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24.2: Técnicas experimentales - Biología

24.2: Técnicas experimentales - Biología


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El proyecto ENCODE utilizó una amplia gama de técnicas experimentales, que van desde RNA-seq, CAGE-seq, Exon Arrays, MAINE-seq, Chromatin ChIP-seq, DNase-seq y muchas más.

Una de las técnicas más importantes utilizadas fue ChIP-seq (inmunoprecipitación de cromatina seguida de secuenciación). El primer paso en un experimento de ChIP es apuntar a fragmentos de ADN asociados con una proteína específica. Esto se hace mediante el uso de un anticuerpo que se dirige a la proteína específica y se usa para inmunoprecipitar el complejo ADN-proteína. El último paso es analizar el ADN. Esto determinará las secuencias unidas a las proteínas.

ChIP-seq tiene varias ventajas sobre las técnicas anteriores (por ejemplo, ChIP-chip). Por ejemplo, ChIP-seq tiene resolución de un solo nucleótido y su alineación aumenta con la longitud de lectura. Sin embargo, ChIP-seq tiene varias desventajas. Los errores de secuenciación tienden a aumentar sustancialmente cerca del final de las lecturas. Además, con un número bajo de lecturas, la sensibilidad y la especificidad tienden a disminuir al detectar regiones enriquecidas. Ambos problemas surgen al procesar los datos y muchas de las técnicas computacionales buscan rectificar esto.


24.2 Teorías y perspectivas en la educación científica

En este libro se abordan numerosas teorías y perspectivas sobre la enseñanza y el aprendizaje de la ciencia, algunas de las más destacadas se mencionan aquí.

24.2.1 - Aprendizaje activo: aprender haciendo
El aprendizaje activo es un conjunto de estrategias que plantea la responsabilidad de aprender con el alumno. El aprendizaje por descubrimiento, el aprendizaje basado en problemas (22.3), el aprendizaje experimental y la instrucción basada en la investigación (22.1) son ejemplos de aprendizaje activo. Discusión, debate (22.4), preguntas de los estudiantes (5.1, 22.1, 23.1), pensar-pares-compartir (25.7), escritura rápida (25.7), encuestas, juego de roles, aprendizaje cooperativo (22.3, 22.5), proyectos grupales (13.1 -8, 22.5) y las presentaciones de los estudiantes (22.4) son algunas de las muchas actividades impulsadas por el alumno. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que incluso la lectura puede ser un evento de aprendizaje activo si los estudiantes procesan y filtran la información a medida que se proporciona. Las notas de Cornell (3.1) y la creación de diagramas (16.2) son un par de actividades que pueden hacer que las conferencias sean eventos de aprendizaje activo.

24.2.2 - Enseñanza a múltiples modalidades de aprendizaje
Podemos aprender a través de cualquiera de nuestros cinco sentidos, pero los tres más valiosos son la vista, el oído y el tacto. Los teóricos y profesionales afirman que los estudiantes tienen preferencia por un estilo de aprendizaje sobre otro. Los aprendices visuales aprenden mejor observando, mientras que los aprendices auditivos aprenden mejor mediante la instrucción verbal y los aprendices cinestésicos aprenden mejor mediante la manipulación. Debido a las exigencias de la profesión, los profesores suelen recurrir al estilo de instrucción que requiere menos tiempo y preparación, a saber, conferencias y debates. Aunque estos pueden ser enfoques valiosos para la enseñanza y el aprendizaje, no aprovechan otras modalidades de aprendizaje y privan de derechos a los estudiantes cuya modalidad principal es visual o cinestésica. A lo largo de este libro enfatizamos el uso de las tres modalidades en la enseñanza y el aprendizaje.

24.2.3 - Enseñanza de inteligencias múltiples
La inteligencia es una propiedad de la mente que incluye muchas habilidades relacionadas, como la capacidad de razonar, planificar, resolver problemas, comprender el lenguaje y las ideas, aprender nuevos conceptos y pensar de manera abstracta. Históricamente, los psicometristas han medido la inteligencia con un solo puntaje (cociente de inteligencia, CI) en una prueba estandarizada, y han descubierto que dichos puntajes predicen el logro intelectual posterior. Howard Gardner y otros afirman que hay inteligencias múltiples y que ninguna puntuación única puede reflejar con precisión la inteligencia de una persona. Más importante aún, la teoría de las inteligencias múltiples implica que las personas aprenden mejor a través de ciertas modalidades que otras, y que el profesor de ciencias debe diseñar un plan de estudios para abordar tantas modalidades como sea posible. Gardner identifica siete inteligencias, que se enumeran a continuación. Los números entre paréntesis indican las secciones de este libro que abordan cada inteligencia.

  • La inteligencia lógica / matemática se usa cuando se piensa conceptualmente (6.1-4, 7.1-7, 10.1-5, 13.9, 16.1-6, 18.1-3), computación (14.1-3, 15.1-7, 17.1-7, 20.1, 20.8 ), buscando patrones (1.1-4,16.4, 16.6, 17.5-7) y clasificando (8.1-6, 19.1-5)
  • La inteligencia lingüística / del lenguaje se usa cuando se aprende escuchando (21.1), verbalizando (1.1-4, 3.1-4, 11.2-4, 22.6), leyendo (2.1-4), traduciendo (14.1-3) y discutiendo (8.6, 22,4).
  • La inteligencia naturalista se utiliza para cuestionar (5.1, 22.1, 23.1), observar (5.2-3, 22.2), investigar (23.2) y experimentar (5.1-10, 23.3-4).
  • La inteligencia visual / espacial se utiliza cuando se aprende con modelos (12.1-5), fotografías (16.4, 16.6), videos (16.5), diagramas (8.1-6, 16.1-3, 20.2-7), mapas (21.1-7) y gráficos (20.2-7).
  • La inteligencia cinestésica corporal se utiliza para procesar el conocimiento a través de sensaciones corporales (12.2), movimientos (12.2), actividad física (laboratorios en volúmenes complementarios, Química práctica y Física práctica) y manipulación (22.2).
  • La inteligencia interpersonal se utiliza cuando se aprende a través de experiencias de aprendizaje cooperativo (22.3, 22,5), juegos grupales (13.1-8), trabajo de laboratorio en grupo (22.5) y diálogo (8.6, 23.4).
  • La inteligencia intrapersonal se utiliza cuando se aprende a través del diálogo con uno mismo (7.1-3,11.1), el estudio (11.2-4) y la autoevaluación (7.4-7).
  • La inteligencia musical se utiliza cuando se aprende a través del ritmo, la melodía y los sonidos no verbales del entorno (24.8).

24.2.4 - Metacognición: enseñar a los estudiantes a pensar sobre su pensamiento
John Flavel sostiene que el aprendizaje se maximiza cuando los estudiantes aprenden a pensar en su pensamiento y emplean conscientemente estrategias para maximizar sus capacidades de razonamiento y resolución de problemas. Un pensador metacognitivo sabe cuándo y cómo aprende mejor y emplea estrategias para superar las barreras del aprendizaje. A medida que los estudiantes aprenden a regular y monitorear sus procesos de pensamiento y comprensión, aprenden a adaptarse a los nuevos desafíos de aprendizaje. Los solucionadores de problemas expertos primero buscan desarrollar una comprensión de los problemas pensando en términos de conceptos centrales y principios principales (6.1-4, 7.1-7, 11.1-4). Por el contrario, los solucionadores de problemas novatos no han aprendido esta estrategia metacognitiva y es más probable que aborden los problemas simplemente tratando de encontrar las fórmulas correctas en las que puedan insertar los números correctos. Uno de los principales objetivos de la educación es preparar a los estudiantes para que sean flexibles ante nuevos problemas y entornos. La capacidad de transferir conceptos de la escuela al entorno laboral o doméstico es un sello distintivo de un pensador metacognitivo (6.4).

24.2.5 –Desarrollo de razonamiento de orden superior
Quizás la clasificación más utilizada del pensamiento humano es la taxonomía de Bloom. Benjamin Bloom y su equipo o investigadores escribieron extensamente sobre el tema, particularmente sobre los seis niveles básicos de resultados cognitivos que identificaron: conocimiento, comprensión, aplicación, análisis, síntesis y evaluación. La taxonomía de Bloom (6.1) es jerárquica, con conocimiento, comprensión y aplicación como niveles fundamentales, y análisis, síntesis y evaluación como avanzados (6.1-6.4). Cuando los educadores se refieren al "razonamiento de nivel superior", generalmente se refieren al análisis, síntesis y / o evaluación. Uno de los temas principales de este libro es desarrollar habilidades de pensamiento de orden superior a través de la enseñanza de la ciencia.

24.2.6 –Constructivismo: ayudar a los estudiantes a desarrollar su comprensión de la ciencia
El constructivismo es una de las principales teorías del aprendizaje y es particularmente aplicable a la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. Piaget sugirió que a través de la acomodación y la asimilación, los individuos construyen nuevos conocimientos a partir de sus experiencias. El constructivismo ve el aprendizaje como un proceso en el que los estudiantes construyen o construyen activamente nuevas ideas y conceptos basados ​​en conocimientos previos y nueva información. El profesor constructivista es un facilitador que anima a los estudiantes a descubrir principios y construir conocimiento dentro de un marco o estructura determinados. A lo largo de este libro, enfatizamos la importancia de ayudar a los estudiantes a conectarse con conocimientos y experiencias previos a medida que se presenta nueva información, para que puedan prescindir de sus conceptos erróneos (7.4-7) y construir una comprensión correcta. Seymour Papert, un estudiante de Piaget, afirmó que el aprendizaje ocurre particularmente bien cuando las personas se involucran en la construcción de un producto. El enfoque de Papert, conocido como construccionismo, se ve facilitado por la construcción de modelos (12.5), la robótica, la edición de video (16.5) y proyectos de construcción similares.

24.2.7 - Conocimiento del contenido pedagógico (PCK) en ciencias
Un científico experto no es necesariamente un maestro eficaz. Un maestro de ciencias experto, sin embargo, conoce las dificultades que enfrentan los estudiantes y los conceptos erróneos que desarrollan, y sabe cómo aprovechar los conocimientos previos mientras presenta nuevas ideas para que los estudiantes puedan construir una comprensión nueva y correcta. Schulman se refiere a la experiencia como conocimiento de contenido pedagógico (PCK) y dice que los profesores excelentes tienen tanto conocimiento de contenido experto como PCK experto. En How People Learn, Bransford, Brown y Cocking afirman: “Los maestros expertos tienen una sólida comprensión de sus respectivas disciplinas, conocimiento de las barreras conceptuales que enfrentan los estudiantes al aprender sobre la disciplina y conocimiento de estrategias efectivas para trabajar con estudiantes. El conocimiento de los profesores de sus disciplinas proporciona una hoja de ruta cognitiva para guiar sus tareas a los estudiantes, medir el progreso de los estudiantes y apoyar las preguntas que hacen los estudiantes ". Los maestros expertos conocen los conceptos erróneos comunes y ayudan a los estudiantes a resolverlos. Este libro está dedicado a mejorar el conocimiento del contenido pedagógico de los profesores de ciencias.

Bonwell, C. y Eison, J. (1991). Aprendizaje activo: creando entusiasmo en el aula AEHE-ERIC Informe de educación superior No 1. Washington, D.C .: Jossey-Bass.

Bruner, J. S. (1961). El acto de descubrimiento. Harvard Educational Review 31 (1): 21–32.


Tabla de contenido

Debe comenzar con una pregunta de investigación específica en mente. Es posible que deba dedicar tiempo a leer sobre su campo de estudio para identificar las lagunas de conocimiento y encontrar preguntas que le interesen.

Trabajaremos con dos ejemplos de preguntas de investigación a lo largo de esta guía, uno de las ciencias de la salud y otro de la ecología:

Pregunta de ejemplo 1: uso del teléfono y suspensión

Desea saber cómo el uso del teléfono antes de acostarse afecta los patrones de sueño. Específicamente, pregunta cómo la cantidad de minutos que una persona usa su teléfono antes de dormir afecta la cantidad de horas que duerme.

Pregunta de ejemplo 2: temperatura y respiración del suelo

Quiere saber cómo afecta la temperatura a la respiración del suelo. Específicamente, pregunta cómo el aumento de la temperatura del aire cerca de la superficie del suelo afecta la cantidad de dióxido de carbono (CO2) respirado del suelo.

Para traducir su pregunta de investigación en una hipótesis experimental, debe definir las variables principales y hacer predicciones sobre cómo se relacionan.

Pregunta de investigación Variable independiente Variable dependiente
Uso y sueño del teléfono Minutos de uso del teléfono antes de dormir Horas de sueño por noche
Temperatura y respiración del suelo Temperatura del aire justo por encima de la superficie del suelo. CO2 respiró del suelo

Luego, debe pensar en posibles variables extrañas y confusas y considerar cómo podría controlarlas en su experimento.

Variable extraña Como controlar
Uso y sueño del teléfono Variación natural en los patrones de sueño entre los individuos. Controlar estadísticamente: mida la diferencia promedio entre el sueño con el uso del teléfono y el sueño con el uso del teléfono en lugar de la cantidad promedio de sueño por grupo de tratamiento.
Temperatura y respiración del suelo La humedad del suelo también afecta la respiración y la humedad puede disminuir al aumentar la temperatura. Control experimental: controle la humedad del suelo y agregue agua para asegurarse de que la humedad del suelo sea constante en todas las parcelas de tratamiento.

Finalmente, junte estas variables en un diagrama. Utilice flechas para mostrar las posibles relaciones entre las variables e incluya signos para mostrar la dirección esperada de las relaciones.

Aquí predecimos que la cantidad de uso del teléfono tendrá un efecto negativo en las horas de sueño y predecimos una influencia desconocida de la variación natural en las horas de sueño.

Aquí predecimos que el aumento de la temperatura aumentará la respiración del suelo y disminuirá la humedad del suelo, mientras que la disminución de la humedad del suelo conducirá a una disminución de la respiración del suelo.


24.2: Técnicas experimentales - Biología

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Autores

Simulaciones numéricas de pruebas modales en el puente de Yingzhou utilizando un vehículo que pasa como excitación

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  • L. Milović
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  • Publicado: 24 de junio de 2021


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Una palabra de Verywell

Si bien la psicología experimental a veces se considera una rama o subcampo independiente de la psicología, los métodos experimentales se utilizan ampliamente en todas las áreas de la psicología. Los psicólogos del desarrollo utilizan métodos experimentales para estudiar cómo las personas crecen durante la niñez y en el transcurso de su vida. Los psicólogos sociales utilizan técnicas experimentales para estudiar cómo los grupos influyen en las personas. Los psicólogos de la salud se basan en la experimentación y la investigación para comprender mejor los factores que contribuyen al bienestar y la enfermedad.


Cómo utilizar el método científico

Bess Ruff, MA es coautor (a) de este artículo. Bess Ruff es estudiante de doctorado en Geografía en la Universidad Estatal de Florida. Recibió su Maestría en Ciencias Ambientales y Gestión de la Universidad de California, Santa Bárbara en 2016. Ha realizado trabajos de encuesta para proyectos de planificación espacial marina en el Caribe y ha brindado apoyo a la investigación como becaria de posgrado para el Grupo de Pesca Sostenible.

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El método científico es la columna vertebral de toda investigación científica rigurosa. Un conjunto de técnicas y principios diseñados para promover la investigación científica y promover la acumulación de conocimiento, el método científico ha sido desarrollado y perfeccionado gradualmente por todos, desde los filósofos de la antigua Grecia hasta los científicos de hoy. Si bien existen algunas variaciones en el método y desacuerdos sobre cómo debe usarse, los pasos básicos son fáciles de entender y de un valor incalculable no solo para la investigación científica sino también para resolver problemas cotidianos.


Realización del experimento

Por lo general, un experimento se lleva a cabo manipulando una variable, llamada variable independiente, que afecta al grupo experimental. Se mide el efecto que interesa al investigador, la (s) variable (s) dependiente (s).

Identificar y controlar los factores no experimentales en los que el investigador no quiere que influyan en los efectos es fundamental para llegar a una conclusión válida. Esto a menudo se hace controlando las variables, si es posible, o aleatorizando las variables para minimizar los efectos que se pueden rastrear hasta terceras variables. Los investigadores solo quieren medir el efecto de la (s) variable (s) independiente (es) cuando realizan un experimento, lo que les permite concluir que esta fue la razón del efecto.


Oportunidades profesionales en biopsicología

Si está interesado en una carrera en el área de biopsicología, tiene bastantes opciones diferentes. Algunos que ingresan a este tipo de campo eligen trabajar en investigación donde podrían trabajar en una universidad, compañía farmacéutica, agencia gubernamental u otra industria.

Otros optan por trabajar con pacientes para ayudar a aquellos que han experimentado algún tipo de daño o enfermedad cerebral que ha tenido un impacto en su comportamiento y funcionamiento.

Las siguientes son solo algunas de las especializaciones profesionales relacionadas con la biopsicología:

  • Neurocientífico del comportamiento: Analiza cómo el cerebro, el sistema nervioso y otros órganos afectan el comportamiento
  • Neurocientífico cognitivo: Investiga la actividad cerebral y escanea para investigar cómo las personas piensan, aprenden y resuelven problemas
  • Psicólogo comparado: Observa los comportamientos de diferentes especies y los compara entre sí y con los humanos.
  • Psicólogo evolutivo: Examina las bases evolutivas del comportamiento.
  • Neurólogo: Trata a pacientes con daños o enfermedades que afectan al cerebro y al sistema nervioso


Ver el vídeo: Tema 02 - Hidrostática. Experimentos - Bebedouro de passarinho (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Zull

    ¡Feliz año nuevo!

  2. Brunelle

    tener algo para elegir

  3. Lunn

    muy excelente idea y es oportuna

  4. Osiris

    Pido disculpas, pero, en mi opinión, no tienes razón. Puedo probarlo. Escríbeme en PM, discutiremos.



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