El ser humano siempre ha tratado de explicar los fenómenos y problemas naturales y sociales que se presentan en su entorno. La manera en que los ha explicado parte de dos supuestos. En el primero, se basa únicamente en el conocimiento cotidiano, transmitido por padres, abuelos o miembros de la propia comunidad donde se desenvuelve, lo cual ha implicado la reflexión a partir de información y experiencia acumulada. Tal vez recuerdes que tus abuelos o padres lo hicieron contigo y/o tu familia. En el segundo, los seres humanos construyen explicaciones acerca de los conflictos y los fenómenos sociales y naturales –como las enfermedades y la propia muerte– con base en el conocimiento científico, en el cual, a partir de diferentes teorías (generadas desde el conocimiento científico previo) se producen nuevos conocimientos que contribuyen a proponer alternativas fundamentadas de solución a los problemas que enfrenta de manera cotidiana la sociedad.

Es decir, en este caso, la investigación científica se ve impactada por la realidad y, al mismo tiempo, intenta impactarla y transformarla de acuerdo con el interés común y colectivo. Este primer bloque te ayudará a contar con los elementos que te permitan conocer qué es la investigación científica, y la importancia que la misma tiene en el desarrollo de la sociedad y de la humanidad. Esto lo lograrás a partir, primero, de un ejercicio en que tú y el profesor asumen roles específicos sobre una situación imaginaria que se orienta al desarrollo de diversas competencias, como la reflexión, el análisis y la habilidad comunicativa. En segundo lugar, la propuesta se dirige a generar conocimientos para plantear soluciones a problemas y fenómenos sociales y naturales, así como para generar inventos que contribuyan a facilitar nuestras vidas.

Investigación científica

Como ya lo mencionamos, todos los días utilizas la investigación científica y te beneficias de sus hallazgos y de sus inventos: desde la construcción de los caminos por los cuales transita el autobús, las torres que sostienen los cables de electricidad, las leyes que se aprueban para regular la convivencia respetuosa y pacífica entre las personas, la economía que propone la inversión en determinadas áreas y zonas para generar empleos, hasta la presa que permite almacenar agua.

Promueve entre tus compañeros la reflexión sobre los problemas de la comunidad, por ejemplo, los ambientales. Pueden buscar y compartir información sobre problemas y fenómenos regionales y nacionales a través de la radio y, de ser posible, del Internet en páginas web con artículos de investigación. Promuevan su discusión y análisis grupal.

Antes de seguir, conviene que tengas una primera definición de ciencia. En el Diccionario de la lengua española de la Real Academia Española, se indica que la palabra proviene del latín scientĭa, y que significa “conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales”.

Entonces, debemos tener claro que la ciencia está impactando en nuestra vida en lo individual, pero también lo hace en lo colectivo. Si vuelves a ver los ejemplos que propusiste, te podrás dar cuenta de que varios, si no es que todos, tienen impacto social.

Por ejemplo, los teléfonos celulares con conectividad a Internet pueden ser una herramienta poderosa que contribuya a mitigar daños a los integrantes de tu comunidad, al hacerles saber de la proximidad de un huracán, o bien, para enviar información tuya o de tus familiares que son beneficiarios (o quieren serlo) de algún pro- grama social, como becas o proyectos productivos; de igual manera, la promoción de acciones individuales y colectivas para evitar arrojar basura a los ríos, reducir su contaminación y evitar enfermedades se derivan del impacto social que genera el conocimiento producido por la investigación científica.

Puedes igualmente apoyar a familiares y a miembros de tu comunidad en investigaciones que les permitan construir una propuesta de proyecto productivo local, a partir del cual se favorezcan el empleo y los ingresos en tu localidad. La mayoría de los inventos y herramientas conocidos se lograron gracias a la investigación científica. Pero, ¿qué es y quiénes producen la ciencia? ¿Cómo se produce? ¿Qué se necesita para producirla? Abundemos un poco más, antes de intentar responder las preguntas anteriores.

En ese orden de ideas, debemos precisar que la ciencia es una actividad que se caracteriza por buscar las causas de los fenómenos, e intenta comprender cómo y por qué suceden las cosas. Esta búsqueda ha generado muchos beneficios como:

• La elaboración de medicamentos
• El control sobre fuentes de energía como la electricidad y el gas
• El desarrollo de tecnología de todo tipo (en la materia Ética abordarás los problemas que también se han resuelto a raíz del uso que se ha hecho de algunos conocimientos científicos)

Esta actividad de búsqueda también ha generado diversas visiones del mundo y del Universo, independientes de cualquier beneficio tecnológico o médico, que han transformado la manera en que los seres humanos pensamos en nosotros mismos. Un ejemplo son los hallazgos astronómicos, como las galaxias con otros sistemas solares y con planetas semejantes al nuestro. Descubrimientos de este tipo pueden transformar a la sociedad.

