Secuencia Didáctica 2: Biología, tecnología y sociedad 1) Métodos de investigación científica 2) Ciencia, tecnología y sociedad 1) ¿Qué es la ciencia? La ciencia (del latín scientia 'conocimiento') es el conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales. El término ciencia proviene de un vocablo latino que significa “saber” o “conocer”. La ciencia es una forma de pensar y un método para investigar de manera sistemática el mundo que nos rodea. Utilizando el método científico, los investigadores realizan observaciones cuidadosas, hacen preguntas críticas, desarrollan hipótesis (suposiciones susceptibles de verificación), hacen predicciones que pueden someterse a prueba, y efectúan experimentos para probar sus predicciones. Interpretan los resultados de sus experimentos y hacen conclusiones a partir de ellos. Es el conocimiento sistematizado, elaborado a partir de observaciones y el reconocimiento de patrones regulares, sobre los que se pueden aplicar razonamientos, construir hipótesis y construir esquemas metódicamente organizados. La ciencia utiliza diferentes métodos y técnicas para la adquisición y organización de conocimientos sobre la estructura de un conjunto de hechos objetivos y accesibles a varios observadores, además de estar basada en un criterio de verdad y una corrección permanente. En conclusión, la ciencia es un conjunto de saberes construidos por el hombre para poder explicar la realidad, es decir, lo que sucede a su alrededor. En la constante necesidad del hombre de obtener nuevos conocimientos, la ciencia progresa y los saberes ya aceptados pueden ser ratificados, ampliados, modificados y en algunos casos demostrar que no tienen validez debido a errores en su construcción. ACTIVIDADA # 1 Completa el siguiente cuadro con el texto anterior. 1.- 2.- Característica Sistemática (ejemplo) Que se rige por una serie de leyes y principios ej. Leyes de la herencia, Principio: causa-efecto Metodológica Utiliza métodos (procedimientos) ej. Método científico. 3.- Objetiva Estudia los objetos hechos por sus características, sin que intervenga el juicio del que investiga ej. la anatomía del hombre, no su pensamiento. 4.- Verificable Al repetir el estudio bajo las mismas condiciones, se obtienen los mismos resultados ej. El sistema nervioso, es igual en todos los seres humanos Modificable El conocimiento nunca está acabado. Siempre se puede ser profundizado, replanteado y aún, rechazado ej. Teoría de la generación espontánea que ha sido rechazada ej. Los estudios de genética han revolucionado el campo de la agronomía, entre otros. 5.- Enunciado del texto que la describe Es el conocimiento sistematizado, elaborado a partir de observaciones y el reconocimiento de patrones regulares. ACTIVIDAD 1A) Subraya las frases que consideres están relacionadas con el concepto de ciencia. 1. La ciencia resuelve todas las preguntas 2. La Biología es una ciencia formal 3. Los que se dedican a la ciencia no pueden tener creencias religiosas 4. Los conocimientos científicos son peligrosos 5. La ciencia tiene la verdad absoluta 6. Los datos obtenidos por la ciencia se pueden comprobar 7. La ciencia busca explicar los fenómenos de la naturaleza 8. Los conocimientos científicos no cambian 9. “El romper un espejo te provoca mala suerte” esto es una hipótesis científica 10. La ciencia obtiene datos de un solo experimento y de allí genera teorías La ciencia es una actividad humana relacionada con el conocimiento, que busca comprender tanto al ser humano como todos los aspectos del universo que lo rodea. Es particularmente importante para la supervivencia del hombre conocer el funcionamiento de la naturaleza, ya que de ella se obtiene alimento, agua, abrigo, combustibles y muchos recursos más. El estudiante de bachillerato, durante el tiempo dedicado a su preparación, ha tenido acercamiento al conocimiento generado por varias ciencias como Matemáticas, Química, Ciencias Sociales, Geografía, y otras. Actualmente se vive en un mundo que depende cada vez más de la ciencia y la tecnología: los adelantos la industria de la alimentación, los procesos de producción en las fábricas, la medicina, la educación, la comunicación o el transporte están muy ligados al avance científico. La ciencia no es algo misterioso. Ser científico no impide participar en otros campos de la actividad humana. Las características que definen a la ciencia son: 1. Fáctica: describe los hechos tal y como son. 2. Trasciende los hechos: descarta hechos, produce nuevos hechos y los explica. 