Clase PAES: Planificar y conducir una investigación

Objetivo de la clase

Identificar los componentes de una investigación, distinguir variables, asociar instrumentos, determinar el objetivo, seleccionar procedimientos y evidencias que sustenten leyes, teorías o modelos, para resolver ítems tipo PAES de la habilidad H2.

10 minInicio

Activación vinculada a la PAES

Se investiga cómo depende la corriente \(I\) del voltaje \(V\) en un resistor a temperatura constante. Se varía \(V\) con una fuente y se mide \(I\) con un amperímetro. ¿Cuál es la variable independiente?

A) La corriente \(I\)

B) La temperatura del laboratorio, que se mantiene fija

C) El voltaje \(V\)

D) El amperímetro usado para registrar \(I\)

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C. Independiente: la que el equipo manipula (\(V\)). Dependiente: la respuesta medida (\(I\)). Controlada: la temperatura (y el resistor). El amperímetro es un instrumento, no una variable del diseño.

Preguntas breves

¿El amperímetro es una variable o un instrumento? ¿El objetivo es “usar el amperímetro” o “determinar cómo varía \(I\) con \(V\)”? ¿Qué evidencia sustentaría la ley de Ohm?

Conceptos previos clave

El mapa de una investigación

H2 implica diseñar un plan de pasos para obtener evidencia, sea experimental, no experimental, documental o bibliográfica.

Componente	Función breve
Marco conceptual (teoría, ley, modelo)	Ideas con las que se interpreta el problema.
Pregunta / problema / objetivo	Qué se quiere resolver o lograr.
Hipótesis / predicción / observación	Explicación tentativa, resultado esperado o dato de partida.
Variables y diseño / procedimiento	Qué se cambia, qué se mide, cómo se hace.
Instrumentos y materiales	Con qué se miden o controlan las variables.
Evidencia / resultado / inferencia / conclusión	Datos, lectura de datos y respuesta al objetivo.

Tres variables: independiente (se cambia), dependiente (se mide), controlada (se mantiene). El instrumento no es la variable: la sirve.

20 minDesarrollo 1

Variables, instrumentos y objetivo

Asociar el instrumento a la variable

Tiempo \(\rightarrow\) cronómetro, fotocompuertas.
Corriente \(\rightarrow\) amperímetro en serie.
Voltaje \(\rightarrow\) voltímetro en paralelo.
Temperatura \(\rightarrow\) termómetro, sensor.
Longitud de onda / espectro \(\rightarrow\) red de difracción, espectroscopio (nivel cualitativo PAES).

Objetivo, procedimiento y material

El objetivo responde “para qué se investiga” (determinar, comparar, relacionar). El procedimiento es la secuencia de pasos. Los materiales son medios, no el fin.

Objetivo típico: “Relacionar \(I\) con \(V\) en un resistor a \(T\) constante.”
No es objetivo: “Usar cables y una fuente.”

20 minDesarrollo 2

Procedimientos y evidencias que sustentan un modelo

Seleccionar un procedimiento es elegir el camino adecuado al problema: medir en el laboratorio, comparar datos históricos, analizar un gráfico, usar un modelo matemático. Seleccionar evidencia es elegir datos que realmente apoyen (o pongan en duda) una ley, teoría o modelo — no anécdotas irrelevantes.

Modelo o ley	Evidencia pertinente (ejemplos)	No es evidencia pertinente
Ley de Ohm	Tabla \(V\)–\(I\) lineal; \(R=V/I\) aproximadamente constante	El color de la fuente; “el circuito se ve ordenado”
Tectónica de placas	Sismicidad en bordes, dorsales, fosas, paleomagnetismo	La opinión de un personaje famoso
MRUA	\(x\) vs \(t^2\) lineal; aceleración constante en fotocompuertas	Que el auto sea de cierta marca

La evidencia sustenta el modelo si se relaciona con sus predicciones. Un procedimiento es válido si permite obtener esa evidencia con las variables bien definidas.

