evento de la naturaleza debe ser tratado de duplicar para que sea efectiva la comprobación de la hipótesis. Por último, refutar o demostrar la hipótesis, por medio del paso anterior. Todo esto, se concluye con conclusiones.

El método científico se basa en la reproducibilidad (la capacidad de repetir un determinado experimento en cualquier lugar y por cualquier persona) y la falsabilidad (toda proposición científica tiene que ser susceptible de ser falsada).

Pasos del Método Científico:

1. La Observación:

La observación consiste en la recopilación de hechos acerca de un problema o fenómeno natural que despierta nuestra curiosidad. Las observaciones deben ser lo más claras y numerosas posible, porque han de servir como base de partida para la solución. ¡No todos observamos lo mismo¡

Una persona realiza observaciones científicas cuando utiliza apropiadamente un instrumento para enfocar y/o medir cuidadosamente un objeto o un evento público (que puede ser observado por otros) y cuando esta persona obtiene un registro de su observación, mediante una descripción precisa.

Observar es distinto a mirar. Normalmente cuando miras ves muy poco. Si entras en una habitación y te dicen después que describas a las personas, vestidos, objetos que has visto, al tratar de hacerlo, verás qué poco has observado.

La curiosidad intelectual fomenta la observación y hace que nos planteemos cuestiones: ¿Por qué sucede esto así? - ¿Cómo sucede?, etc. Nuestra mente se "lanza" y ya tenemos planteado un problema.

2. Planteamiento del Problema:

Como consecuencia de las observaciones, de su propio razonamiento, de las preguntas que se ha formulado y del objetivo científico que se ha planteado, el investigador selecciona el problema que será el motivo de su investigación.

Cuando se trata de explicar lo observado surgen uno o mas problemas debido a la inquietud y a la necesidad del hombre de entender y comprender su entorno. Para resolverlo es esencial "estar al día", saber lo que ya se conoce sobre ese tema y qué partes del problema están ya resueltas y contrastadas por la Ciencia. Antes de empezar debe reunirse toda la información posible relacionada con el fenómeno.

Con un cerebro bien preparado con curiosidad científica y con capacidad de observación, sentiremos deseos de “entender” lo que observamos. Así surgirán primero ciertas preguntas e hipótesis y después un “diseño mental” de cómo abordar las comprobaciones que nos conduzcan a enunciar las leyes.

3. Hipótesis:

Teniendo claro el problema, y luego de darle vueltas y vueltas para resolverlo, es como nacen y aparecen las ideas. Tener el problema muchas horas en nuestra mente conducen a una posible solución (hipótesis resolutoria).

Resumiendo, la hipótesis es una respuesta anticipada, que se da a una posible solución de un problema. Esta hipótesis surge al tratar de explicar un problema, pero debe verificarse con la experimentación.

Sin una hipótesis previa no puede surgir ningún plan de trabajo. Las hipótesis previas son de dos tipos:

  • Hipótesis de cómo montar experiencias útiles o cómo diseñar aparatos apropiados para realizar las experiencias o para medir nuevas magnitudes del fenómeno estudiado.

  • Hipótesis de por qué y cómo unas variables influyen en el fenómeno y otras no. Por ejemplo: En el tiempo que tarda el péndulo en completar una oscilación PUEDEN INFLUIR la masa, la longitud del péndulo, la separación con que lo lancemos, el color del material, la altura a que está del suelo, etc.

Todas las hipótesis se construyen siguiendo el razonamiento de que “Toda causa origina un efecto”.

4. Experimentación:

siguiendo con las etapas del Metodo Cientifico, seguimos con La experimentación, que consiste en la verificación o comprobación de la hipótesis. La experimentación determina la validez de las posibles explicaciones que nos hemos dado y decide el que una hipótesis se acepte o se deseche.

Experimentar significa reproducir y observar varias veces el hecho o fenómeno que se quiere estudiar, modificando las circunstancias que se consideren convenientes. Durante la experimentación, los científicos acostumbran a realizar múltiples medidas de diferentes magnitudes físicas. De esta manera pueden estudiar qué relación existe entre una magnitud y la otra.

El ojo humano no ve todo lo que observa y la mente no capta todas las características significativas. Por eso la experimentación, recrear el fenómeno y repetirlo, ayuda a captarlas. Hay que abstraer lo esencial del fenómeno estudiado y diseñar una réplica simplificada del mismo, despojándolo así de los aspectos que pueden ocultar lo esencial.

