Investigación Científica

Investigación Científica

Categorías a investigar

Ciencias de los Animales • Ciencias de las Plantas • Química • Biología • Ciencias Sociales y de la Conducta • Ingeniería • Física y Astronomía • Ciencias Terrestres y Ambientales

Pasos para establecer la Propuesta de Investigación Científica

I. Identificar la categoría a participar

Descripción de las categorías

1. Ingeniería (Materiales y Bioingeniería)

Ingeniería Civil, Ingeniería Química, Ingeniería Industrial o de Procesos, Nuevos Materiales, etc.

2. Ingeniería (Eléctrica y Mecánica)

Ingeniería Eléctrica, Ingeniería de Sistemas y Control, Ingeniería Mecánica, Termodinámica, Solar y Robótica, etc.

3. Física y Astronomía

Teoría, principios, leyes que gobiernan la energía y el efecto de la energía en la materia Estado sólido, óptico, acústico, partículas, nuclear, atómico, plasma, superconductividad, fluido y dinámica de gases, termodinámica, semiconductores, magnetismo, mecánica cuántica, biofísica, etc.

Astronomía, Sismología, Geografía, Espeleología, Etc.

4. Ciencias de la Tierra

Geología, Mineralogía, Oceanografía, Fisiografía, Meteorología, Climatología.

5. Energía y Transporte

Ingeniería Aeroespacial, Ingeniería Aeronáutica, Aerodinámicas, Desarrollo de Vehículos, Energía Renovable, Energía de Fluidos Fósiles, etc.

6. Medicina y Salud

Estudio de enfermedades y salud de humanos y animales Farmacología, Patología, Oftalmología, Nutrición, Sanidad, Pediatría, Dermatología, Alergias, Habla y Oído, etc.

7. Microbiología

Biología de Microorganismos Bacteriología, Virología, Protozoo logia, Fungí, Genética Bacterial, etc.

8. Botánica

Estudio de la vida de la planta - Agricultura, Agronomía, Horticultura, Silvicultura, Taxonomía de la planta, Fisiología de la planta, Patología de la Planta, Genética de la Planta, Hidroponía, Algas, etc.

9. Zoología

Estudio de animales Genética de animales, Ornitología, Ictiología, Herpetología, Entomología, Ecología Animal, Paleontología, Fisiología Celular, Ritmos Cardiacos, Labranza animal, Celotipia, Histología, Fisiología Animal, Neurofisiología de los invertebrados, estudio de los invertebrados, etc.

10. Biología Molecular y Celular

Biología Celular, Genética Celular y Molecular, Inmunológica y Biología Molecular.

11. Química

Estudio de la naturaleza y composición de la materia y leyes que lo gobiernan Fisicoquímica, Química Orgánica (no bioquímica), Química Inorgánica, Materiales, Plásticos, Combustibles, Pesticidas, Metalúrgica, Química de la tierra, etc.

12. Bioquímica

Química de Procesos Vivos Biología Molecular, Genética Molecular, Enzima, Fotosíntesis, Química de la Sangre, Química de la proteína, Química de alimentos, Hormonas, etc.

13. Análisis Ambiental

Calidad del aire, Contaminación del Aire, Calidad de la Tierra y Contaminación de la Tierra, Calidad de Agua y Contaminación del Agua.

14. Manejo Ambiental

Manejo de Ecosistemas, Ingeniería Ambiental, Manejo Forestal, Manejo de Fuentes Ecológicas, Reciclaje, Manejos de Residuos.

15. Matemática

Desarrollo del sistema de la lógica formal o varios cálculos de números y operaciones algebraicas, y la aplicación de estos principios Cálculo, Geometría, Álgebra Abstracta, Teoría Numérica, Estática, Análisis complejos, Probabilidades.

16. Ciencia de la Computación

Algoritmos, Base de datos, Inteligencia Artificial, Trabajos en Red y Comunicaciones, Gráficos, Ingeniería de Software, Lenguaje de Programación, Sistemas Operativos.

17. Comportamiento y Ciencias Sociales

Comportamiento humano y animal, social y relaciones de la comunidad

Psicología, Sociología, Antropología, Arqueología, Etnología, Lingüística, Aprendizaje, Percepción, Problemas Urbanos, Problemas de Lectura, Opiniones Públicas, Pruebas educativas, Etc.

