Title: ¿Cómo diseñamos un experimento? ¿Cómo debemos trabajar en el Laboratorio de Ciencias?
Course: Ciencias Físicas - 2º C.B. > Section: Módulo 0 - TRABAJANDO EN EL LABORATORIO

La ciencia y los experimentos

“Después de todo, ¿qué es un científico entonces? Es un Hombre curioso que mira a través del ojo de una cerradura, la cerradura de la naturaleza, tratando de saber qué es lo que sucede.”
Jacques Yves Cousteau

Como bien afirma Cousteau la ciencia es una actividad "hecha" por los hombres cuyo objetivo es encontrar explicaciones a los fenómenos que ocurren en el mundo. Y junto con estas explicaciones, hallar la posibilidad de transformar nuestro entorno, mejorando nuestras condiciones de vida.

Un científico realiza observaciones ordenadas y precisas para la recolección de datos que pueden convertirse en evidencias.

Experimentos y más experimentos...

Es probable que un biólogo, un físico o un químico tengan que valerse de numerosos experimentos para llegar a alguna conclusión en sus investigaciones.

Aunque sabemos que el aula no es un laboratorio científico profesional, vamos a utilizar esta metodología científica - la de hacer experimentos -, para aprender conceptos y competencias científicas.

Uno de los objetivos del curso de Ciencias Físicas es que aprendas a pensar científicamente y a mirar el mundo con ojos científicos.

¿Cómo diseñamos un experimento?

A continuación analizaremos 6 pasos que debemos seguir para diseñar un experimento o actividad práctica.

Paso 1: La pregunta

Para diseñar un experimento lo primero que necesitamos es tener una pregunta investigable, o sea una pregunta que podemos intentar responder a través de un experimento o de observaciones.

Por ejemplo observa el siguiente vídeo en el que se explica cómo hacer slime, blandiblú, o gluep (un polímero a base de cascola).

El polímero se forma principalmente a partir de cascola, agua y bórax. Uno de estos es el responsable de la elasticidad del polímero. Nuestra pregunta investigable podría ser: ¿Cómo podemos averiguar cuál de estos componentes hace que el polímero sea elástico?

Sabiendo que la elasticidad es la capacidad que un material tiene de deformarse cuando se le aplica una fuerza, y luego volver a su forma original.

Paso 2: Proponer hipótesis y predicciones

Toda pregunta investigable lleva implícita una o más hipótesis y formas de ponerlas a prueba. Una hipótesis es una explicación de un fenómeno (o dicho de otro modo, la respuesta a una pregunta investigable) basada en el conocimiento previo que tenemos sobre el fenómeno a explicar, nuestro sentido común y nuestra imaginación. Pero para que una explicación sea una hipótesis hace falta algo más: que de ella se deriven predicciones que puedan ser puestas a prueba.

En nuestro caso nuestra una hipótesis posible: La cascola es la responsable de la elasticidad del polímero.

Debemos pensar, ¿si fuera cierta que tendría que pasar? ¿y si fuera falsa?

Entonces nuestra predicción: Si fuera la cascola, entonces a mayor cantidad de cascola el polímero será más elástico.

Paso 3: ¿Qué y cómo vamos a medir?

En nuestro caso para responder a la pregunta debemos medir la elasticidad del polímero. ¿De qué forma lo podemos hacer?

Una forma de medir la elasticidad del polímero es estirarlo sobre la mesa con las manos lo máximo que podamos hacia los costados y medirlo con una regla. O quizás se te ocurran otros métodos para comparar su elasticidad.

Piensa en las siguientes preguntas:

- ¿Cuántas repeticiones del experimento son suficientes?

- ¿Cuántas personas tienen que hacer la prueba para que los resultados sean válidos?

- ¿Cómo asegurarnos de que estemos midiendo la longitud siempre de la misma manera?

Paso 4: Diseñando el experimento

Debemos dejar algunas cosas claras: en primer lugar, cuál es el factor que se quiere modificar o variable, cuáles los que hay que dejar constantes y finalmente cómo se va a medir el efecto esperado.

Debemos tener muy claro que en cada experimento se debe modificar solamente una variable, que tenemos que saber cómo vamos a medir los resultados, y que podamos  proponer la mayor cantidad de factores posibles que podrían influir en el experimento y qué debemos controlar.

Volviendo a nuestro experimento, solamente vamos a modificar el componente que, de acuerdo a nuestra hipótesis, es el responsable de la elasticidad del polímero (la cantidad de cascola). Por esto la cantidad utilizada de los demás componentes debe permanecer constante, así como la temperatura, la cantidad de veces que mezclamos cuando juntamos los componentes y la cantidad de polímero que vamos a estirar para conocer su elasticidad.

