Al trabajar sobre una temática determinada será importante promover que el grupo-clase se pregunte algo que sea problemático y significativo para la construcción del modelo teórico que se quiere ayudar a construir. Por lo tanto, debe ser un problema sobre el que se pueda llega a elaborar una explicación fundamentada en un conocimiento científico, estableciendo relaciones con saberes anteriores.
La propuesta debería ser suficientemente abierta para promover la expresión de ideas y explicaciones diversas, de forma que se pueda despertar en el alumnado la necesidad de encontrar datos que posibiliten deducir si hay coherencia entre los propios modelos de explicación y las pruebas obtenidas.
Ejemplo
¿Producirán la misma luz las dos bombillas? (comparando dos circuitos, uno con una batería y el otro con dos en paralelo), es una pregunta en la que se hace una predicción a partir de ideas previas, posiblemente alternativas, que se deben comprobar experimentalmente.
¿La semilla es un ser vivo? es una pregunta que parte del conocimiento que se tiene de las funciones que caracterizan a los seres vivos, y para dar respuesta necesitamos comprobar experimentalmente si la semilla las cumple.
¿Por qué un juguete de hierro se ha oxidado? es una pregunta que para responderla obliga a transformarla en: ¿qué condiciones favorecen que el hierro se oxide?, ya que precisa que se planteen hipótesis y se aplique un proceso para contrastarlas.
Esto conlleva apropiarse del problema, hacerse preguntas y llegar a un acuerdo sobre qué guiará la investigación. De hecho, se pueden plantear muchas propuestas diferentes sobre un mismo fenómeno.
Ejemplo
Así, por ejemplo, si estamos haciendo pan nos pueden interesar las variables que influyen en su sabor o los factores que condicionan la actividad de la levadura. En el primer caso, el referente teórico es la función de relación y, en el segundo, será las condiciones de vida de un microorganismo.
Al mismo tiempo, a partir de un mismo referente teórico podemos formular preguntas de diferentes tipos que condicionarán el proceso para darle respuesta.
La pregunta que da pie a aplicar un proceso de indagación no tiene porque surgir al inicio del aprendizaje de un tema, sino que a menudo se plantea cuando ya se ha hablado, es decir, se han recordado otros fenómenos similares o hechos cotidianos relacionados, y se ha profundizado un poco en los conocimientos científicos que ya se tienen. Los estudiantes necesitan tiempo para familiarizarse con el problema e ir desarrollando el espíritu indagador
Ejemplo
La pregunta ¿Por qué el juguete se ha oxidado? surgirá cuando, por ejemplo, trabajando sobre los metales, recordemos o observamos un juguete de hierro oxidado, pero no se habría podido plantear al inicio de un proyecto o unidad didáctica.
La pregunta nos puede llevar a hacer predicciones o plantear hipótesis.
Predicción
Una PREDICCIÓN es una verbalización de lo que se cree que puede pasar a partir de la propia intuición o de datos y conocimientos previos, y es científica si se puede verificar. Los tiempos verbales priorizados son el futuro, el subjuntivo y el condicional. Este último tiempo sirve para remarcar el hecho de que la previsión no se ha de cumplir necesariamente. Si se hacen predicciones -aunque sean erròneas-, siempre deberían estar fundamentadas en algún conocimiento ("Como sabemos que ... creemos que ...", o "En función de lo que sabes sobre ... -idea x-, ¿cuál es tu predicción sobre qué sucedería cuando ...?). Por ejemplo, una predicción bien planteada (aunque se refutará al indagar) sería: "Como sabemos que una batería proporciona energía para que la bombilla se ilumine, creemos que con más baterías la bombilla siempre hará más luz".
Variable independiente
La VARIABLE INDEPENDIENTE (VI) es la que se modifica para poder determinar su influencia sobre un proceso de indagación concreto. Por ejemplo, si creemos que la oxidación del hierro depende del agua, esta es una VI diferente si pensamos que depende del oxígeno -que hay en el aire o disuelto en el agua-, la temperatura o la acidez.
Hipótesis
Una HIPÓTESIS es también una predicción en la que, además, se explicita la relación entre dos variables que nos lleva a una posible deducción de los resultados. La formulación de una hipótesis precisa de la identificación de posibles variables que intervienen en el fenómeno objeto de estudio, diferenciando la dependiente, la independiente y las que se controlan. Una manera de escribirla es la base de la fórmula "Como sabemos que ... (conocimiento de referencia), entonces cuando... (variable independiente) observaremos que... (variable dependiente), siempre que no cambien... (variables control)". Por ejemplo: "Como pensamos que el hierro se oxida en contacto con el agua, entonces si ponemos un clavo dentro de un vaso de agua se oxidará más que fuera del agua en un mismo período de tiempo" (pero también podríamos pensar que la variable importante es la presencia de oxígeno en el agua, la temperatura, la acidez o la salinidad). Una hipótesis bien planteada nos orienta sobre cómo seleccionar el método e instrumentos más adecuados para dar respuesta al problema. Al contrastar hipótesis se contrastan modelos teóricos.
Variable dependiente
La VARIABLE DEPENDIENTE (VD) es la que nos evidencia los resultados de los cambios en la independiente. Por ejemplo, si en función de cada VI el clavo se oxida más o menos.
Las variables controladas son las posibles VI que en cada experimento se mantendrán constantes, ya que sólo se selecciona una, que es la que queremos saber si influye en los resultados. Por lo tanto, son las variables que se mantienen igual a lo largo de todo el experimento. Por ejemplo, en el caso de la oxidación del hierro, si seleccionamos como VI el agua, tendremos que mantener constante en las diferentes muestras el «tipo» de hierro, la temperatura, la acidez, la salinidad, la presencia de oxígeno, el tiempo… Sin embargo, hay que tener en cuenta que a veces el problema es más complejo y las variables son interdependientes. Y también a veces hablamos de hacer una prueba en «blanco» (o control) para referirnos a un experimento en el que en una de las pruebas no se hace actuar la variable VI objeto de la investigación.
Por ejemplo, si queremos saber si las manos tienen más microorganismos en función de su grado de limpieza, deberíamos hacer pruebas en las que pondríamos huellas de los dedos más o menos limpios en diferentes cápsulas Petri con agar-agar y también una prueba «en blanco«en la que tan sólo hubiera el agar-agar (para comprobar que sólo con este alimento no crecen microorganismos).