II. Establecer el problema

1.    En él se establece lo que deseas investigar.

2.    Tiene que ser un problema que puedas resolver experimentalmente.

3.    Se redacta en forma de pregunta. Ej. ¿Cuáles son los hábitos de estudio de los estudiantes talentosos de la escuela Rosa Costa Valdivieso de Yabucoa?

4.    El problema debe incluir las variables.

III. Revisión literaria

1.    Buscar información sobre el problema.

2.    La información debe ser presentada de la siguiente manera:

·         Escrita a doble espacio

·         Letra “Arial” o “Times New Roman’

·         Margen izquierdo 1.5”

·         Margen superior, inferior y derecho a 1”

IV. Creación de la hipótesis (Posible solución o respuesta al problema)

1.    Debe de incluir hipótesis nula y alterna

Hipotesis  alterna. Es aquella que le sirve al investigador como base de su investigación, o sea, trata de dar una explicación tentativa al fenómeno que se está investigando. Ésta es la hipótesis que el investigador tratará de aceptar como resultado de su investigación, rechazando la hipótesis nula. Ej. Los jóvenes que se someten a un entrenamiento intensivo de natación serán mejores nadadores que aquellos que no recibieron entrenamiento.

Hipótesis nula. Para todo tipo de investigación en la que tenemos dos o más grupos, se establecerá una hipótesis nula. La hipótesis nula es aquella que nos dice que no existen diferencias significativas entre los grupos. Por ejemplo, supongamos que un investigador cree que si un grupo de jóvenes se somete a un entrenamiento intensivo de natación, éstos serán mejores nadadores que aquellos que no recibieron entrenamiento. Para demostrar su hipótesis toma al azar una muestra de jóvenes, y también al azar los distribuye en dos grupos: uno que llamaremos experimental, el cual recibirá entrenamiento, y otro que no recibirá entrenamiento alguno, al que llamaremos control. La hipótesis nula señalará que no hay diferencia en el desempeño de la natación entre el grupo de jóvenes que recibió el entrenamiento y el que no lo recibió. Es decir, es lo contrario a la hipótesis alternativa. Ej. Los jóvenes que no se someten a un entrenamiento intensivo de natación serán mejores nadadores que aquellos que  recibieron entrenamiento.

V. Diseño Experimental

                   Son las instrucciones de cómo vas a realizar tu investigación. Se escribe en forma de párrafo, tercera persona singular, a doble espacio, usando letra 12 Arial o Time New Roman. Los bordes deben ser: El interno a 1.5”, el superior, el inferior y el externo a 1.0”.

                        Debes incluir e identificar la variable independiente, la variable dependiente y la de respuesta. Recuerda que no todas las investigaciones tienen los tres tipos de variables.

Hasta aquí es la Propuesta de Investigación. Una vez corregida por el maestro, podrás dar inicio a la realización de la misma. Luego de realizarla, pasarás a integrar las otras partes (datos, análisis de datos, conclusión, bibliografía y proyecciones) a dicha propuesta. Observa que has hecho uso del  METODO CIENTIFICO:

¿Cómo hacer tu feria científica?

Antes de comenzar con tu proyecto repasa los siguientes pasos, de manera que puedas estar claro y organizado:

1. Selecciona el tema de tu proyecto. Oriéntate con tus maestros o con otros profesionales de tu comunidad.
2. Busca información sobre el tema seleccionado. Consulta en la biblioteca, y busca información tanto en libros como en revistas. Quizás debas visitar la biblioteca de alguna universidad y revisar los abstractos de investigaciones realizadas sobre temas parecidos al tuyo.
3. Utiliza el método científico. Establece un problema o pregunta, luego plantea una posible respuesta o hipótesis a la pregunta que hiciste.
4. Diseña uno o varios experimentos que te permitan conseguir información para probar tu hipótesis. (O refutarla.)
5. Escribe tus observaciones y los datos obtenidos en los experimentos en una libreta o diario y organízalos en tablas y gráficas.
6. Escribe un informe escrito sobre tu investigación.
7. Construye tu exhibición. Para eso emplea recursos audio visuales como carteles, modelos, grabaciones de sonido, videos, etc. En los carteles incluye fotos, dibujos y especímenes y muestras. Trata de que la información esté presentada en forma clara y sencilla pero también atractiva y divertida. No olvides que debe estar el título y próposito de tu proyecto.

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¿No sabes que tema escoger para tu proyecto?

