Cómo hacer investigación en ciencias

La investigación en ciencias debe ser uno de nuestros retos de trabajo con los estudiantes, porque ellos tienen que aprender a construir o a reconstruir los conocimientos a partir de su experiencia de trabajo investigativo que realicen con apoyo de su docente  y para ello sugerimos desarrollar las capacidades y los procesos cognitivos  que involucra la competencia de indagación científica.

Según el Ministerio de Educación el ejercicio de la competencia de indaga mediante métodos científicos, para construir sus conocimientos, implica que los estudiantes combinen  ciertas capacidades como: problematiza situaciones para hacer indagación, que involucra formular preguntas sobre hechos y fenómenos naturales, interpretar situaciones y plantear hipótesis. Diseña estrategias para hacer indagación, que involucra proponer actividades que permitan construir un procedimiento, seleccionar materiales, instrumentos e información para comprobar o refutar las hipótesis. Genera y registra datos o información, que involucra obtener, organizar y registrar datos fiables en función de las variables, utilizando instrumentos y diversas técnicas que permitan comprobar o refutar las hipótesis. Analiza datos e información, que consiste en interpretar los datos obtenidos en la indagación, contrastarlos con las hipótesis e información relacionada al problema para elaborar conclusiones que comprueban o refutan las hipótesis. Evalúa y comunica el proceso y resultados de su indagación, en donde el estudiante tiene que identificar y dar a conocer las dificultades técnicas y los conocimientos logrados para cuestionar el grado de satisfacción que la respuesta da a la pregunta de indagación.

En este sentido, planteamos esta guía metodológica  para encaminar a los estudiantes hacia la investigación y consiste en   una secuencia de procesos con ejemplos de contexto que conllevan a desarrollar  cada una de las capacidades de la indagación científica y motivarlos a los  estudiantes hacia la investigación, cuyo producto final será  el informe  que puede ser comunicado en diferentes medios o en una feria de ciencias y para poder evaluar en qué medida los estudiantes van avanzando en  el logro de sus capacidades investigativas podemos  utilizar rúbricas, que les comparto a continuación.

Rubrica de evaluacion de la competencia de indagacion

¿Cómo podemos hacer investigación en ciencias?

Para realizar una actividad de indagación científica con los estudiantes, debes de guiar  a tus estudiantes con los siguientes pasos:

1.-Elegir un tema de indagación

Uno de los pasos más importantes en una indagación  es elegir  un buen tema, así que debes de identificar un fenómeno o problema que encuentres interesante y que sea de importancia conocer la explicación científica.

Por ejemplo: hacer una indagación sobre los factores que intervienen en el crecimiento de las plantas. 

2.- Título de la indagación

Una vez que identifiques el fenómeno que deseas investigar, debes pensar en un título atractivo. Éste deberá precisar el tema principal de tu investigación.

Por ejemplo: La luz solar y su influencia en el crecimiento  y  producción de clorofila  de las  nuevas plantas.

3.-Planteamiento del problema

En seguida, una  vez identificado el tema que vas a investigar, debes de plantear  y   formular el problema, que identifique una variable independiente que será cambiada o manipulada a través de diversas variables dependientes durante el experimento. El problema se formula en forma de pregunta. Un ejemplo podría ser «¿Cómo influye la  luz solar en la altura y producción de clorofila de las nuevas plantas?». En este ejemplo, la altura y producción de clorofila  de las nuevas  plantas sería la variable dependiente y la luz solar sería la variable independiente. La variable independiente es el único factor que será manipulado durante el experimento para observar y medir los efectos en las variables dependientes y puedan ser registrados en una tabla de datos.

4.-Objetivos

Los objetivos de la investigación son enunciados donde se expone de manera clara y precisa el logro que se desea obtener, es decir, qué pretende la investigación; representan lo que se quiere hacer, lograr. Los objetivos deben expresarse con claridad y deben ser susceptibles de alcanzar. Por otra parte, vienen dados en función del título y el planteamiento del problema. Deben ser redactados en tiempo infinitivo (por ejemplo: determinar, analizar, verificar, comprobar). Los objetivos se estructuran en:

• Objetivo General:

Lo constituye el enunciado global sobre el resultado final que se pretende alcanzar. Precisa y orienta la finalidad de la investigación, en cuanto a sus expectativas más amplias. Su redacción guarda mucha similitud con el título de la investigación.

Ejemplo: Determinar la influencia de la luz solar, en la altura y producción de clorofila de las nuevas plantas.

• Objetivos Específicos:

Representan los pasos que se han de realizar para alcanzar el objetivo general. Deben ser formulados en términos operativos, incluyendo las variables que se desean medir de acuerdo al planteamiento del problema.

Ejemplo:

• Comprobar experimentalmente la influencia de la luz solar, en la altura de las nuevas plantas.
• Verificar a través de la observación en el microscopio la presencia de clorofila de las nuevas plantas.

5.- Planteamiento de hipótesis

Una hipótesis es una conjetura basada en el conocimiento previo. Considera la pregunta de investigación y afirma los resultados esperados. La hipótesis nos indica lo que estamos buscando o intentando probar con nuestra investigación; pueden conservarse o descartarse a lo largo de la investigación, así como también puede aparecer nuevas.

Las hipótesis como supuesto deben ser sometidas a demostración, y el resultado final puede ser que la acepte o rechace. Ejemplos: “Si una planta es sembrada  bajo la exposición de la luz solar, entonces crecerá y producirá  clorofila”.

