La investigación experimental es el tipo de diseño de investigación más familiar para los individuos de las ciencias físicas y de una gran cantidad de otros campos. De acuerdo con Anderson (1979), esto se debe principalmente a que la investigación experimental es un experimento científico clásico, similar a los que se realizan en las clases de ciencias del instituto.

Comenzando a entender la Investigación Experimental

Imagina que tomas dos muestras de la misma planta y expones una de ellas a la luz del sol, mientras que la otra se mantiene alejada de la luz solar. Dejemos que la planta expuesta a la luz solar se llame muestra A, mientras que la segunda se llame muestra B.

Si después de la duración de la investigación, descubrimos que la muestra A crece y la muestra B muere, aunque ambas se mojen regularmente y reciban el mismo tratamiento. Por lo tanto, podemos concluir que la luz solar ayuda al crecimiento de todas las plantas similares.

Si no tienes suficientes datos para respaldar tus decisiones, primero debes determinar los hechos. La investigación experimental reúne los datos necesarios para ayudarte a tomar mejores decisiones.

¿Cuándo se puede realizar una investigación experimental?

Se puede realizar una investigación experimental en las siguientes situaciones:

Comportamiento invariable entre causa y efecto.

Desea comprender la importancia de la causa y el efecto.

Tipos de diseño de investigación experimental

La definición clásica de diseño experimental es: "Los métodos utilizados para recoger datos en estudios experimentales".

Existen tres tipos principales de diseño experimental: preexperimental, experimental verdadero y cuasi experimental. La forma de clasificar a los sujetos de la investigación, basándose en condiciones o grupos, determina el tipo de diseño.

Diseño de investigación preexperimental

Un grupo, o varios grupos, se mantienen en observación después de aplicar los factores de causa y efecto. Esta investigación se lleva a cabo para comprender si es necesaria una investigación más profunda para estos grupos en particular.

Puede desglosar la investigación preexperimental en tres tipos:

Diseño de investigación de estudio de caso de un grupo

Diseño de investigación preprueba-postprueba de un grupo

Comparación de grupos estáticos

Diseño de investigación experimental verdadero

La investigación experimental verdadera se basa en el análisis estadístico para probar o refutar una hipótesis, lo que la convierte en la forma más precisa de investigación. En un experimento verdadero, deben cumplirse tres factores:

Hay un Grupo de Control, que no será sometido a cambios, y un Grupo Experimental, que experimentará las variables cambiadas.

Distribución aleatoria

Este método de investigación experimental es habitual en las ciencias físicas.

Diseño de investigación cuasi-experimental

La palabra "cuasi" indica similitud.  La diferencia entre ambos es la asignación de un grupo de control. En esta investigación, se manipula una variable independiente, pero los participantes de un grupo no se asignan al azar.

Ventajas de la investigación experimental

Es vital para probar nuevas ideas o teorías.

La investigación experimental le permite probar su idea en un entorno controlado antes de llevarla al mercado. También es el mejor método para probar su teoría, gracias a las siguientes ventajas:

Los investigadores tienen un mayor control sobre las variables para obtener los resultados deseados.

El tema o la industria no influyen en la eficacia de la investigación experimental. Cualquier industria puede aplicarla con fines de investigación.

Los resultados son específicos.

Después de analizar los resultados, puede aplicar sus conclusiones a ideas o situaciones similares.

Puede identificar la causa y el efecto de una hipótesis. Los investigadores pueden seguir analizando esta relación para determinar ideas más profundas.

La investigación experimental es un punto de partida ideal. Los datos que recojas son una base sobre la que construir más ideas y realizar más investigaciones.

Verdadero diseño de investigación experimental

El diseño de investigación experimental verdadero se basa en el análisis estadístico para aprobar o refutar una hipótesis. Es el tipo de diseño experimental más preciso y puede llevarse a cabo con o sin una prueba previa en al menos 2 sujetos dependientes asignados al azar.

El diseño de investigación experimental verdadero debe contener un grupo de control, una variable que pueda ser manipulada por el investigador y la distribución debe ser aleatoria. La clasificación del diseño experimental verdadero incluye:

El diseño de grupo de control a posteriori

En este diseño, los sujetos son seleccionados al azar y asignados a los 2 grupos (control y experimental), y sólo el grupo experimental es tratado. Tras una estrecha observación, ambos grupos son sometidos a una prueba posterior y se extrae una conclusión de la diferencia entre estos grupos.

El diseño de grupo de control pretest-postest

En este diseño de grupo de control, los sujetos se asignan aleatoriamente a los dos grupos, ambos se presentan, pero sólo se trata al grupo experimental. Después de una estrecha observación, ambos grupos son sometidos a una prueba posterior para medir el grado de cambio en cada grupo.

