que ciencias utilizan el metodo cientifico experimental

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Método experimental

que ciencias utilizan el metodo cientifico experimental

¿Qué es el método experimental?

El método experimental es un método de investigación cuantitativo que consiste en poner a prueba la validez de una hipótesis sometiéndola a experimentación. Es el más usado en las ciencias exactas, aunque también ha sido empleado con éxito en psicología y educación.

El método experimental consiste en la identificación de las variables relevantes para la investigación, en el diseño de experimentos y en la observación de los cambios que estas sufren o generan tras la ejecución de los mismos.

Este método permite a los investigadores manipular las variables. De este modo se pueden establecer relaciones precisas de causa-efecto entre una muestra de control (no se manipulan las variables) y una muestra de experimentación (variables manipuladas).

Para el análisis de los resultados de experimentación se prefieren los instrumentos estadísticos, los cuales aportan datos exactos y permiten observar patrones que no pueden ser detectados a simple vista.

Características del método experimental

El método experimental se distingue por estas cinco características:

1. Es un tipo de método cuantitativo

Su objetivo es determinar la validez de una hipótesis por medio de la experimentación y del análisis estadístico. Proporciona resultados específicos.

2. Se lleva a cabo bajo condiciones controladas

Ya sea en el laboratorio o en una investigación de campo , los investigadores tienen el control de todos los factores que pueden influir en el resultado de la experimentación.

3. Los investigadores pueden manipular las variables

Se trabaja con una muestra de control (en el que no se manipula ninguna variable) y una muestra experimental, cuyas variables son manipuladas de acuerdo a los requerimientos de cada investigación.

4. Consiste en comparar las variables

La investigación experimental se trata de observar los cambios que se han producido en las variables después de someterlas a experimentación, y compararlas con las variables del grupo de control.

5. Utiliza variables dependientes e independientes

Se llama independiente a aquella variable que ha sido manipulada por los investigadores. Las variables dependientes son las que se ven alteradas debido a la manipulación de la variable independiente.

Pasos del método experimental

En general, para aplicar el método experimental a cualquier objeto de investigación se deben cumplir los siguientes pasos:

1. Plantear el problema de investigación

Responde a la pregunta: ¿qué se desea saber exactamente? Ejemplos: Cuál es el efecto de una dieta alta en grasa en el organismo de los gatos. Cuán efectivo es el romero para curar la calvicie.

2. Elaborar una hipótesis

Una hipótesis es una respuesta probable al problema de investigación. Por ejemplo, que en los gatos una dieta alta en grasa obstruye las arterias y puede producir la muerte.

3. Diseño del experimento

Para saber si nuestra hipótesis es correcta o falsa, es necesario ponerla a prueba. Para ello debemos identificar las variables relevantes y diseñar un experimento. Lo ideal sería llevarlo a cabo varias veces.

4. Recoger los datos e interpretar los resultados

Los recursos de la estadística son de gran ayuda a la hora de analizar los resultados y percibir patrones que resultan invisibles a simple vista.

5. Sacar conclusiones

La interpretación de los resultados nos permitirá concluir si la hipótesis planteada es correcta o errónea.

Ventajas del método experimental

1. los experimentos se pueden reproducir.

Puesto que se realiza bajo condiciones bien definidas y controladas, un experimento puede ser replicado por otros investigadores para confirmar o no los resultados.

2. Los resultados son específicos

El método experimental hace uso de los instrumentos de las ciencias exactas: cálculo, medición, análisis estadístico, por lo que sus resultados se expresan en forma cuantificable y específica.

3. Se permite manipular las variables

La finalidad es que los investigadores tengan la libertad de concentrarse en las variables que consideren relevantes y diseñar experimentos específicos para ellas.

4. Permite identificar la relación causa-efecto entre las variables

Al manipular una cierta variable, y observar los efectos que esta manipulación tiene en otras variables, los investigadores son capaces de identificar relaciones de causa-efecto.