Una buena forma de organizar este trabajo es hacer un cuadro:

Experimento | Cantidad de cascola | Cantidad de agua | Cantidad de bórax (en solución) | Elasticidad del polímero
1 | 1 cucharada | Un vaso | 2 cucharadas |
2 | 2 cucharadas | Un vaso | 2 cucharadas |
3 | 3 cucharadas | Un vaso | 2 cucharadas |
4 | 4 cucharadas | Un vaso | 2 cucharadas |

Recuerda que las cucharadas estén siempre llenas de la misma manera.

Paso 5: Realización del experimento y análisis de los resultados

Luego de realizar el experimento deberás completar los datos en el cuadro y analizar si los resultados confirman o refutan la hipótesis propuesta.

Paso 6: Puesta en común y debate

A partir de lo obtenido por los diferentes grupos se discutirá entre todos la respuesta a las siguientes preguntas:

- ¿Hay un solo componente de la mezcla responsable de la elasticidad del polímero?

- ¿Hubo diferencias entre los resultados de los grupos?

- ¿A qué pudieron deberse?

- Si hubo diferencias, ¿qué otros experimentos podrían proponerse para resolverlas y cuál de los grupos estaba en lo cierto?

- ¿Hubo métodos de medición mejores que otros? ¿Por qué?

Normas de trabajo en el Laboratorio

Durante el año de clases seguramente irás al Laboratorio de Ciencias de tu liceo para realizar diferentes actividades prácticas.

Por esto vamos a repasar algunas normas que debemos cumplir para trabajar de forma segura en el laboratorio.

Si cumplimos estas normas los incidentes que puedan ocurrir no se transformarán en accidentes.

Observa el siguiente dibujo que indica conductas a seguir y otras a evitar dentro del Laboratorio:

- No se debe comer ni tomar refrescos dentro del Laboratorio.
- En caso de tener el cabello largo debes atarlo durante la práctica.
- Debes utilizar túnica y lentes de seguridad.
- Luego de realizar la actividad es recomendable lavarse las manos.
- No debes llevar calzado abierto como sandalias u ojotas, ya que de ocurrir un derrame podría dañarte.
- Los abrigos y mochilas deben quedar en los percheros, dejando así libre la mesa de trabajo. Puedes tener una pequeña libreta que quepa en el bolsillo de tu túnica para tomar apuntes durante la actividad.

Continuando con las normas de trabajo

Observa esta segunda imagen:

Imágenes obtenidas de material Unidad 6, Aprende a trabajar con seguridad en el Laboratorio. Anaya.

- Nunca debes oler directamente ni probar ninguna de las sustancias.
- Si tienes una duda, consulta al Docente o al Ayudante Preparador.
- Nunca deseches las sustancias que has utilizado directamente por la pileta. Si son sólidas, envuélvelas en un papel y tirálas en la papelera. Si son líquidas, abre la canilla, deja correr bastante agua, y luego de tirarlas deja la canilla abierta un rato más para que se diluyan bien y no afecten la cañería.
- No debes gritar, ni jugar en el laboratorio.
- Si vas a utilizar un mechero (de gas o de alcohol) para aumentar la temperatura del contenido de un tubo de ensayo debes ubicar el tubo de tal manera que su parte superior (boca) no apunte al rostro de ninguno de tus compañeros, ya que si llegara a proyectarse su contenido podrían quemarse. Debes tomar el tubo con un pinza para tubos y hacer movimientos circulares con el tubo sin dejarlo fijo sobre la llama.
- No debes dejar el material sucio sobre la mesa.
- Trabaja con mucho cuidado con el material de vidrio para no romperlo y/o cortarte.
- Si tienes un accidente avísale de inmediato al Docente o al Ayudante Preparador.

Trabajando con productos químicos

Algunas de las actividades que realizarás incluirán el uso de algunos productos químicos.

Al utilizar productos químicos debemos conocer las indicaciones de los riesgos en su manipulación y eliminación. Así podremos trabajar de forma segura.

Para indicar los riesgos de manera sencilla se utilizan dibujos que los representan llamados pictogramas.

Te compartimos los pictogramas que se utilizan actualmente siguiendo el Sistema Globalmente Armonizado (SGA) que busca que en todas partes del mundo se comuniquen los riesgos utilizando el mismo formato para que sea más sencilla su interpretación.

- Explosivo: sustancia altamente reactiva y muy inestable.
- Inflamable: se enciende con facilidad.
- Oxidante: sustancia que libera dioxígeno y facilita la combustión.
- Gas presurizado: gas comprimido o a presión.
- Corrosivo: puede causar lesión en la piel o los ojos, o destruir materiales como los metales.
- Tóxico: peligrosidad de causar un problema de salud en dosis altas y tiempos cortos de exposición.
- Tóxico, irritante, narcótico, peligroso: sustancias que pueden causar un enrojecimiento o ardor, pero no causan lesiones.
- Peligroso para el cuerpo, mutágeno, carcinógeno, reprotóxico: Puede causar alergia, ser mutagénica, ser cancerígena, o causar transtornos de la reproducción.
- Dañino para el medio ambiente: tóxico para los organismos acuáticos.