Aquí te presento algunas ideas que te pueden ayudar a seleccionar el tema de tu trabajo. Recuerda que lo más importante es que te interese el tema. Busca algo que siempre te haya despertado la curiosidad, algo que desees aprender o algo que te parezca simpático e importante.

Alimentos:

• ¿En cuáles alimentos se reproduce mejor un hongo?
• Sustancias que aceleran la maduración de las frutas.
• Sustancias naturales que sirvan como preservativos de alimentos

Ambientales:

• Investiga sobre la calidad del agua en tu comunidad, ya sea la que sale del grifo, la que venden embotellada o la de los ríos y lagos.
• ¿Hay derrumbes durante la época de lluvias? Investiga las distintas capas del suelo y su capacidad para absorver agua.
• ¿Se reportan muchos casos de asma y alergías en tu escuela? Realiza una investigación sobre el aire en tu escuela. Oriéntate en la Junta de Calidad Ambiental.
• Investiga la calidad de las arenas en las playas o ríos cercanos a tu hogar.
• Investiga la vida en el ecosistema playero y cómo se ve afectado por los seres humanos y sus actividades.

Animales e insectos

Nota: Los proyectos con animales vertebrados están estrictamente reglamentados, con el fin de protegerlos. Oriéntate con tu maestro de ciencia sobre estas reglas.

• Insecticidas naturales. El poleo (un arbusto) como repelente de insectos. Pregunta a tu abuela, probablemente ella conozca algunos que puedas estudiar..
• Comportamiento animal.
• Polinización animal. Vete al Monte del Estado en Maricao e investiga a las mariposas y las plantas que estas visitan.
• Especies invasoras. Investiga sobre el efecto de las especies invasoras en las especies nativas de Puerto Rico. Abejas africanizadas, monos, iguanas, son algunas especies introducidas en Puerto Rico. ¿Qué efecto tiene sobre nuestro medio ambiente? ¿Sobre otras especies de animales o plantas?
• Sincronicidad en los animales.

Botánica:

• Factores que afecten el crecimiento de una planta. (Terreno, agua, temperatura, luz, contaminantes ...)
• Factores que afecten la germinación.
• Factores que aceleren la fotosíntesis.
• Actividades humanas y su efecto en las plantas. Ejemplo: limpiar con detergentes, fumar cerca de plantas, fumigar ...)
• Reacciones de una especie a cambios ambientales.
• Coevolución entre especies de plantas y animales que las polinizan.

Clima:

• ¿Cómo la topografía de tu región geográfica afecta las condiciones del tiempo en el área donde vives?
• ¿Cómo se relacionan entre sí los factores que determinan el tiempo?
• Efectos ecológicos de los huracanes.
• ¿Tornados en Puerto Rico?
• Diseña un aparato para medir condiciones del tiempo como presión atmosférica, temperatura, humedad, etc.
• Efecto de la humedad en el cabello humano o animal.

Física:

• Investiga la eficiencia de distintos lubricantes en máquinas simples.
• Compara la fortaleza de distintas sustancias.
• Construye un circuito eléctrico, y muestra factores que los afecten.
• Investiga materiales que funcionen como aisladores de electricidad en la naturaleza.
• Construye un modelo de un juguete que se mueva o funcione con energía solar.
• Diseña un artefacto que de alguna manera sirva para economizar agua en el hogar.
• Investiga combustibles y sus propiedades, eficiencia, contaminantes, etc.
• Sonido y sus propiedades, su efecto en plantas y animales.

Química:

• El efecto de los rayos solares en distintas sustancias: agua destilada, alimentos, tintas, pinturas, etc.
• Comparar el pH de champús, cremas de belleza, etc.
• Estudiar catalizadores naturales.
• Investigar indicadores de acidez naturales como el repollo.
• Detergentes naturales.
• Removedores de manchas.
• ¿Afecta la maduración de una fruta su cantidad de vitamina C?

Si aún no te decides...

Busca noticias en los periódicos que de alguna manera te interesen. Con ellas trata de producir una pregunta que puedas investigar. Sé sencillo y específico, no escojas temas muy amplios.

Otra forma de generar ideas es establecer relaciones de causa y efecto. Por ejemplo, pregúntate ¿qué efecto tiene un factor (la humedad, un cambio en temperatura, un aumento en la presión, etc.) en determinado fenómeno como el crecimiento de una planta, la eficiencia de una máquina, la descomposición de un alimento o sustancia, etc.