5. Resulta muy productivo en las ciencias exactas

El método experimental resulta especialmente fructífero en las ciencias exactas, donde se considera que, si una teoría no ha sido confirmada por la experimentación, no es ciencia verdaderamente.

Desventajas del método experimental

1. se lleva a cabo en un entorno artificial.

Puesto que los experimentos se llevan a cabo en condiciones muy controladas, no hay una garantía de que los resultados sean 100% aplicables en el mundo “real”.

2. Puede generar dilemas éticos

Como por ejemplo, en el caso de la experimentación en seres humanos, o a causa de la crueldad de algunos experimentos en animales.

3. No da buen resultado si las variables no son bien precisas

Por ejemplo, una investigación quiere saber si escuchar música distrae a los trabajadores y reduce su rendimiento. Pero ¿cómo cuantificar la variable distracción? ¿Cómo aislarla de otras variables presentes en el rendimiento laboral? En estos casos conviene más la aplicación de un método cualitativo.

4. Puede resultar costoso

La aplicación del método experimental requiere de científicos muy especializados y equipamiento muy complejo y costoso, como el acelerador de partículas de Ginebra, Suiza. Asegurar que un entorno sea 100% controlado es más difícil y cuesta más.

5. Puede tomar mucho tiempo

Para sacar una conclusión válida desde el punto de vista científico se requiere replicar varias veces el mismo experimento o realizar más de uno, lo cual requiere de mucho tiempo.

Ejemplos de método experimental

Consumo de verduras e hipertensión.

Un investigador quiere conocer si la ingesta de verduras influye en tener presión arterial alta. Un grupo experimental de 500 personas consume verduras cada día durante 2 meses. El grupo control, también de 500 personas, no consume verduras nunca.

Consumo de ajo y sistema inmunitario

Un investigador quiere conocer si el consumo de ajo hace que mejore el sistema inmunitario. Un grupo experimental de 500 personas consumen ajo a diario durante 1 mes. El grupo control, también de 500 personas, no lo consume. Se mide el nivel de glóbulos blancos de ambos grupos.

Fertilizante y crecimiento de cultivos

Un agricultor quiere saber si un fertilizante hace que sus cultivos crezcan más rápido. Aplica el fertilizante a un área de 500 metros cuadrados de un cultivo, dejando otra área de la misma extensión sin la aplicación.

Ejercicio físico y bienestar

Un doctor quiere saber si la práctica diaria de ejercicio físico influye en el bienestar de las personas. Un grupo experimental de 1000 personas practica 1 hora de ejercicio físico diario, 5 veces por semana, durante 90 días. El grupo control, también de 1000 personas, no practica ejercicio. Se mide el nivel de endorfinas (hormonas del bienestar) después de 90 días.

Práctica de meditación y estrés

Un psicólogo quiere conocer si la práctica de meditación influye en el nivel de estrés. Un grupo experimental de 100 personas practica meditación a diario durante 6 meses. Un grupo control, también de 100 personas, no la practica. Tras los 6 meses se mide el nivel de estrés.

Sueño y memorización

Un investigador quiere conocer si las horas de sueño influyen en la capacidad de memorizar. Un grupo experimental de 200 personas duerme 8 horas cada noche y un grupo control duerme de 5-6 horas. Se concluye que las personas que duermen más memorizan de forma más efectiva.

El acelerador de partículas de Suiza

Se trata de amplias instalaciones subterráneas donde los físicos hacen chocar partículas subatómicas a la velocidad de la luz. Este experimento les permite conocer más profundamente la naturaleza de la materia .

Las rocas de Marte

Uno de los objetivos de las misiones al planeta Marte que fueron enviadas durante 2021 fue recoger rocas del suelo marciano y traerlas a la Tierra, donde serán sometidas a diversos experimentos para conocer su naturaleza y composición.

Los refuerzos de la vacuna contra el covid-19

Fue una investigación experimental la que determinó, tras el análisis del nivel de inmunoglobulinas, que en un importante porcentaje de la muestra poblacional los anticuerpos contra el covid-19 se hacían indetectables después de siete meses, y que por tanto, es necesario un refuerzo de la vacuna.

