Ciencias de la Tierra

Oct 5, 2021
admin

Objetivos de la lección

  • Identificar el objetivo de la ciencia.
  • Explicar la importancia de hacer preguntas.
  • Describir cómo los científicos estudian el mundo natural.
  • Explicar cómo y por qué los científicos recogen datos.
  • Describir los tres tipos principales de modelos científicos.
  • Explicar en qué se diferencia una teoría científica de una hipótesis.
  • Describir las precauciones de seguridad adecuadas dentro y fuera del laboratorio de ciencias.

Vocabulario

  • modelo conceptual
  • control
  • variable dependiente
  • hipótesis
  • variable independiente
  • matemática modelo
  • modelo
  • modelo físico
  • método científico
  • teoría

Introducción

La ciencia es un camino para obtener conocimientos sobre el mundo natural. El estudio de la ciencia también incluye el conjunto de conocimientos que se han recogido a través de la investigación científica.

Para llevar a cabo una investigación científica, los científicos se plantean preguntas comprobables. Para responder a esas preguntas, realizan observaciones sistemáticas y recogen cuidadosamente las pruebas pertinentes. A continuación, utilizan el razonamiento lógico y algo de imaginación para desarrollar hipótesis y explicaciones. Por último, los científicos diseñan y realizan experimentos basados en sus hipótesis.

Objetivo de la ciencia

Los científicos buscan comprender el mundo natural. Los científicos comienzan con una pregunta y luego tratan de responder a la pregunta con evidencia y lógica. Una pregunta científica debe ser comprobable. No se basa en la fe ni en la opinión. Nuestra comprensión de los procesos naturales de la Tierra nos ayuda a entender por qué los terremotos ocurren donde lo hacen y a comprender las consecuencias de añadir un exceso de gases de efecto invernadero a nuestra atmósfera.

La investigación científica puede realizarse para construir conocimiento o para resolver problemas. Los descubrimientos científicos pueden conducir a avances tecnológicos. La investigación pura suele contribuir al desarrollo de la investigación aplicada. A veces, los resultados de la investigación pura pueden aplicarse mucho después de que se haya completado la investigación pura. A veces se descubre algo inesperado mientras los científicos realizan sus investigaciones.

Algunas ideas no son comprobables. Por ejemplo, los fenómenos sobrenaturales, como las historias de fantasmas, hombres lobo o vampiros, no se pueden probar. Mira esta página web para ver por qué la astrología no es científica.

Los científicos describen lo que ven, ya sea en la naturaleza o en un laboratorio. La ciencia es el reino de los hechos y las observaciones. Sin embargo, la ciencia no emite juicios morales, como «es malo que el volcán haya entrado en erupción» y las opiniones no son relevantes para la investigación científica. Los científicos pueden disfrutar estudiando los tornados, pero su opinión de que los tornados son emocionantes no es importante para aprender sobre ellos. Los científicos aumentan nuestro conocimiento tecnológico, pero la ciencia no determina cómo o si utilizamos ese conocimiento. Los científicos aprendieron a construir una bomba atómica, pero los científicos no decidieron si usarla o cuándo. Los científicos han acumulado datos sobre el calentamiento de las temperaturas. Sus modelos han mostrado las causas probables de este calentamiento. Pero aunque los científicos están en gran medida de acuerdo sobre las causas del calentamiento global, no pueden obligar a los políticos o a los individuos a aprobar leyes o a cambiar comportamientos.

Para que la ciencia funcione, los científicos deben hacer algunas suposiciones. Las reglas de la naturaleza, ya sean simples o complejas, son las mismas en todo el universo. Los acontecimientos naturales, las estructuras y las formas del terreno tienen causas naturales. Las pruebas del mundo natural pueden utilizarse para conocer esas causas. Los objetos y acontecimientos de la naturaleza pueden comprenderse mediante un estudio cuidadoso y sistemático. Las ideas científicas pueden cambiar si reunimos nuevos datos o aprendemos más. Una idea, incluso una aceptada en la actualidad, puede tener que modificarse ligeramente o sustituirse por completo si se encuentran nuevas pruebas que la contradigan. El conocimiento científico puede resistir la prueba del tiempo. Las ideas aceptadas en la ciencia se vuelven más fiables a medida que sobreviven a más pruebas.

