Experimento científico: Definición y ejemplos

Definición de un experimento científico

Es posible que haya visto el volcán de papel maché hecho en casa que explota en toda la cocina. ¿Es ese un ejemplo de un experimento científico? La respuesta es no, no lo es. Entonces, ¿qué es un experimento científico? Es una prueba de hipótesis. Bueno, esa definición parece simple, ¿no? Bueno, más específicamente, un experimento científico es una serie de pasos organizados y detallados para validar o rechazar una hipótesis.

Una hipótesis es una explicación sobre un fenómeno en el mundo natural. El experimento científico es el tercer paso del método científico. Los pasos del método científico incluyen: una observación realizada, a partir de la cual se forma una hipótesis; luego se completa un experimento, del cual hay un análisis de los resultados experimentales – para incluir el apoyo o el rechazo de la hipótesis; y, al final, es posible que se forme una nueva hipótesis.

Antecedentes de la experimentación científica

El primero en desarrollar y utilizar el método científico actual fue un filósofo inglés que vivió en el siglo XVII llamado Francis Bacon . Él, y otros después de él, no estaban de acuerdo con el método científico de la época conocido como deducción. Más bien, sintió que el método científico debería usar la inducción , que es el proceso que se usa hoy para desarrollar una hipótesis. Sin embargo, todavía se utilizan métodos deductivos para probar la hipótesis.

Los métodos inductivos, generalmente denominados razonamiento inductivo , son diferentes de los métodos deductivos. La principal diferencia es que en el razonamiento inductivo, las conclusiones pueden ser falsas aunque todas las premisas sean verdaderas. El resultado del razonamiento inductivo es que las conclusiones son fuertes o débiles, no verdaderas o falsas. Esto se debe a que no hay forma de garantizar que se hayan visto todas las opciones para el resultado. Los resultados finales se describen como probabilidades: la probabilidad de que las conclusiones obtenidas sean verdaderas.

Pasemos ahora al siglo XX y la era de los estadísticos. Gracias a los estadísticos, se produjeron grandes avances en el análisis de datos experimentales. Hoy en día, tenemos procesos muy complejos que analizan los datos recopilados en experimentos científicos. Estos análisis se realizan con software de computadora diseñado específicamente para analizar datos. Algunos ejemplos de estos programas estadísticos son SPSS, SAS y WINKS.

Tipos de experimentos científicos

Hay muchas formas diferentes de describir los tipos de experimentos científicos. A los efectos de esta lección, se ilustrarán los tipos de experimentos científicos utilizados en los métodos empíricos. Los tres tipos principales son experimentales, cuasi-experimentales y observacionales.

El nivel más alto de experimento científico se conoce como experimental o control aleatorio . En este tipo, como su nombre lo indica, existe la mayor cantidad de control. Hay al menos dos grupos utilizados en este tipo de experimento científico. Cada grupo está formado por sujetos que se parecen lo más posible entre sí, como por ejemplo por edad, género, etc. Los sujetos pueden ser humanos, animales o el medio ambiente.

Como su nombre también lo indica, los sujetos se asignan al azar a un grupo. En aras de la claridad, la descripción aquí utilizará dos grupos, pero en los experimentos puede haber más de dos grupos. Hay muchos métodos diferentes para completar la aleatorización.

Por ejemplo, puede utilizar un generador de números aleatorios, que puede encontrar de forma gratuita en la Web. Cuando obtenga sus resultados, puede tomar todos los demás números de la columna para estar en el grupo de control. El resto pasa al grupo experimental.

Para los experimentos controlados aleatorios , todo es igual para ambos grupos excepto para la variable independiente. La variable dependiente es el foco principal del experimento; es lo que se examina en el experimento. Lo que cambió en el experimento es la variable independiente . Se cambia solo en el grupo experimental; esto a veces se denomina manipulación de la variable independiente. El grupo de control no tiene cambios en la variable independiente.

Al final del experimento, el científico examina la diferencia entre los dos grupos para ver si hubo algún efecto sobre la variable dependiente. Si hay una diferencia, se informa como una relación de causa y efecto. En otras palabras, cuando se manipula la variable independiente, se produce un efecto. Este tipo de experimentos son muy importantes con medicamentos para ver si los medicamentos son beneficiosos y no dañinos. El nombre asociado con los experimentos de medicación es Ensayo clínico de control aleatorio.

El segundo tipo de experimento científico se conoce como cuasi-experimental. Es muy similar al experimento de control aleatorio. Sin embargo, puede haber un proceso requerido en el experimento de control que falta o que no se puede realizar. A veces, está relacionado con el proceso de aleatorización. Por ejemplo, se forman dos grupos, pero debido a consideraciones éticas, los grupos no se pueden asignar al azar.

