1. DISEÑO
Aspecto 1 Definición
del problema y selección de variables
• Se debe
identificar el problema o la pregunta de investigación concretos, e indicar la
variable o variables elegidas para la investigación.
• Se debe
indicar claramente qué variables son:
-
independientes (manipuladas): la variable independiente es la que el
investigador ha resuelto
modificar
a lo largo de la experiencia.
- dependientes (medidas): la variable dependiente
es la que se modifica como consecuencia de
haber
cambiado la variable independiente
-
controladas (constantes): (Nombrarlas todas) son aquellas que deben
mantenerse constante para no influir en los
efectos de la variable independiente sobre la variable dependiente.
Se pueden diferenciar:
Factores que permanecen constantes
Factores que afectan los resultados pero no se
pueden controlar
Si se utilizan fuentes de referencia, estas deben
estar indicadas en notas a pie de página
Aspecto 2 Control
de variables
La expresión "control de variables" se
refiere a la manipulación de la variable independiente y al intento de mantener
las variables controladas en un valor constante. El método debe mencionar de
forma explícita cómo se logra el control de las variables. Se debe explicar
detalladamente cómo se va a controlar cada una de las variables. Generalmente
un esquema o diagrama claro y correctamente rotulado del dispositivo, ayuda a
describir el método empleado.
Aspecto 3 Desarrollo
de un método para la obtención de datos
• La
definición de "datos pertinentes y suficientes" depende del contexto.
El trabajo práctico planificado debe prever la obtención de datos suficientes para
abordar adecuadamente el objetivo o la pregunta de investigación y para poder
evaluar la fiabilidad de los datos.
• Si hay que
llevar a cabo un análisis de errores que requiera calcular la desviación
estándar, será necesaria una muestra con al menos cinco datos.
• Se debe
indicar claramente:
¿Qué se
va medir? ¿Cómo se va a medir? ¿Con qué instrumento se mide? ¿Con qué
frecuencia se mide?
¿Cuántos
datos se van a obtener? ¿En qué unidades se indicarán los valores? ¿qué se hará
con los datos?
(tipo de gráfica, test estadístico)
·
Incluir el número de repeticiones que se van a
hacer y el porque
·
Se puede incluir la tabla para el registro de
los datos
·
Se puede tomar una foto digital del dispositivo
y rotular los materiales usados
2. OBTENCIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS (OPD)
Aspecto 1. Registro
de datos brutos
• Lo ideal
es trabajar en la obtención de datos por su cuenta.
• Cuando la
obtención de datos se realiza en grupos, el registro y procesamiento de los
mismos debe hacerse de forma independiente si va a evaluarse este criterio.
• Para la
evaluación del aspecto 1, los alumnos deben indicar claramente cuáles son sus
datos.
• Los datos
brutos son los datos obtenidos directamente por medición. Pueden incluir datos
cualitativos asociados. Se permite la conversión de datos brutos escritos a
mano a formato electrónico.
• El término
"datos cuantitativos" se refiere a las mediciones numéricas de las variables
asociadas a la investigación.
• Se
consideran datos cualitativos asociados aquellas observaciones que pueden
mejorar la interpretación de los resultados.
• Se deben
anotar datos cualitativos y cuantitativos.
• Los
valores cuantitativos deben:
-
Registrarse en tablas con título descriptivo
- Poseer
unidades de medida: gramos, litros, concentración, metros etc.
- Errores e
incertidumbres en las medidas, ejemplo 5,12 g ± 0,01 g
- Tener
siempre la misma cantidad de cifras decimales
- Las tablas
deben tener títulos completos
- En las
tablas de datos cuantitativos, debe anotarse claramente en cada columna un
encabezado, las
unidades
y una indicación de la incertidumbre de la medición.
- La
incertidumbre de los datos y el número de cifras significativas utilizadas en
los mismos deben ser
coherentes. El número de cifras significativas
debe reflejar la precisión de la medición.
- No deben
existir variaciones en la precisión de los datos brutos. Por ejemplo, debe
utilizarse siempre el
mismo número de decimales.
