lab 2. investigación científica. instructores mary rivera y somsimith deechaleune
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Lab 2. Investigación científica.
InstructoresMary Rivera y Somsimith Deechaleune
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Objetivos
Identificar y formular preguntas que puedan contestarse con el método científico. Formular una hipótesis y describir sus características. Identificar y describir los componentes de un experimento científico.Identificar las variables dependientes e independientes de un experimento. Resumir y presentar los resultados en tablas y gráficas.
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Objetivos cont.
Integrar la matemática a la biología.Discutir resultados y poder criticar experimentos.Diseñar un experimento científico.Interpretar y comunicar resultados.Realizar un informe científico basado en los resultados de un experimento.
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El Método Científico
1. Observación2. Identificar el problema y hacer
preguntas sobre el mismo 3. Desarrollar una hipótesis4. Diseñar experimentos para probar la
hipótesis5. Hacer el experimento6. Presentar y analizar los resultados7. Interpretar y comunicar los resultados
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Preguntas e hipótesis¿Cómo podemos saber si una pregunta puede contestarse científicamente y si es una pregunta válida? Lo que se desea saber, debe estar bien
definido y que se pueda experimentar. Se debe excluir la especulación. Los elementos de la pregunta deben
poder medirse y controlarse.
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Formulando la hipótesis
Una vez se establece una pregunta, el científico se formula una o más explicaciones tentativas. A estas explicaciones se le conocen como hipótesis. Las hipótesis no siempre resultan ser ciertas; los resultados de la experimentación podrían probarlas falsas. Las hipótesis no siempre requieren experimentos controlados. Por ejemplo, las investigaciones sobre evolución pueden basarse en el estudio de los fósiles y no en el análisis de experimentos.
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Practica
1. ¿Es el horóscopo una forma confiable de conocer lo que nos sucederá al día siguiente?
2. ¿Es el peso corporal de un perro dependiente de la cantidad de comida que consume diariamente y de su nivel de actividad?
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Variables
Variables- las cosas que afectan un experimento Variable independiente- la variable que se
estudia y se manipula (cambia) afecta directamente los resultados Ejemplos: temperatura, cantidad de agua y luz
Nivel de tratamiento- rango de valores de la variable independiente Ejemplo, si se quiere investigar el efecto del nitrógeno
(variable independiente) en las plantas, se establecería un experimento utilizando varias concentraciones de esta sustancia
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Variables
Variable dependiente- depende de la variable independiente y refleja los cambios en la variable independiente
Por ejemplo, el peso corporal de un perro (variable dependiente) depende de la cantidad de comida que consume diariamente y su nivel de actividad (variables independientes).
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Variables
Variables controladas- variables adicionales, que no son parte de la hipótesis, son factores que se mantienen constantes durante el experimento.
Por ejemplo, si quiere medirse el efecto del etileno sobre el crecimiento de las plantas, hay que asegurarse que todas las plantas en el experimento estén bajo las mismas condiciones ambientales para que ningún otro factor afecte el resultado.
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Réplicas
Para obtener unas conclusiones válidas debe repetirse el experimento varias veces Las réplicas aseguran que los resultados sean consistentes y minimizan el efecto de los errores experimentales.
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¿Cómo hacer medidas con el “Calculator Based Laboratory2
TM (CBL2TM)”?
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¿Qué es un CBL2TM?
Es un instrumento el cual puede recolectar datos de nuestro medio ambiente. Un voltímetro análogo-digital que mide voltajes análogos, este voltaje es medido entonces por el CBL2TM y convertido a un voltaje digital. Este valor es enviado a la calculadora gráfica donde el número es almacenado como un dato.
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Posee 6 puertos o terminales de
entrada y salida:
Tres (3) puertos análogos: CH1, CH2, CH3.Sensores de temperatura, pH, intensidad de luz, presión, humedad relativa y otros.
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Además, posee tres (3) teclas rotuladas como: “Transfer”: transfiere programas del CBL2TM a la calculadora. “Quick Set-Up”: elimina todos los datos almacenados en la memoria del CBL2TM, revisa todos los canales para una auto identificación de los sensores y prepara al instrumento para poder colectar los datos.
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“Quick Set-Up”: También se utiliza cuando el CBL2TM no está conectado a una calculadora y trabaja sólo con los sensores identificados. “Start/Stop”: éste botón actúa como un disparador (“trigger”), empieza a tomar datos de los sensores identificados por el “Quick Set-Up”.
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Debajo de la tecla “Quick Set-Up” hay tres (3) luces de diferentes colores:
Rojo: Indica que hay algún error.Amarillo: Indica que el CBL2TM está listo para tomar datos. Verde: Indica que el CBL2TM está coleccionando datos.
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¿Cómo se conecta el CBL2TM a la calculadora?
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¿Cómo se conecta el CBL2TM a la calculadora?
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¿Cómo se conecta el CBL2TM a la calculadora?
El CBL2TM y la calculadora se conectan mediante el cable de “LINK”que es el mismo que se usa para conectar la calculadora a otra calculadora.
