6 el método científico y la ingeniería ib

MÉTODO CIENTÍFICO Introducción a la Ingeniería

Material de Internet adaptado para la Clase de Introducción a la Ingeniería - Corporación Universitaria Americana

OBJETIVOS Saber y entender: ! El conocimiento científico tiene normas de producción, aceptación y transmisión en base a la formulación de teorías, hipótesis y predicciones que pueden ser sometidas a prueba y refutadas. Es un conocimiento que esta siempre en evolución. ! L as investigaciones contribuyen al conocimiento científico especialmente cuando sus resultados son publicados.

Ciencia Del latin Scientia, conocimiento. " Son las diversas ramas del saber humano que pueden distinguirse y clasificarse por su objeto de estudio diferente y por su método de búsqueda del saber o la verdad. " Ciencias puras o formales: lógica, matemática " Ciencias aplicadas o fácticas: se caracterizan por su aplicación practica; agricultura, astronomía " Ciencias naturales: física, química, biología, botánica, etc

MÉTODO CIENTÍFICO Base de nuestra actividad como investigadores

Método científico El método de investigación para el conocimiento de la realidad observable, que consiste en formularse interrogantes sobre esa realidad, con base en la teoría ya existente, tratando de hallar soluciones a los problemas planteados. El método científico se basa en la recopilación de datos, su ordenamiento y su posterior análisis J. R. Rodríguez Yáñez, 2000

Es la forma en que podemos estudiar cualquier aspecto del universo. Digo, literalmente cualquier aspecto, y esto lo hacemos mediante observaciones cuidadosas y experimentos muy bien planificados. La aplicación del método científico nos dará resultados que son universales ya que ellos pueden ser repetidos por cualquier escéptico en cualquier parte del mundo.

Prof. Gloria Montenegro Prof. Titular de Botánica Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal Pontificia Universidad Católica de Chile

PODEMOS DECIR QUE ENTRE LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y EL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO ENCONTRAMOS EL METODO CIENTÍFICO Procedimiento para descubrir las condiciones en que se presentan sucesos específicos, caracterizado generalmente por ser tentativo, verificable, de razonamiento riguroso y observación empírica

QUE ES EL MÉTODO CIENTÍFICO?

Sucesion de pasos que debemos dar para descubrir nuevos conocimientos, o en otras palabras para comprobar o rechazar hipótesis que implican conductas de fenómenos desconocidos hasta el momento

No es otra cosa que la aplicación de la lógica y el sentido común a las realidades o hechos observados

Proceso de investigación Aunque podemos decir que no hay un solo método científico o modelo clásico, algunos factores son comunes a todos los métodos: una idea brillante del hombre, el trabajo complementario de los científicos y de las ciencias, la verificabilidad, utilización de herramientas, etc.

También son comunes los siguientes procedimientos: ! Observar ¿cómo sucede? ! Plantear el problema ¿Cuál es el problema a resolver? ¿Por qué sucede esto así? ! Formular una hipótesis (posible solución) ! Probar la hipótesis (experimentar, encontrar hechos y hacer anotaciones) ! Aceptar o denegar la hipótesis

Los dos modelos de Método Científico: experimental y teórico Estos dos métodos son los más representativos: 1.- El método experimental o inductivo: Es el más utilizado y el que se desarrolla de forma más completa.

El científico, bien porque desea entender un fenómeno aún no explicado, o bien para desarrollar más un determinado proceso, realiza experiencias con el fenómeno estudiado variando de una en una las variables que intervienen hasta INDUCIR una ley que las relaciona.

La ley inducida, para que sea cierta, debe cumplirse siempre. Así se confirma las hipótesis de partida.

Este método nos induce al descubrimiento de una Teoría por medio de las experiencias.

Inducciรณn Observaciรณn

Inducciรณn

Hipรณtesis

A partir de hechos independientes --> se logra una generalizaciรณn cohesiva

Realiza esta actividad ejemplo de cómo puede realizarse un proceso inductivo.

En la escena verás las marcas en el suelo (puntos rojos) de los lugares donde estaba un móvil en cada segundo. Analiza los datos contenidos en la tabla que resume las posiciones de un coche frente al tiempo y ejercita tu capacidad de inducción. Si quieres repasar algún concepto mira la escena en su unidad original. Si no induces nada de esta experiencia, quizás las preguntas de las actividades te ayuden.

1: Observa las marcas de los puntos donde estaba el coche en cada segundo. ¿Qué puedes decir de la distancia recorrida en cada segundo? ¿Recorre la misma distancia en el tercer segundo que en los tres primeros?

2: Observa que el espacio que se recorre en un segundo es... Induce por observación el espacio que se recorre cada medio segundo. ¿Qué velocidad llevaba el móvil?

