Los 6 Pasos del Método Científico y sus Características

Los pasos del método científico sirven para responder a una pregunta científica de una forma organizada y objetiva. Implica observar el mundo y sus fenómenos, llegar a una explicación de lo que se observa, probar si la explicación es válida, y finalmente aceptar o negar la explicación.

El método científico tiene por tanto una serie de características que lo definen: observación, experimentación, y hacer y responder preguntas. Sin embargo, no todos los científicos siguen exactamente este proceso. Algunas ramas de la ciencia pueden ser más fácilmente probadas que otras.

pasos del método científico
Pregunta, observación, hipótesis, experimento, análisis de datos, conclusiones.

Por ejemplo, los científicos que estudian cómo cambian las estrellas a medida que envejecen o cómo los dinosaurios digerían sus alimentos no pueden adelantar la vida de una estrella en un millón de años o realizar estudios y pruebas con los dinosaurios para probar sus hipótesis.

Cuando la experimentación directa no es posible, los científicos modifican el método científico. Aunque, se modifica casi con cada investigación científica, el objetivo es el mismo: descubrir relaciones de causa y efecto haciendo preguntas, recopilando y examinando datos y viendo si toda la información disponible puede combinarse en una respuesta lógica.

Por otra parte, a menudo las etapas del método científico son iterativas; nueva información, observaciones o ideas pueden hacer que se vuelvan a repetir los pasos.

pasos método científico

Los protocolos del método científico pueden dividirse en seis pasos/fases/etapas que se aplican en todos los tipos de investigación:

-Pregunta

-Observación

-Formulación de la hipótesis

-Experimentación

-Análisis de datos

-Rechazar o aceptar la hipótesis.

A continuación voy a mostrar los pasos fundamentales que se realizan al hacer una investigación. Para que lo entiendas mejor, al final del artículo dejaré un ejemplo de la aplicación de los pasos en un experimento de biología; en el descubrimiento de la estructura del ADN.

¿Cuáles son los pasos del método científico? En qué consisten y sus características

Paso 1- Hacer una pregunta

El método científico comienza cuando el científico/investigador hace una pregunta sobre algo que ha observado o sobre lo que esta investigando: ¿Cómo, qué, cuándo, quién, qué, por qué o dónde?

Por ejemplo, Albert Einstein, cuando estaba desarrollando su teoría de la relatividad especial, se preguntó: ¿Qué vería si pudiera caminar junto a un rayo de luz mientras se propaga por el espacio?

Paso 2- Observación

Esta paso consiste en hacer observaciones y reunir información que ayuden a responder a la pregunta. Las observaciones no deben ser informales, sino intencionales con la idea de que la información reunida sea objetiva.

La recolección sistemática y cuidadosa de mediciones y datos es la diferencia entre pseudociencias, como la alquimia, y ciencias, como la química o la biología.

Las mediciones pueden realizarse en un entorno controlado, como un laboratorio, o sobre objetos más o menos inaccesibles o no manipulables, como estrellas o poblaciones humanas.

Las mediciones a menudo requieren instrumentos científicos especializados como termómetros, microscopios, espectroscopios, aceleradores de partículas, voltímetros…

Existen varios tipos de observación científica. Las más comunes son la directa e indirecta.

Un ejemplo de observación sería la que hizo Louis Pasteur antes de desarrollar su teoría germinal de las enfermedades infecciosas. Con microscopio, observó que los gusanos de seda del sur de Francia tenían enfermedades infectadas por parásitos.

Paso 3- Formulación de hipótesis

La tercera etapa es la formulación de la hipótesis. Una hipótesis es una afirmación que puede usarse para predecir el resultado de futuras observaciones.

La hipótesis nula es un buen tipo de hipótesis para comenzar una investigación. Es una explicación sugerida de un fenómeno o una propuesta razonada que sugiere una posible correlación entre un conjunto de fenómenos.

Un ejemplo de una hipótesis nula es: “la velocidad a la que crece la hierba no depende de la cantidad de luz que recibe”.

Ejemplos de hipótesis:

  • Los jugadores de fútbol que entrenan de forma regular aprovechando el tiempo, marcan más goles que los que faltan al 15% de los entrenamientos.
  • Los padres primerizos que han estudiado estudios superiores, están en un 70% de los casos más relajados en el parto.