El observar los anuncios comerciales también puede ser de ayuda. Muchos excelentes proyectos han salido al comparar marcas comerciales o probar si lo que ofrece un producto realmente lo cumple. Los vendedores que hacen promesas sobre los beneficios de sus productos, también han motivado a muchos estudiantes a realizar investigaciones.

Añade nuevas ideas o aspectos a otros trabajos investigativos y crea tu propio proyecto. Como vez, el cielo es el límite, hay infinidad de cosas que investigar.

Recuerda, lo más importante es que des rienda suelta a tu creatividad. ¡Disfruta de tu investigación!

Para realizar tu proyecto deberás emplear el método científico. Por si no te acuerdas, es la herramienta que usan los científicos para encontrar las respuestas a sus interrogantes. Antes de empezar tu proyecto, te conviene repasar los pasos de este método de investigación, que hemos mostrado en forma muy simplificada:

• Observar e investigar.
• Plantearse una pregunta o problema. (Sé específico.)
• Establecer una posible respuesta a la pregunta. (Mejor conocida como hipótesis.)
• Realizar la investigación necesaria (experimentar, recopilar datos, buscar información).
• Llegar a una conclusión, que apoye o refute tu hipótesis.

El método científico es un proceso dinámico, que envuelve observar todo el tiempo, buscar información continuamente y planificar experimentos para demostrar tu hipótesis.

No vayas a pensar que es un capricho de tu maestra que aprendas el método científico. Los científicos lo usan hoy en día más que nunca. La razón es que los grandes proyectos investigativos se hacen en instituciones y universidades en forma multidisciplinaria, involucrando una gran cantidad de científicos de diferentes países y de diferentes especialidades. Para que todos puedan colaborar juntos con eficiencia necesitan un método sistemático.

Una vez tengas clara tú hipótesis debes definir la forma en que vas a demostrarla. En otras palabras, tienes que diseñar un experimento en el que puedas probar tu hipótesis. Escribe en tu diario científico una descripción paso a paso de lo que harás para investigar. Esto se conoce como Plan de Investigación o Procedimiento Experimental.

El grupo control y el grupo experimental

Al diseñar un experimento es importante conocer lo que son variables y controles. Para que un experimento te de las respuestas que tu puedas confiar debe tener un control. Un control es un punto de referencia neutral para poder comparar el efecto de los cambios que haces en tu experimento. Digamos que deseas investigar el efecto de las cáscaras de papa en el crecimiento de unas plantas de habichuela. Puedes usar 6 plantas. Las primeras 3 no recibirán las cáscaras y estarán en las mismas condiciones de agua, luz, temperatura, etc, que las restantes. Serán tu grupo control. Al segundo grupo de 3 plantas le echarás las cáscaras. Este será tu grupo experimental. Al cabo de cierto tiempo mide el crecimiento de ambos grupos. Si el grupo experimental creció más puedes concluir que esos resultados apoyan la hipótesis de que las cáscaras de papá propiciaron el crecimiento.

Recuerda:

• Cambia solo una cosa a la vez y manten todos los otros parámetros iguales. Las cosas que cambias se llaman variables.
• Cambia algo que te ayude a contestar tu problema.
• Necesitas un grupo control para comparar el resultado de tu experimento con algo donde nada fue cambiado.
• Asegúrate de tener más de una planta, semilla, animal en el grupo control y el experimental.
• Los experimentos se repiten varias veces para garantizar que lo que observas es reproducible o para sacar un resultado promedio.
• El procedimiento debe explicar cómo mediste la cantidad de cambio.
• Haz una lista de los materiales y equipo que necesitas para tu experimento.

Durante tu trabajo de investigación necesitarás llevar un registro de observaciones y de los datos obtenidos.

Para eso, utiliza una libreta como diario científico. En ella anota el tema de tu proyecto, tus ideas, sugerencias de tu maestro consejero, descripciones de tus experimentos, observaciones, datos y resultados.

Trata de ser lo más organizado y claro posible. Recuerda anotar las fechas de cada actividad que realices. Tambien emplea diagramas, tablas y gráficas para mostrar tus datos. Un buen diario te ayudará luego a redactar un buen informe y a mantener tus ideas claras

Como parte de tu proyecto, es necesario que presentes un informe escrito.