2.- El método teórico o deductivo

Newton utilizó este método para elaborar la teoría de la Gravitación Universal.

Einstein utilizó el método deductivo para elaborar la Teoría de la Relatividad. Partió de una teoría, que imaginó, y dio por supuesto una serie de axiomas o definiciones previas.

Al aplicar estos axiomas se llegaba a unos resultados (leyes) que contradecían "el sentido común", pero que resultaron ser ciertos cuando en años posteriores fueron sometidos a experimentos diseñados para comprobarlos. Por lo tanto el modelo es teórico en su partida, pero totalmente experimental en su validación

Deducción Probable Hipótesis

Deducción

Predicción

De una idea general se logran explicar hechos futuros o independientes. “si, entonces”

Prueba el método deductivo con esta actividad Supongamos que debido a tu experiencia diaria con diversos líquidos y sabiendo que unos son más "espesos" que otros enuncias esta teoría: "Un cuerpo, de cualquier forma, que cae dentro de un liquido que es el doble de "espeso" que otro, tarda doble tiempo en recorrer la misma distancia". Has deducido teóricamente? Que por ser el doble de "espesos" unos líquidos frenan el doble que otros. ¿Suscribes esta teoría?. La única manera de saber si es cierta es comprobarla experimentalmente. Usa la escena de esta página. Trata de enunciar otras teorías sobre cuerpos de distinta masa o distinta forma cayendo en líquidos. Escribe la teoría y pruébala experimentando con esta escena.

A1: Deja caer cuerpos de diferentes masas pero forma idéntica. Anota los tiempos de caída. ¿Qué conclusiones puedes sacar estudiando tus resultados?

A2: Sin variar el dato de la masa, deja caer cuerpos de diferentes formas. ¿Puedes extraer alguna relación entre estos tiempos de caída y la forma? ¿Cómo se justifican estos resultados?

A3: Deja cae siempre cuerpos de igual forma y masa.

Sólo debes cambiar la densidad del aire entre unas experiencias y otras. ¿Cómo cambia el tiempo de caída? ¿Qué conclusión obtienes?

Método científico Interpretación / conclusión

Observación

Pregunta / Inquietud

Experimento / Investigación Hipótesis / posible explicación Premisas / límites referenciales

Ho: Hipótesis nula Ha: Hipótesis alternativa

Paso 1: Observación • Se debe determinar concretamente qué es lo que se quiere conseguir para seguir los pasos adecuados.

• La interiorización consciente de un fenómeno, de un hecho natural • Principalmente, se utilizan los sentidos • Instrumentos sirven como prolongaciones sensoriales • También se utilizan investigaciones previas y resultados previos

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, etc. que has visto, al tratar de hacerlo, verás qué poco has observado.

Al observar se aprende. ¡Ejercítate! No todos observamos lo mismo. ¡Compruébalo!

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

Observa detenidamente el movimiento de estos coches. 多Recorren la misma distancia en cada segundo?多Se mueven siempre igual? 多Aceleran, frenan o se mantienen con velocidad constante? 多Tienen la misma velocidad inicial?

Paso 2: Planteamiento del problema •

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• •

Cuando tratamos de explicar lo observado surge un problema debido a la inquietud y a la necesidad del hombre de “entender” su entorno. ¿comprende el problema? ¿Qué sabe?¿que necesita para hallar la respuesta?

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.

La humildad, preparación, inquietud, honestidad y tenacidad son fundamentales para actuar como un científico.

Al mismo tiempo que observamos, en nuestro cerebro se van formulando las preguntas que conducen al planteamiento del problema. Algunas preguntas se resuelven mediante experimentos pero otras podemos contestarlas por deducción partiendo de conocimientos lógico matemáticos adquiridos antes.

Paso 3: Formular la Hipótesis • A las preguntas que desencadena la observación: ¿Por qué? ¿Cómo? ¿Qué factores o variables explican el fenómeno? etc…se responde con una hipótesis.

• Hipótesis es una respuesta anticipada, que se da como posible, a un problema que surge al tratar de explicar un fenómeno y que se debe verificar por medio de la experimentación.

Hipótesis

• La posible explicación para un fenómeno • Se presenta o formula como una afirmación Hipótesis Hipótesis Hipótesis Hipótesis Hipótesis

Hipótesis Hipótesis

Hipótesis

Para el método científico, sólo se considera “hipótesis” a aquellas que puedan ser sometidas a escrutinio

Prueba de Hipótesis Estudio / Más Observaciones

Diseño Experimental

Experimento

Hipótesis Alternativa

Hipótesis Nula

Predicción del estudio o experimento

“No pasa nada”

Paso 4: Diseño Experimental o experimentación • Resuelve el problema. Prueba tu hipótesis • 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.