Método científico

Probablemente hayas aprendido que el método científico es la forma en que los científicos abordan su trabajo. El método científico es una serie de pasos que ayudan a investigar una cuestión. Los científicos utilizan los datos y las pruebas recopiladas a partir de las observaciones, la experiencia o los experimentos para responder a sus preguntas.

Pero la investigación científica rara vez procede en la misma secuencia de pasos descrita por el método científico. Por ejemplo, el orden de los pasos puede cambiar porque surgen más preguntas a partir de los datos que se recogen. Aun así, para llegar a conclusiones verificables, deben seguirse los pasos lógicos y repetibles del método científico, como se ve en la figura siguiente.

La secuencia básica que se sigue en el método científico.

Aquí se encuentra un diagrama de flujo de cómo funciona la ciencia que es mucho más preciso que el simple gráfico de la figura anterior.

Preguntas

Lo más importante que puede hacer un científico es formular preguntas.

  • ¿Por qué el cielo es azul?
  • ¿Por qué California tiene muchos terremotos y Kansas no?
  • ¿Por qué la Tierra tiene tantas formas de vida variadas pero otros planetas del sistema solar no?

La ciencia de la Tierra puede responder a preguntas comprobables sobre el mundo natural. ¿Qué hace que una pregunta sea imposible de comprobar? Algunas preguntas imposibles de comprobar son si los fantasmas existen o si hay vida después de la muerte.

Una pregunta comprobable podría ser cómo reducir la erosión del suelo en una granja (figura siguiente). Un agricultor ha oído hablar de un método de siembra llamado «agricultura sin labranza». El uso de este proceso elimina la necesidad de arar la tierra. La pregunta del agricultor es: ¿Reducirá la agricultura sin labranza la erosión de la tierra de labranza?

Erosión del suelo en una granja.

Investigación

Para responder a una pregunta, un científico primero averigua lo que ya se sabe sobre el tema leyendo libros y revistas, buscando en Internet y hablando con expertos. Esta información permitirá al científico crear un buen diseño experimental. Si esta pregunta ya ha sido respondida, la investigación puede ser suficiente o puede conducir a nuevas preguntas.

Ejemplo: El agricultor investiga sobre la agricultura sin labranza en Internet, en la biblioteca, en la tienda local de suministros agrícolas y en otros lugares. Aprende sobre varios métodos de cultivo, como se ilustra en la siguiente figura. Aprende qué tipo de fertilizante es mejor utilizar y cuál sería el mejor espaciamiento de los cultivos. De su investigación se entera de que la agricultura sin labranza puede ser una forma de reducir las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera, lo que ayuda en la lucha contra el calentamiento global.

El agricultor investiga los métodos de cultivo.

Hipótesis

Con la información recopilada de la investigación de fondo, el científico crea una explicación plausible para la pregunta. Esto es una hipótesis. La hipótesis debe estar directamente relacionada con la pregunta y debe ser comprobable. Tener una hipótesis guía al científico en el diseño de experimentos y en la interpretación de los datos.

Ejemplo: La hipótesis del agricultor es la siguiente: La agricultura con labranza cero disminuirá la erosión del suelo en colinas de pendiente similar en comparación con la técnica agrícola tradicional porque habrá menos perturbaciones en el suelo.

Recogida de datos

Para apoyar o refutar una hipótesis, el científico debe recoger datos. Una gran cantidad de lógica y esfuerzo se destina al diseño de pruebas para recopilar datos, de modo que éstos puedan responder a las preguntas científicas. Los datos suelen recogerse mediante experimentos u observaciones. A veces, las mejoras en la tecnología permiten nuevas pruebas para abordar mejor una hipótesis.