Este debe ser lo suficientemente claro y detallado para que cualquier lector sepa lo que hiciste, los resultados que obtuviste y si la evidencia experimental sostiene tu hipótesis. Además, debe incluir tus fuentes de información.

Gran parte del informe proviene de tu diario. Organiza y copia la información y prepara tablas y gráficas que muestren claramente tus datos y resultados.

El informe debe ser escrito en computadora, con doble espacio y encuadernado en un cartapacio. Los requisitos pueden variar en diferentes lugares así que coteja con tu maestra sobre las reglas de la feria en tu región.

Generalmente en el informe se debe incluir lo siguiente:

·         Página titular - Con el título de tu proyecto centralizado. Escoge un título corto y descriptivo, que vaya al grano.

·         Abstracto - Resume los puntos más importantes de tu proyecto. Indica el propósito, hipótesis, métodos, resultados y conclusiones que obtuviste. Debe ser corto y claro, y aunque aparece al principio para beneficio de los jueces, es lo último en escribirse.

·         Reconocimientos - Reconoce a las personas que te ayudaron.

·         Tabla de contenidos

·         Introducción - Describe el problema de tu investigación, indica el propósito, la hipótesis y brevemente menciona los métodos que usarás. Si ya hay trabajos relacionados con el problema puedes mencionarlos.Trata de ganar la atención de los que leer tu trabajo. Explíca por qué es importante tu investigación.

·         Metodología - Describe detalladamente tu diseño experimental, el material y equipo que usaste, el procedimiento que empleaste.

·         Resultados - Presenta los datos que encontraste en forma clara usando tablas y gráficas.

·         Discusión de Resultados - Muestra los resultados más importantes e indica cómo confirman (o refutan) tu hipótesis.

·         Conclusión - En esta sección, escribe los resultados de tu investigación. Menciona lo que aprendiste en tu investigación. Si tus resultados apoyaron tu hipótesis indícalo así. (¡Cuidado! No debes decir que tu hipótesis es cierta, lo correcto es decir que fue apoyada.) Si los resultados no apoyaron tu hipótesis también lo debes de escribir. Además debes incluir posibles fuentes de error y muy importante, hacer proyecciones (sugerir futuras investigaciones sobre el mismo tema).

·         Bibliografía - Haz un listado de los libros y revistas que usaste para buscar información.

·         Apéndices - Aquí se incluye información adicional en forma de gráficas, fotos, dibujos, etc.

Te presente los siguientes puntos al escribir tu informe:

·         Las fotos, dibujos, diagramas, tablas y gráficas son herramientas muy útiles para explicar tu proyecto, además de hacerlo más atractivo.

·         Ten mucho cuidado al redactar tu informe. Esmérate en que tu trabajo esté limpio, bien organizado y sin errores de ortografía.

·         No uses palabras rimbombantes al redactar tu informe. Trata de ser lo más claro posible, para que todo el que lo lea pueda entenderlo bien. Puedes usar las palabras técnicas que sean necesarias pero sin afectar la claridad.

·         Incluye resultados negativos pues son parte (valiosa, aunque no lo creas) de tus datos. De ellos puede salir la inspiración para nuevos experimentos.

El propósito del tablón de exhibición es mostrar con claridad y atractivo tu trabajo, tanto a los jueces como al público general. Debes asegurarte que el contenido que incluyas en él sea el adecuado, ni demasiado mucho (se perdería) ni demasiado poco.

Se aconseja que el tablón sea sobrio para dar apariencia de profesionalismo y seriedad. Sin embargo, el uso apropiado del color puede ayudar a que tu despliegue sea agradable. Evita los colores muy chillones, pero no temas incluir varios colores en tu exhibición. No decores tu tablón con cintas, puntillas o "stickers".

Lo que sí es muy importante es la claridad. Todo lo que muestres en tu despliegue de estar redactado en forma sencilla y precisa.

La forma tradicional de organizar el tablón de exhibición se muestra en el diagrama de abajo. Sin embargo, siéntete en libertad de cambiarlo con el fin de hacerlo más apropiado a tu contenido.

Panel Izquierdo Propósito-Introducción Abstracto Revisión literaria Problema Hipótesis

Panel Central Título Diseño Experimental Datos Tablas Gráficas, Ilustraciones Fotos

Panel Derecho Análisis de datos Conclusión Bibliografía Proyecciones

   Preparado: Profesora Isabel Ortiz