🧬 Biomolècules
Temari / Mòdul 1
1

Mètode científic i disseny experimental

Hipòtesi, variables, grup control i gràfics

En acabar sabràs

  • Ordenar les fases del mètode científic
  • Formular una hipòtesi que es pugui comprovar
  • Identificar variable independent, dependent i controlades
  • Dissenyar un experiment amb grup control i rèpliques
  • Llegir un gràfic de resultats i treure’n conclusions

El mètode científic

La ciència no és una llista de fets: és una manera de preguntar. El mètode científic és el cicle que seguim per respondre una pregunta amb proves.

1. ObservacióQuè veig?2. PreguntaPer què passa?3. HipòtesiPossible explicació4. ExperimentLa poso a prova5. ResultatsDades i gràfics6. ConclusióEs confirma o no?si no es confirma → nova hipòtesi
Si els resultats no encaixen amb la hipòtesi, no és un fracàs: tornem a començar amb una hipòtesi millor.
  • Observació: veus alguna cosa curiosa. Les maduixes amb sucre deixen anar suc.
  • Pregunta: concreta i que es pugui investigar. La concentració de sucre afecta la quantitat d’aigua que perd la fruita?
  • Hipòtesi: una resposta provisional que es pot posar a prova.
  • Experiment: canvies una sola cosa i mesures què passa.
  • Resultats: organitzes les dades en taules i gràfics.
  • Conclusió: decideixes si les dades donen suport a la hipòtesi o la refuten, i ho comuniques.
Idea clau
Una hipòtesi mai no es demostra del tot: les dades la recolzen o la refuten. Per això diem «els resultats donen suport a la hipòtesi», no «queda demostrada».

Com s’escriu una bona hipòtesi

Una bona hipòtesi és contrastable (es pot comprovar amb un experiment) i relaciona dues variables. El format més segur és «Si… aleshores…».

HipòtesiÉs bona?Per què
Les plantes són maques.✗No es pot mesurar ni comprovar.
La llum afecta les plantes.≈Massa vaga: què és «afectar»?
Si una planta rep més hores de llum, aleshores creixerà més centímetres en 3 setmanes.✓Diu què canvio (hores de llum) i què mesuro (cm de creixement).
Truc
Busca a la hipòtesi les dues variables: la que tu canvies va després del «si»; la que mesures, després de l’«aleshores».

Les tres variables

En un experiment hi ha tres tipus de variables. És la pregunta d’examen més habitual d’aquest tema.

VariableQuè ésExemple: llum i plantes
Independent (VI)La que tu canvies a propòsit. Només una!Hores de llum al dia (4, 8, 12, 16 h)
Dependent (VD)La que mesures. Depèn de la VI.Creixement de la planta (cm)
Controlades (VC)Les que mantens iguals a tots els grups.Tipus de planta, aigua, temperatura, test, terra, durada
Idea clau
Si canvies dues coses alhora (per exemple, llum i aigua), no sabràs quina de les dues ha causat el canvi. Per això només hi ha una variable independent.
Truc
Regla per recordar-ho: la VI la tries, la VD la mires. I les controlades, les congeles.

Dissenyar l’experiment: control i rèpliques

Un bon disseny experimental té quatre ingredients:

  1. Grup experimental: el que rep el tractament (la VI canviada).
  2. Grup control: igual en tot però sense el tractament (o amb el valor «normal»). Serveix de referència per comparar.
  3. Rèpliques: repeteix cada condició diverses vegades (per exemple, 3 trossos de patata per concentració) i fes la mitjana. Així redueixes l’efecte de l’atzar.
  4. Mostra suficient: amb una sola planta per grup, qualsevol diferència pot ser casualitat.
Medicaments
En assajos amb persones, el grup control rep un placebo (pastilla sense principi actiu). En un estudi de doble cec ni els pacients ni els investigadors saben qui pren què, per evitar que les expectatives influeixin.

Interpretar resultats: el gràfic

Experiment clàssic (i que lliga amb el mòdul 4): poses trossos de patata iguals en aigua amb diferent concentració de sal durant 1 hora i mesures el % de canvi de massa. Dades d’exemple:

-20-10+10+20000,20,40,60,81,0Concentració de sal (mol/L) → variable independent% canvi de massa → variable dependent≈ 0,24 mol/L: medi isotònic (la massa no canvia)guanya aiguaperd aigua
Dades il·lustratives. La VI va a l’eix horitzontal (X) i la VD a l’eix vertical (Y).
  • La VI sempre va a l’eix X i la VD a l’eix Y. Posa nom i unitats a tots dos eixos.
  • Descriu la tendència: «com més sal, més massa perd la patata».
  • Busca punts especials: on la línia talla el 0 la patata ni guanya ni perd massa.
  • Explica la causa amb la teoria: la patata perd aigua per osmosi quan el medi és hipertònic.
Compte!
Correlació no és causalitat. Que dues coses augmentin alhora (vendes de gelats i cremades solars) no vol dir que una causi l’altra: les dues depenen del sol. Només un experiment controlat pot provar una relació de causa.

Errors típics

Malament
VI: «el creixement de la planta»
Bé
VI: les hores de llum (el que canvio); VD: el creixement (el que mesuro)

La VI és la causa que tu manipules; la VD és l’efecte que observes.

Malament
«L’experiment ha demostrat la hipòtesi.»
Bé
«Els resultats donen suport a la hipòtesi.»

Un nou experiment sempre podria contradir-la; per això la ciència parla amb prudència.

Malament
Grup control: «el grup on no faig res i no mesuro res»
Bé
Grup control: el mateix muntatge sense el tractament, i també es mesura

Sense mesurar el control no tens amb què comparar.

Prova-ho

Respon primer al quadern i després comprova-ho.

Prova-ho

Un alumne vol saber si la temperatura afecta la velocitat amb què fermenta el llevat. Posa llevat i sucre a 10 °C, 25 °C i 40 °C i mesura el volum de CO2 en 20 minuts. Digues la VI, la VD i dues VC.

Comprova la resposta
  1. El que canvia ell: la temperatura → VI.
  2. El que mesura: volum de CO2 → VD.
  3. El que ha de mantenir igual: quantitat de llevat, quantitat de sucre, volum d’aigua, temps (20 min).

VI = temperatura; VD = volum de CO2; VC = quantitat de llevat i de sucre, temps, volum d’aigua…

Prova-ho

Reescriu aquesta hipòtesi perquè sigui contrastable: «El fertilitzant és bo per a les plantes».

Comprova la resposta
  1. Identifica què canviaràs: la quantitat de fertilitzant.
  2. Identifica què mesuraràs: per exemple, l’alçada en cm.
  3. Uneix-ho amb «si… aleshores…».

Ex.: «Si afegeixo més fertilitzant a l’aigua de reg, aleshores les plantes creixeran més cm en 4 setmanes.»

Ara practica
5 exercicis amb solució pas a pas, del repte al bàsic.
Anar als exercicis