La observación se utiliza para recoger datos cuando no es posible, por razones prácticas o éticas, realizar experimentos. Las descripciones escritas son datos cualitativos basados en las observaciones. Estos datos también pueden utilizarse para responder a preguntas. Los científicos utilizan muchos tipos de instrumentos diferentes para realizar mediciones cuantitativas. Los microscopios electrónicos pueden utilizarse para explorar objetos diminutos o los telescopios para conocer el universo. Las sondas realizan observaciones donde es demasiado peligroso o poco práctico para los científicos. Los datos de las sondas viajan a través de cables o por el espacio hasta un ordenador donde son manipulados por los científicos (Figura inferior).

Los científicos viajan habitualmente al fondo del océano en sumergibles de investigación para observar y recoger muestras.

Los experimentos pueden implicar productos químicos y tubos de ensayo, o pueden requerir tecnologías avanzadas como un microscopio electrónico de alta potencia o un radiotelescopio. Los científicos atmosféricos pueden recopilar datos analizando los gases presentes en las muestras de gas, y los geoquímicos pueden realizar análisis químicos en muestras de roca.

Un buen experimento debe tener un factor que pueda ser manipulado o cambiado. Esta es la variable independiente. El resto de los factores debe permanecer igual. Son los controles del experimento. El resultado del experimento, o lo que cambia como resultado del experimento, es la variable dependiente. La variable dependiente «depende» de la variable independiente.

Ejemplo: El agricultor realiza un experimento en dos colinas distintas. Las colinas tienen una pendiente similar y reciben cantidades similares de sol. En una, el agricultor utiliza una técnica agrícola tradicional que incluye el arado. En la otra, utiliza una técnica de labranza cero, espaciando más las plantas y utilizando equipos especializados para la siembra. Las plantas de ambas laderas reciben cantidades idénticas de agua y fertilizante. El agricultor mide el crecimiento de las plantas en ambas laderas (figura siguiente).

Un agricultor realiza cuidadosas mediciones en el campo.

En este experimento:

  • ¿Cuál es la variable independiente?
  • ¿Cuáles son los controles experimentales?
  • ¿Cuál es la variable dependiente?

La variable independiente es la técnica de cultivo-ya sea tradicional o sin labranza-porque eso es lo que se está manipulando. Para una comparación justa de las dos técnicas de cultivo, las dos colinas deben tener la misma pendiente y la misma cantidad de fertilizante y agua. Estos son los controles experimentales. La cantidad de erosión es la variable dependiente. Es lo que el agricultor está midiendo.

Durante un experimento, los científicos realizan muchas mediciones. Los datos en forma de números son cuantitativos. Los datos recogidos por equipos avanzados suelen ir directamente a un ordenador, o el científico puede poner los datos en una hoja de cálculo. Los datos pueden entonces manipularse. Los gráficos y las tablas muestran los datos y deben estar claramente etiquetados.

El análisis estadístico hace un uso más eficaz de los datos al permitir a los científicos mostrar las relaciones entre las diferentes categorías de datos. La estadística puede dar sentido a la variabilidad de un conjunto de datos. Los gráficos ayudan a los científicos a comprender visualmente las relaciones entre los datos. Los gráficos se crean para que otras personas interesadas puedan ver las relaciones fácilmente.

En casi todos los esfuerzos humanos, los errores son inevitables. En un experimento científico, esto se llama error experimental. ¿Cuáles son las fuentes de los errores experimentales? Los errores sistemáticos pueden ser inherentes al montaje experimental, de modo que los números siempre están sesgados en una dirección. Por ejemplo, una balanza puede medir siempre media onza de altura. El error desaparecerá si se recalibra la balanza. Los errores aleatorios se producen porque una medición no se realiza con precisión. Por ejemplo, un cronómetro puede detenerse demasiado pronto o demasiado tarde. Para corregir este tipo de error, se toman muchas mediciones y luego se promedian.

Si un resultado es inconsistente con los resultados de otras muestras y se han hecho muchas pruebas, es probable que se haya cometido un error en ese experimento y se puede desechar el punto de datos inconsistente.

Conclusiones

Los científicos estudian gráficos, tablas, diagramas, imágenes, descripciones y todos los demás datos disponibles para sacar una conclusión de sus experimentos. ¿Hay una respuesta a la pregunta basada en los resultados del experimento? ¿Se apoyó la hipótesis?

