Método científico: pasos y tipos de errores en la Universidad de Puerto Rico Humacao

Universidad de Puerto Rico Humacao

PUERT RI A H MACAO UN 1962 Laboratorio de Ecología General BIOL. 3116 Profesor: Patrick Reyes-Pesaresi Departamento de Biología UPR-Humacao Biología 5 UPR

Objetivos del Laboratorio

• Luego de terminado el laboratorio el estudiante será capaz de:
• Identificar preguntas que puedan ser contestadas mediante el método científico
• Definir que es una hipótesis y cuales son las características de una buena hipótesis
• Identificar y caracterizar preguntas que pueden ser contestadas mediante una investigación científica
• Identificar y describir los componentes de un experimento científico

Introducción a la Ecología y el Método Científico

• La ecología es el estudio de las interacciones de los organismos con su ambiente biótico y abiótico y al observar estos sistemas es posible hacernos una serie de preguntas y luego proponemos una serie de explicaciones
• Es mediante el método científico que podemos poner a prueba estas explicaciones sobre el funcionamiento de los sistemas ecológicos
• La ciencia asume que los sistemas biológicos son entendibles y que pueden ser explicados por reglas y leyes que son fundamentales
• Toda investigación científica utiliza una serie de elementos que conocemos como el método científico

La Ciencia y el Entorno

• La ciencia es el método que utilizamos para poder entender nuestro entorno y requiere que: . Nos hagamos preguntas
• Hacer una serie de observaciones
• Desarrollar hipótesis
• Poner a prueba las hipótesis

Mecanismo del Método Científico

• Mecanismo que se utiliza con el fin de exponer y confirmar ideas
• Debe apoyarse con experimentos u observaciones
• Características: Es reproducible: la capacidad de repetir un determinado experimento en cualquier lugar y por cualquier persona Puede estar sujeto a prueba: toda proposición científica tiene que permitir su prueba como falsa o no falsa

Método Hipotético-Deductivo

• El método de investigación en ciencias el Método Hipotético - Deductivo, desarrollado por Karl Popper (1959)
• Hipotético: denota que deben formularse una hipótesis antes de llevar acabo la experimentación
• Deductivo: se refiere a obtener una conclusión particular a partir de un concepto general o universal De un concepto general -> a lo particular

Ejemplo de Método Deductivo con Planetas

Premisa 1: Los planetas son redondos Estructura: Todos: Los planetas ¿Como son ?: redondos Premisa 2: La tierra es un planeta Todo: La tierra ¿Como o que es ?: Un planeta Conclusión: Por lo tanto, la tierra es redonda Va de lo general a lo -> particular

Ejemplo de Método Deductivo con Animales

Premisa 1: Los animales que nace de huevos son ovíparos Estructura Todos: los animales Como: Que nace de un huevo son ovíparo Premisa 2: La gallina pone huevos Todo: gallina Como o que: pone huevos Conclusión: Por lo tanto, la gallina es ovípara Va de lo general a lo -> particular

Ejemplo de Método Inductivo

Premisa : El perro de Juan tienen cuatro patas El perro de Carlos tiene cuatro patas Conclusión: Por lo tanto, todos los perros tienen cuatro patas En el método inductivo: Va de lo particular a lo -> general

Pasos del Método Científico

1. Observación
2. Pregunta
3. Hipótesis
4. Colección de datos
5. Análisis
6. Presentación
7. Generar nuevas preguntas

Observación en el Método Científico

1- Observación

• Examinar cuidadosamente la naturaleza
• Escalas de observación pueden variar Espacial: 0.5 x 0.5m (insectos) 1.0 X 1.0 m (tipos de plantas)

1 - Observación 2- Pregunta - 3- Hipótesis 7- Generar nuevas preguntas 4- Colección de datos 6- Presentación 5- Análisis 5.0 x 5.0 m (zona con sombra y con luz) Temporal: horas semanas meses años Patrones observados ¿ Preguntas?

Pregunta en el Método Científico

2-Pregunta

1 - Observación 2- Pregunta 3- Hipótesis I 7- Generar nuevas preguntas 4- Colección de datos 6- Presentación 5- Análisis

• Debe crear inquietud, curiosidad, creatividad y razonamiento
• Deben ser enfocadas y posibles de responder
• A corto plazo - ¿ Cuál es la relación entre ... ? - ¿ Cuáles son las diferencias entre ....? - ¿ Cuántas ...?
• A largo plazo -¿ Porqué ...? -¿ Cómo es ...?

Ejemplos de Preguntas Científicas

¿Cuáles son las relaciones tróficas entre los organismos? ¿Cuáles son las diferencias en tolerancias a la desecación entre los organismos ? ¿Cuántas especies podemos encontrar cuando sube la marea?

Más Ejemplos de Preguntas Científicas

¿Por qué la estructura de la comunidad es así? ¿Cómo ocurre el reclutamiento de larvas? ¿La coloración del organismo tendrá alguna importancia?

Características de una Pregunta Científica

2-Pregunta (cont.) Debe ser:

• comparativa

1 - Observación 2- Pregunta 3- Hipótesis I 7- Generar nuevas preguntas 4- Colección de datos 6- Presentación 5- Análisis

• atractiva: la pregunta NO debe conducirá a respuestas que son demasiad obvias
• simple y clara

Pregunta e Hipótesis

Pregunta hipótesis

• Para que pueda ser contestada una pregunta sobre un fenómeno esta deber ser fácil de definir y poner a prueba. Además, los elementos deben ser medibles y controlables.
• ¿ Cual de las siguientes preguntas pueden ser contestadas mediante el método científico?
• ¿ El uso de jabón antibacterial es capaces de seleccionar cepas de bacterias resistentes?
• ¿ Los agricultores deben cultivar plantas resistentes?
• ¿ El caminar bajo una escalera es de mala suerte?
• ¿ Las espinas de los cactus pueden reducir la herbívora?