Esta búsqueda de la comprensión de los procesos naturales y de las causas de diferentes fenómenos se realiza de una manera especial. La forma en que los científicos buscan el saber es precisamente lo que hace diferente a la ciencia de otras maneras de buscar entendimiento.

Seguramente te habrás dado cuenta de que los inventos y ejemplos utilizados fueron desarrollados por personas con diferentes formaciones académicas. El investigador médico, de manera individual o en equipo con un biólogo, pudo desarrollar la medicina que cura alguna de las enfermedades que de manera frecuente pueden afectarte, o a tu familia e incluso a tu comunidad.

Entonces, ¿existen muchas ciencias? Sí, y cada una de ellas analiza y estudia un problema, un fenómeno o una situación específicos de la naturaleza o de la sociedad, y lo hace con la intención de explicarla, identificar sus causas e incluso proponer soluciones.

El biólogo que desarrolla medicamentos, por ejemplo, se tiene que apoyar en otras ciencias para alcanzar sus objetivos, tendrá que hacer cálculos matemáticos, usar sustancias desarrolladas por los químicos y emplear un microscopio. Este mismo científico puede indagar sobre qué órgano de los seres vivos actuará una medicina, curando o mitigando una enfermedad.

Un químico investiga la composición de los plásticos y establece procesos para reciclarlos, con lo cual se reduce o evita la contaminación con los envases desechables, aunque él no se haya propuesto indagar sobre los efectos nocivos del plástico.

En las siguientes imágenes podrás observar cómo se aplica la investigación científica para plantear el reciclamiento como una solución al problema de la contaminación por desechos plásticos. El punto de partida es el resultado de una investigación en la que, por ejemplo, una organización dedicada al cuidado y la conservación del medio ambiente demuestra que, en las zonas rurales, existe un problema de contaminación por plásticos tirados al suelo o arrojados a los ríos y lagos.

Conviene que de manera inicial también cuentes con la definición de investigación, pues más tarde la necesitarás para construir de manera individual y colectiva con tus compañeros una definición de investigación científica, tema central de este apartado. De acuerdo con la Real Academia Española (RAE), proviene del latín in- vestigatĭo, -ōnis, y es la acción y efecto de investigar.

La investigación científica tiene como base el método científico, el cual es un conjunto de pasos ordenados que siguen una secuencia lógica y que persiguen un objetivo. También puede decirse que es sistemático e incluye las técnicas de observación, experimentación, análisis, reflexión e informe de los resultados obtenidos. Para el aprendizaje y desarrollo de competencias relacionadas con los temas de este bloque, te proponemos participes activamente jugando el rol que se te propone. Lee los siguientes párrafos y luego realiza la o las actividades que se indican.

La investigación científica puede entenderse como la búsqueda intencionada de conocimiento o de soluciones a problemas de carácter científico. El método científico es el que indica cuál es el camino que debe seguirse, así como el conjunto de técnicas adecuadas y congruentes que habrán de utilizarse.

Etapas de la investigación científica

Es importante que sepas que los científicos e investigadores emplean la mayoría de las etapas que se indican a continuación. De manera simple, se dividen en dos grupos: generales y particulares. Recuerda que no constituyen un patrón obligatorio a seguir, pero sí es muy importante que las tomes en consideración, ya que describen la secuencia ordenada e intencionada para que puedas avanzar en la construcción de tu proyecto de investigación y, por qué no, generar conocimiento o soluciones a los problemas que hay en tu comunidad o región.

Es importante que tengas presente que estas etapas son semejantes a las que guían el trabajo de especialistas y expertos, y que la diferencia con el trabajo en el aula se encuentra en el nivel de profundidad.

Los tipos de investigación

De manera cotidiana buscas y reúnes información sobre temas que te interesan.  Lo has venido haciendo a lo largo de tu vida, y en la escuela, más. La obtienes de diversas fuentes: libros, revistas, Internet, tus abuelos, padres, profesores.

Se trata de una búsqueda, a partir de curiosidad o interés, orientada por un específico, que puede ser resolver dudas, realizar un trámite o simplemente tener más información. Sucede lo mismo en la investigación científica, salvo que, como ya lo dijimos, esta normalmente se orienta a buscar soluciones a problemas.