5. Análisis y conclusiones:

Una vez obtenidos todos los datos (en algunos casos se analizan realizando tablas, gráficos, etc) se comprueba si las hipótesis emitidas eran o no ciertas. Si haciendo varios experimentos similares se obtiene siempre la misma conclusión, se puede generalizar los resultados y emitir una teoría.

Del análisis de los datos obtenemos una relación que se expresa en forma de fórmula matemática. Las ecuaciones matemáticas y sus representaciones gráficas son de gran ayuda para la comprensión y el manejo de los conceptos.

También se pueden considerar otros pasos del método científico:

  • La observación

  • Preguntas

  • Hipótesis

  • Experimentación

  • Conclusiones

  • Documentación

  • Descubrimiento

  • Nuevas preguntas

  • Seguir aprendiendo

Método Científico (Metodología Científica)

Según la definición de Kerlinger, el método científico es “el estudio sistemático, controlado, empírico y crítico de proposiciones hipotéticas acerca de presuntas relaciones entre varios fenómenos”.

Francis Bacon definió el método científico de la siguiente manera:

Observación

Inducción

Hipótesis

Comprobación de la hipótesis por experimentación

Demostración o refutación de la hipótesis

Conclusiones

Por método científico se entiende el mecanismo que utilizan los científicos a la hora de proceder con el fin de exponer y confirmar sus teorías. Las teorías científicas, destinadas a explicar de alguna manera los fenómenos que observamos, deben apoyarse en experimentos que certifiquen su validez. El pilar básico del método científico es la reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un determinado experimento.

Así queda definido el método científico tal y como es normalmente entendido, es decir, la representación social dominante del mismo. Esta definición corresponde sin embargo únicamente a la visión de la ciencia denominada positivismo en su versión más primitiva. Empero, es evidente que la exigencia de la experimentación es imposible de aplicar a áreas de conocimiento como la vulcanología, la astronomía, la física teórica, etc. En tales casos, es suficiente la observación de los fenómenos que se producen en la naturaleza.

Por otra parte, existen ciencias, especialmente en el caso de las ciencias humanas, donde los fenómenos no sólo no se pueden repetir controlada y artificialmente (que es en lo que consiste un experimento), sino que son, por su esencia, irrepetibles, v.g. la historia. De forma que el concepto de método científico ha de ser repensado, acercándose más a una definición como la siguiente: "proceso de conocimiento caracterizado por el uso constante e irrestricto de la capacidad crítica de la razón, que busca establecer la explicación de un fenómeno ateniéndose a lo previamente conocido, resultando una explicación plenamente congruente con los datos de la observación".

Etapas del método científico

Observación:

Consiste en la recopilación de hechos acerca de un problema o fenómeno natural que despierta nuestra curiosidad. Las observaciones deben ser lo más claras y numerosas posible, porque han de servir como base de partida para la solución.

Hipótesis:

Es la explicación que nos damos ante el hecho observado. Su utilidad consiste en que nos proporciona una interpretación de los hechos de que disponemos, interpretación que debe ser puesta a prueba por observaciones y experimentos posteriores. Las hipótesis no deben ser tomadas nunca como verdaderas, debido a que un mismo hecho observado puede explicarse mediante numerosas hipótesis. El objeto de una buena hipótesis consiste solamente en darnos una explicación para estimularnos a hacer más experimentos y observaciones.

Experimentación:

Consiste en la verificación o comprobación de la hipótesis. La experimentación determina la validez de las posibles explicaciones que nos hemos dado y decide el que una hipótesis se acepte o se deseche.

Teoría:

Es una hipótesis en cual se han relacionado una gran cantidad de hechos acerca del mismo fenómeno que nos intriga. Algunos autores consideran que la teoría no es otra cosa más que una hipótesis en la cual se consideran mayor número de hechos y en la cual la explicación que nos hemos forjado tiene mayor probabilidad de ser comprobada positivamente.

Ley:

Consiste en un conjunto de hechos derivados de observaciones y experimentos debidamente reunidos, clasificados e interpretados que se consideran demostrados. En otras palabras la ley no es otra cosa que una hipótesis que ha sido demostrada mediante el experimento. La ley nos permite predecir el desarrollo de cualquier fenómeno natural.