3. Analítica: la ciencia intenta descubrir los elementos que componen cada totalidad, así como las interconexiones que explican su integración. 4. Especializada: es consecuencia del enfoque analítico. 5. Clara y precisa: la ciencia torna preciso lo que el sentido común conoce de manera confusa. 6. Comunicable: la ciencia es expresable y pública. 7. Empírica: la comprobación de las hipótesis implica la experiencia. 8. Metódica: la ciencia es planeada, los científicos saben lo que buscan y cómo encontrarlo. 9. Sistemática: el conocimiento científico es un sistema de ideas conectadas lógicamente entre sí. 10. General: el científico intenta exponer los universales que se esconden en el seno de los propios singulares. 11. Legal: la ciencia busca leyes de la naturaleza o de la cultura y las aplica. 12. Explicativa: los científicos procuran responder por qué ocurren los hechos y cómo ocurren. 13. Predictiva: la ciencia trasciende los hechos de experiencia imaginando cómo pudo haber sido el pasado y cómo podrá ser el futuro. 14. Abierta: no reconoce barreras que limiten el conocimiento. 15. Útil: la ciencia busca la verdad, y la utilidad es una consecuencia de su objetividad. 2) CIENCIAS FORMALES Y FÁCTICAS ACTIVIDAD # 2 Con la ayuda de tu maestro elaboren un organizador gráfico del tema de la CIENCIA Y CONOCIMIENTO. CIENCIAS FORMALES O IDEALES: Los objetos de las ciencias formales son ideales. Su método es la deducción. Los entes ideales existen en la mente humana. Los lógicos y los matemáticos construyen sus propios objetos de estudio (símbolos vacíos). CIENCIAS FÁCTICAS: Los objetos de las ciencias fácticas son materiales. Su método es la observación y la experimentación, aunque también la deducción. Su criterio de verdad es la verificación. Interpretan las formas ideales en términos de hechos y experiencias. Su estudio nos lleva a considerar el mundo como inagotable y el hombre como una empresa inconclusa e interminable. 3) CONOCIMIENTO El hombre, a lo largo de su existencia, ha sentido curiosidad por conocer el mundo que le rodea y ha pretendido dar explicaciones a una serie de interrogantes, que le han surgido de su contacto directo o indirecto con las cosas, hechos y fenómenos que la naturaleza le presenta. Gran parte de las explicaciones que ha dado se fundan en supuestos, creencias y generalizaciones que son aceptadas por razones de autoridad, experiencia, o de fe, sin crítica o razonamiento que sustente su veracidad. El conocimiento es el entendimiento, inteligencia, razón natural. Aprehensión intelectual de la realidad o de una relación entre los objetos, facultad con que nos relacionamos con el mundo exterior. Conjunto de saberse sobre un tema o sobre una ciencia. La adquisición del conocimiento está en los medios intelectuales de un hombre (observación, memoria, capacidad de juicio, etc.…). A medida que crece el conocimiento se da tanto el cambio cualitativo por haber en ello un incremento de reorganización del conjunto y de adquisición de los mismos. Sus objetivos son 1) Alcanzar una verdad objetiva. 2) Es un proceso dialéctico basado en la contemplación viva sensación, percepción y representación. 3) Asimila el mundo circulante. CONOCIMIENTO VULGAR O EMPÍRICO Se define como el conocimiento basado en la experiencia y en la percepción, que todo hombre adquiere debido a las diversas necesidades que se le presentan en la vida, adquirido muchas veces por instinto y no pensamiento fundamentado donde todo conocimiento que se genera no implica a la ciencia o leyes. Llamado conocimiento ingenuo, directo es el modo de conocer, de forma superficial o aparente se adquiere contacto directo con las cosas o personas que nos rodean. Es aquel que el hombre aprende del medio donde se desenvuelve, se transmiten de generación en generación. Este se adquiere por medio del azar. No es verificable ni subjetivo. Está sujeto a nuestra experiencia y modo de sentir. Es dogmático porque se apoya en creencias y respuestas no verificables. Es inexacto, sin definiciones son pocos precisos. Es subjetivo. Es vago sin definiciones. CONOCIMIENTO CIENTÍFICO Llamado Conocimiento Crítico, no guarda una diferencia tajante, absoluta, con el conocimiento de la vida cotidiana y su objeto puede ser el mismo. Intenta relacionar de manera sistemática todos los conocimientos adquiridos acerca de un determinado ámbito de la realidad. Es aquel que se obtiene mediante procedimientos con pretensión de validez, utilizando la reflexión, los razonamientos lógicos y respondiendo una búsqueda intencional por la cual se delimita a los objetos y se previenen los métodos de indagación. Este se adquiere mediante la razón. Es verificable, puede estar basado en la experiencia, pero se puede demostrar. Es objetivo. Es sistemático, se adquiere mediante el conocimiento acumulativo, porque sirve de base para otros entendimientos. Es sistemático, porque se adquiere con procedimiento TIPOS DE CONOCIMIENTOS Conocimiento Explícito.