De acuerdo con los medios utilizados por el investigador para obtener datos, la investigación se clasifica en documental, de campo o experimental, cuyas definiciones y características se desarrollan a continuación y se muestran en el gráfico siguiente.

Debes tener presente que para cada tipo de investigación hay un proceso y objetivos específicos. La finalidad de la investigación científica es:

• Conocer mejor la realidad, entenderla y explicar por qué los fenómenos que en ella ocurren evolucionan de una manera y no de otra.
• Incrementar los conocimientos.
• Proponer soluciones a problemas y fenómenos que afectan a la sociedad.
• Formular teorías o modificar las existentes.

Asimismo, es necesario que conozcas los elementos presentes en toda investigación científica, ya que los mismos te permiten observar que existe un proceso a seguir, que corresponde con una estructura. Se reconocen cuatro elementos presentes en toda investigación: sujeto, objeto, medio y fin. En el siguiente gráfico se describen:

Investigación documental

La investigación documental es una etapa central y sustantiva de toda investigación científica. Es una estrategia de lectura, observación y reflexión sistemática sobre hechos, situaciones, problemas o fenómenos (como la contaminación con plásticos o la migración).

Para ello se usan diferentes tipos de documentos, tales como libros, revistas, documentos oficiales (programas de vacunación), documentos legales (leyes, reglamentos), documentos históricos (actas de nacimiento, tratados), grabaciones y videos. En la actualidad se pueden consultar muchos de ellos utilizando las nuevas tecnologías.

Este tipo de investigación indaga, interpreta y presenta datos e informaciones sobre un tema determinado de cualquier área. Para ello, emplea la lectura, la observación, la sistematización de datos y el análisis como herramienta, y se orienta hacia resultados que puedan ser la base para el desarrollo de soluciones a problemas específicos. Recuerda que ya cuentas con conocimientos y aprendizajes previos.

La investigación documental tiene como objetivo fundamental el análisis de diferentes hechos y fenómenos históricos, psicológicos, sociológicos, ambientales, políticos, etcétera, a partir de la documentación existente. Esto significa que debes elegir un tipo de investigación que sea adecuado al tema, problema o fenómeno que propongas, con la intención de conocer sus causas y las alternativas de solución.

Debes tener muy presente que los avances y resultados de tus lecturas, observaciones y hallazgos, que te servirán para realizar reflexiones y análisis, requieren clasificarse y organizarse pues, de otra manera, tu esfuerzo resultaría poco útil. En algunos casos, la investigación documental se constituye en un tipo de investigación completa, que se encarga de la recopilación de la producción documental. Por ejemplo, las biografías de personajes de la historia del país son representativas de la investigación documental en una investigación final sobre la vida de algún héroe o sobre la fundación de un país.

Las características relevantes de una investigación documental completa son las siguientes:

• Realiza una recopilación adecuada de datos que permiten (re)descubrir hechos, identificar problemas, proponer otras fuentes de investigación, elaborar instrumentos de investigación y construir hipótesis.
• Utiliza documentos apropiados; recolecta, selecciona, analiza y presenta hallazgos coherentes.
• Emplea el análisis, la síntesis, la deducción y la inducción.
• Se realiza con la finalidad de contribuir a la construcción de conocimientos, los cuales casi siempre tienen el propósito de beneficiar a las personas, aunque en otras ocasiones su uso conlleva intenciones negativas que causan daños a la gente o al ambiente. En este caso piensa, por ejemplo, en que el uso de sierras y maquinaria potentes ha favorecido cortar árboles de manera ilegal. Las sierras no se crearon para darles mal uso, pero se les puede utilizar así.

Investigación de campo

Para empezar, reflexiona a partir de la siguiente pregunta. ¿Qué sucede cuando no hay suficiente información documental sobre una situación o un fenómeno? O bien, cuando el problema es tan reciente que se ha investigado muy poco.

Para resolver este problema se recurre a la investigación de campo, la cual se apoya en informaciones que provienen, entre otras fuentes, de entrevistas, cuestionarios, encuestas y observaciones personales.

Casi por regla general, es el tipo de investigación que tendrías que realizar en el lugar en que aconteció el tema, fenómeno o conflicto que se pretende investigar. Tendrás que preguntar a las personas que conocen del mismo, o que resultan afectadas directamente.

Ten en cuenta que se trata de la investigación aplicada para comprender y resolver alguna necesidad, problema o fenómeno en un lugar específico. Por esa razón, debes trabajar en el ambiente donde conviven las personas; para ello, te apoyarás en entrevistas y cuestionarios que les tendrías que aplicar. También podrás recabar video, grabaciones de audio, fotografías.

