H4 · Habilidades PAES

Evaluar: validez, replicabilidad, coherencia y tecnología

Plan de clase de 90 minutos para juzgar investigaciones: validez y confiabilidad, replicar procedimientos frente a reproducir resultados, coherencia entre componentes, y el aporte a la tecnología, con ítems tipo PAES.

Objetivo de la clase

Evaluar la validez, confiabilidad, alcances y limitaciones de una investigación, su replicabilidad/reproducibilidad, la coherencia entre componentes y su contribución a tecnologías, para resolver ítems tipo PAES de la habilidad H4.

10 minInicio

Activación vinculada a la PAES

Un equipo afirma haber comprobado la ley de Ohm con una sola medición (\(V=6{,}0\,\mathrm{V}\), \(I=0{,}30\,\mathrm{A}\)) y concluye que “todo resistor del universo cumple \(V=IR\)”. El principal problema de validez/alcance es:

A) Una sola pareja de datos no establece un patrón ni generaliza a todos los resistores

B) El cuociente \(V/I\) no se puede calcular con esos números

C) Una medición basta para probar linealidad si \(R\) resulta \(20\,\Omega\)

D) El alcance es adecuado porque 6 V es un valor típico de laboratorio

Ver desarrollo
A. \(R=20\,\Omega\) puede ser correcto para ese caso, pero un punto no prueba linealidad ni autoriza a hablar de “todos los resistores”. B es falsa (\(V/I\) sí se calcula); C y D confunden un valor típico o un cuociente puntual con un patrón y un alcance válidos.
Preguntas breves
¿Validez y confiabilidad son lo mismo? ¿Replicar el procedimiento es idéntico a obtener el mismo número? ¿Puede una hipótesis ser coherente con el objetivo y la conclusión no?
Conceptos previos clave

Cuatro lentes para evaluar

H4 analiza validez y confiabilidad (para replicar, reproducir, mejorar o adaptar), la coherencia interna entre componentes, y las aplicaciones tecnológicas de una investigación.

LentePregunta guía
Validez¿El diseño mide lo que dice medir? ¿Las variables extrañas están controladas?
Confiabilidad¿Mediciones repetidas son consistentes? ¿Hay suficientes datos?
Alcance / limitación¿Hasta dónde se puede generalizar? ¿Qué quedó fuera (roce, \(T\), escala)?
Replicabilidad¿Otro equipo podría seguir los pasos con la información dada?
Reproducibilidad¿Se obtienen resultados compatibles en otra ocasión o laboratorio?
Coherencia¿Objetivo, hipótesis, variables, datos y conclusión se corresponden?
Tecnología¿Qué dispositivo o práctica mejora gracias a esa investigación?
Replicar = poder repetir el método. Reproducir = volver a hallar el resultado. Un informe sin instrumentos ni cantidades no se replica bien, aunque la idea sea correcta.
20 minDesarrollo 1

Validez, confiabilidad y replicar vs reproducir

Debilita la validez

  • No controlar variables (el resistor se calienta y \(R\) cambia).
  • Instrumento inadecuado (cronómetro de 1 s para caídas de 0,3 s).
  • Conclusión sobre una variable no medida.
  • Muestra de 1 o sesgo (solo un tipo de lente, un solo borde de placa).

Debilita la replicabilidad

  • No informar distancias, escalas, modelo del sensor, n de mediciones.
  • “Se calentó un rato” sin tiempo ni potencia.
  • Pasos en otro orden esencial no descritos.

Un resultado no reproducible (números que bailan sin error reportado) pide revisar el procedimiento, no “inventar” una ley nueva al primer desajuste.

Válido y confiable Sesgado (poco válido) Disperso (poco confiable)
20 minDesarrollo 2

Coherencia interna y puente a la tecnología

Evalúe si dos o más piezas “se hablan”: una hipótesis sobre masa y aceleración no se cierra con una conclusión sobre el color del móvil. Un objetivo de “relacionar \(I\) y \(V\)” no se cumple midiendo solo la temperatura del aula.