6.- Cronograma de actividades

Contiene las actividades mediante las cuales se pretende cumplir con los objetivos; debe estar estructurado en un período de tiempo determinado, considerando aquellas actividades que puedan realizarse de manera simultánea; para cada actividad debe indicarse el responsable.

7.- Marco Teórico

Toda investigación requiere de una minuciosa revisión bibliográfica sobre el problema que se requiere investigar. El marco teórico es una serie de conceptos y teorías  acerca del problema de investigación. Me sirve para ver donde encaja mis resultados  en el conocimiento disponible y   también para contrastar mis resultados con el conocimiento existente y que puedo aportar con mis resultados de investigación. Para elaborar el marco teórico debes  resumir, parafrasear o citar textualmente la información relevante sobre las variables del problema de investigación, para nuestro ejemplo tendrás que buscar información sobre  la luz solar en el crecimiento de las plantas, la fotosíntesis  y la acción de la clorofila en las plantas, que es donde se forman, etc, citando  correctamente de acuerdo a las normas vigentes(Normas APA, sexta edición)  y tomando nota  de las fuentes para enlistarlas en la bibliografía. Revisa cada parte de tu investigación, asegurándote de que todas las explicaciones que acompañen a tu proyecto estén escritas aplicando correctamente las reglas ortográficas y gramaticales.

 8.- Diseño de estrategias de indagación

Deberás proponer actividades que permitan construir un procedimiento, seleccionar materiales, instrumentos e información para comprobar o refutar las hipótesis.

El procedimiento debe ser completo y lo suficientemente claro para que otra persona pueda seguirlo y hacer exactamente el mismo experimento.

8.1. Materiales

Debes recoger y anotar en lista  todos los materiales necesarios para el procedimiento de prueba antes de empezar. Deberá incluirse también el listado de  reactivos o instrumentos a utilizar,  además de la forma de preparación y las consideraciones especiales para su manejo y disposición final. En el caso del ejemplo anterior deberás conseguir materiales como: 10 semillas de lenteja, suelo orgánico o algodón que servirá de substrato, vasos de plástico, agua, cinta métrica, vaso de precipitación o cualquier otro recipiente para medir la cantidad de agua a utilizar en el riego, una caja de cartón, una cucharilla de plástico para sembrar la semilla, microscopio, láminas y laminillas.

8.2.Desarrollo de los procedimientos

Deberás registrar cuidadosamente el proceso experimental en tu cuaderno de campo, incluyendo notas detalladas de los procedimientos, fotos y dibujos, las fechas, horas y condiciones experimentales (por ejemplo: temperatura, humedad relativa, intensidad de luz, etc.).

Recuerda que los cambios  o manipulaciones serán efectuados en la variable  independiente para conocer su efecto en la variable dependiente. Por ejemplo, en un experimento para determinar cómo la luz solar incide favorablemente en la altura y producción de clorofila de la planta nueva. Para ello se utilizará el mismo tipo y cantidad  de semillas (10 semillas de lenteja), sembradas al mismo tiempo, en el mismo tipo de suelo, tendremos cuidado con regarle al mismo tiempo y con  la misma cantidad de agua, pero tenemos que tener en cuenta que una planta recibirá la luz solar y la otra estará bajo sombra. Se observa el progreso del experimento, se toma medidas y se cuantifica el progreso a través de números. Por ejemplo, durante este experimento  es posible que observes y registres número de plantas, longitud de crecimiento utilizando una regla, color del tallo, color de hojas, presencia de cloroplastos. Asegúrate de anotar todas tus observaciones en un periodo de tiempo determinado.

9.-Genera y registra datos o información

En este proceso debes de organizar y registrar datos fiables en función de las variables, utilizando instrumentos y diversas técnicas que permitan comprobar o refutar las hipótesis. Debes presentar claramente tus datos cuantitativos (cantidades) o datos cualitativos (cualidades), que recopilaste durante la secuencia de procedimientos experimentales. Puedes elaborar tablas o gráficos que muestren las medidas exactas de las diferentes variables, y cómo cambiaron con el tiempo. Ejemplo:

10.-Análisis de datos e información

En esta etapa se tiene que interpretar los datos obtenidos en la indagación y que lo tenemos registrados en la tabla de datos, contrastarlos con las hipótesis e información relacionada al problema para elaborar conclusiones que comprueban o refutan las hipótesis.

La conclusión compara los resultados con tu hipótesis y explica los principios científicos implícitos en la investigación.

Por ejemplo: La luz solar influye en el crecimiento y desarrollo de las nuevas plantas, ya que les permite realizar la fotosíntesis, por la activación de la clorofila.

12.-Evalúa y comunica el proceso y resultados de su indagación

En esta etapa se tiene que identificar y dar a conocer los conocimientos logrados y las dificultades técnicas durante el proceso de indagación realizada, a través de un informe de indagación.  La comunicación puede ser oral, escrita y utilizando diversos medios audiovisuales (Power point, Prezzi), blogs, Facebook, etc.

12.-Referencias bibliográficas

Cita las fuentes de la investigación bibliográfica que realizaste para tu marco teórico.

  Ejemplo: Apellido, A. A. (Año). Título. Lugar de publicación: Editorial.

  CARRETERO, M. (1997). Construir y enseñar ciencias experimentales. Buenos Aires: Aique.