Hoy en día cada vez son más los productos cotidianos que están incluyendo esta información en su etiqueta, como por ejemplo la imagen que se encuentra a continuación perteneciente a un envase de un adhesivo multiuso de alta resistencia.

Nombre de algunos de los materiales más usados en el Laboratorio

Algunas de las actividades prácticas se pueden realizar con materiales con los que cuentas en tu hogar. Otras van a requerir materiales como los que tenemos en el Laboratorio.

A continuación observa algunos de los materiales que más comúnmente usamos en el laboratorio:

Nombre del material | Función
A- Termómetro | Medir la temperatura
B-Varilla de vidrio | Mezclar
C- Pipeta graduada | Medir volumen
D-Cuentagotas o pipeta Pasteur | Agregar o extraer líquido por goteo
E-Caja de Petri | Observar diferentes muestras (biológicas o químicas)
F-Embudo de vidrio | Filtrar y trasvasar
G-Mechero de alcohol | Calentar
H-Pinza para tubos de ensayo de madera | Sostener el tubo de enzayo para calentarlo directamente a la llama
I-Mortero | Pulverizar sólidos y/o mezclarlos
J-Gradilla | Apoyar tubos de ensayo
K-Tubo de ensayo | Contener, calentar
L-Soporte Universal | Sostener y organizar el material
M-Doble nuez | Sostener pinzas o aros metálicos al soporte
N-Pinza metálica | Sostener el material
O-Vaso de Bohemia | Contener, calentar, baños de agua
P-Vidrio Reloj | Contener pequeñas cantidades de sólidos
Q-Matraz Erlenmeyer | Calentar, contener, preparar soluciones
R-Probeta (de vidrio o de plástico) | Medir volumen
S-Gafas o Lentes de seguridad | Proteger los ojos durante la actividad práctica
T-Balanza mecánica | Medir la masa
U-Pera de goma | Cargar la pipeta

Créditos

Bibliografía consultada/Sitios:

- Alegría, M; Franco, R; Jaul, M. y Morales, E. (2007). Química. Estructura, comportamiento y transformaciones de la materia. Buenos Aires, Argentina: Santillana.
- Saravia, G; Segurola, B; Franco, M. y Nassi, M. (2012) Todo se transforma. Química- 4º Año (1º BD). Montevideo, Uruguay: Contexto.
- Irazoquí, R; Rebollo, C y Soubirón, E. (2012). Primer año de Bachillerato. Química. Un abordaje sustentable. C. Suiza, Uruguay; Correo del Maestro
- Haciendo ciencia en la escuela primaria: mucho más que recetas de cocina. Melina Furman. Recuperado de: http://educacion.udesa.edu.ar/ciencias/wp-content/uploads/2014/07/furman_12ntes.pdf
- Investigando se aprende. El desarrollo del pensamiento científico a través de indagaciones guiadas. Melina Furman. Recuperado de: https://es.scribd.com/fullscreen/55455129?access_key=key-1eawbscjk6b1q56ie9o1

Imágenes:

- La ciencia y los experimentos: http://us.123rf.com/450wm/lenm/lenm1110/lenm111000013/10823973-illustrazione-di-bambini-un-esperimento.jpg?ver=6
- Pasos para diseñar un experimento: http://www.freepik.es/vector-gratis/pack-de-tres-banners-infograficos-coloridos_998361.htm
- Análisis de resultados: https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/564x/fa/51/d3/fa51d30509afe16c7584df4e209dcea1.jpg
- Puesta en común: http://www.freepik.es/vector-gratis/elementos-chat_1010187.htm
- Normas de trabajo en el laboratorio: http://images.slideplayer.es/14/4261006/slides/slide_4.jpg
- Trabajando con productos químicos: http://docplayer.es/docs-images/27/10087854/images/15-0.png
- Nombre de algunos de los materiales más usados en el laboratorio: Imagen tomada por A. Gatto. Licencia: CC BY SA 4.0.

Vídeos:

- Cómo hacer SLIME o BLANDIBLÚ de Frozen con glitter o brillantina. Maynterest. https://www.youtube.com/watch?v=n_z88Z5p_aY

Autoría del Módulo: Profesoras Anarella Gatto y Silvia Pedreira.

agatto@uruguayeduca.edu.uy

spedreira@uruguayeduca.edu.uy

Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional.

Portal Uruguay Educa.

Junio de 2017.