Hipótesis en el Método Científico

3- Hipótesis

1 - Observación - 2- Pregunta 3- Hipótesis 7- Generar nuevas preguntas 4- Colección de datos 6- Presentación 5- Análisis Trabajo Estadística

Hipótesis de Trabajo

3- Hipótesis de trabajo

1 - Observación - 2- Pregunta - 3- Hipótesis observaciones → pregunta 7- Generar nuevas preguntas 4- Colección de datos 6- Presentación 5- Análisis se plantea la hipótesis Hipótesis: Es una explicación tentativa al fenómeno observado y que puede ser falsificada o aceptada como verdadera, y que debe ser sometida a prueba mediante la experimentación.

Desarrollo de una Hipótesis

• A la pregunta que se plantea o se propone, le sigue proceso de plantear una hipótesis de trabajo que es una explicación tentativa al fenómeno que se observa como dicho anteriormente.
• Ejemplo 6. ¿ Las espinas en los cactus reduce la herbívora?
• Hipótesis: Las espinas en los cactus podria evitan la herbivoría.
• Una buena hipótesis debe poseer la capacidad de que cuando se pone a prueba la misma puede ser falsificable. En otras palabras, las observaciones o resultados no deben apoyar a la explicación tentativa.

Ejemplo de Falsificación de Hipótesis

• Si eliminamos las espinas en el cactus y el mismo no es consumido por animales (la hipótesis ha sido falsificada).
• Pero una característica es de la hipótesis es que nunca puede ser probada cierta.
• La evidencia de una investigación sólo puede apoyar a una hipótesis o rechazarla
• Si el cactus sin espina es consumido la hipótesis no es cierta, sino que ha sido apoyada con evidencia de que las espinas protegen al cactus.

Causas y Predicciones de la Hipótesis

3- Hipótesis de trabajo

1 - Observación - 2- Pregunta 3- Hipótesis I 7- Generar nuevas preguntas 4- Colección de datos I 6- Presentación 5- Análisis

• Se establecen las posibles causas que expliquen el fenómeno estudiado - lógicas - ecológicas
• Predecir los resultados del estudio
• Se confirmará por medio de toma de datos

Ejemplos de Hipótesis de Trabajo

3- Hipótesis de trabajo

1 - Observación - 2- Pregunta 3- Hipótesis 7- Generar nuevas preguntas 4- Colección de datos Ejemplos: 6- Presentación 5- Análisis

• En lugares húmedos se encontrarán más caracoles que en lugares secos, ya que el agua es un factor importante para la sobrevivencia de dichos moluscos.
• Plantas de la misma edad que sufren daño en sus hojas producirán menos flores porque poseen menos energía para la reproducción

Charles Darwin y su Hipótesis

Charles Darwin (1809-1881) Británico

• Trabajó como naturalista en los HMS Beagles, donde viajó alrededor del mundo (1831-1836).
• Escribió "El viaje del Beagle", uno de los libros sobre viajes más vendidos del siglo 19.
• También "El Origen de la spp." 1859
• Formuló una hipótesis de trabajo sobre el desarrollo de los arrecifes de coral (1842): Decía: El crecimiento general de los arrecifes era un balance entre el crecimiento de los corales y hundimiento del fondo del mar.

Hipótesis Estadística

3- Hipótesis estadística

1 - Observación - 2- Pregunta 3- Hipótesis 7- Generar nuevas preguntas 4- Colección de datos 6- Presentación 5- Análisis

• Hipótesis nula (H.) No existe diferencia entre dos o más grupos de datos Tiene el potencial de poder ser probada como incorrecta (o falsa)
• Hipótesis alterna (Ha) Plantea que sí hay diferencia real entre los grupos de datos Hipótesis nula Ηo: μ1 = 12 Hipótesis alterna Ha: 11 # 12

Tipos de Errores al Probar una Hipótesis

Tipos de errores en los que podemos incurrir cuando estamos probando una hipótesis

• Error tipo I (a): Se rechaza la Ho cuando no debe rechazarse.(El investigador llega a la conclusión de que existe una diferencia entre las hipótesis cuando en realidad no existe)
• Error tipo II (B): Se acepta la Ho cuando debería rechazarse. (Es cuando el investigador no rechaza la hipótesis nula siendo esta falsa en la población) En ciencia buscamos generalmente, pero no exclusivamente, minimizar el error tipo a

Formato para Plantear una Hipótesis

Si = Base Teórica Entonces = Hipótesis Porque = Explicación Si la productividad es un estimado de la energía en un ecosistema Entonces un ecosistema con alta productividad tendrá un mayor número de especies que uno de baja productividad Porque habrá mayor energía disponible para la subsistencia de un mayor número de especies

Ejemplo: Cura para el Cáncer

Un científico busca la cura para el cáncer. Se va al Amazonas. y descubre un extracto de un árbol. Para ver si sirve, diseña el siguiente experimento: - grupo control: células cancerosas en una solución salina - grupo experimental: células cancerosas en una solución con el extracto control experimental

Hipótesis para el Ejemplo de la Cura del Cáncer

Hipótesis de trabajo (formato si, entonces, porqué): Si el crecimiento de células cancerosas depende de la entrada de agua por la membrana celular, entonces el extracto detendrá el cáncer porque impermeabiliza la membrana de la célula cancerosa. Hipótesis estadísticas para este ejemplo: Ho= No hay diferencias en el crecimiento de células cancerosas entre el control (en solución salina) y el tratamiento (en el extracto del árbol). Ha- Sí hay diferencias en el crecimiento de las células: el extracto evita el crecimiento de las células cancerosas