- El grado
de precisión de los datos derivados del procesamiento de datos brutos (por
ejemplo, las medias)
debe ser el mismo que el de los datos brutos.
Aspecto
2 Procesamiento de datos brutos
• El
procesamiento de datos se refiere a la combinación y manipulación de los datos
brutos (como su suma, resta, potenciación, división) para determinar el valor
de una magnitud física, así como tomar la media de varias mediciones y
transformar los datos en una forma adecuada para su representación gráfica.
• La
representación gráfica de datos brutos (sin obtención de una línea de ajuste)
no constituye procesamiento de los datos.
·
Los estadísticos tales como media, la desviación
estándar y el coeficiente de correlación son cálculos estándar, no se requiere
incluir cálculos escritos.
Aspecto
3 Presentación de los datos procesados
• Se espera que los
alumnos elijan por sí mismos un formato de presentación adecuado (por ejemplo,
una hoja de cálculo, una tabla, una gráfica, un diagrama, un diagrama de flujo,
etc.).
• Los cálculos,
tablas o gráficas deben llevar rótulos claros.
• Las gráficas deben
tener escalas apropiadas, sus ejes deben estar rotulados con indicación de las
unidades y los puntos deben estar representados de forma exacta con una línea o
curva de ajuste óptimo adecuada (no un diagrama de dispersión con líneas que
conecten los puntos entre sí).
• Los alumnos deben
presentar los datos de tal forma que sea posible seguir todas las etapas hasta
llegar al resultado final.
• Las cantidades
finales calculadas deben expresarse en unidades del sistema métrico o SI y
deben expresarse con el número correcto de cifras significativas. También deben
tenerse en cuenta las incertidumbres asociadas a los datos brutos.
• Para el
tratamiento de las incertidumbres en el análisis gráfico es preciso determinar
las líneas de ajuste óptimo apropiadas.
3. CONCLUSIÓN Y EVALUACIÓN (CE)
Aspecto 1 Formulación de conclusiones
• El
análisis podría incluir la comparación entre diferentes gráficas o la descripción
de las tendencias que muestran las gráficas. La explicación debe incluir
observaciones, tendencias o pautas reveladas por los datos.
Si se mide un valor ya conocido y aceptado de una
magnitud física, se debe extraer una conclusión sobre su confianza en el
resultado experimental que han obtenido, comparándolo con el valor reflejado en
el libro de texto o en otras publicaciones. Deben proporcionarse las referencias
completas de la bibliografía consultada.
Aspecto
2 Evaluación de los procedimientos
• Se debe
evaluar:
- El diseño
experimental y el método empleado enumerando los puntos débiles y apreciando su
importancia. En la evaluación del método utilizado, se deben analizar
específicamente los procedimientos, el uso de equipos y la organización del
tiempo.
- La calidad de los
datos
- La precisión y la
exactitud de las mediciones.
• Conviene
identificar los hechos que conducen a perder confianza en las conclusiones que
se obtienen a partir de los datos experimentales.
Aspecto
3 Mejora de la investigación
Las sugerencias de mejoras deben basarse en los
puntos débiles y las limitaciones señaladas en el aspecto 2. Aquí pueden
plantearse modificaciones de las técnicas experimentales y de la gama de datos
obtenidos. Las modificaciones propuestas deben ser realistas y deben
especificarse claramente. No es suficiente afirmar, en términos generales, que
deben utilizarse instrumentos más precisos.
Errores e incertidumbres en la evaluación interna
de Biología
Los sistemas biológicos son complejos y difíciles
de controlar. No obstante, las investigaciones biológicas requieren hacer
mediciones y los alumnos de Biología deben ser conscientes de las fuentes de
error de sus datos tanto cualitativos como cuantitativos.
El tratamiento de los errores y las incertidumbres
se evalúa directamente con:
• el
criterio “Obtención y procesamiento de datos”, aspectos 1 y 3 (registro de datos
brutos y presentación de los datos procesados)
• el
criterio “Conclusión y evaluación”, aspectos 1 y 2 (formulación de conclusiones
y evaluación de los procedimientos).