Algunos experimentos apoyan completamente una hipótesis y otros no. Si se demuestra que una hipótesis es errónea, el experimento no fue un fracaso. Todos los resultados experimentales contribuyen al conocimiento. Los experimentos que apoyan o no una hipótesis pueden conducir a más preguntas y más experimentos.

Ejemplo: Después de un año, el agricultor descubre que la erosión en la colina cultivada tradicionalmente es 2,2 veces mayor que la erosión en la colina con labranza cero. Las plantas en las parcelas de siembra directa son más altas y la humedad del suelo es mayor. El agricultor decide pasarse a la siembra directa para futuros cultivos. El agricultor sigue investigando para ver qué otros factores pueden ayudar a reducir la erosión.

Teoría

Como los científicos realizan experimentos y observaciones para probar una hipótesis, con el tiempo recogen muchos datos. Si una hipótesis explica todos los datos y ninguno de los datos contradice la hipótesis, ésta se convierte en una teoría.

Una teoría científica se apoya en muchas observaciones y no tiene incoherencias importantes. Una teoría debe ser probada y revisada constantemente. Una vez que se ha desarrollado una teoría, puede utilizarse para predecir el comportamiento. Una teoría proporciona un modelo de la realidad más sencillo que el propio fenómeno. Incluso una teoría puede ser derribada si se descubren datos contradictorios. Sin embargo, es menos probable que se derribe una teoría de larga duración que cuente con muchas pruebas que la respalden que una teoría más reciente.

Aquí se encuentra una animación interactiva de cómo Darwin utilizó a los pinzones (Figura inferior) para explicar el origen de las especies utilizando los pinzones de las islas Galápagos.

Para explicar cómo los pinzones de las islas Galápagos habían desarrollado diferentes tipos de picos, Charles Darwin desarrolló su teoría de la evolución por selección natural. Casi 150 años de investigación han apoyado la teoría de Darwin.

La ciencia no demuestra nada más allá de una sombra de duda. Los científicos buscan pruebas que apoyen o refuten una idea. Si no hay pruebas significativas que refuten una idea y sí muchas que la apoyen, la idea se acepta. Cuantas más líneas de evidencia apoyen una idea, más probable será que resista la prueba del tiempo. El valor de una teoría es cuando los científicos pueden utilizarla para ofrecer explicaciones fiables y hacer predicciones precisas.

Modelos científicos

Un sistema, como la superficie de la Tierra o el clima, puede ser muy complejo y puede ser difícil para los científicos trabajar con él. En cambio, los científicos pueden crear modelos para representar el sistema real que les interesa estudiar.

Los modelos son una herramienta útil en la ciencia. Ayudan a los científicos a demostrar eficazmente las ideas y a crear hipótesis. Los modelos se utilizan para hacer predicciones y realizar experimentos sin todas las dificultades que entraña el uso de objetos de la vida real. ¿Se imagina tratar de explicar una célula vegetal utilizando sólo una célula vegetal real o tratar de predecir la próxima alineación de los planetas sólo mirándolos? Pero los modelos tienen limitaciones que deben tenerse en cuenta antes de creer en cualquier predicción o de considerar cualquier conclusión como un hecho.

Los modelos son más simples que las representaciones de objetos o sistemas de la vida real. Una de las ventajas de utilizar un modelo es que puede manipularse y ajustarse mucho más fácilmente que los sistemas reales. Los modelos ayudan a los científicos a entender, analizar y hacer predicciones sobre sistemas que serían imposibles de estudiar sin usar modelos. La simplicidad de un modelo, que lo hace más fácil de usar que el sistema real, es también la razón por la que los modelos tienen limitaciones. Un problema de un modelo más simple es que puede no predecir el comportamiento del sistema real con mucha precisión.

Los científicos deben validar sus ideas mediante pruebas. Si un modelo se diseña para predecir el futuro, puede que no sea posible esperar el tiempo suficiente para ver si la predicción era exacta. Una forma de probar un modelo es utilizar un momento del pasado como punto de partida y luego hacer que el modelo prediga el presente. Un modelo que puede predecir con éxito el presente tiene más probabilidades de ser preciso a la hora de predecir el futuro.

