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Entender si los diseños experimentales coinciden con las hipótesis

Publicado el 30 octubre, 2020

Los experimentos prueban hipótesis

La palabra ‘ ciencia ‘ viene del latín ‘conocer’. Esta palabra abarca muchos campos de estudio diferentes: las ciencias de la vida como la biología, las ciencias sociales como la psicología y las ciencias físicas como la astronomía. Lo único que muchos científicos tienen en común es que realizan experimentos . Estos son procesos paso a paso que prueban hipótesis. De hecho, los experimentos necesitan hipótesis para existir: la hipótesis define el cómo, por qué, cuándo, quién y qué del experimento.

Entonces, para comprender correctamente los experimentos, debe comprender las hipótesis. La forma en que se escriba su hipótesis determinará cómo diseñará su experimento. Lejos de lo que haya escuchado antes, una hipótesis no es una suposición fundamentada. Es una explicación propuesta para observaciones científicas. Una hipótesis es un enunciado predictivo (no una pregunta). Es comprobable, debe identificar variables medibles y, en general, debe limitarse al experimento en cuestión.

Tipos de experimentos

Hay tantos diseños experimentales diferentes como campos de la ciencia, pero podemos agrupar la mayoría de los experimentos en dos categorías amplias. Primero, tenemos verdaderos experimentos . También llamados “experimentos controlados”, estos son experimentos que comparan grupos experimentales con un grupo de control. Idealmente, tendría solo una variable independiente en este experimento y mediría cualquier diferencia observada entre los grupos (si las diferencias existen de hecho).

En segundo lugar, tenemos cuasiexperimentos . A veces se les llama “experimentos naturales” porque son observaciones de variables naturales que no son manipuladas por el experimentador. Piense en los estudios de gemelos separados al nacer, la comprensión del espacio exterior y las ciudades afectadas por desastres naturales. En estos experimentos, el experimentador se aprovecha de la situación natural porque no es ético o no es posible manipular las variables en sí.

Normalmente, los experimentos de cualquier tipo se realizan en el laboratorio o en el campo. El laboratorio es un gran lugar para experimentos que requieren un entorno muy controlado. Estudiar el crecimiento de las plantas, el comportamiento de los ratones, la actividad bacteriana o cualquier otra cosa que necesite condiciones controladas muy específicas encaja bien en un entorno de laboratorio.

Los estudios de campo, por otro lado, se pueden realizar en cualquier cantidad de lugares: hogares, oficinas y automóviles de personas, en un humedal, océano o desierto, o en diferentes ciudades, estados y países. Las ubicaciones de campo son las mejores para cualquier experimento que se ejecutará mejor en ese entorno específico o que no se puede volver a crear bien en un laboratorio. El estudio de las interacciones de los leones en el campo será mucho más significativo (¡y factible!) Que en un laboratorio pequeño, así como los comportamientos de conducción de las personas, la productividad de los bosques primarios o la migración de peces.

Emparejar experimentos con hipótesis

¡Excelente! Ahora que comprende tanto las hipótesis como los diseños experimentales generales, pongámoslos juntos para ver cómo un diseño experimental coincidiría con una hipótesis. Probemos algunos ejemplos para ver cómo funciona.

Supongamos que desea saber si existe una correlación entre los estudiantes que desayunan y sus GPA, y plantea la hipótesis de que “los estudiantes que desayunan obtendrán calificaciones más altas en la escuela”. ¿Qué tipo de diseño experimental encajaría mejor con esta hipótesis? Ciertamente no puede crear dos grupos de niños solo para su experimento, uno al que se le permite desayunar y otro al que no, porque eso no es muy ético.

Lo que puede hacer es averiguar qué niños desayunan con regularidad y cuáles no, y luego comparar sus promedios. Dado que, como experimentadores, no somos capaces de manipular las variables, podemos ver que este experimento cae dentro del tipo de diseño “natural” o “cuasi-experimental”. También vemos que esto probablemente funcionará mejor como un estudio de campo, ya que obtendremos información más valiosa del desempeño de los estudiantes en un entorno realista y natural que si los sentamos en un laboratorio todo el día.

Pero, ¿qué pasa si, en cambio, queremos saber qué tipo de desayuno ayuda a los estudiantes a desempeñarse mejor en la escuela (y por lo tanto a obtener mejores calificaciones)? Ahora nuestra hipótesis podría ser algo así como: ‘Los estudiantes que toman desayunos que contienen al menos una porción de fruta y proteína obtendrán calificaciones más altas en la escuela’. Con esta nueva hipótesis llega un nuevo diseño experimental. Ahora, podemos manipular un poco las cosas porque todos desayunan; simplemente les damos diferentes tipos de comida. ¡Acabamos de cambiar este experimento de un cuasi-experimento a un verdadero experimento!

Si quisiéramos dar un paso más y llevar este estudio al laboratorio, podríamos modificar nuestra hipótesis una vez más para tener una idea muy específica de cómo el desayuno juega un papel en el desempeño de los estudiantes. Esta vez podríamos plantear la hipótesis de que “los estudiantes que comen desayunos que contienen al menos una porción de fruta y proteína tendrán un mejor rendimiento en los exámenes estandarizados”. Ahora, en lugar de depender de que los estudiantes pasen tiempo en el aula para obtener nuestros resultados, podemos hacer que desayunen y luego tomen un examen de inmediato en nuestro laboratorio. Con esta nueva hipótesis, hemos rediseñado completamente nuestro experimento, pasando de un cuasi-experimento en el campo a un verdadero experimento en el laboratorio.

¿Ves en qué se diferenciará nuestro diseño experimental según lo que queramos probar? A medida que examinamos nuestra hipótesis, comenzamos a ver cómo hacerla coincidir con un diseño experimental apropiado. Observamos lo que queremos estudiar, cómo queremos estudiarlo y cuál será el mejor lugar para realizar ese experimento.

Resumen de la lección

Cuando los científicos diseñan experimentos , que son procesos paso a paso que prueban hipótesis, lo hacen con mucho cuidado. Esto se debe a que el diseño experimental depende completamente de qué es lo que desea probar.

Los experimentos vienen en todas las formas y tamaños, pero generalmente podemos clasificarlos como experimentos verdaderos , también llamados ‘experimentos controlados’, y cuasi-experimentos , también conocidos como ‘experimentos naturales’. Los verdaderos experimentos comparan grupos experimentales con un grupo de control, y los cuasiexperimentos son observaciones de variables naturales que no son manipuladas por el experimentador. Ambos tipos de experimentos se pueden realizar en el laboratorio o en el campo, y hacer coincidir la ubicación adecuada para su estudio depende tanto de su hipótesis como del tipo de experimento que realice.

Los resultados del aprendizaje

Después de revisar esta lección, debería tener la capacidad de:

  • Definir experimento e hipótesis
  • Describe las dos categorías generales de experimentos.
  • Explicar cómo determinar si un experimento debe realizarse en el laboratorio o en el campo.

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