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.
- 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.
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…».
| Hipòtesi | És 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). |
Les tres variables
En un experiment hi ha tres tipus de variables. És la pregunta d’examen més habitual d’aquest tema.
| Variable | Què és | Exemple: 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 |
Dissenyar l’experiment: control i rèpliques
Un bon disseny experimental té quatre ingredients:
- Grup experimental: el que rep el tractament (la VI canviada).
- Grup control: igual en tot però sense el tractament (o amb el valor «normal»). Serveix de referència per comparar.
- 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.
- Mostra suficient: amb una sola planta per grup, qualsevol diferència pot ser casualitat.
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:
- 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.
Errors típics
La VI és la causa que tu manipules; la VD és l’efecte que observes.
Un nou experiment sempre podria contradir-la; per això la ciència parla amb prudència.
Sense mesurar el control no tens amb què comparar.
Prova-ho
Respon primer al quadern i després comprova-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
- El que canvia ell: la temperatura → VI.
- El que mesura: volum de CO2 → VD.
- 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…
Reescriu aquesta hipòtesi perquè sigui contrastable: «El fertilitzant és bo per a les plantes».
Comprova la resposta
- Identifica què canviaràs: la quantitat de fertilitzant.
- Identifica què mesuraràs: per exemple, l’alçada en cm.
- Uneix-ho amb «si… aleshores…».
Ex.: «Si afegeixo més fertilitzant a l’aigua de reg, aleshores les plantes creixeran més cm en 4 setmanes.»
5 exercicis amb solució pas a pas, del repte al bàsic.