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Procedimiento
1. Formule una hipótesis para cada una de las siguientes aseveraciones:
Comparar la tasa de respiración entre hombres y mujeres.
Comparar la tasa de respiración durante un momento de relajamiento y después de un suceso que cause estrés.
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Procedimiento
1. Discuta las hipótesis de este ejercicio con sus compañeros de mesa.
2. Antes de comenzar los experimentos, haga varias predicciones de lo que esperaría que fueran los resultados de cada experimento.
3. Identifique las variables dependientes, independientes y controladas para cada experimento.
4. Diseñe para cada hipótesis un experimento usando el CBL2, y haga el experimento para probar la hipótesis.
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Experimentación científica
Si se siembran varias semillas juntas en un tiesto, ¿cómo se afectará el crecimiento de las plantas? Con esta pregunta en mente, se hará un experimento usando los pasos del método científico, identificando las variables dependientes, independientes y controladas. El experimento durará seis semanas y servirá de base para la redacción de un informe científico.
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Experimentación científica
Antes de realizar el experimento, conteste las siguientes preguntas:
1. ¿Es ésta una pregunta que puede probarse mediante el método científico?
2. ¿Cuál sería una hipótesis para este experimento y qué predicciones pueden hacerse?
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Materiales
Por laboratorio:4 tiestos de aproximadamente 10
cm de diámetro Tierra listaSemillas de habichuelas
(Phaseolus vulgaris)Cinta adhesiva (masking tape)Marcador
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Procedimiento 1. Rotule 4 tiestos con el número de la sección del
laboratorio y con la fecha de comienzo del experimento. Cada tiesto se identificará con un número del 1 al 4.
2. Coloque un pedazo de papel en el fondo de cada tiesto para evitar que la tierra se pierda, y añada la misma cantidad de tierra a cada tiesto.
3. Añada la misma cantidad de agua a cada tiesto, hasta que la tierra se sature.
4. Coloque las semillas como se ilustra en la Figura 2.1.
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Procedimiento
5. Coloque aproximadamente 1 cm de tierra sobre las semillas.
6. Coloque los tiestos al azar en una jaula con los demás tiestos de su sección de laboratorio.
7. Tome datos sobre el crecimiento de las plantas (altura y condición general de las plantas) una vez por semana por seis semanas. Los datos se anotarán en una libreta que estará en el invernadero.
8.Verifique cada dos días que la tierra de cada tiesto esté saturada o húmeda. Cada grupo debe designar una persona para esta tarea e identificarla en su informe.
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Procedimiento
9. En este capítulo se proveen unas hojas de trabajo para este experimento. Anote en las mismas
la fecha de comienzo, el número del grupo, los nombres de los miembros del grupo, la sección
de laboratorio y los datos obtenidos durante el experimento. 10. Al finalizar el experimento (pasadas las seis semanas), use la
información recopilada por todas las secciones de laboratorio para analizar los datos.11. Conteste estas preguntas: ¿Cuál es el control del experimento? ¿Cuáles son las réplicas y los niveles de tratamiento? ¿Cuáles son las variables independiente, dependiente y
controlada?
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Procedimiento
Tiesto 1: Una semilla en el centro.
Tiesto 2: Tres semillas
equidistantes.Tiesto 3:
Seis semillas equidistanteTiesto 4:
Nueve semillas equidistantes.
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Recolección de datos y comunicación de resultados
1. Deben tener un título y éste debe explicar claramente el contenido de la tabla.
2. Las unidades de medida (ej. cm, mL). deben aparecer en la tabla
3. Los símbolos deben explicarse en el título o en una leyenda en el pie (base)
de la tabla.4. La tabla debe contener solamente
información esencial.5. Las columnas deben identificarse
mediante subtítulos.6. Las tablas se enumeran en
secuencia. Por ejemplo, en un informe de laboratorio o en un artículo científico, el título de la cuarta tabla comienza con “Tabla 4”.
Tabla 4. Número de árboles sobre 10 metros de altura en un área de 50 x 30 m, antes y después del huracán Isidro.
Número de árboles
Antes del huracán
157
Después del huracán
93
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Gráficas continuas
Los datos continuos son aquellos que involucran medidas (ej. 1.234, 2.234, 5.432, 10.227). Estos datos se presentan, a menudo mediante una gráfica de línea (Figura 2.3) que demuestra la relación entre la variable dependiente y la independiente. Por lo general, la variable independiente se coloca en el eje X de la gráfica y la variable dependiente en el eje Y.
050
100
150200250300
350400
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Meses
Prec
ipita
ción
(mm
)Figura 2.3Promedio mensual de la precipitación durante los años 1970 a 2000 para Maricao, Puerto
Rico.
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Gráficas discretas
Los datos discretos presentan números enteros (ej. número de animales en un cuadrante, número de personas en una encuesta, etc). Estos datos se presentan a menudo mediante gráficas de barra
25
5
67
37
43
20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Bosque A Bosque B
Áreas de muestreo
Nú
me
ro d
e e
sp
eci
es
Aves
Lagartijos
Insectos
Figura 2.4El número de especies de aves, lagartijos e insectos en dos bosques.