Muchos modelos se crean en ordenadores porque sólo éstos pueden manejar y manipular cantidades tan enormes de datos. Por ejemplo, los modelos climáticos son muy útiles para intentar determinar qué tipos de cambios podemos esperar a medida que cambia la composición de la atmósfera. Un modelo climático razonablemente preciso sería imposible si no fuera con los ordenadores más potentes.

Hay tres tipos de modelos utilizados por los científicos.

Modelos físicos

Los modelos físicos son representaciones físicas del tema estudiado. Estos modelos suelen ser más pequeños y sencillos que la cosa que modelan, pero contienen algunos de los elementos importantes. Un mapa o un globo terráqueo son modelos físicos de la Tierra y son más pequeños y mucho más sencillos que el objeto real (figura siguiente).

La Unisfera de Queens, Nueva York, es un modelo físico de la Tierra pero es muy diferente del objeto real.

Modelos conceptuales

Un modelo conceptual une muchas ideas en un intento de explicar un fenómeno. Un modelo conceptual utiliza lo que se conoce y debe ser capaz de incorporar nuevos conocimientos a medida que se van adquiriendo (figura siguiente). Por ejemplo, muchos datos apoyan la idea de que la Luna se formó cuando un planeta del tamaño de Marte chocó con la Tierra, arrojando una gran cantidad de escombros y gas en órbita que finalmente se fusionaron para crear la Luna. Una buena idea de trabajo es un modelo conceptual.

Una colisión que muestra un meteorito gigante chocando con la Tierra.

Modelos matemáticos

Un modelo matemático es una ecuación o conjunto de ecuaciones que tiene en cuenta muchos factores o variables. Los modelos matemáticos suelen ser complejos y a menudo no pueden tener en cuenta no todos los factores posibles (figura siguiente). Estos modelos pueden utilizarse para predecir acontecimientos complejos como la ubicación y la fuerza de un huracán.

Este modelo climático tiene en cuenta sólo unos pocos factores en una pequeña región de la Tierra. Los mejores modelos climáticos son tan complejos que deben crearse en supercomputadoras, e incluso son simples comparados con el clima de la Tierra.

Modelar el cambio climático es muy complejo porque el modelo debe tener en cuenta factores como la temperatura, la densidad del hielo, la caída de nieve y la humedad. Muchos factores se afectan mutuamente: Si el aumento de las temperaturas hace que disminuya la cantidad de nieve, la superficie terrestre es menos capaz de reflejar la luz solar y la temperatura aumentará más.

La importancia de la comunidad en la ciencia

El descubrimiento científico es mejor cuando es obra de una comunidad de científicos. Para que una hipótesis sea plenamente aceptada, el trabajo de muchos científicos debe apoyarla. El proceso científico tiene controles y equilibrios incorporados. En general, la comunidad científica hace un buen trabajo de autocontrol. Aunque a menudo se critican las nuevas ideas, si la investigación continua las respalda, acabarán siendo aceptadas.

Aunque cada científico puede realizar experimentos en su laboratorio solo o con algunos ayudantes, escribirá sus resultados y presentará su trabajo a la comunidad de científicos de su campo (figura siguiente). Inicialmente, puede presentar sus datos y conclusiones en una conferencia científica en la que hablará con otros científicos sobre esos resultados.

Los estudiantes de secundaria comparten los resultados de sus investigaciones con los científicos de la NASA en una sesión de pósteres.

Usando lo que ha aprendido, escribirá un artículo profesional que se publicará en una revista científica (figura siguiente). Antes de la publicación, varios científicos revisarán el artículo -lo que se denomina revisión por pares- para sugerir cambios y luego recomendar o denegar la publicación del artículo. Una vez publicado, otros científicos de su campo conocerán el trabajo e incorporarán los resultados a sus propias investigaciones. Intentarán replicar sus resultados para demostrar si son correctos o incorrectos. De este modo, la ciencia avanza hacia una mayor comprensión de la naturaleza.

Una revista científica revisada por pares.