Referencias
o Bibliografía
Citar todas las fuentes usadas en la investigación
Utilizar normas APA
EXPECTATIVAS EN EL NIVEL MEDIO Y EN EL NIVEL SUPERIOR
En todas las etapas de un informe sobre un trabajo
práctico debe haber constancia de la apreciación de los errores:
• En la
etapa de diseño, en la que hay que evaluar las limitaciones de tiempo y de
material, y controlar las posibles fuentes de errores. Es necesario tener en cuenta
la magnitud e importancia de la variación normal en los sistemas biológicos.
• En la
etapa de obtención y procesamiento de datos, en la que hay que indicar el grado
de precisión de los dispositivos de medición, así como otras fuentes de error
observadas.
• En la
etapa de conclusión y evaluación, en la que hay que discutir las fuentes de
errores, así como posibles formas de evitarlas.
Si bien los alumnos deben analizar las posibles
fuentes de error en sus investigaciones, no por ello deben llegar a la
conclusión de que tales fuentes de error e imprecisión invalidan los resultados
experimentales. Los resultados experimentales solo son estimaciones.
Términos y
conceptos relativos al análisis de errores
a) Variación
aleatoria o variación normal
En las investigaciones biológicas, los errores
pueden ser causados por cambios en el material empleado o por cambios en las
condiciones bajo las que se realiza el experimento. Los materiales biológicos
son considerablemente variables. Por ejemplo, el potencial hídrico de tejidos
de patata puede calcularse sumergiendo trozos de tejido en varias soluciones de
sacarosa con distinta concentración. Sin embargo, los trozos de tejido tendrán
potenciales hídricos diferentes, especialmente si han sido tomados de distintas
patatas. Los trozos de tejido extraídos de la misma patata también presentarán
variaciones en su potencial hídrico, aunque probablemente la variación normal
será menor que la de los trozos tomados de diferentes patatas. Por consiguiente,
los errores aleatorios pueden minimizarse mediante una cuidadosa selección del
material y un control atento de las variables. Por ejemplo, puede usarse una
cubeta de agua para reducir las fluctuaciones aleatorias en la temperatura ambiente.
Los errores humanos pueden producirse
aleatoriamente cuando se realiza un gran número de mediciones tediosas, lo que
puede causar variaciones en la capacidad de concentración. La medición automatizada
mediante un sistema de registro de datos puede ayudar a reducir la probabilidad
de este tipo de error. Como alternativa, el experimentador puede realizar
pausas de vez en cuando.
b) Errores
humanos
Los errores humanos se pueden producir por una
lectura o uso incorrectos de herramientas, instrumentos o protocolos. Por
ejemplo, para medir la temperatura de un líquido con un termómetro, se debe
agitar primero el líquido y hacer la lectura con el termómetro inmerso en el
líquido. Los termómetros (y otros instrumentos) deben leerse con la vista a la
altura del líquido del termómetro (índice o raya de lectura) para evitar
errores de paralaje. Los errores humanos pueden ser sistemáticos, porque el experimentador
no sabe utilizar el aparato correctamente, o aleatorios, porque disminuye la
capacidad de concentración del experimentador.
c) La
medición
Cuando se realiza una medición, esto puede afectar
al medio en que se realiza el experimento. Por ejemplo, si se introduce un
termómetro frío en un tubo de ensayo con una pequeña cantidad de agua caliente,
el agua se enfría a causa del termómetro o, cuando se registra el
comportamiento de animales, la presencia del experimentador puede influir sobre
el comportamiento de éstos.
d) Errores
sistemáticos
Los errores sistemáticos pueden reducirse comprobando
o calibrando regularmente el equipo para garantizar que funciona correctamente.