Una hipótesis útil debe permitir predicciones por razonamiento, incluyendo el razonamiento deductivo. La hipótesis podría predecir el resultado de un experimento en un laboratorio o la observación de un fenómeno en la naturaleza. La predicción también puede ser estadística y tratar sólo con las probabilidades.

Si las predicciones no son accesibles por la observación o la experiencia, la hipótesis no es todavía comprobable y permanecerá en esa medida no científica. Más adelante, una nueva tecnología o teoría podría hacer posible los experimentos necesarios.

Paso 4- Experimentación

Caso de experimento con humanos.

El siguiente paso es la experimentación, cuando los científicos realizan los llamados experimentos científicos, en los que se ponen a prueba las hipótesis.

Las predicciones que intentan hacer las hipótesis pueden comprobarse con experimentos. Si los resultados de la prueba contradicen las predicciones, las hipótesis son cuestionadas y se vuelven menos sostenibles.

Si los resultados experimentales confirman las predicciones de las hipótesis, entonces se considera que estas son más correctas, pero pueden estar equivocadas y seguir sujetas a nuevos experimentos.

Para evitar el error observacional en los experimentos, se utiliza la técnica del control experimental. Esta técnica utiliza el contraste entre múltiples muestras (u observaciones) bajo diferentes condiciones para ver qué varía o qué sigue siendo lo mismo.

Ejemplo

Por ejemplo, para probar la hipótesis nula “la tasa de crecimiento de la hierba no depende de la cantidad de luz”, habría que observar y tomar datos de hierba que no esta expuesta a la luz.

A esto se le llama “grupo control”. Son idénticos a los otros grupos experimentales, excepto para la variable que se está investigando.

Es importante recordar que el grupo control sólo puede diferir de cualquier grupo experimental en una variable. De esa manera se puede saber que es esa variable la que produce cambios o no.

Por ejemplo, no se puede comparar la hierba que esta en el exterior a la sombra con la hierba al sol. Tampoco la hierba de una ciudad con la de otra. Hay variables entre los dos grupos además de la luz, como la humedad y el pH del suelo.

Otro ejemplo de grupos control muy común

Los experimentos para conocer si un fármaco tiene eficacia para tratar lo que se desea son muy comunes. Por ejemplo, si se desea conocer los efectos de la aspirina se podrían utilizar dos grupos en un primer experimento:

  • Grupo 1 experimental, al que se proporciona la aspirina.
  • Grupo 2 control, con las mismas características del grupo 1, y al que no se proporciona la aspirina.

Paso 5: Análisis de datos

Tras el experimento, se toman los datos, que pueden ser en forma de números, sí / no, presente / ausente, u otras observaciones.

Es importante tener en cuenta los datos que no se esperaban o que no se deseaban. Muchos experimentos han sido saboteados por investigadores que no tienen en cuenta los datos que no concuerdan con lo que se espera.

Este paso implica determinar lo que muestran los resultados del experimento y decidir las próximas acciones a tomar. Las predicciones de la hipótesis se comparan con las de la hipótesis nula, para determinar cuál es más capaz de explicar los datos.

En los casos en que un experimento se repite muchas veces, puede ser necesario un análisis estadístico.

Si la evidencia ha rechazado la hipótesis, se requiere una nueva hipótesis. Si los datos del experimento apoyan la hipótesis, pero la evidencia no es lo suficientemente fuerte, deben probarse otras predicciones de la hipótesis con otros experimentos.

Una vez que una hipótesis está fuertemente respaldada por la evidencia, se puede hacer una nueva pregunta de investigación para proporcionar más información sobre el mismo tema.

Paso 6: Conclusiones. Interpretar los datos y aceptar o rechazar la hipótesis

Para muchos experimentos, las conclusiones se forman sobre la base de un análisis informal de los datos. Simplemente preguntar, ¿Los datos encajan en la hipótesis? es una manera de aceptar o rechazar una hipótesis.

Sin embargo, es mejor aplicar un análisis estadístico a los datos, para establecer un grado de “aceptación” o “rechazo”. Las matemáticas también son útiles para evaluar los efectos de los errores de medición y otras incertidumbres en un experimento.