Diseño salomónico de cuatro grupos

Se trata de la combinación de los grupos de control sólo pretest y pretest-postest. En este caso, los sujetos seleccionados aleatoriamente se colocan en 4 grupos.

Los dos primeros grupos se someten a prueba con el método de sólo postest, mientras que los otros dos se someten a prueba con el método de pretest-postest.

Ejemplos de investigación experimental

Según Winn (1986), el ejemplo más básico de investigación experimental son los experimentos de laboratorio, cuya naturaleza puede variar en función del tema de investigación.

Administración de exámenes al final del semestre

Durante el semestre, los alumnos de una clase reciben clases sobre determinados cursos y se les administra un examen al final del semestre. En este caso, los estudiantes son los sujetos o variables dependientes, mientras que las clases son las variables independientes tratadas sobre los sujetos.

En esta investigación sólo se considera un grupo de sujetos cuidadosamente seleccionados, lo que la convierte en un ejemplo de diseño de investigación preexperimental. También observaremos que las pruebas sólo se realizan al final del semestre, y no al principio.

Lo que nos facilita la conclusión de que se trata de una investigación de estudio de caso único.

Evaluación de las habilidades de los empleados

Antes de contratar a un empleado, las organizaciones realizan pruebas que sirven para descartar a los candidatos menos cualificados del conjunto de solicitantes cualificados. De este modo, las organizaciones pueden determinar el conjunto de habilidades de un empleado en el momento de la contratación.

En el transcurso del empleo, las organizaciones también llevan a cabo la formación de los empleados para mejorar su productividad y, en general, hacer crecer la organización. Al final de cada formación se lleva a cabo una evaluación posterior para comprobar el impacto de la formación en las habilidades de los empleados y comprobar si se pueden mejorar.

Aquí, el sujeto es el empleado, mientras que el tratamiento es la formación impartida. Se trata de un ejemplo de investigación experimental de grupo de control pretest-postest.

Evaluación del método de enseñanza

Imaginemos un caso en el que los alumnos asignados a cada profesor se seleccionan cuidadosamente, probablemente debido a la petición personal de los padres o a la terquedad y la inteligencia.

Al evaluar la eficacia del método de enseñanza de cada profesor de esta manera, podemos concluir después de realizar una prueba posterior.

Sin embargo, esto puede verse influido por factores como la dulzura natural de un alumno. Por ejemplo, un alumno muy inteligente captará más fácilmente que sus compañeros, independientemente del método de enseñanza.

¿Cuáles son las características de la investigación experimental?

Variables

La investigación experimental contiene variables dependientes, independientes y extrañas. Las variables dependientes son las variables que se tratan o manipulan y a veces se denominan el objeto de la investigación.

Las variables independientes son el tratamiento experimental que se ejerce sobre las variables dependientes.  Por último, las variables extrañas, por su parte, son otros factores que afectan al experimento y que también pueden contribuir al cambio.

Entorno

El escenario es el lugar donde se realiza el experimento.

Otros experimentos se llevan a cabo en un entorno menos controlable. La elección del entorno utilizado en la investigación depende de la naturaleza del experimento que se lleve a cabo.

Multivariable

La investigación experimental puede incluir múltiples variables independientes, por ejemplo, tiempo, habilidades, resultados de pruebas, etc.

¿Por qué utilizar el diseño de investigación experimental?

A continuación se destacan algunos usos del diseño de investigación experimental.

Medicina

La investigación experimental se utiliza para proporcionar el tratamiento adecuado para las enfermedades. En la mayoría de los casos, en lugar de utilizar directamente a los pacientes como sujeto de investigación, los investigadores toman una muestra de las bacterias del cuerpo del paciente y se tratan con el antibacteriano desarrollado

Los cambios observados durante este periodo se registran y evalúan para determinar su eficacia. Este proceso puede llevarse a cabo utilizando diferentes métodos de investigación experimental.

Educación

Aparte de las asignaturas de ciencias como la química y la física, que implican enseñar a los estudiantes a realizar investigaciones experimentales, también puede utilizarse para mejorar el nivel de una institución académica. Esto incluye la comprobación de los conocimientos de los estudiantes sobre diferentes temas, la creación de mejores métodos de enseñanza y la implementación de otros programas que ayuden al aprendizaje de los estudiantes.

UI/UX

Durante la fase de desarrollo del producto, uno de los principales objetivos del equipo de producto es crear una gran experiencia de usuario con el producto. Por lo tanto, antes de lanzar el diseño final del producto, se lleva a cabo una interacción potencial con el producto.

¿Cuáles son las desventajas de la investigación experimental?