Por ejemplo, un termómetro puede colocarse en una cubeta de agua con control
electrónico para comprobar que el termostato de la cubeta está correctamente
ajustado. Para calibrar un colorímetro debe usarse un blanco, para compensar la
desviación del instrumento.
e) Grados de
precisión e incertidumbre en los datos
Los alumnos deben elegir un instrumento adecuado
para medir magnitudes tales como longitudes, volúmenes, valores de pH e
intensidades lumínicas. Ello no significa que haya que justificar el uso de
cada instrumento y, por otra parte, cabe observar que el laboratorio de
ciencias del colegio tal vez no cuente con el instrumento más adecuado. En lo
que respecta a los grados de precisión, la regla más sencilla es que el grado
de precisión es más/menos (±) la división más pequeña del instrumento (la menor
apreciación). Esto se aplica a las reglas y los instrumentos con visores
digitales. El límite de error del instrumento, por lo general, no es mayor que
la menor apreciación, siendo normalmente una fracción de ésta. Por ejemplo, una
bureta o un termómetro de mercurio se lee normalmente hasta la mitad de la
división más pequeña apreciable. Ello significa que un valor de bureta de 34,1
cm3 se consideraría 34,10 cm3 (± 0,05 cm3). Nótese que el
valor volumétrico se cita ahora con un decimal más para que sea coherente con
la incertidumbre.
La incertidumbre estimada toma en consideración los
conceptos de menor apreciación y de límite de error del instrumento, pero
también, cuando es pertinente, mayores niveles de incertidumbre cuando éstos
son indicados por el fabricante del instrumento, o consideraciones de tipo
cualitativo tales como problemas de paralaje en la lectura de un termómetro, el
tiempo de reacción en el inicio y parada de un cronómetro, o la fluctuación
aleatoria en la lectura de una balanza electrónica.
Los alumnos deben hacer todo lo posible para cuantificar estas observaciones
dentro de la incertidumbre estimada.
Hay otros protocolos igualmente adecuados para el
registro de incertidumbres. En la evaluación interna de Biología no hay
preferencia por ningún protocolo en concreto, y los moderadores estarán de
acuerdo con el profesor siempre que esté claro que éste ha pedido a los alumnos
que registren las incertidumbres y que dichas incertidumbres sean de una
magnitud razonable y coherente.
f) Propagación
de errores
No se espera que se propaguen errores durante el
procesamiento de los datos, pero esto se considerará aceptable si se da una
explicación del error experimental.
g) Repeticiones
y muestras
Los sistemas biológicos, por su complejidad y
variabilidad normal, requieren observaciones repetidas y múltiples muestras del
material. Por regla general, el número mínimo de mediciones o muestras es
cinco. Las muestras muy pequeñas constan de 5 a 20 especímenes, las pequeñas
entre 20 y 30, y las grandes más de 30. Obviamente, esto variará en función del
tiempo disponible para un trabajo práctico. Para reforzar este aspecto, se
podrían incluir en el plan de trabajos prácticos algunas investigaciones
simples que permitan una muestra grande o un número grande de mediciones
repetidas. También es posible usar datos de toda la clase para generar un número
suficiente de repeticiones que permita un procesamiento adecuado de los datos.
En cualquier caso, cada alumno debe haber estado involucrado personalmente en
el proceso de obtención de datos, debiendo haber presentado e identificado claramente
sus propios datos. Cuando se haya realizado un número suficiente de
repeticiones, se espera que se calcule la desviación estándar de la media.
También puede calcularse otro estadístico −el error estándar de la media− para
estimar los límites de confianza. Aunque no se requiere el error estándar, éste
sería una alternativa aceptable a la desviación estándar. Para establecer la
diferencia significativa entre dos muestras, se puede realizar un test t de
Student. Sin embargo, este test no debe realizarse sistemáticamente pues solo
es adecuado cuando se dan ciertas condiciones (datos en intervalos, tamaños
muestrales mayores de 5 y distribución normal de la población).
Cuando dichos estadísticos se calculen a partir de
un menú de una calculadora o un computador, no se requerirá un ejemplo
detallado, aunque sí se deberán presentar los datos de forma que puedan
seguirse claramente los pasos dados en el procesamiento de los mismos.
Los alumnos deben ser conscientes de que si una
lectura es particularmente diferente de las demás, puede excluirse del
procesamiento y análisis de datos. Eso sí, los alumnos deben justificar siempre
el porqué de dicha decisión.