Avances en la lucha contra el cáncer

Recientemente, una investigación experimental mostró que la cardamonina, un compuesto natural presente en el cardamomo, puede ser terapéutico para el cáncer de mama triple negativo.

Experimentación científica

Te explicamos qué es la experimentación científica, para qué sirve y sus características. Además, los tipos que hay y algunos ejemplos.

¿Qué es la experimentación científica?

La experimentación científica es el o los métodos que emplean los investigadores (sobre todo de las llamadas ciencias duras o fácticas) para poner a prueba sus hipótesis respecto a un fenómeno u objeto que se está estudiando.

Es uno de los pasos del método científico y se basa en el estudio de determinados fenómenos observados en la naturaleza o en el ambiente controlado del laboratorio. La experimentación consiste en exponer al fenómeno u objeto que se estudia a determinadas variables para poder explicar o predecir resultados o causas y consecuencias.

La experimentación es usada por los científicos para demostrar cómo ocurren determinados fenómenos naturales de su interés. Para eso se debe replicar dichos fenómenos en un laboratorio, controlando todas las variables, para así demostrar que una hipótesis no es producto del azar, sino de una ley universal.

Existen experimentaciones complejas, que llevan años de estudio, y experimentaciones más simples, que permiten una comprobación o refutación rápida de la hipótesis planteada . Todas ellas se llevan a cabo en ciencias como la biología , la matemática , la química y la física . Por ejemplo: la experimentación que se realiza para encontrar la solución a un problema o la experimentación que se realiza para encontrar la cura a una enfermedad.

Un experimento científico será válido si se cumplen todos los pasos del método científico. El método científico es un procedimiento que se usa en las ciencias para estudiar de manera objetiva y comprobable un fenómeno, y está formado por cierto pasos: observación y planteo de problema, formulación de hipótesis, experimentación y análisis de datos y conclusiones . El método científico surgió en el siglo XVII durante las Revoluciones Científicas que trajo consigo la Edad Moderna (llamada Edad de la Razón) y se perfeccionó durante el siglo XIX hasta llegar a nuestros días.

La experimentación científica se vale de la tecnología y de distintas áreas del saber para lograr el mayor grado de control y de observación de los fenómenos que replica, de modo que pueda alcanzar una profunda comprensión de lo que ocurre en la naturaleza . El resultado de estas experiencias puede ser luego publicado y estudiado por otros científicos, que, si repiten el experimento, deberán obtener resultados similares, dado que se trata de hechos verificables y no de casualidades.

Ver además: Método analítico

¿Para qué sirve la experimentación científica?

La experimentación es la principal vía de comprobación del conocimiento hipotético de los científicos, es decir, es el método principal para discernir las teorías válidas de las inválidas. Es de suma importancia porque es uno de los procedimientos necesarios para poder generar nuevos conocimientos en el campo de la ciencia .

La experimentación es un paso muy importante dentro del método científico porque permite poner a prueba una hipótesis y comprobar si eso que se cree es válido y ocurre en todos los casos o si, por el contrario, se arrojan resultados que no permiten explicar un fenómeno en todos los casos. En la experimentación se realizan estudios de campo y, en el caso de que la hipótesis no sea comprobada, debe ser descartada y una nueva hipótesis debe ser formulada.

Este tipo de procedimiento surgió con la aparición del método científico, que tuvo su desarrollo con el físico y filósofo italiano Galileo Galilei en el siglo XVI /XVII. En la antigüedad, la ciencia se conducía a través del razonamiento y el pensamiento lógico formal, de modo que a los fenómenos naturales se les daba una interpretación acorde a las creencias de la época.

La posibilidad de experimentar condujo a la comprobación fáctica y empírica de los fenómenos de la naturaleza . El filósofo inglés Francis Bacon fue otro de los científicos del siglo XVI que buscó dejar de lado el conocimiento obtenido a través de la deducción para buscar comprobaciones empíricas mediante la experimentación.