Esto se muestra con claridad en el siguiente gráfico:

No debes olvidar que la investigación de campo es totalmente compatible con la investigación documental. Esta última proporciona la información existente sobre el tema, fenómeno o situación que se propone investigar. Tal conocimiento precedente evita una duplicidad de trabajos.

Con la información previa obtenida en fuentes documentales, como periódicos, li- bros, revistas, etcétera, puedes precisar el lugar donde tendrás que realizar la investigación de campo y cuáles serán las personas adecuadas para aplicar las entrevistas, así como elaborar las preguntas que te permitan obtener los datos más relevantes para cumplir el objetivo de tu investigación.

Para reforzar tus aprendizajes sobre la investigación de campo, a continuación se describen algunos de los procedimientos más importantes.

• Observación. Durante la investigación se utiliza el sentido de la vista; es necesario mirar, ver con los ojos y con la razón.
• Encuesta. Es una técnica de la investigación de campo por medio de la cual recibes de las personas información pertinente para los fines que persigues. Con ello reúnes testimonios orales y escritos de personas vivas.
• Cuestionario. Es un instrumento para que recopiles datos. Puedes realizarlo a través de preguntas por escrito relacionadas con la situación, el problema o el fenómeno que te motiva a realizar la investigación.
• Entrevista. Te permite obtener información oral de parte de una persona, que se recaba en una situación de entrevista personal, cara a cara.

Investigación experimental

Es muy probable que hayas escuchado que a nivel del mar el agua hierve (alcanza el punto de ebullición) a los 100 grados centígrados. Para llegar a tal conclusión, el investigador tuvo que hacer varias pruebas en las cuales midió la temperatura a la que hierve el agua a diversas alturas sobre el nivel del mar. Tomó registros y, con base en ellos, estableció y comprobó que el punto de ebullición de este vital líquido varía según la altura a la que se ponga a hervir.

Lo anterior significa que cuanto mayor sea la altura sobre el nivel del mar, el punto de ebullición del agua será cada vez menor, por debajo de los 100º C.

Como puedes inferir de lo anterior, la investigación experimental es aquella en la que puedes modificar uno o varios de los elementos del fenómeno, situación o problema que se investiga, a partir de lo cual verificas si se presenta un comportamiento específico diferente para cada cambio que haces. En este caso, se modificó la altura sobre el nivel del mar donde se ponía a hervir el agua.

A dichos elementos que puedes cambiar se les denomina variables independientes y al efecto que esperas lograr (ebullición del agua) se le denomina variable dependiente. Observa la siguiente gráfica.

La información que se obtiene proviene de una actividad intencional por parte del investigador, del científico o tuya, como estudiante, la cual está dirigida a modificar la realidad, con el propósito de crear el fenómeno mismo que se indaga, y así observarlo y compararlo, para llegar a conclusiones.

Normalmente un experimento se construye para explicar algún tipo de causalidad, es decir, cuáles son los elementos que producen un fenómeno o que tienen la capacidad de modificarlo. La investigación experimental es importante para la sociedad, pues nos ayuda a mejorar nuestra vida diaria.

La manipulación o modificación intencionada, por parte del investigador, científico o estudiante, de las condiciones en que el fenómeno o problema se presenta permite el registro de información, y el análisis del efecto producido por la manipulación de uno o más elementos/causas identificado(a)s.

Por ejemplo, reflexiona sobre el caso de una persona enferma de diabetes que ha observado un descontrol de sus niveles de glucosa, lo cual pone en riesgo varios de sus órganos e incluso su vida. La enfermedad y su probable agravamiento sería la variable dependiente, es decir, los cambios que pueda experimentar están sujetos a diversas causas o variables independientes.

El doctor le prescribe medicamentos que habrá de tomar cada determinado tiempo bien, antes de comer (elemento que puedes modificar, también llamada variable independiente); adicionalmente, le indica que debe modificar los alimentos que consume, evitando el consumo de azúcar y de pan (otro elemento que se puede modificar o variable independiente), y que haga ejercicio de manera cotidiana (elemento modificable o variable independiente). A partir de ello, se espera tener un efecto positivo logrando el control de la enfermedad, al estabilizar dentro de los niveles adecuados la glucosa en la sangre del paciente.

Observa que se habla en plural de elementos que pueden ser modificados, a los que técnicamente se les llama variables independientes (no en singular). Siguiendo este ejemplo, si el enfermo toma los medicamentos observando con rigor los horarios e indicaciones, seguramente verá una mejoría en su salud; sin embargo, será difícil que logre controlar su enfermedad si no pone en práctica las otras indicaciones del médico.