La comunidad científica controla la calidad y el tipo de investigación que se realiza mediante la financiación de proyectos. La mayor parte de la investigación científica es costosa, por lo que los científicos deben escribir una propuesta a una agencia de financiación, como la Fundación Nacional de la Ciencia o la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), para pagar el equipo, los suministros y los salarios. Las propuestas científicas son revisadas por otros científicos del sector y se evalúan para su financiación. En muchos campos, el índice de financiación es bajo y el dinero se destina sólo a los proyectos de investigación más valiosos.

La comunidad científica vigila la integridad científica. Durante su formación, los estudiantes aprenden a realizar buenos experimentos científicos. Aprenden a no falsificar, ocultar o informar selectivamente de los datos, y aprenden a evaluar de forma justa los datos y el trabajo de otros científicos. Teniendo en cuenta toda la investigación científica que se lleva a cabo, hay pocos incidentes de deshonestidad científica, y sin embargo los medios de comunicación suelen informar de ellos con gran vehemencia. A menudo esto hace que el público desconfíe de los científicos de forma innecesaria. Los científicos que no tienen integridad científica son condenados enérgicamente por la comunidad científica.

Seguridad en la ciencia

Los accidentes ocurren de vez en cuando en la vida cotidiana, y la ciencia no es una excepción. De hecho, los científicos trabajan a menudo con materiales peligrosos, por lo que los científicos -e incluso los estudiantes de ciencias- deben ser cuidadosos para evitar accidentes (figura siguiente). Si se produce un accidente, los científicos deben asegurarse de tratar adecuadamente cualquier lesión o daño.

Símbolos de seguridad: A. corrosivo, B. agente oxidante, C. tóxico, D. alto voltaje

Dentro del laboratorio de ciencias

Si trabajas en el laboratorio de ciencias, puedes encontrarte con materiales o situaciones peligrosas. En los laboratorios de ciencias de la tierra se utilizan a veces objetos afilados, productos químicos, calor y electricidad. Siguiendo las pautas de seguridad, casi todos los accidentes pueden evitarse o los daños pueden minimizarse. Para ver ejemplos de equipos de seguridad en el laboratorio, consulte la figura siguiente.

  • Siga las instrucciones en todo momento.
  • Obedezca las pautas de seguridad dadas en las instrucciones del laboratorio o por el supervisor del mismo. Un laboratorio no es una zona de juegos.
  • Utilice sólo las cantidades de materiales indicadas. Consulte con la persona encargada antes de desviarse del procedimiento de laboratorio.
  • Atar el pelo largo. Use zapatos cerrados y camisas sin mangas colgantes, capuchas o cordones.
  • Use guantes, gafas o delantales de seguridad cuando se le indique.
  • Tenga mucho cuidado con los objetos afilados o puntiagudos como bisturíes, cuchillos o vidrios rotos.
  • Nunca coma ni beba nada en el laboratorio de ciencias. Podría haber sustancias peligrosas en las mesas.
  • Mantenga su área de trabajo ordenada y limpia. Un área de trabajo desordenada podría provocar derrames y roturas.
  • Limpia y mantén los materiales como tubos de ensayo y vasos de precipitados. Las sustancias sobrantes podrían interactuar con otras sustancias en futuros experimentos.
  • Tenga cuidado al alcanzar. Las llamas, las placas de calor o los productos químicos podrían estar debajo.
  • Utilice los aparatos eléctricos y los quemadores según las instrucciones.
  • Sepa cómo utilizar una estación de lavado de ojos, una manta ignífuga, un extintor o un botiquín de primeros auxilios.
  • Avise al supervisor del laboratorio si ocurre algo inusual. Es posible que se requiera un informe de accidente si alguien resulta herido; el supervisor del laboratorio debe saber si se ha dañado o desechado algún material.

Equipos de seguridad en el laboratorio.