Investigación / ideaAporte tecnológico típico (PAES)
Propagación e interferencia de EMRadar, Wi-Fi, fibra óptica, radio
Lentes y espejosTelescopios, lentes oftálmicas, cámaras
Circuitos, Ohm, potenciaProtecciones domiciliarias, eficiencia, medidores
Tectónica y ondas sísmicasNormas de construcción, redes de monitoreo
La tecnología no “prueba” sola la teoría, pero H4 pide reconocer cómo la investigación alimenta un dispositivo o una mejora (alcance, precisión, seguridad, eficiencia).
30 minTrabajo de estudiantes

Ejercicios tipo PAES

1. Se mide el período de un péndulo con un reloj de cocina (resolución 1 min) para oscilaciones de 1,5 s. La principal limitación es:

A) el período de 1,5 s es incompatible con cualquier péndulo

B) un reloj de resolución 1 min basta, porque se puede estimar a ojo la fracción

C) el instrumento no tiene resolución adecuada (validez de la medición)

D) el problema es no haber usado un amperímetro

Ver respuesta
C. Un intervalo de 1,5 s no se distingue con resolución de 1 min: no se mide lo que se pretende. A es falso (sí hay péndulos de ese orden); B sobreestima el instrumento; D asocia un aparato de corriente a una magnitud temporal.
2. Un grupo toma 12 mediciones de \(I\) a cada \(V\) y reporta el promedio y la dispersión. Eso mejora sobre todo:

A) la confiabilidad de los resultados

B) la validez de medir corriente con un termómetro

C) la replicabilidad de un procedimiento que no se describió

D) el marco conceptual de Newton, de manera automática

Ver respuesta
A. Repetir y reportar dispersión habla de consistencia (confiabilidad). No corrige un instrumento inadecuado (B), no reemplaza un protocolo ausente (C) ni “mejora Newton” (D).
3. Concluir la ley de Ohm para “cualquier material a cualquier temperatura” a partir de un solo carbono a 20 °C es un problema de:

A) confiabilidad, porque bastarían más repeticiones del mismo material y \(T\)

B) replicabilidad, solo porque el protocolo no se publicó

C) coherencia, porque el objetivo era medir el color del resistor

D) alcance o sobre-generalización

Ver respuesta
D. La conclusión excede la muestra y las condiciones. A apunta a repeticiones del mismo caso, no a generalizar a todo material; B y C nombran otros lentes de H4 que el enunciado no sitúa como el problema central.
4. Se investiga el roce, pero no se controla si la superficie está mojada a veces. La validez se ve afectada porque:

A) el agua mejora la validez al agregar más datos

B) aparece una variable extraña no controlada

C) el roce deja de ser una fuerza cuando hay agua

D) el problema es solo de elección del gráfico (H5), no del diseño

Ver respuesta
B. Sin controlar la humedad, los cambios de roce pueden deberse al agua y no a la variable de interés: baja la validez. A invierte el diagnóstico; C es una afirmación física incorrecta como “solución”; D desplaza el problema a la comunicación.
5. Un informe dice “medimos la luz” sin ángulo, distancia ni tipo de sensor. Lo más crítico es:

A) la baja replicabilidad del procedimiento

B) la alta reproducibilidad garantizada por esa frase

C) la validez perfecta, porque “luz” ya es una variable única

D) la coherencia con una conclusión sobre la ley de Ohm

Ver respuesta
A. Otro equipo no puede repetir los pasos. B y C afirman lo contrario de lo que permite el informe; D introduce un modelo eléctrico que el enunciado no usa.
6. Dos laboratorios siguen el mismo protocolo de \(I\)–\(V\) y obtienen pendientes compatibles dentro del error. Eso ilustra principalmente:

A) irreproducibilidad

B) que copiaron una conclusión de un medio de prensa

C) reproducibilidad de los resultados

D) ausencia de modelo

Ver respuesta
C. Resultados compatibles entre grupos, con el mismo protocolo, hablan de reproducibilidad. A afirma lo contrario; B y D no se siguen de la coincidencia de pendientes.
7. Un equipo no logra el mismo alcance del proyectil que otro, pero usó otra masa y otro ángulo no declarados. Antes de rechazar la cinemática, H4 pide:

A) declarar que el modelo de Galileo no aplica nunca

B) eliminar los datos que no coinciden

C) medir una variable no mecánica, como el color del patio

D) revisar si el procedimiento fue realmente el mismo (replicabilidad)

Ver respuesta
D. Sin el mismo procedimiento no se juzga la reproducibilidad del fenómeno ni se descarta el modelo. A, B y C saltan a una conclusión indebida o cambian de variable.
8. Publicar valores de \(n\) con el par de medios, \(\lambda\) aproximada y el método (Snell) permite:

A) solo mejorar el título del informe

B) que otros repliquen o adapten la medición

C) prohibir la refracción en otros laboratorios

D) garantizar la ausencia de todo error futuro

Ver respuesta
B. Información operativa aumenta la replicabilidad. No es un adorno (A), no “prohíbe” un fenómeno (C) y no elimina todo error (D).
9. Objetivo: relacionar \(a\) con \(F\) a masa constante. Conclusión: “el auto de cierto color es más aerodinámico, sin datos de \(a\) ni de \(F\).” Hay falta de:

A) validez de un amperímetro que no se usó

B) replicabilidad de un protocolo de lentes

C) coherencia entre objetivo y conclusión

D) aporte tecnológico del radar

Ver respuesta
C. Objetivo y conclusión no se corresponden: se pidió \(a\) y \(F\) y se concluyó color/aerodinámica sin esas variables. A, B y D nombran componentes ajenos a este desajuste.
10. Hipótesis: “a mayor \(\lambda\), menor \(f\) en el vacío”. Datos de radio y de luz visible la cumplen, pero la conclusión dice “en el agua \(c\) es mayor que en el vacío”. El problema es:

A) coherencia entre hipótesis/datos y conclusión

B) que \(c=\lambda f\) no puede usarse nunca con radio ni con visible

C) que la conclusión es coherente porque cambia de medio a propósito

D) que no hay problema de coherencia si el texto es extenso

Ver respuesta
A. Hipótesis y datos hablan de \(\lambda\) y \(f\) en el vacío; la conclusión cambia de medio y afirma algo no sustentado (y físicamente invertido). B es falsa; C y D niegan el desajuste.
11. Se declara variable independiente el ángulo de incidencia, pero en la práctica se cambió el prisma cada vez. La incoherencia es entre:

A) el marco conceptual de la deriva continental

B) la tecnología del kWh

C) un informe que sí detalla ángulos y prisma de manera completa

D) el diseño declarado y el procedimiento real (variables)

Ver respuesta
D. Se mezcló una segunda independiente (el prisma/medio) no anunciada. A y B son temas ajenos; C contradice el enunciado: el procedimiento no coincidió con lo declarado.
12. Marco conceptual: lentes convergentes. Procedimiento: solo espejos planos. Conclusión sobre el aumento de una lupa. Lo más débil es:

A) que las lupas no puedan existir como instrumentos

B) la coherencia marco–procedimiento–conclusión

C) que los espejos planos produzcan siempre aumento 100 veces

D) la ausencia de datos sísmicos en el informe

Ver respuesta
B. El procedimiento no produce evidencia del modelo usado en la conclusión. A, C y D no identifican ese desajuste entre piezas de la investigación.
13. La investigación de ondas EM y su reflexión ha contribuido principalmente a:

A) el diseño de calefactores por efecto Joule, de manera exclusiva

B) la datación de fósiles de ambientes continentales

C) el radar y las comunicaciones inalámbricas

D) la medición de \(g\) con un péndulo

Ver respuesta
C. Propagación y eco de radio/microondas alimentan radar y enlaces inalámbricos. A, B y D son aplicaciones de otros campos (Joule, paleontología, cinemática), no el puente más directo de esa investigación.
14. Estudios de eficiencia y potencia eléctrica impactan la tecnología cotidiana porque:

A) permiten diseñar artefactos y leer el consumo (kWh) con criterio

B) permiten prescindir de cualquier modelo de circuito

C) demuestran que la potencia no se relaciona con el consumo

D) reemplazan la tectónica de placas como modelo de la Tierra

Ver respuesta
A. De circuitos y \(P=VI\) se pasa a etiquetas, boletas y diseño. B y C niegan el modelo o la relación \(E=Pt\); D mezcla ejes temáticos.
15. El conocimiento de bordes de placa y ondas P/S contribuye a:

A) omitir la sismicidad en las normas de construcción

B) detener las placas con un anclaje rígido

C) eliminar la astenosfera como capa del modelo

D) redes de monitoreo y criterios de construcción más informados

Ver respuesta
D. La investigación alimenta monitoreo y normas, no el control del manto. A, B y C no son aplicaciones tecnológicas reales de ese conocimiento.
10 minCierre

Síntesis y ticket de salida

  1. Validez: ¿mide lo que dice? Confiabilidad: ¿es consistente?
  2. Replicar el método no garantiza el mismo dígito; hay que mirar condiciones.
  3. Coherencia: objetivo, variables, datos y conclusión deben coincidir.
  4. Pregunte también: ¿qué tecnología se alimenta de esto?

Ticket PAES

Complete: “Si otro curso no puede repetir el experimento porque faltan cantidades, hay un problema de ________; si el objetivo habla de corriente y la conclusión habla del color, hay un problema de ________.”

Respuesta esperada
replicabilidad (del procedimiento) y de coherencia entre componentes.

Distribución sugerida de los 90 minutos

MomentoTiempoPropósito
Inicio PAES10 minalcance de una sola medición
Validez y replicar20 mininstrumento, control, informe operable
Coherencia y tecnología20 minpiezas del informe y aplicaciones
Ejercitación30 min15 ítems de los cuatro criterios de H4
Cierre10 minticket replicabilidad vs coherencia