Principales rasgos que distinguen al método científico

Objetividad:

Se intenta obtener un conocimiento que concuerde con la realidad del objeto, que lo describa o explique tal cual es y no como desearíamos que fuese. Se deja a un lado lo subjetivo, lo que se siente o presiente.

Racionalidad:

La ciencia utiliza la razón como arma esencial para llegar a sus resultados. Los científicos trabajan en lo posible con conceptos, juicios y razonamientos, y no con las sensaciones, imágenes o impresiones.

Inventividad:

Es inventivo porque requiere poner en juego la creatividad y la imaginación, para plantear problemas, establecer hipótesis, resolverlas y comprobarlas. Significa que para extender nuestros conocimientos se requiere descubrir nuevas verdades. En cierto sentido, el método nos da reglas y orientaciones, pero no son infalibles.

Sistematicidad:

La ciencia es sistemática, organizada en sus búsquedas y en sus resultados. Se preocupa por construir sistemas de ideas organizadas coherentemente y de incluir todo conocimiento parcial en conjuntos más amplios.

Para lograr esta coherencia en las diversas ciencias se acude a operaciones lógicas que garanticen este orden o sistematicidad. Estas operaciones lógicas son: definición, división y clasificación, que nos proporcionan los lineamientos para determinar con exactitud el contenido y la extensión de los conocimientos científicos.

Generalidad:

La preocupación científica no es tanto ahondar y completar el conocimiento de un solo objeto individual, sino lograr que cada conocimiento parcial sirva como puente para alcanzar una comprensión de mayor alcance.

Falibilidad:

La ciencia es uno de los pocos sistemas elaborados por el hombre donde se reconoce explícitamente la propia posibilidad de equivocación, de cometer errores. En esta conciencia de sus limitaciones, en donde reside la verdadera capacidad para auto corregirse y superarse.

Verificabilidad:

Es la confirmación o rechazo de la hipótesis. Se verifican o rechazan las hipótesis por medio del método experimental. Se plantean hipótesis o supuestas respuestas a nuestros problemas y esta confirma o se reestructura de acuerdo a los resultados presentados durante la experimentación.

Perfectibilidad:

Significa que el método es susceptible de ser modificado, mejorado o perfeccionado.

Normatividad:

Significa que el método es un procedimiento, es una guía y en cuanto tal nos proporciona principios y técnicas para la investigación. La Técnica es un conjunto de procedimientos de que se sirve una ciencia o arte.

No es un recetario:

Significa que el método no es una lista de recetas para dar con las respuestas correctas a las preguntas que el científico se formula. Lejos de esto, el método es el conjunto de procedimientos por los cuales:

  • se plantean los problemas científicos y

  • se ponen a prueba las hipótesis científicas.

Ejemplo de método científico

Objetivos del método científico:

  • La comprensión de un fenómeno o problema en toda su amplitud y con la mayor profundidad posible.

  • La explicación de dicho fenómeno a través del análisis de los condicionantes o causas que lo determinan.

  • La construcción de un conjunto de enunciados o ideas que, relacionados entre sí permitan reformular o añadir nuevos elementos al fenómeno.

¿Cómo funciona el método científico?

Quizás la mejor formulación del funcionamiento del método científico es la que representó Walter Wallace en lo que se ha conocido como el "Círculo de Wallace". Wallace concibe la actividad científica como un proceso dinámico interactivo entre la realidad y las teorías que explican el funcionamiento de esta realidad. El Círculo de Wallace presenta los principales componentes, controles metodológicos y transformaciones de información en proceso de construcción de conocimiento científico. A continuación reproducimos el esquema de Wallace, donde debes saber que:

  • Los componentes básicos de información aparecen enmarcados en rectángulos.

  • Los controles metodológicos aparecen enmarcados en óvalos.

  • Las transformaciones de información están representadas por flechas.

Aunque no vamos a profundizar excesivamente en su funcionamiento, el esquema de Wallace viene a proponer que existen básicamente dos formas de conocimiento científico que son complementarias, no incompatibles: el conocimiento deductivo y el conocimiento inductivo.