La importancia y los logros de la investigación científica en el desarrollo de la humanidad

En las secciones anteriores se han perfilado algunos elementos acerca de la importancia que tiene la investigación científica en las personas y en las sociedades, solucionando problemas que enfrentan y que tienen efectos negativos en las personas, ya sea en su salud o en su bienestar familiar.

La ciencia siempre ha avanzado junto al ser humano, ya sea para obtener recursos, para hacer posibles tareas difíciles, para transportar personas o mercancías o simplemente disfrutar de mayor comodidad. Esto nos demuestra que el avance científico está siempre ligado al desarrollo humano. Los conocimientos que han resultado de las investigaciones científicas han tenido, y seguirán teniendo, impacto en la humanidad: en la salud, en la alimentación, en la educación, en la conservación del medio ambiente, en la seguridad de las personas, en las comunicaciones, en el desarrollo urbano, etcétera.

Conforme nos adentramos en el siglo XXI, miramos con mayor detenimiento el pasado que nos define en la actualidad. En él encontramos el legado de ideas que los científicos plasmaron en documentos y lienzos, en piedras de castillos, iglesias y edificios públicos, en las cárceles y los hospitales. En algunos momentos de la historia de la humanidad, la investigación científica ha evitado pandemias y hambrunas, al tiempo que ha mejorado las condiciones de vida de las personas (devolviéndoles la salud, o recuperando la capacidad motriz con una prótesis), sustentado y provocando el desarrollo económico.

Ten en cuenta que la evolución y los avances de la ciencia a partir de la investigación científica, iniciaron con el origen mismo del ser humano. Éste primero observó, reflexionó y luego se planteó la necesidad de construir soluciones a problemas y situaciones diversas. Por ejemplo, para transportar una mayor cantidad de alimentos o trasladarse con mayor rapidez de un lugar a otro, inventó la rueda y la aplicó en las carretas y más tarde en la fabricación de autos y camiones.

La fabricación de herramientas a partir del uso de metales tuvo impacto en diferentes ámbitos, como la agricultura y la creación de utensilios cada vez de mejor calidad y eficacia, lo cual fue posible gracias a los primeros pasos dados en el campo de la química; la evolución en las técnicas de cultivo se produjo por la observación de las plantas, es decir, por la aplicación de conocimientos de biología. En  n, la lista es muy larga y el propósito central es motivarte a reflexionar sobre los efectos de la investigación científica y su impacto en la sociedad.

Los logros a nivel mundial

¿Te has puesto a pensar que cada cultura ha aportado al desarrollo de la ciencia y de la investigación científica y que esto ha tenido impacto en toda la humanidad? El punto es que la investigación científica debe regirse por el objetivo de proponer solución a problemas que enfrentan las personas en comunidades, regiones, estados y países, e incluso a nivel mundial.
Así, por ejemplo, los árabes proporcionaron a la humanidad la numeración que hoy conoces, además de otros conocimientos importantes en geometría y trigonometría que permiten hacer cálculos en arquitectura, ingeniería y biología, por citar tan solo algunas áreas del conocimiento.

¿Sabías que científicos ingleses inventaron la máquina de vapor que provocó cambios importantes en el transporte y la producción de telas, lo cual a su vez afectó la economía en todo el planeta?

Si alguna vez te has enfermado de una infección en la garganta y el médico te ha recetado penicilina para curarte, se debe a que en el terreno de la salud Alexander Fleming descubrió la penicilina, que permitió que se trataran las infecciones bacterianas que generalmente causaban la muerte de las personas enfermas.

Hablemos ahora de un celular o una computadora. Estos inventos fueron posibles gracias a que la investigación científica descubrió la aplicación del silicio en la fabricación y desarrollo de teléfonos celulares y equipos de cómputo.

También está la invención del papel por parte de los chinos; el descubrimiento de los rayos X y sus aplicaciones en la medicina; la invención del microscopio y su empleo en varias áreas del conocimiento, como la agricultura y la biología celular; y la ingeniería genética que ha abonado a una mayor producción alimentaria al seleccionar y utilizar las semillas de aquellas plantas con mayor productividad.

En la actualidad eres testigo de un desarrollo científico acelerado. En tan solo dos siglos se han registrado avances e inventos como la maquinaria para uso agrícola, las computadoras personales, las televisiones planas, los automóviles, los aviones, los trasbordadores espaciales, la red de Internet, las redes sociales y la teoría de la relatividad.

Fuente: Secretaría de Educación Pública. (2015). Metodología de la investigación. Ciudad de México.