Si se acepta la hipótesis, no esta garantizado que sea la hipótesis correcta. Esto sólo significa que los resultados del experimento apoyan la hipótesis. Es posible duplicar el experimento y obtener resultados diferentes la próxima vez. También puede que la hipótesis explique las observaciones, pero es la explicación incorrecta.

Si la hipótesis es rechazada, puede ser el final del experimento o se puede volver a realizarlo. Si se vuelve a realizar el proceso, se tendrán más observaciones y más datos.

Otros pasos son: 7- Publicar resultados y 8- Comprobar los resultados replicando la investigación (realizado por otros científicos)

Si un experimento no puede repetirse para producir los mismos resultados, esto implica que los resultados originales podrían haber sido erróneos. Como resultado, es común que un solo experimento se realice varias veces, especialmente cuando hay variables no controladas u otras indicaciones de error experimental.

Para obtener resultados significativos o sorprendentes, otros científicos también pueden intentar replicar los resultados por sí mismos, especialmente si esos resultados son importantes para su propio trabajo.

Ejemplo real de método científico en el descubrimiento de la estructura del ADN

La historia del descubrimiento de la estructura del ADN es un ejemplo clásico de los pasos del método científico: en 1950 se sabía que la herencia genética tenía una descripción matemática, a partir de los estudios de Gregor Mendel, y que el ADN contenía información genética.

Sin embargo, el mecanismo de almacenamiento de información genética (es decir, genes) en el ADN no estaba claro.

Es importante tener en cuenta que en el descubrimiento de la estructura del ADN no participaron solo Watson y Crick, aunque les dieron a ellos el premio Nobel. Aportaron conocimiento, datos, ideas y descubrimientos muchos científicos de la época.

Pregunta

La investigación previa del ADN había determinado su composición química (los cuatro nucleótidos), la estructura de cada uno de los nucleótidos y otras propiedades.

El ADN había sido identificado como el portador de la información genética por el experimento de Avery-MacLeod-McCarty en 1944, pero el mecanismo de cómo la información genética es almacenada en el ADN no estaba claro.

La pregunta podría ser por tanto:

¿Cómo se almacena la información genética en el ADN?

Observación e hipótesis

Todo lo que se investigaba en aquella época sobre el ADN lo conformaban las observaciones. En este caso, a menudo se realizaban observaciones con microscopio o rayos X.

Linus Pauling propuso que el ADN podría ser una triple hélice. Esta hipótesis también fue considerada por Francis Crick y James D. Watson pero la descartaron.

Cuando Watson y Crick conocieron la hipótesis de Pauling, comprendieron por los datos existentes que estaba equivocado y Pauling admitiría pronto sus dificultades con esa estructura. Por lo tanto, la carrera para descubrir la estructura del ADN estaba en descubrir la estructura correcta.

¿Qué predicción haría la hipótesis? Si el ADN tenía una estructura helicoidal, su patrón de difracción de rayos X sería en forma de X.

Por tanto, la hipótesis de que el ADN tiene una estructura de doble hélice se probaría con los resultados/datos de rayos X. Específicamente se probó con datos de difracción de rayos X proporcionados por Rosalind Franklin, James Watson y Francis Crick en 1953.

Experimento

Rosalind Franklin cristalizó ADN puro y realizó difracción de rayos X para producir fotografía 51. Los resultados mostraron una forma de X.

En una serie de cinco artículos publicados en Nature se demostró la evidencia experimental que apoyaba el modelo de Watson y Crick.

De éstos, el artículo de Franklin y Raymond Gosling, fue la primera publicación con datos de difracción de rayos X que apoyaba el modelo de Watson y Crick

Análisis y conclusiones

Cuando Watson vio el patrón de difracción detallado, inmediatamente lo reconoció como una hélice.

Él y Crick produjeron su modelo, utilizando esta información junto con la información previamente conocida sobre la composición del ADN y sobre las interacciones moleculares, tales como enlaces de hidrógeno.

Historia

Debido a que es complicado delimitar exactamente cuándo comenzó a utilizarse el método científico, es difícil contestar a la pregunta de quién creó el método científico.

El método y sus pasos evolucionaron con el tiempo y los científicos que fueron utilizándolo hicieron sus aportes, evolucionando y refinándose poco a poco.

Aristóteles y los griegos

Aristóteles, uno de los filósofos más influyentes de la historia, fue el fundador de la ciencia empírica, es decir, el proceso de probar hipótesis a partir de la experiencia, la experimentación y observación directa e indirecta.