30 minTrabajo de estudiantes

Ejercicios tipo PAES

1. Para sustentar que \(V=IR\) en un resistor óhmico, la evidencia más pertinente es:

A) una fotografía del montaje, sin datos de \(V\) ni de \(I\)

B) la afirmación del docente, sin mediciones

C) varios pares \((V,I)\) que se alinean y dan \(R\) aproximadamente constante

D) un único valor de \(R\) calculado sin variar \(V\)

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C. La ley predice proporcionalidad: varios pares \((V,I)\) alineados contrastan esa predicción. Una foto o la autoridad no son evidencia del modelo; un solo punto no establece linealidad.

2. ¿Qué evidencia sustentaría mejor la expansión del fondo oceánico (no solo la deriva continental)?

A) bandas de polaridad simétricas y edad del fondo creciente al alejarse de la dorsal

B) el encaje de África y América del Sur, por sí solo

C) fósiles de Glossopteris en continentes hoy separados, por sí solos

D) la coincidencia de cinturones de roca entre continentes, sin datos del fondo marino

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A. A son observaciones que el modelo de expansión predice. B, C y D apoyan el desplazamiento continental (Wegener), pero no el mecanismo de creación y alejamiento del fondo.

3. En un informe se lee: “Se espera que, al duplicar \(V\), \(I\) se duplique.” Ese enunciado es:

A) una conclusión ya demostrada con los datos finales

B) un instrumento de medición

C) una variable controlada

D) una predicción

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D. Adelanta un resultado si vale el modelo óhmico: es predicción, no conclusión (aún no hay datos finales), ni instrumento, ni una magnitud que se mantenga fija.

4. “Determinar cómo varía el período de un péndulo con la longitud, a pequeña amplitud” corresponde a:

A) un material del montaje

B) una inferencia a partir de datos ya tomados

C) un voltímetro

D) el objetivo de la investigación

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D. Enuncia el para qué: relacionar variables. No nombra un material, no infiere resultados ya obtenidos y no es un instrumento.

5. Identifique el componente: “Newton: \(\vec{F}_{\mathrm{neta}}=m\vec{a}\)”.

A) resultado experimental obtenido esta semana en el laboratorio

B) marco conceptual (ley o modelo)

C) procedimiento de medición

D) instrumento

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B. Es la ley con la que se interpreta el problema, no un dato de esta semana, ni los pasos del diseño, ni un aparato.

6. Se quiere saber si un espejo es cóncavo o convexo por la imagen de un objeto lejano. El procedimiento más adecuado es:

A) medir solo la masa del espejo

B) observar si la imagen es real e invertida o virtual, derecha y reducida

C) registrar únicamente el color del marco

D) preguntar qué forma “se ve más estética”

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B. El modelo de formación de imágenes predice esos dos tipos de imagen para objeto lejano; observarlas distingue cóncavo de convexo. Masa, color o una valoración estética no producen esa evidencia.

7. Para resolver si dos lámparas están en serie o en paralelo, un procedimiento pertinente es:

A) destornillar una y ver si la otra se apaga (serie) o sigue (paralelo), midiendo además \(I\) y \(V\)

B) inferir la conexión solo por el color de los cables

C) comparar únicamente la temperatura de las lámparas, sin abrir el circuito

D) identificar la marca comercial de cada lámpara

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A. El test de apertura y las mediciones distinguen la topología. El color de los cables, la temperatura sola o la marca no determinan si la conexión es serie o paralelo.

8. Problema documental: “¿Qué usos tiene el infrarrojo en tecnología?” El procedimiento más coherente es:

A) medir la corriente en un resistor de carbón, sin relacionarla con el infrarrojo

B) cronometrar la caída de un móvil desde una altura fija

C) seleccionar y contrastar fuentes sobre sensores, controles remotos o visión nocturna

D) determinar el índice de refracción del agua con un prisma

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C. H2 incluye investigación documental: el plan debe obtener evidencia bibliográfica pertinente al infrarrojo. Los otros procedimientos son científicos, pero no responden a ese problema.