El uso de la experimentación es fundamental para el desarrollo independiente de las ciencias y la tecnología , porque permite comprender más y mejor el funcionamiento de los seres vivos y del mundo que los rodea. La experimentación permite el descubrimiento de técnicas y procesos para el desarrollo de varias ciencias y disciplinas , como la medicina, la tecnología, la biología, la agricultura , la matemática, la arqueología , entre muchas otras.

Características de la experimentación científica

Para ser tomada en cuenta como cierta, la experimentación científica debe ser:

Verificable . Otros científicos deben poder llevar a cabo el mismo experimento en las mismas condiciones y obtener el mismo resultado.
Metódica . Ningún elemento del experimento puede ser dejado al azar, la experimentación es un procedimiento que debe realizarse de forma ordenada y deben tomarse en cuenta todas las variables en juego.
Objetiva . No puede tenerse en cuenta la opinión o los sentimientos del científico, ni sus puntos de vista personales, sino que debe haber una descripción objetiva de lo ocurrido.
Verídica . Los resultados del experimento deben ser aceptados y respetados, sean o no los esperados, y en ningún caso pueden falsearse.

Tipos de experimentación científica

Existen dos tipos de experimentación de acuerdo al propósito que se persigue:

Experimentación determinista . Son aquellos experimentos en los que se persigue la confirmación de una hipótesis, es decir, se busca demostrar o refutar un principio científico formulado con anterioridad.
Experimentación aleatoria . Son aquellos experimentos en los que se desconoce el resultado a obtener, ya que la experimentación simplemente se lleva a cabo para conocer lo que ocurre, es decir, para expandir lo conocido respecto a un tema específico.

Ejemplos de experimentación científica

Algunos casos en los que se utiliza la experimentación científica son:

