El método científico es una herramienta poderosa utilizada por los científicos para probar hipótesis en una amplia gama de temas. Rompamos el método científico para comprender su efectividad en la ciencia. El primer paso siempre comienza con una pregunta. Por ejemplo, ¿cuál es la cantidad óptima de agua por semana para que una planta de tomate crezca de manera más eficiente? Las preguntas surgen a través de observaciones de científicos. A continuación, los científicos investigarán la pregunta para obtener posibles respuestas de otros investigadores. Si la búsqueda no tiene éxito, un científico preparará un experimento para responder la pregunta. Para configurar mejor el experimento, los investigadores responden la pregunta con una explicación o hipótesis comprobable. Por ejemplo, el equipo de investigación de una compañía de fertilizantes quiere probar la efectividad de su nuevo fertilizante en el crecimiento de las plantas. Presuman que las plantas que usan su nuevo fertilizante crecerán dos veces más rápido que otras marcas líderes. El siguiente paso es configurar y realizar un experimento para probar si la hipótesis es válida o inválida.
Figura 1. Un investigador que realiza un experimento de química.
Configurar un experimento es extremadamente importante porque muchos factores pueden alterar los datos recopilados al final. Los científicos llaman a estos factores variables. Las variables son cualquier cosa que pueda cambiar o cambiarse dentro de un experimento. Los investigadores pueden manipular variables para garantizar que se alcance el resultado deseado. Examinaremos las variables con gran detalle en las siguientes secciones.
En la ciencia, una variable es cualquier elemento, factor o condición que se pueda controlar o cambiar. Hay tres tipos de variables en experimentos científicos, pero las definiremos más adelante en la lección.
Primero, discutamos por qué los científicos usan experimentos. Se utiliza un experimento para determinar una asociación entre diferentes variables que buscan una relación de causa y efecto. Una relación de causa y efecto significa que cuando altera una o más variables (s) y mide u observa otra variable mientras mantiene todo lo mismo, existe un efecto en la variable que puede medir u observar. Este tipo de experimento es muy importante porque, si existe una relación de causa y efecto entre las variables, los resultados son predecibles y pueden usarse para su ventaja, o pueden manipularse o cambiar. Más sobre por qué esto es importante un poco más adelante en la lección.
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¿Cuáles son los tipos de variables en una investigación?
Los científicos a menudo realizan encuestas experimentales para observar las relaciones de causa y efecto. Es decir, buscan vínculos entre cambios (temperatura, riego, fertilizantes,…) y consecuencias (plantas más grandes y verdes, con más tomates,…). Para hacer esto, deben introducir un cambio (la causa o la variable independiente) para determinar si esta variable está en el origen de lo que se observa (el efecto dependiente o la variable).
Una encuesta experimental generalmente incluye tres tipos principales de variables: una variable independiente, una variable dependiente y variables controladas. Examinaremos cada uno de estos tres tipos de variables y sus vínculos con encuestas experimentales en plantas.
La variable independiente, también llamada tratamiento experimental, es la diferencia o el cambio elegido por el científico con respecto a las condiciones experimentales (la causa). Para que una prueba sea objetiva, una encuesta de calidad experimental debe tener solo una variable independiente que se pueda medir de manera cuantitativa (es decir, con datos concretos, a menudo cifras). Por ejemplo, las encuestas experimentales en las plantas pueden incluir variables independientes como:
- el volumen de agua dado a las plantas;
- la concentración de nitrógeno o fósforo en el suelo;
- la intensidad o longitud de onda de la luz a la que están expuestas las plantas y la duración de la exposición;
- La concentración o tipo de fertilizante utilizado.
Cuando un científico elige una variable independiente (la causa), espera una cierta reacción (el efecto). Esta reacción se conoce como la variable dependiente. La variable dependiente debe ser algo observable y medible. En una encuesta experimental, como en el caso de la variable independiente, solo debe haber una variable dependiente. Por ejemplo, las encuestas experimentales en las plantas pueden incluir variables dependientes como:
- el volumen de agua dado a las plantas;
- la concentración de nitrógeno o fósforo en el suelo;
- la intensidad o longitud de onda de la luz a la que están expuestas las plantas y la duración de la exposición;
- La concentración o tipo de fertilizante utilizado.
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