- A diferencia del conocimiento tácito, de este sabemos que lo tenemos y para ejecutarlo somos conscientes de ello. Por esto es más fácil de transmitir o representarlo en un lenguaje, debido a que sus características son: ser Estructurado y Esquematizado Conocimiento Tácito.- Es conocido como el tipo de conocimiento inconsciente, del cual podemos hacer uso, lo que hace que podamos implementarlo y ejecutarlo, como se diría, de una forma mecánica sin darnos cuenta de su contenido. Conocimiento Intuitivo.- El conocimiento intuitivo está definido como la aprehensión inmediata de las experiencias internas o externas en su experimentación o percepción. Esto quiere decir que nos da una especie de sensación vaga sobre algo sino que se establece como la visión clara y directa de experimentar las cosas en su forma original. Conocimiento Revelado.- Se da sobre algo oculto o un misterio que alguien desea manifestar o se pretende conocerlo y para terminar unas definiciones dadas por Kant: A priori.- Se lo considera como el conocimiento que es necesariamente verdadero y universal, y que por tanto no depende de experiencias. A posteriori.- Basado en la experiencia, (ver empírico) El conocimiento racional, denominado "ratio", es decir razón, es el conocimiento propio de la ciencia; este conocimiento no sólo capta ideas con claridad y distinción, sino también sus nexos necesarios. El conocimiento intuitivo se da cuando percibimos el acuerdo o desacuerdo de las ideas de modo inmediato, a partir de la consideración de tales ideas y sin ningún proceso mediador. ("... a veces la mente percibe de un modo inmediato el acuerdo o desacuerdo de dos ideas por sí solas, sin intervención de ninguna otra; y a esto, creo, puede llamarse conocimiento intuitivo"). 4) EL MÉTODO CIENTÍFICO El método científico es un proceso destinado a explicar fenómenos, establecer relaciones entre los hechos y enunciar leyes que expliquen los fenómenos físicos del mundo y permitan obtener, con estos conocimientos, aplicaciones útiles al hombre. Los científicos emplean el método científico como una forma planificada de trabajar. Sus logros son acumulativos y han llevado a la Humanidad al momento cultural actual. A continuación se presentan las fases que identifican al método experimental, uno de los procesos de investigación de la Biología. 1. La observación Los científicos se caracterizan por una gran curiosidad y el deseo de conocer la naturaleza. Cuando un científico encuentra un hecho o fenómeno interesante lo primero que hace es observarlo con atención. La Observación consiste en examinar atentamente los hechos y fenómenos que tienen lugar en la naturaleza y que pueden ser percibidos por los sentidos. 2. Formulación de hipótesis Después de las observaciones, el científico se plantea el cómo y el porqué de lo que ha ocurrido y formula una hipótesis. Formular una hipótesis consiste en elaborar una explicación provisional de los hechos observados y de sus posibles causas. 3. Experimentación Una vez formulada la hipótesis, el científico debe comprobar si es cierta. Para ello realizará múltiples experimentos modificando las variables que intervienen en el proceso y comprobará si se cumple su hipótesis. Experimentar consiste en reproducir y observar varias veces el hecho o fenómeno que se quiere estudiar, modificando las circunstancias que se consideren convenientes. Durante la experimentación, los científicos acostumbran a realizar múltiples medidas de diferentes magnitudes físicas. De esta manera pueden estudiar qué relación existe entre una magnitud y la otra. 4. Emisión de conclusiones El análisis de los datos experimentales permite al científico comprobar si su hipótesis era correcta y dar una explicación científica al hecho o fenómeno observado. La emisión de conclusiones consiste en la interpretación de los hechos observados de acuerdo con los datos experimentales. 5. Ley científica A veces se repiten ciertas pautas en todos los hechos y fenómenos observados. En este caso puede enunciarse una ley. Una ley científica es la formulación de las regularidades observadas en un hecho o fenómeno natural. Por lo general, se expresa matemáticamente. 