Fuera del laboratorio

Muchos científicos de la Tierra trabajan en el exterior, en el campo, como se muestra en la figura siguiente. Trabajar en el exterior requiere precauciones adicionales, como:

  • Llevar ropa adecuada; por ejemplo, botas de montaña, pantalones largos y mangas largas.
  • Llevar suficiente comida y agua, incluso para un viaje corto. La deshidratación puede producirse rápidamente.
  • Tenga a mano los primeros auxilios adecuados.
  • Informe a los demás de dónde va, qué va a hacer y cuándo va a volver.
  • Lleve un mapa. También es una buena idea dejar una copia del mapa con alguien en casa.
  • Asegúrese de tener acceso a los servicios de emergencia y alguna forma de comunicarse. Tenga en cuenta que no hay muchas zonas de campo que estén demasiado alejadas para que los teléfonos móviles sean útiles.
  • Asegúrese de que le acompaña una persona familiarizada con la zona o con el tipo de investigación que está realizando si es nuevo en el trabajo de campo.

Excursiones al aire libre.

Resumen de la lección

  • El objetivo de la ciencia es plantear y responder preguntas comprobables.
  • Los científicos utilizan una secuencia de pasos lógicos, llamada método científico, que implica hacer observaciones, formar una hipótesis, probar esa hipótesis y formar una conclusión.
  • Los modelos físicos, conceptuales y matemáticos ayudan a los científicos a discutir y comprender la información y los conceptos científicos.
  • Una teoría científica es una hipótesis que ha sido probada repetidamente y no se ha demostrado que sea falsa.
  • La seguridad tanto en el laboratorio como en el campo son componentes esenciales de las buenas investigaciones científicas.

Preguntas de revisión

  1. Escribe una lista de cinco preguntas científicas interesantes. ¿Es cada una comprobable?
  2. Un científico estaba estudiando los efectos de la contaminación por petróleo en las algas del océano. Pensó que la escorrentía de petróleo de los desagües pluviales impediría el crecimiento normal de las algas, así que decidió hacer un experimento. Llenó dos tanques de acuario de igual tamaño con agua y controló el oxígeno disuelto y la temperatura en cada uno para asegurarse de que eran iguales. Introdujo un poco de aceite de motor en uno de los tanques y luego midió el crecimiento de las algas en cada uno de ellos. En el tanque sin aceite, el crecimiento medio fue de 2,57 cm. El crecimiento medio de las algas en el tanque con aceite fue de 2,37 cm. A partir de este experimento:
    1. ¿Cuál fue la pregunta con la que empezó el científico?
    2. ¿Cuál fue su hipótesis?
    3. Identifique la variable independiente, la variable dependiente y el control o controles experimentales.
    4. ¿Qué mostraron los datos?
    5. ¿Puede estar seguro de su conclusión? ¿Cómo puede hacer más firme su conclusión?
  3. Explique tres tipos de modelos científicos. ¿Cuál es una ventaja y una desventaja de cada uno?
  4. Identifica o diseña cinco de tus propios símbolos de seguridad, basándote en tu conocimiento de los procedimientos de seguridad en un laboratorio de ciencias.
  5. Diseña tu propio experimento basado en una de tus preguntas de la pregunta 1 anterior. Incluye la pregunta, la hipótesis, las variables independientes y dependientes, y las precauciones de seguridad. Puedes trabajar con tu profesor o con un grupo.

Lectura adicional / Enlaces complementarios

  • Una explicación extremadamente buena y detallada de lo que es la ciencia y cómo se hace.
  • BrainPOP presenta discusiones en profundidad sobre la investigación científica, incluyendo textos y películas.
  • Un ejemplo del uso del método científico para estudiar los gases de efecto invernadero y el crecimiento de los árboles se encuentra aquí. O uno para estudiar la relación del dolor de pies con el clima.

Puntos a considerar

  • ¿Con qué tipos de modelos has tenido experiencia? Qué aprendiste de ellos?
  • ¿Qué situaciones son tanto necesarias como peligrosas para que los científicos las estudien? ¿Qué precauciones crees que deben tomar cuando las estudian?
  • ¿Cómo difiere el significado científico de la palabra teoría del uso común? Puedes encontrar un ejemplo en los medios de comunicación en el que se haya utilizado incorrectamente la palabra en una noticia científica? El uso incorrecto de la palabra teoría está muy extendido en los medios de comunicación y en la vida cotidiana.

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