Por lo general, no hay manipulación de la variable independiente en un experimento cuasi-experimental . En cambio, el enfoque principal del experimento es observar cómo las variables responden entre sí. Se observan todas las variables y se recopilan los datos. El enfoque principal de este tipo de experimento es identificar las variables que deben permanecer lo más constantes posible, mientras se observa el efecto de la variación sobre las otras variables de interés (llamada variable explicativa ).

Al final de este tipo de experimento, los investigadores examinan las correlaciones entre las variables de interés. Hay muchos desafíos para identificar y evaluar todas las posibles variables que pueden influir en la variable de interés. Los estadísticos de los que hablamos anteriormente ayudan con este proceso utilizando métodos para controlar variables que no queremos estudiar. Esto, a su vez, ayuda a los investigadores a examinar la (s) variable (s) de interés que de otra manera podrían verse influenciadas por variables en competencia.

Algunos de los diseños que son cuasi-experimentales incluyen experimentos de encuestas que describen las respuestas proporcionadas en un cuestionario, así como experimentos correlacionales, que examinan la relación entre dos o más variables. Un ejemplo básico de un experimento correlacional sería un estudio que mida la capacidad cognitiva en personas con lesiones en la cabeza y personas sin ellas.

El tercer tipo de experimento es el experimento de observación , que se utiliza cuando no hay forma de controlar las variables. Estos tipos de experimentos ocurren fuera del laboratorio y pueden denominarse método no experimental. Al igual que el tipo de método cuasi-experimental, se hace un gran esfuerzo para identificar todas las variables que pueden influir en la variable de interés.

Los procedimientos de recopilación de datos deben ser consistentes: las condiciones ambientales, el momento de la recopilación de datos, los instrumentos de recopilación de datos y los procedimientos de recopilación de datos utilizados para obtener los datos deben ser los mismos para cada sujeto del experimento.

Ejemplo de experimento científico

El mejor ejemplo de un experimento científico de control aleatorio es aquel en el que se está probando un fármaco para su uso en una enfermedad específica. Los investigadores quieren determinar si un fármaco es eficaz para reducir los efectos de la enfermedad. Preparemos esta escena.

Tenga en cuenta que este no es un verdadero experimento, por lo que no se describirán muchos de los detalles que se requieren para este tipo de trabajo. ¡Aquí va! Existe un nuevo medicamento para la presión arterial que ha sido desarrollado por la compañía farmacéutica X. La compañía farmacéutica ya ha realizado experimentos de seguridad y ha determinado que el nuevo medicamento, lo llamaremos Alfa, es seguro para su uso en humanos. Ahora, la compañía farmacéutica quiere determinar si Alpha es eficaz para tratar la presión arterial alta, por lo que se desarrolla un ensayo clínico aleatorizado.

Todos los sujetos admitidos en el ensayo clínico tienen características similares, como la edad y los hábitos de vida. Hasta ahora, los sujetos han estado tomando el fármaco Beta, pero su presión arterial no se ha mantenido bien. Los sujetos se asignan aleatoriamente al grupo Alfa (o intervención) o al grupo Beta. En el grupo Alpha, los sujetos recibirán su dosis diaria de Beta y una dosis de Alpha. El grupo Beta simplemente toma su dosis diaria de Beta.

Al final del ensayo clínico, se completa el análisis de los datos. Los resultados del ensayo clínico muestran que el uso de Alpha, además de Beta, es eficaz y seguro para reducir la presión arterial. Es importante tener en cuenta que se requieren muchos más ensayos clínicos aleatorios con un gran número de sujetos antes de que esta compañía farmacéutica pueda tener el medicamento Alpha disponible para el público.

Resumen de la lección

Un experimento científico es aquel en el que se desarrollan una serie de pasos para probar una hipótesis. El científico debe desarrollar muchos pasos importantes para diseñar correctamente un experimento científico. Los métodos inductivos se utilizan para determinar una hipótesis, pero la prueba de la hipótesis se realiza mediante métodos deductivos.

Los tres tipos principales de experimentos científicos son experimentales, cuasi-experimentales y observacionales / no experimentales. De los tres, el experimento más detallado es también el que puede mostrar causa y efecto. Ese tipo es el método experimental y también se denomina ensayo de control aleatorio .

Notas sobre el proceso científico

El método científico es la base de los experimentos científicos.

• El proceso científico, o el método científico, fue desarrollado por primera vez por Francis Bacon.
• El método científico usa razonamiento inductivo, en lugar de métodos deductivos.
• Hay tres tipos principales de experimentos científicos: experimentales, cuasi-experimentales y de observación / no experimentales.
• Los experimentos experimentales son los más detallados y muestran causa y efecto.

Los resultados del aprendizaje

El hecho de revisar esta lección sobre experimentos científicos podría proporcionarle el conocimiento necesario para:

• Resume los pasos del método científico utilizado para un experimento científico.
• Contrastar métodos inductivos y deductivos
• Compara los tres tipos principales de experimentos científicos.