Diseño Experimental: Guía Completa para la Investigación Científica

Diseño Experimental

El diseño experimental es un plan de investigación que permite manipular variables y observar sus efectos en un entorno controlado. Su objetivo es obtener información objetiva y válida para resolver problemas de investigación.

Componentes de un Arreglo Experimental

  1. Variables: Características observables o medibles que varían entre sujetos o elementos de estudio.

    • Variables cualitativas: No pueden medirse numéricamente (por ejemplo, color de cabello).
    • Variables cuantitativas: Pueden medirse numéricamente (por ejemplo, altura).
    • Variable aleatoria: Característica cuyos valores son el resultado de factores fortuitos.

Variables independientes: Variables manipuladas por el investigador para producir un cambio en otras variables.

Variables dependientes: Variables que cambian en respuesta a los cambios en las variables independientes.

Variables concomitantes: Variables que no son de interés principal, pero pueden influir en los resultados.

Covariables: Variables utilizadas para predecir o explicar el resultado de un estudio.

Variables latentes: Variables que no se observan directamente, sino que se infieren a través de modelos matemáticos.

Variables ficticias: Variables artificiales que representan atributos con diferentes niveles o categorías.

Principales Modelos del Diseño Experimental

  1. Diseños clásicos:

    • Diseño Completamente Aleatorizado (D.C.A)
    • Diseño de Bloques al Azar (D.B.A)
    • Diseño Cuadrado Latino (D.C.L.)

Fases del Diseño Experimental (DE)

  1. Definición del problema

  2. Determinación de objetivos o formulación de hipótesis

  3. Selección de tratamientos

  4. Selección del material experimental

  5. Escogencia del diseño experimental

  6. Selección de la unidad experimental y el número de réplicas

  7. Selección de la(s) variable(s) respuesta(s), la(s) unidad(es) de muestreo y época(s) de evaluación(es)

  8. Control de los efectos de unidades experimentales adyacentes

  9. Conducción del experimento

  10. Análisis e interpretación de los resultados

  11. Elaboración de un informe de investigación

Términos Clave del DE

  • Tratamiento: Conjunto de condiciones experimentales impuestas a una unidad experimental.
  • Bloque: Variable categórica que explica la variación en la variable de respuesta que no es causada por los factores.
  • Aleatorización: Asignación aleatoria de participantes o tratamientos.
  • Repetición: Ejecución múltiple de un tratamiento o experimento.
  • Balanceo: Técnica para reducir el efecto de las variables extrañas.
  • Control Local: Restricciones sobre la selección aleatoria para reducir el error experimental.
  • Agrupamiento: Colocación de unidades experimentales homogéneas dentro de cada grupo.
  • Anidamiento o Jerarquización: Colocación de unidades experimentales dentro de un tratamiento o combinación de tratamiento.
  • Sensibilidad: Capacidad del diseño experimental para detectar pequeñas diferencias entre tratamientos.
  • Ortogonalidad: Independencia entre tratamientos o efectos de tratamientos.
  • Eficiencia: Comparación de las varianzas del error de diferentes diseños experimentales.
  • Confundido: Estrategia para reducir el error experimental y permitir el uso de menos unidades experimentales.
  • Aditivo Lineal: Expresión algebraica que resume los componentes de un experimento.

Diseño Cuasi-Experimental

Un diseño cuasi-experimental es un plan de trabajo que estudia el impacto de los tratamientos en situaciones donde los sujetos no han sido asignados aleatoriamente.

Características de los Diseños Cuasi-Experimentales

  1. La VI debe anteceder a la VD.

  2. Debe existir covariación entre las variables.

  3. Se deben poder descartar explicaciones alternativas.

  4. La población de estudio no se selecciona aleatoriamente.

  5. Es importante para la investigación aplicada.

  6. Se enfoca en identificar la relación entre variables independientes y dependientes.

  7. Se lleva a cabo en campo, lo que disminuye el control de las variables.

Principios Básicos del Diseño Experimental

  • Repetición: Repetir tratamientos para cuantificar el error experimental y obtener mediciones más precisas.
  • Aleatorización: Asignar tratamientos al azar para garantizar estimaciones imparciales de las medias de tratamiento y del error experimental.
  • Control del error experimental: Medidas para reducir el error experimental, como el diseño experimental, las observaciones concomitantes y el refinamiento de la técnica experimental.