NORMAS BÁSICAS PARA LA PRESENTACIÓN DE UN INFORME DE LABORATORIO
Escribir
un informe de
laboratorio resulta ser muy
diferente de la
realización de observaciones
y registro de
datos en su
trabajo práctico. En
la elaboración de un
informe de laboratorio, el docente puede brindarle
un marco de referencia o bien
Ud. puede desarrollarlo por sí mismo. En
general, este informe debería incluir:
1) Título. Este debe ser específico.
"El crecimiento de las plantas" o "Nutrición de los
vegetales" son títulos demasiado vagos. Un buen título sería
"El efecto de la deficiencia de minerales sobre el crecimiento de Solanum
sp.".
2) Objetivo. Esta
sección debería presentar
el problema que
se investiga. El enunciado
debe ser simple.
Por ejemplo "Determinar cómo
la falta de
ciertos minerales en el suelo afectan el crecimiento de Solanum sp.”
3) Pregunta: Se
formulará una pregunta
relacionada con una
observación en particular sobre el sistema que es objetivo de
estudio o investigación. Ejemplo: “¿Afecta al crecimiento de Solanum sp la
ausencia de nitratos? “
4) Formulación
de una Hipótesis: Debe
ofrecer una explicación
a una observación
(es la respuesta
a la pregunta).
Será planteada como
un enjunciado, nunca
como pregunta. Se
debe referir sólo
a una variable independiente. Debe ser
testeable por medio de la experimentación. Ejemplo: “El
nitrato es una
fuente de nitrógeno
que es utilizado
en la fabricación
de proteínas por
la planta por
lo tanto su
ausencia afectará al
crecimiento de Solanum sp.”
5) Predicción: Se
formulará una o
varias predicciones relacionadas
con la hipótesis.
Ejemplo: “La ausencia
de nitratos causará
un crecimiento significativamente
menor frente a las plantas de Solanum sp con nitratos en el suelo.
El bajo crecimiento
acompañará a un
color amarillento en las hojas debido
ala escasez de proteínas en las plantas.”
6) Materiales y Métodos. En esta sección
se debe indicar exactamente qué se hizo para
probar o rechazar
la hipótesis. Debe
mencionar todos los
elementos utilizados
indicando en cada
caso el error
de los aparatos
de medición y su
fabricante y modelo
cuando sea necesario.
Incluya cuando sea
apropiado un esquema de
su diseño experimental.
No olvide mencionar
las medidas de seguridad que hubiese tomado.
Asegúrese de tener
un control en
su experimentación. Ejemplo:
“la planta utilizada como
control debería ser idéntica
y sometida a las
mismas condiciones, excepto en la variable a testear. En este caso el contenido
de nitratos en el suelo en que vive la planta".
7) Resultados. Esta sección forma la base
de sus análisis y conclusiones. Estos son puramente
objetivos. No incluya
sus interpretaciones como
parte de esta sección. Debe asegurarse que sus
observaciones y mediciones estén volcadas en esta sección.
No pase por
alto ningún resultado.
Registre todos los
datos obtenidos en su experimentación. Dé una completa descripción de lo
acontecido. Ilustraciones,
gráficos, tablas y
esquemas deben ser
incluidos como para sustentar la información.
8) Análisis
y Conclusiones. Estos son
subjetivos por naturaleza. En esta
sección Ud. debe
interpretar los resultados
obtenidos, expresando cómo
los resultados prueban o no la
hipótesis planteada. Escriba cada conclusión por separado y en sentido positivo.
Ud. no puede
dejar dudas en
los lectores acerca
de las conclusiones extraídas
sobre la base
de la evidencia
colectada. Asegúrese de incluir los problemas encontrados durante
el desarrollo de los experimentos que constituyan una fuente de error en los
mismos, incluya además los cambios o modificaciones
que realizaría para disminuir esta fuente de error.
9) En todos
los casos se
deberán respetar las
normas que rigen
la nomenclatura biológica. Los nombres
de los géneros y/o especies, deberán escribirse con un tipo
de letra que
los distinga del
resto del texto.
Por ejemplo en
itálica Larus dominicanus, subrayado Anas georgica,
o en negrita Apis mellifera. El
nombre genérico se
inicia con mayúscula
y el nombre
específico con minúscula.
También deberá
respetarse el uso de unidades
adoptadas por el
Sistema Internacional.
