Metodología Científica: Estrategias, Fases y Herramientas para la Investigación

Estrategias para el Trabajo Científico

El trabajo científico comprende una serie de protocolos que utilizan los investigadores para explicar los fenómenos del mundo. Los científicos utilizan el método científico, un método de trabajo que consiste en una serie de procedimientos aceptados por toda la comunidad científica.

Características del Trabajo Científico

• Trabajo planificado.
• Busca soluciones.
• Parte de los conocimientos ya existentes.
• El trabajo tiene carácter cuantitativo y cualitativo. En el cuantitativo son necesarias medidas cuantificadas, y en las cualitativas no se precisan dichas medidas.
• Al concluir una investigación científica se obtienen resultados.
• Trabajo en equipo.

Fases del Método Científico

El protocolo que configura el método científico consta de cinco fases:

1. La observación (pregunta, revisión, planteamiento).
2. La formulación de hipótesis.
3. La experimentación.
4. El análisis de los resultados.
5. El establecimiento de una conclusión.

Planteamiento de Problemas y su Discusión

Mediante la observación se recogen datos que son objeto de estudio. La observación tiene que ser objetiva. La observación directa se produce cuando el investigador tiene un contacto directo con el hecho. La observación indirecta ocurre cuando el investigador estudia el hecho a través de datos que han sido observados anteriormente por otro científico.

Las Hipótesis

Una vez observado el fenómeno, el científico elabora diferentes hipótesis, explicaciones lógicas de cuáles han sido las causas que han provocado el fenómeno observado. Tendrán carácter provisional hasta que se realicen los experimentos.

Para que la hipótesis tenga validez científica:

1. Debe formularse en términos claros y concretos. Es fundamental que la hipótesis explique la relación causa-efecto.
2. Términos cuantitativos.
3. Debe ser comparable, debe ser objetiva.
4. Podrá ser probada a través de la experimentación y, por tanto, ha de ser reproducible.

Louis Pasteur: Un Ejemplo en la Historia de la Ciencia

Louis Pasteur (27 de diciembre de 1822 - 28 de septiembre de 1895), químico francés e hijo de un soldado de Napoleón, es famoso por refutar la hipótesis de la generación espontánea (la idea de que podía surgir vida animal y vegetal a partir de materia inerte) y por crear la técnica de la pasteurización.

El Informe Científico

El siguiente paso es realizar un análisis de los resultados obtenidos para comprobar la validez de la hipótesis. El análisis de resultados se puede expresar de diferentes formas:

• Tabla de datos: Se recogen los datos de forma directa.
• Representación gráfica: Útil para comparar y analizar los resultados. Puede ser un gráfico de barras, lineal o de sectores.
• Ecuación matemática: Expresa la relación matemática existente entre las distintas variables que influyen en un fenómeno.

Para tomar como válido un valor de todos los medidos en el experimento, utilizaremos la media aritmética, que nos proporcionará el valor medio. Si al realizar varios experimentos similares se obtienen los mismos resultados y se llega a la misma conclusión, se puede generalizar y enunciar una teoría. Si la hipótesis comprobada permite predecir y explicar otros fenómenos, tendrá la categoría de ley. Los resultados deben ser comunicados en un informe.

La misión del informe es dar a conocer los resultados de la investigación. Debe poseer dos características:

• Objetividad: Reflejo fiel de la realidad.
• Precisión: Las explicaciones han de permitir que otro investigador obtenga los mismos resultados.

Estructura del Informe Científico

Un informe científico consta de:

• Portada: Título y subtítulo, autor, lugar y fecha de redacción.
• Resumen: Breve descripción del método utilizado y resultados obtenidos.
• Introducción: Se explica el porqué de la investigación.
• Método y material utilizado: Método, diseño experimental y recursos empleados en la investigación.
• Resultados obtenidos: Ordenados y fáciles de interpretar.
• Conclusiones: Extraídas de la experimentación.
• Bibliografía: Se deben nombrar los trabajos anteriores utilizados.

Búsqueda y Selección de Datos de Carácter Científico

Cuando se realiza una investigación científica, es necesario tener a disposición todas las fuentes posibles sobre el tema. La consulta y el análisis de la documentación y la bibliografía son fundamentales para plantear correctamente la investigación.

Tipos de Fuentes de Información Científica

Los diferentes tipos de fuentes donde se puede obtener información se clasifican en seis grupos:

• Personas: Entrevistar a personas o científicos.
• Obras de consulta general: Diccionarios, enciclopedias, atlas, etc.
• Monografías: Textos redactados por una o varias personas en los que se recoge lo estudiado sobre un asunto (tesis doctorales y actas de congresos).
• Publicaciones periódicas: Revistas y periódicos especializados. Son uno de los principales instrumentos de transferencia de la información, con mayor actualización y novedad.
• Páginas web: La red se ha convertido en una fuente de información muy importante. Se debe ser crítico con las fuentes.
• Recursos audiovisuales: Fotografías, diapositivas, vídeos, etc.

Notación Científica y Unidades de Medida

Los científicos toman medidas de distintos atributos. Cada uno de estos atributos se denomina magnitud. Para medir distintas magnitudes se usan diferentes aparatos. Las magnitudes pueden ser clasificadas en fundamentales y derivadas, o en vectoriales y escalares.

Clasificación de las Magnitudes

• Magnitudes fundamentales: Se definen por sí mismas.
• Magnitudes derivadas: Se definen a partir de las fundamentales.
• Magnitudes escalares: Quedan determinadas cuando se conoce su medida o valor numérico y su unidad.
• Magnitudes vectoriales: Quedan determinadas cuando se conoce su medida o valor numérico, su unidad, la dirección que tiene, etc.

La unidad es la cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie (fáciles de reproducir, constantes, útiles y universales).

Sistema Internacional (SI)

El Sistema Internacional (SI) es un conjunto de magnitudes basadas en fenómenos físicos fundamentales.

Magnitudes Fundamentales del SI

Magnitudes Derivadas del SI

Hay muchas unidades que se utilizan habitualmente y no se encuentran en el SI. En los trabajos de tipo científico se deben usar siempre las unidades del SI. Para cantidades muy grandes y muy pequeñas se usan los múltiplos y submúltiplos. Una serie de prefijos se escriben delante de la unidad e indican que esta se encuentra multiplicada o dividida, en el caso de los submúltiplos.

La notación científica representa un número como el producto de un número entero o de un número decimal con una sola cifra distinta de cero en su parte entera y una potencia de 10. Ejemplo: 5.000 = 5 · 10³

Internet y Páginas Web

Hay dos tipos de ordenadores: los de tipo servidor, especializados en almacenar información, y los de tipo cliente, que son los que manejan los usuarios.

Tipos de Redes

• Red local: Formada por un conjunto de ordenadores y equipos conectados entre sí, que comparten información y algunos servicios.
• WLAN: Similar a la red local, pero inalámbrica (Wi-Fi). Los dispositivos se conectan a un conmutador.
• ADSL: A través de la línea telefónica, permite conectarse a Internet mediante un acceso de banda ancha, permitiendo hablar y conectarse a la vez.
• Cable coaxial: Se conecta a una red de fibra óptica que circula bajo las calles.

Protocolos de Internet

• TCP: Regula el establecimiento de conexiones entre equipos y la transferencia de paquetes de información.
• HTTP: Regula el intercambio de datos en la World Wide Web (WWW).
• FTP: Regula la transferencia de ficheros entre equipos.

Amenazas Informáticas

• Spyware: Programas espía.
• Adware: Publicidad no deseada.

Protocolo: Un protocolo es un conjunto de normas y procedimientos que regulan el intercambio de datos.