6. Teoría científica Las leyes científicas se integran en teorías. Una teoría científica es una explicación global de una serie de observaciones y leyes interrelacionadas. ACTIVIDAD # 3 Lee el resumen de investigación e identifica los pasos del método científico. Comparte tus interpretaciones con las de compañeros, tomen acuerdos y registren la respuesta acordada. “Cambios en el valor nutritivo de papas durante distintos tratamientos culinarios” Se determinaron los contenidos de humedad, cenizas, proteínas, grasa, almidón y ácido ascórbico en papas de la variedad Cara, antes y después de aplicar los siguientes tratamientos culinarios: fritura, cocción en agua, asado y arrugado, con objeto de conocer el aporte real de nutrientes por su consumo. La fritura es el tratamiento culinario que implica una mayor deshidratación, siendo el agua sustituida en parte por aceite, el cual representa en las papas fritas el 20,2% del peso seco. En las otras tres formas de preparación culinaria se observan pérdidas menores de agua. Los contenidos de almidón y ácido ascórbico disminuyeron con los diferentes tratamientos culinarios, excepto con la fritura. En relación a los contenidos de proteínas y cenizas, las papas fritas y las asadas fueron las más ricas en estos nutrientes. Esto se debe a la deshidratación y pérdidas de almidón que se producen en la fritura y asado respectivamente. Las papas cocidas en agua, por el contrario, mostraron las menores concentraciones de estos nutrientes lo cual se asocia a pérdidas por lixiviación. Cuando se expresaron los resultados en peso seco se observó una disminución de los contenidos de almidón, cenizas y ácido ascórbico con los tratamientos culinarios ensayados, mientras que aumentó el porcentaje de proteínas. Las papas asadas fueron las que mostraron un mayor y menor contenido de proteínas y ácido ascórbico respectivamente. Las papas cocidas en agua tuvieron los menores contenidos de cenizas, lo cual se debe probablemente a las pérdidas por lixiviación, y las papas arrugadas y asadas presentaron los menores contenidos de almidón. Problema planteado Hipótesis Diseño experimental Conclusiones Pasos del método científico (Ejercicio) Actividad # 4 Lee el siguiente texto e identifica en él las ideas que corresponden a cada uno de los pasos del método científico. Anota con tus palabras la idea que corresponde a cada paso. En 1668, el médico Florencio Francisco Redi (1621-1697) escribía que: “... creo que todos los gusanos que se hallan en los alimentos en descomposición proceden de las moscas, y no de la putrefacción. Me confirmo en ello observando que antes de que la carne se agusanara, andaban por ahí moscas idénticas a las que más tarde creaban en ellas. Vana es la creencia no confirmada por experimentos. Por eso puse una culebra (muerta), algo de pescado y una tajada de ternera en cuatro garrafas grandes y de ancha abertura, que cerré y sellé. Luego llené de la misma manera otras tantas garrafas, pero las deje abiertas. La carne y el pescado que contenían se agusanaron. En las garrafas cerradas no había gusanos, a pesar de que el contenido se hallaba putrefacto y hediondo. En la parte de afuera, sobre las garrafas cerradas se veían moscas que se afanaban por entrar a través de algunas de las rendijas. De esta manera, la carne de los animales muertos no puede engendrar gusanos, a menos que se depositen en ellas huevos de seres vivos. Por haber sacado el aire de las garrafas cerradas, hice un nuevo experimento para quitar toda duda. Puse carne y pescado en una vasija cubierta de gasa. Para protegerla mejor contra las moscas la coloque en un armario cubierto también de gasa. Nunca vi gusanos en la carne, aunque muchos encima del armario y las moscas se posaban en la gasa exterior y ahí depositaban a sus gusanos.” Pasos del método Científico Observación Ideas del texto Planteamiento del problema Hipótesis Experimentación Verificación de la hipótesis Conclusiones Actividad # 5 Lee el siguiente texto y en equipos llenen el cuadro que se presenta, al terminar coméntenlo con el resto del grupo tomando turnos y escuchando atentamente al resto de los compañeros. Nuestra vida se desarrolla en estrecha relación con la naturaleza y su funcionamiento, que depende de los cuidados que tenemos hacia ella, nos impacta de manera directa tanto positiva como negativamente. Es un error considerar que nuestros avances tecnológicos diseñados para tener una mejor “calidad de vida” como: Autos, industria, artículos