Los griegos fueron la primera civilización occidental que comenzaron a observar y a medir para comprender y estudiar los fenómenos del mundo, sin embargo no existía una estructura como para llamarlo método científico.

Los musulmanes y la era dorada del Islam

Realmente, el desarrollo del método científico moderno comenzó con los eruditos Musulmanes durante la Edad de Oro del Islam, en los siglos X al XIV. Más tarde, los filósofos-científicos de la Ilustración siguieron refinándolo.

Entre todos los eruditos que hicieron sus aportes, Alhacén (Abū ‘Alī al-Ḥasan ibn al-Ḥasan ibn al-Hayṯam), fue el principal contribuidor, considerado por algunos historiadores como “el arquitecto del método científico”. Su método tenía las siguientes etapas, se puede observar su similitud con las explicadas en este artículo:

-Observación del mundo natural.

-Establecer/definir el problema.

-Formular una hipótesis.

-Poner a prueba la hipótesis a través de la experimentación.

-Evaluar y analizar resultados.

-Interpretar los datos y establecer conclusiones.

-Publicar los resultados.

Renacimiento

El filósofo Roger Bacon (1214 – 1284) es considerado como la primera persona en aplicar el razonamiento inductivo como parte del método científico.

Durante el Renacimiento, Francis Bacon desarrolló el método inductivo a través de la causa y el efecto, y Descartes propuso que la deducción era la única forma de aprender y comprender.

Newton y la ciencia moderna

Isaac Newton se puede considerar el científico que refinó finalmente el proceso hasta como hoy es conocido. Propuso, y puso en práctica, el hecho de que el método científico necesitaba tanto el método deductivo como el inductivo.

Tras Newton, hubo otras grandes científicos que contribuyeron al desarrollo del método, entre ellos Albert Einstein. 

Importancia

El método científico es importante porque es una forma fiable de adquirir conocimiento. Se basa en basar las afirmaciones, las teorías y el conocimiento en datos, en experimentos y en observaciones.

Por tanto, es esencial para el avance de la sociedad en tecnología, ciencia en general, salud y en general para generar conocimiento teórico y aplicaciones prácticas.

Por ejemplo, este método de la ciencia es contrario al basado en la fe. Con la fe se cree en algo por tradiciones, escritos o creencias, sin basarse en pruebas que se puedan refutar, ni se pueden hacer experimentos u observaciones que nieguen o acepten las creencias de esa fe.

Con la ciencia, un investigador puede llevar a cabo los pasos de este método, llegar a conclusiones, presentar los datos, y otros investigadores podrán replicar ese experimento u observaciones para validarlo o no.

Referencias

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  2. Kazilek, C.J. y Pearson, David (2016, junio 28). What is the scientific method? Arizona State University, College of Liberal Arts and Sciences. Consultado el 15 de enero del 2017.
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  4. Márquez, Omar (2000). El proceso de la investigación en las ciencias sociales. Barinas, Venezuela. UNELLEZ.
  5. Tamayo T., Mario (1987). El Proceso de la Investigación Científica (3ª ed., 1999). México D.F., México. Limusa.
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  9. Martyn Shuttleworth (Apr 23, 2009). Who Invented the Scientific Method?. Retrieved Dec 23, 2017 from Explorable.com: explorable.com.
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Licenciado en Psicología, Máster en Recursos Humanos y excolaborador de la Universidad de Sevilla. Amante de la lectura y del conocimiento en general. Redactor en otras webs, como Entrepreneur: https://www.entrepreneur.com/author/alberto-rubin-martin

9 Comentarios

  1. Muy bueno Alberto, me ha servido muchísimo para explicar mejor las etapas en mi clase. ¿Se te ocurre algún otro ejemplo además del ADN?

  2. Un cordial saludo, la inquietud es referente al Trabajo Social a nivel Profesional aquí en Mexico, ya que estoy por iniciar mi proceso de titulación y como consecuencia el elaborar mi Tesis. Mi pregunta es: ¿como puedo o que debo hacer para analizar un tema en particular dentro de esta especialidad?.
    tengo experiencia dentro del campo de la salud en el campo Psiquiátrico y reforzamiento a tratamientos médicos con pacientes de todas las edades.
    Por tus atenciones, muchas gracias.

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