Identificación de tendencias, patrones y relaciones en datos científicos

¿Qué son los datos científicos?

Como ya sabrá, las preguntas son la columna vertebral de las investigaciones científicas. ¿Qué necesitan las plantas para crecer? ¿Qué proteínas controlan la división celular? ¿Cómo se heredan los rasgos? La mayoría de las preguntas sobre el mundo natural pueden responderse recopilando datos científicos en experimentos. Los datos científicos no son solo observaciones sobre un fenómeno, es información recopilada de experimentos que están cuidadosamente diseñados para probar una variable a la vez.

Antes de comenzar un experimento, es importante tener una hipótesis basada en la investigación de antecedentes. Una hipótesis es una conjetura o predicción fundamentada sobre lo que mostrará su experimento. Las hipótesis generalmente toman la forma de «si-entonces-porque». Si cambio algo , algo sucederá porque .

Después de recopilar sus datos, es importante analizar sus resultados y luego volver a compararlos con la hipótesis; pero, ¿cómo analiza exactamente los datos? ¿Qué debe buscar para apoyar o refutar su hipótesis? Los científicos se enfocan en tres formas de analizar datos: observar tendencias, patrones y relaciones. Para comprender estas formas de análisis, veamos un ejemplo de cada una.

Mirando Tendencias

Uno de los temas ecológicos más importantes en la actualidad es el cambio climático. Los científicos han estado estudiando cómo han cambiado las temperaturas de la superficie durante más de 100 años. Todos los años hay algunos días en los que hay temperaturas anormalmente altas y temperaturas anormalmente bajas. Los datos pueden trazarse como un diagrama de dispersión, donde se incluye un punto para cada temperatura registrada. Aunque algunos días son altos y otros más bajos que el promedio, en general la temperatura aumenta cada año.

Aunque existen algunas discrepancias en los datos, las temperaturas globales generales han aumentado con el tiempo.

Esta es una tendencia , la tendencia general a cambiar de un conjunto de datos. Los puntos de datos pueden variar ligeramente, pero en general los datos se mueven en una dirección. En el caso del calentamiento global, existe una tendencia de aumento de temperatura durante un largo período de tiempo. Los escépticos del cambio climático argumentarán que todavía hay días fríos, por lo que el calentamiento global no puede estar ocurriendo. Pero, cuando examinamos los datos científicos, podemos ver que, en general, la tendencia es que la temperatura global está aumentando.

Mirando Patrones

Los patrones en la ciencia son un poco diferentes. Los datos no tienen que seguir una tendencia, siempre suben o bajan con el tiempo. Un patrón es cuando los datos se repiten de forma predecible. Un buen ejemplo de un patrón en la ciencia proviene del padre de la genética, Gregor Mendel. Mendel fue un científico del siglo XIX que estudió la genética de las plantas de guisantes. Él criaría plantas de guisantes con diferentes características y observaría cómo estas características aparecían en la próxima generación. Cuando crió una planta amarilla de raza pura con una planta verde de raza pura, notó que todas las plantas eran amarillas.

Estos datos también se presentaron con otros rasgos, como el tamaño de la planta, la forma de la vaina de los guisantes y el color de la flor. Un rasgo enmascararía al otro. Mendel notó este patrón en sus experimentos. Esto llevó a Mendel a proponer la idea de dominio: que algunos rasgos enmascaran a otros. Este es un modo común de herencia y explica muchos rasgos en los humanos, como el color de ojos, la forma de las orejas y las líneas del cabello.

Mirando las relaciones

Las relaciones son similares a las tendencias, excepto que los datos tienen una relación matemática clara. Veamos un ejemplo. En su laboratorio de física, está examinando la relación entre masa y fuerza. Cada vez que aplique una masa diferente a una báscula de resorte y mida la fuerza. Cuando aplica 1 kg de masa, registra una fuerza de 10N. Cuando aplica 2 kg de masa, registra una fuerza de 20N. Sus datos continúan de esta manera para las masas restantes que pesa.

A partir de sus datos, concluye que por cada kg de masa agregado, la fuerza medida en Newtons aumenta en 10. Esto se llama relación directa : cuando una variable aumenta o disminuye, la otra variable hace lo mismo. Los datos se ajustan a la fórmula de la segunda ley de Newton: la fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración.

F = ma

A veces, una variable tiene el efecto contrario sobre la otra. Al estudiar el movimiento, mides cuánto tiempo les toma a los carros que se mueven a diferentes velocidades viajar un metro. Cuando usa una velocidad mayor, el automóvil tarda menos en recorrer la distancia. Esto se llama relación indirecta : cuando una variable sube, la otra baja.

Gráficos para relaciones directas versus indirectas

¿Apoyar o refutar?

Entonces, ahora que podemos identificar tendencias, patrones y relaciones durante nuestro análisis de datos, ¿qué hacemos con esa información? Después de cualquier investigación científica, debe volver a su hipótesis. Primero, refresque su memoria sobre lo que pensó que sucedería. A continuación, vaya a sus datos y a las tendencias, patrones o relaciones que encontró. ¿Coinciden con lo que predijeron? ¿Hubo alguna discrepancia?

Si sus datos coincidían con su hipótesis, su hipótesis fue apoyada. Puede continuar repitiendo el experimento para mejorar la confiabilidad de sus resultados o continuar con más preguntas sobre el tema. Sin embargo, a veces nuestros datos refutan nuestra hipótesis, lo que significa que no coinciden con lo que predijimos. ¿Que haces en esta situacion?

Primero, verifique nuevamente las tendencias. Puede parecer que sus datos no se ajustan a su hipótesis, pero observe la dirección general de sus datos. Si definitivamente no coincide, piense en otra explicación de lo que está viendo. Si sus datos no respaldaron su hipótesis, no significa que su experimento sea incorrecto o malo; todo lo que significa es que está ocurriendo otro fenómeno científico, y es su trabajo diseñar un nuevo experimento para descubrir qué es.

Resumen de la lección

Los datos científicos se recopilan de experimentos cuidadosamente diseñados basados ​​en investigaciones de antecedentes y una hipótesis. Una vez recopilados los datos, se pueden analizar buscando tendencias, patrones y relaciones. Las tendencias son direcciones generales de datos, como un aumento general de la temperatura global. Los patrones no implican necesariamente que los datos vayan en un sentido u otro, sino que describen una observación repetida. Las relaciones son como tendencias, pero implican una relación matemática, como la fuerza y ​​la masa, según la segunda ley de Newton. Las relaciones pueden ser directas , donde ambas variables aumentan o disminuyen; o indirecta , donde una variable aumenta a medida que la otra disminuye.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador