domingo, 13 de junio de 2021

9. Los modelos científicos | ⚗️ Introducción a la química | Joseleg

[Ciencias de Joseleg] [Química] [La materia] [Introducción al curso de química] [Introducción a la química] [Para novatos] [Importancia] [Que es la química] [Generalidades de la materia] [Generalidades del lenguaje químico] [Generalidades de los cálculos químicos] [Historia de la química] [Los modelos científicos] [Los métodos científicos] [Referencias bibliográficas]


 

En química deberemos trabajar con diversos tipos de modelos como son:

👉 modelos del núcleo del átomo;

👉 modelos del átomo completo;

👉 modelos moleculares;

👉 modelos de reacciones químicas;

👉 modelos de un experimento.

👉 modelos matemáticos: algebraicos, aritméticos de lenguaje de programación.

La capacidad que se tiene de comparar los datos experimentales con los del modelo es crucial para la argumentación científica, pero tendemos a despreciar este concepto cuando hablamos del método científico, lo cual genera confusiones o insatisfacción con los informes de laboratorio generados por los estudiantes.

Figura 91.  Modelos y realidad. Los modelos son una representación de un fenómeno, pero nunca son el fenómeno en sí mismo.

Sin embargo, se hacen basados ​​en una percepción de la realidad. Esta percepción ya es un modelo en sí misma, ya que viene con una restricción física. También existen restricciones sobre lo que podemos con nuestras herramientas y métodos actuales, y restricciones cognitivas que limitan lo que podemos explicar con nuestras teorías actuales. En ocasiones el contexto impide llegar a una conclusión que con el tiempo llega a parecer como evidente en sí misma, como la evolución o el atomismo. Hay que tener en cuenta que la relación abstracto – fenómeno es dual y una nunca reemplaza a la otra, las teorías no se gradúan de hechos, una cosa es un hecho tangible y la otra es la entidad abstracta modelo-teoría que empleamos para describirlo de manera general “teoría” o de manera numéricamente concreta “modelo”.

Un modelo científico busca representar objetos empíricos, fenómenos y procesos físicos de una manera lógica y objetiva. Todos los modelos son abstracciones simuladas bellas que no existen realmente “como las modelos que pasan por photoshop”, es decir, reflejos simplificados de la realidad que, a pesar de ser aproximaciones, pueden ser extremadamente útiles.  Construir y disputar modelos es fundamental para la empresa científica. La representación completa y verdadera puede ser imposible, pero el debate científico a menudo se refiere a cuál es el mejor modelo para una tarea determinada, por ejemplo, cuál es el modelo climático más preciso para la predicción estacional.  Una misma teoría base puede ser representada por diversos modelos, por ejemplo, la teoría de la evolución postula que los seres vivos cambian, la labor de los modelos es describir como se da el cambio. Del mismo modo en la teoría atómica tenemos que la materia está constituida por pequeñas partículas llamadas átomos, la labor de los modelos es describir la estructura y funcionamiento de los átomos.

Los intentos de formalizar los principios de las ciencias empíricas utilizan una interpretación para modelar la realidad, de la misma manera que los lógicos axiomatizan los principios de la lógica. El objetivo de estos intentos es construir un sistema formal que no produzca consecuencias teóricas que sean contrarias a lo que se encuentra en la realidad llamadas paradojas o contra-ejemplos. Los modelos son el puente que permite hacer predicciones de campo o laboratorio, generar hipótesis concretas y por lo tanto, hacer experimentos, así que el valor del modelo y la teoría que lo sustenta se mide como una consecuencia de su habilidad para explicar y predecir fenómenos que pueden ser manipulados por medio de esos modelos a través del diseño tecnológico (Bailer-Jones, 2009; Justi & Gilbert, 2000; Morgan & Morrison, 1999).

Un modelo es una simplificación y una abstracción orientadas a la tarea y con un propósito de una percepción de la realidad, conformada por restricciones físicas, legales y cognitivas. Se basa en tareas, porque un modelo se captura con una determinada pregunta o tarea en mente. Las simplificaciones dejan afuera todas las entidades conocidas y observadas y su relación que no son importantes para la tarea. La abstracción agrega información que es importante, pero no necesaria con el mismo detalle que el objeto de interés. Ambas actividades, simplificación y abstracción, se hacen a propósito.

Figura 92.  Los mapas son modelos. Los mapas son modelos simplificados del fenómeno geográfico, si un mapa se hiciera tan grande como para representar totalmente su región geográfica, sería tan complicado como la realidad misma y perdería utilidad.

Los modelos permiten la simulación de un evento, ya sea en ejercicios de lápiz y papel o por medio de software especializado, lo cual genera una predicción o hipótesis, que puede ser una cualidad del sistema “cambia de un color A a un color B” o un valor cuantificable “una variable determinada debe tener un valor X”, y dicha hipótesis es la que puede ponerse a prueba por medio de un diseño experimental. Aunque en la actualidad las simulaciones se hacen por computadoras con altísimos niveles de detalle, los ejercicios o problemas de lápiz y papel que debemos resolver a lo largo del curso de química también son un método de simulación, así como también lo son los experimentos mentales (Bailer-Jones, 2009; Justi & Gilbert, 2000; Morgan & Morrison, 1999). Los modelos no pueden tener todos los detalles del fenómeno real, ya que perderían utilidad.

No hay comentarios:

Publicar un comentario