electrónicos, maquinaria, productos químicos etc. nos permiten vivir al margen del resto de la biosfera y en general del mundo que nos rodea; su estructura y funcionamiento, nos demuestra la profundidad de estas relaciones. Ejemplo 1. Los plaguicidas son sustancias químicas destinadas a prevenir, destruir o controlar las plagas. Se ha afirmado que ningún otro grupo de productos conocidos por su toxicidad son utilizados tan ampliamente. La Organización Mundial de la Salud estima que cada año se producen en el mundo alrededor de un millón de intoxicaciones agudas por exposición a plaguicidas, con una letalidad entre 0.4% y 1.9%. La exposición laboral se encontraría detrás de 70% de estos casos mortales. Por otra parte, la exposición mantenida a bajas dosis de plaguicidas se ha relacionado con una variedad de trastornos a medio y largo plazo, incluyendo diferentes tipos de cáncer, alteraciones de la reproducción y alteraciones del sistema nervioso, entre otros problemas. El uso de sustancias agroquímicas es una práctica ampliamente generalizada en todo el mundo. Ejemplo 2. La Energía nuclear a debate. El anuncio del cierre de la central nuclear de Garoña en 2011 ha reabierto el debate sobre la energía nuclear. El Gobierno ha reiterado así su decisión de establecer una agenda para reducir progresivamente la energía nuclear en España. Sus defensores la presentan como un sistema limpio, sin emisiones de gases contaminantes ni de efecto invernadero; sistema seguro –se dice–, porque cuenta con procedimientos más modernos; y necesarios, porque permite reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles. Sin embargo; los críticos recuerdan sus problemas, como el de los residuos radiactivos, y destacan que frenaría a las energías renovables, las únicas que pueden abastecer de manera ecológica las necesidades energéticas mundiales. Ejemplo No Tecnología utilizada Beneficios de la tecnología Desventajas de la tecnología 1 2 5) CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD. Los avances en la ciencia y la tecnología están muy relacionados, el conocimiento científico tiene un papel importante en el desarrollo de la tecnología. A su vez, los cambios tecnológicos producen transformaciones sociales importantes. Tanto la ciencia como la tecnología tienen que ver con el conocimiento, es decir, involucran un proceso intelectual, y en ambas el conocimiento está sujeto a comprobación, lo cual significa que los resultados que producen son repetibles. La ciencia pretende establecer leyes generales que expliquen el funcionamiento de la naturaleza, y la tecnología consiste en desarrollar aparatos o instrumentos que den solución a necesidades sociales. 1. La combinación de la tecnología con la Biología ha dado lugar a la biotecnología, la cual no es nueva, ya que se ha utilizado desde hace mucho tiempo. Por ejemplo, cuando se usaron microorganismos para fermentar el jugo de uva y producir vino. Los avances de la biotecnología han sido asombrosos. 2. El descubrimiento de la estructura del ADN abrió la posibilidad de la modificación genética de diversos organismos, a la obtención de productos como vacunas, hormonas, medicamentos de alta precisión, que antes no se consideraba poder obtener. 3. De igual modo los avances tecnológicos puestos al servicio de la humanidad, han permitido perfeccionar las técnicas de diagnóstico de enfermedades, y algunos padecimientos que causaban gran mortandad ahora han sido superados, el promedio de vida del ser humano se ha elevada cada vez más. 4. La Biología es una ciencia en donde el trabajo científico está sujeto a una ética, debe regirse bajo ciertas normas y valores propios de la ciencia, como la veracidad de los descubrimientos, el posible daño de los experimentos científicos, el respeto a la salud, el cuidado del ambiente y otras formas de vida, y la aplicación adecuada de los resultados de una investigación. 5. La Biología es una de las ciencias fundamentales para entender a los seres vivos. Desde sus inicios ha recurrido al auxilio de otras ciencias y su acervo científico es tan amplio que se han creado nuevos campos de estudio. Actividad # 5 Investiga qué se estudia en los temas indicados a continuación. Una vez que conozcas el campo de estudio, comenta sobre los beneficios y riesgos de la aplicación de estos conocimientos, así como sus implicaciones éticas. Tema Exobiología Terapia Génica Clonación Xenotransplantes Alimentos transgénicos Genoma humano Eutanasia Aborto Objeto de estudio Comentarios sobre: Beneficios Riegos