• Asegúrate que los resultados sean objetivos • Toma en cuenta posibles fuentes de error • Intenta responder y controlar otras variables o factores

Las variables que intervienen en el fenĂłmeno se modifican de una en una y se comprueba como influyen en ĂŠl. Es esencial modificar una sola CAUSA cada vez y ver el EFECTO que desencadena. Luego es necesario registrar todos los datos.

A la variable que el cientĂ­fico modifica se la denomina variable independiente.

La variable que cambia como consecuencia de haber variado la variable independiente se denomina variable dependiente.

Datos / Resultados • Es necesario registrar todos los datos.

• Datos deben ser observables y ser recogidos en tablas y pasar a gráficas para poder estudiar mejor sus relaciones.

• Datos deben ser objetivos • Es importante considerar el error y las fuentes que lo ocasionan • --> a mayor varianza en los datos, mayor probabilidad de error

Análisis / Interpretación • Parte creativa y personal del método científico • Se debe utilizar toda la información existente o asequible • Del análisis de los datos obtenemos una relación que se expresa en forma de formula matemática.

Confirmación de la hipótesis/Conclusión Se cumple

Se rechaza la H-0; Existen indicios que la H-a es verdadera

No se cumple

Se acepta la H-0; se rechaza la H-a

Predicción

Lleva a la generación de otras hipótesis

Consideraciones • Los resultados y conclusiones deben ser publicados y accesibles para otros científicos • El diseño experimental debe garantizar que el estudio o experimento sea replicable --> es recomendable que otros científicos repitan el estudio o experimento, para obtener mayor fuerza

Fin del método científico = Conceptos que unen hipótesis aceptadas y relacionadas y aún no refutadas

Elaborar teorías científicas

Teoría: no como una idea especulativa, sino como un pensamiento apoyado por observaciones, estudios y datos

Método científico Interpretación / conclusión

Observación

Pregunta / Inquietud

Experimento / Investigación Hipótesis / posible explicación Premisas / límites referenciales

Ho: Hipótesis nula Ha: Hipótesis alternativa

IMPORTANTE Comunicación!!!

Investigación

Logística

• Pregunta • Diseño Experimental

Concepto Hecho : Todo aquello que se sabe y que pertenece a la naturaleza. Variable: Propiedad medible de un hecho.

Relación entre hechos: propiedades de otro.

Conexión entre ciertas propiedades de un hecho y ciertas

Hipótesis: Conjetura acerca de una relación entre Hechos. Solución posible a un problema Ley científica: Regularidad o relación general y constante que ha sido comprobada repetidamente en los hechos Teoría: 1. Conocimiento que se tiene de una cosa y que está basado en lo que se supone o se piensa y no en la experiencia o en la práctica. 2 Conjunto de reglas, principios y conocimientos que forman la base de una ciencia, una técnica o un arte.

3 Conjunto de leyes o razonamientos que intentan explicar un fenómeno determinado: Dogma: es una proposición que se asienta por firme y cierta y como principio innegable, que no admite réplicas. Ofrece los fundamentos y puntos capitales de un sistema, doctrina, religión o ciencia.

Modelo: Simplificación de la realidad a través de la representación de la misma. Es insensible a los datos

Del latín variabĭlis, una variable es aquello que varía o puede variar. Se trata de algo inestable, inconstante y mudable Puede hablarse de distintos tipos de variable: las variables dependientes, que son aquellas que dependen del valor que asuman otros fenómenos o variables; las variables independientes, cuyos cambios en los valores determinan cambios en los valores de otra; variables cualitativas, que expresan distintas cualidades, características o modalidades; y variables cuantitativas, que se enuncian mediante cantidades numéricas, entre otras.

En investigación, se denomina variable independiente a aquélla que es manipulada por el investigador en un experimento con el objeto de estudiar cómo incide sobre la expresión de la variable dependiente. A la variable independiente también se la conoce como variable explicativa, y mientras que a la variable dependiente se la conoce como variable explicada. Esto significa que las variaciones en la variable independiente repercutirán en variaciones en la variable dependiente.

Ejemplo: efectividad de un nuevo dentífrico contra la caries

TALLER DEL MÉTODO CIENTÍFICO • En grupos de 3 estudiantes en la clase haga el estudio aplicando el método científico, para el siguiente problema.

• Los trancones en la ciudad de Barranquilla en la actualidad.

• Entregar el estudio realizado con las hipótesis (mínimo 3) planteadas y demostradas.

Tomado de: https://www.google.com.co/search?q=el +metodo+cient%C3%ADfico +ppt&ie=utf-8&oe=utf-8&rls=org.mozilla :es-ES:official&client=firefoxa&channel=np&source=hp&gws_rd=cr& ei=VI2BUr3AKJCekAfB3oGQDQ