El conocimiento deductivo parte de la teoría, de lo que ya se sabe y se ha escrito sobre un fenómeno social. A partir de la deducción lógica de los postulados de la teoría se elaboran hipótesis que intenten dar cuenta de cómo funciona la realidad del fenómeno estudiado. A partir de las hipótesis se operacionalizan los conceptos teóricos y se procede a la observación de la realidad y a la recogida de datos. Estos datos son objeto de análisis e interpretación, con lo que se obtienen generalizaciones empíricas y se contrastan si las hipótesis iniciales eran acertadas o no, lo cual permitirá confirmar, reformular o alimentar la teoría inicial.

El conocimiento inductivo se inicia con la observación de la realidad. Se recogen datos para posteriormente ver qué estructura subyace en ellos, lo que permite establecer lecturas generales de cómo funciona la realidad (generalizaciones empíricas), produciendo teoría contrastada. A partir de ahí, la teoría es transformable en nuevas hipótesis a través de la deducción, lo que nos llevará de nuevo a recoger datos de la realidad y analizarlos.

Características del método científico

MEDIDA.

Es la ejecución de asignación de un valor.

Precisión: es la variación de magnitud más pequeña que puede apreciar el aparato. Debe dar resultados iguales al repetir varias veces la medida.

Exactitud : mide la concordancia entre el valor hallado y el valor real de la medida; cuanto más cercano esté del valor real , más exacta será la medida.

Una medida puede ser precisa pero inexacta. Lo ideal es que sea precisa y exacta.

MAGNITUD.

La magnitud es la unidad de medida o de valor admitido, que hace posible la comparación cuantitativa entre diferentes valores de una misma medición.

Puede ser:

  1. Magnitud física: propiedad de un sistema que se puede medir (comparar con una unidad patrón de referencia)

  2. 2. Magnitud escalar: está definida por un número (20 ºC, 2 Kg, 3 m, 5 seg)

  3. 3. Magnitud vectorial: está definida por un número, dirección y sentido (3m/s de velocidad hacia la derecha sobre el eje X, 10 Newton de fuerza hay arriba del eje Y)

Clasificación:

  • Magnitudes fundamentales: se definen por sí mismas, son patrones de referencia.

    Ejemplo: litro, metro, kg, segundo, amperio, mol, etc.

  • Magnitudes derivadas: están definidas en función de las fundamentales.

    Ejemplo: metro cuadrado, m/s, julio (como medida de la energía), Newton (como medida de la fuerza), etc.

Sistema internacional de unidades.

Se entiende por Sistema de Unidades el conjunto sistemático y organizado de unidades adoptado por convención. Es un sistema coherente ya que el producto o el cociente de dos o más de sus magnitudes da como resultado la unidad derivada correspondiente.

ERRORES.

Tipos de errores.

  • Error sistemático: aparece repetidamente debido al error del aparato o impericia del experimentador. Ejemplo, en una investigación donde se realiza pesadas, es el producido por la medición de cada una de las pesadas. No es un error constante, es el error de redondeo que se lleva a cabo en cada una de las pesadas que se efectúan. Es el llamado sesgo.

  • Error aleatorio: es el producido por el sistema de realización de la medición. Ejemplo: al pesar un cuerpo. Es el producido por el mecanismo de la pesada, por el sistema de realización de las pesadas, es un error constante, que está presente en todas y cada una de las pesadas que se efectúen. Su valor no afecta al valor real ni al promedio.

  • Error accidental: error por azar, el experimentador comete puntualmente un fallo; con muchas medidas se elimina.

Los tres tipos de errores pueden darse conjuntamente. Es muy importante conocer la cantidad de error que se está cometiendo.

Estrategias para reducir el error sistemático:

  • Estudios de doble ciego, para controlar las expectativas.

  • Realización de medidas ocultas.

  • Ocultación de resultados.

  • Calibración del instrumento.

Estrategias para reducir el error aleatorio:

  • Estandarizar los métodos de medición en el manual de operaciones.

  • Adiestramiento y acreditación del observador.

  • Refinamiento del instrumento de medida.

  • Automatización del instrumento.

  • Repetición de la medición.

Imprecisión de una medida.

Llamado error absoluto o diferencia entre el valor medido y el real.

Para un aparato de medida coincide con su precisión.

Ejemplo: Una regla que aprecia milímetros, el error absoluto sería 1 mm.

Error relativo: es el cociente entre el error absoluto y el valor verdadero.

A menor error relativo más precisa será la medida y viceversa.

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