Es muy propensa a los errores humanos debido a su dependencia de un control variable que puede no estar bien implementado. Estos errores podrían eliminar la validez del experimento y de la investigación realizada.

El control de variables extrañas puede crear situaciones irreales. La eliminación de variables de la vida real dará lugar a conclusiones inexactas. Esto también puede dar lugar a que los investigadores controlen las variables para adaptarlas a sus preferencias personales.

Es un proceso que requiere mucho tiempo. Se dedica mucho tiempo a probar las variables dependientes y a esperar a que se manifieste el efecto de la manipulación de las mismas.

Es caro.

Es muy arriesgado y puede tener complicaciones éticas que no se pueden ignorar. Esto es habitual en la investigación médica, donde los ensayos fallidos pueden provocar la muerte de un paciente o el deterioro de su estado de salud.

Los resultados de la investigación experimental no son descriptivos.

El sesgo de la respuesta también puede ser suministrado por el sujeto de la conversación.

¿Cuáles son los métodos de recogida de datos en la investigación experimental?

Los métodos de recogida de datos en la investigación experimental, según Fortune (1994), son las diferentes formas de recoger datos para la investigación experimental. Se utilizan en diferentes casos, dependiendo del tipo de investigación que se lleve a cabo.

Estudio observacional

Este tipo de estudio se lleva a cabo durante un periodo largo. Mide y observa las variables de interés sin modificar las condiciones existentes.

Cuando se investiga el efecto de la interacción social en el comportamiento humano, se observa a los sujetos que se colocan en 2 ambientes diferentes a lo largo de la investigación. No importa el tipo de comportamiento absurdo que exhiba el sujeto durante este periodo, su condición no se modificará.

Esto puede ser algo muy arriesgado en casos médicos porque puede llevar a la muerte o a peores condiciones médicas.

Simulaciones

Este procedimiento utiliza un modelo matemático, físico o informático para reproducir un proceso o situación de la vida real. Se utiliza con frecuencia cuando la situación real es demasiado cara, peligrosa o poco práctica para reproducirla en la vida real.

Este método se utiliza habitualmente en ingeniería e investigación operativa con fines de aprendizaje y, a veces, como herramienta para estimar los posibles resultados de una investigación real. Algunos programas informáticos de situación habituales son Simulink, MATLAB y Simul8.

No todos los tipos de investigación experimental pueden llevarse a cabo utilizando la simulación como herramienta de recogida de datos. Es muy poco práctico para muchas investigaciones basadas en el laboratorio que implican procesos químicos.

Encuestas

Una encuesta consiste en un grupo de preguntas preparadas por el investigador, que deben ser respondidas por el sujeto de la investigación.

Las encuestas pueden compartirse con los encuestados tanto física como electrónicamente. Cuando se recogen datos mediante encuestas, el tipo de datos recogidos depende del encuestado, y los investigadores tienen un control limitado sobre ellos.

Diferencias entre la investigación experimental y la investigación no experimental

En la investigación experimental, el investigador puede controlar y manipular el entorno de la investigación, incluida la variable predictora que puede modificarse. En cambio, la investigación no experimental no puede ser controlada o manipulada por el investigador a voluntad.

Esto se debe a que tiene lugar en un entorno de la vida real, donde no se pueden eliminar las variables extrañas.

La relación entre causa y efecto no puede establecerse en la investigación no experimental, mientras que sí puede establecerse en la investigación experimental. Esto puede deberse a que muchas variables extrañas también influyen en los cambios del sujeto de la investigación, lo que hace difícil señalar una variable concreta como la causa de un cambio determinado

Conclusión

Los diseños de investigación experimental suelen considerarse la norma en los diseños de investigación. Esto se debe en parte a la idea errónea de que la investigación es equivalente a los experimentos científicos, un componente del diseño de investigación experimental.

Una de las singularidades de la investigación experimental es su capacidad para controlar el efecto de las variables extrañas.

La investigación experimental es adecuada para las investigaciones cuyo objetivo es examinar las relaciones causa-efecto, por ejemplo, la investigación explicativa. Puede llevarse a cabo en el laboratorio o en el campo, dependiendo del objetivo de la investigación que se lleve a cabo.

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Referencias Bibliográficas

Anderson, J. A. (1979, Nov. 10-13). Research as argument: the experimental form. Paper presented at the annual meeting of the Speech Communication Association, San Antonio, TX.

Fortune, J. C., & Hutson, B. A. (1994, March/April). Selecting models for measuring change when true experimental conditions do not exist. Journal of Educational Research, 197-206.

Winn, B. (1986, January 16-21). Emerging trends in educational technology research. Paper presented at the Annual Convention of the Association for Educational Communication Technology.

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