9. El objetivo de una investigación NO es:

A) relacionar la rapidez de una onda con \(\lambda\) y \(f\)

B) comparar el alcance con y sin consideración de roce

C) “usar la cubeta de ondas porque está disponible en el laboratorio”

D) determinar si \(I\) es proporcional a \(V\) en un resistor

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C. El objetivo es el para qué (relacionar, comparar, determinar). Usar un material porque está disponible es un medio, no el propósito. A, B y D sí enuncian un objetivo.

10. “Comprobar si el tiempo de caída desde la misma altura es independiente de la masa (despreciando el aire)” es:

A) un objetivo de investigación

B) un instrumento

C) una conclusión ya obtenida

D) la variable controlada “masa”, exclusivamente

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A. Declara qué se quiere resolver: es el objetivo. No es un aparato ni una conclusión (aún no hay resultados). En este diseño la masa se varía o se compara, no se reduce a “solo controlada”.

11. Para registrar la variable “corriente”, el instrumento asociado es:

A) un termómetro conectado en paralelo

B) un voltímetro en paralelo

C) una regla graduada

D) un amperímetro en serie

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D. La corriente se mide con amperímetro, en serie. El voltímetro (B) mide voltaje; termómetro y regla miden otras magnitudes.

12. Si la variable de interés es el tiempo de un móvil entre dos puntos, el material más pertinente es:

A) cronómetro o fotocompuertas

B) un calorímetro

C) un espectroscopio

D) un interruptor diferencial

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A. El instrumento debe corresponder a la variable temporal. Los otros miden calor, espectro o cumplen una función de protección, no ese intervalo.

13. En “efecto de la longitud del péndulo sobre el período”, la variable dependiente es:

A) la longitud, que se cambia a propósito

B) el período, que se mide como respuesta

C) la masa, si se mantiene fija

D) el color del hilo

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B. Dependiente = respuesta medida (período). La longitud es independiente; la masa fija es controlada; el color no entra en este diseño.

14. Se estudia la refracción: se cambia el ángulo de incidencia y se mide el de refracción, con el mismo par de medios. La variable controlada es:

A) el ángulo de incidencia

B) el ángulo de refracción

C) el par de medios (por ejemplo agua–aire)

D) ninguna, porque en un experimento “todo varía”

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C. Los medios se mantienen y fijan los índices \(n\). El de incidencia se manipula (independiente); el de refracción se mide (dependiente). D es falsa.

15. Distinga independientes, dependiente y controlada en “¿cómo cambia la potencia de un calefactor al variar \(V\), con \(R\) fija?”:

A) independiente \(P\); dependiente \(V\); controlada ninguna

B) independiente \(R\); dependiente \(V\); controlada \(P\)

C) las tres variables son \(V\)

D) independiente \(V\); dependiente \(P\); controlada \(R\)

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D. Se manipula \(V\), se obtiene \(P\) y se mantiene \(R\). A y B invierten los roles; C no distingue las tres.

10 minCierre

Síntesis y ticket de salida

H2 es el plan: qué evidencia, con qué componentes, cómo.
Nombre cada pieza: objetivo, variables, instrumentos, procedimiento, evidencia.
La evidencia debe poder sustentar (o no) un modelo, no ser decorativa.

Ticket PAES

Complete: “La variable ________ se manipula; la ________ se mide; el ________ no es una variable, sirve para medirla.”

Respuesta esperada

independiente, dependiente e instrumento.

Distribución sugerida de los 90 minutos

Momento	Tiempo	Propósito
Inicio PAES	10 min	reconocer la independiente en un circuito
Variables e instrumentos	20 min	mapa de componentes y objetivo
Procedimientos y evidencia	20 min	qué dato sustenta un modelo
Ejercitación	30 min	15 ítems que cubren los seis criterios de H2
Cierre	10 min	ticket de variables e instrumento