Comprobación de vacunas . Las vacunas son preparados que se le suministran a seres humanos y animales para generar inmunidad frente a una enfermedad. Antes de empezar a inocular a los individuos, se debe comprobar que las vacunas sean seguras y efectivas para prevenir o disminuir los riesgos de una enfermedad. Para eso la vacuna debe ser testeada por grupos de personas o animales (según el caso) para observar el grado de éxito de la medicina.
Determinación de edad geológica . Para saber cuánto tiempo ha pasado desde que ciertos fósiles se formaron, se lleva a cabo un experimento científico en el que se mide las trazas de carbono 14 (un isótopo de carbono) que permanezcan en el resto fósil. Este proceso lleva el nombre de datación de radiocarbono y es muy usado por la arqueología.
Descubrimiento de la pasteurización . La pasteurización es un proceso en el que se somete a un líquido a altas temperaturas para eliminar los agentes patógenos que pueda contener. Este procedimiento fue descubierto por el químico francés Louis Pasteur, luego de una serie de experimentos en los que buscaba la producción de bebidas fermentadas, como el vino, sin alterar su gusto o propiedades. Sus experimentos consistieron en exponer bebidas a diferentes grados de temperatura y comprobar cómo se eliminaba un tipo de levadura que afectaba la calidad del vino.
Desarrollo de la penicilina . La penicilina es un antibiótico formado por una especie de hongo que permite la eliminación de bacterias . La penicilina fue descubierta por el científico inglés Alexander Fleming quien, al regresar de vacaciones, observó cómo un hongo había actuado contra un cultivo bacteriano en su laboratorio. A partir de ello, se realizaron pruebas y experimentos para aislar la sustancia que secretaba el moho, que era la que actuaba contra las bacterias. El equipo de la universidad de Oxford trabajó primero en animales y luego en humanos para comprobar los efectos de esta sustancia. La penicilina comenzó a usarse en la Segunda Guerra Mundial y es uno de los principales componentes que combate las infecciones bacterianas.
Desarrollo de la radiología . La radiología es la rama de la medicina que utiliza rayos para observar el interior del cuerpo y controlar su correcto funcionamiento. El uso que se le podía dar a los rayos X fue descubierto por el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen cuando realizaba experimentos con rayos y comprobó que atravesaban gran cantidad de objetos y materiales.
Reflejo condicionado . El reflejo condicionado es la acción o efecto que se produce en un individuo ante un determinado estímulo neutro. Para su descubrimiento, el fisiólogo ruso Iván Pávlov realizó experimentaciones con perros y notó que los perros salivaban aun cuando no tuvieran la comida enfrente, porque habían relacionado ciertos estímulos neutros con la idea de la proximidad de la comida. Así, Pávlov introdujo un metrónomo que hacía sonar antes de entregar la comida y, luego de unos días, descubrió que los perros salivaban al sonido del metrónomo y que podían relacionar un estímulo, que en principio era neutro, con un efecto: la comida.
Clonación artificial . La clonación artificial es el procedimiento científico en el que se busca crear una copia genéticamente igual de un individuo. Bajo este proceso se pueden clonar tejidos, organismos unicelulares , genes , células y hasta mamíferos de gran tamaño, como caballos . Tras años de experimentación, se logró clonar al primer mamífero en 1997, que fue una oveja llamada Dolly, que se clonó a partir de una célula adulta. A partir de allí fueron muchos los organismos que se clonaron mediante diferentes procedimientos.
Conjetura de Poincaré . Henri Poincaré fue un físico y matemático francés que planteó una de las hipótesis más reconocidas dentro de la topología, rama de la matemática, denominada conjetura o hipótesis de Poincaré. Esta hipótesis fue planteada a principios del siglo 20 y trataba acerca de la esfera tridimensional. Durante un siglo los investigadores no pudieron ni comprobar ni rechazar la hipótesis, hasta 2003, cuando el problema fue resuelto por el matemático ruso Grigori Perelmán.
Desarrollo de la anestesia . La anestesia es la sustancia que se utiliza para inhibir en un individuo una molestia o dolor que puede provocarle una intervención quirúrgica u otro procedimiento. A lo largo de la historia, fueron muchas las sustancias que se usaron para provocar anestesia en el cuerpo y reducir la sensibilidad, como el alcohol , el opio, el cloroformo y el éter. Los primeros experimentos en los que se usó gases como anestésicos fueron llevados adelante por investigadores en el siglo XIX. Este tipo de anestesia fue evolucionando hasta llegar a la actualidad y hoy se utilizan, por vía venosa o respiratoria, varios fármacos como propofol, halotano, ketamina, entre otros.
Desarrollo de satélites artificiales . Los satélites artificiales son objetos que se lanzan a la órbita terrestre o a la órbita de otros cuerpos celestes. Los satélites tienen diferentes funciones, como las telecomunicaciones , la investigación , la meteorología , entre otras. El desarrollo de los satélites comenzó a principios del siglo XX y el primer satélite enviado de forma exitosa fue el Sputnik, lanzado por la URSS en 1957. A partir de allí, fueron muchos los países que lanzaron de forma exitosa satélites con distintas funciones.

El método científico

La experimentación es uno de los pasos del método científico, procedimiento que se usa para generar y comprobar nuevos conocimientos y teorías científicas.

Los pasos del método científico son:

Observación . Se observa un determinado fenómeno o situación y se extraen datos e información.
Planteo de problema . Se plantea un posible problema o interrogante a resolver en eso que se observó. En este paso se plantean preguntas.
Planteo de hipótesis . Se plantea una posible respuesta a esas preguntas que se obtuvieron de la observación.
Experimentación . Se pone a prueba la hipótesis llevando adelante una experimentación.
Registro de datos . Se analizan y registran los datos obtenidos luego de la puesta a prueba de la hipótesis.
Conclusiones . Se extraen las conclusiones en las que se tiene en cuenta si se comprobó o no la hipótesis planteada. En el caso de que la hipótesis no se haya comprobado, se puede repetir el procedimiento planteando una nueva hipótesis. En el caso de que la hipótesis se haya comprobado, los resultados pueden compartirse y plantear una teoría.

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