Inv. Exp. Diseño como modelo

Diseño de investigación experimental

  • Ronald Fisher (1890-1962) The design of experiment (1926)
  • Introduce el diseño experimental como modelo
  • Define: "la estructura lógica del experimento"
  • Establece pautas para conocer las V a manipular
  • Establece orden de manipulación de V con grado de confianza
  • Oestle y Mensing (75) definen diseño experimental como planificación de secuencia de pasos, para asegurar datos adecuados, análisis conducente a conclusiones

Control experimental

  • Objetivo de cualquier investigación es:
    -- Cambios de VD sólo por manipulación de VI
    -- Realizando control de VEx

Tipos de Diseño Experimental

Cuasiexperimentales

  • Igual que los experimentales con una diferencia
  • Grupo no son formados aleatoriamente
  • Son grupos naturales
  • Ideal para estudios sociales, educacionales
  • Se llevan en un contexto real
  • Impulsa el estudio de problemas de relevancia social
  • No se pueden hacer en laboratorio
  • Se estudian en procedimiento controlado

Características de los Diseños Experimentales

  • Montogmery (2002), Prueba para hacer cambios deliberados en variables
  • Identificar razones de los cambios que pueden observarse en respuesta de salida o V de respuesta
    Experimento: Unidad experimental (básica), recibe tratamiento
    V de respuesta: se toma para ver efecto de cambio en V de estudio. Característica del producto (resultado del experimento)
  • Réplica: número de veces que se repite un experimento básico

Técnicas de control para Vz

Diseño experimental

  • Asignación de participantes en un experimento

Diseño entregrupos / intergrupos / intersujetos

  • Cada participante en un solo nivel de VI
  • Cada sujeto a un grupo diferente
  • Los efectos de la VI se infieren
  • Comparando medias de VD por diferentes grupos de sujetos
  • Dño de única medida

Intrasujeto o de medidas repetidas

  • Se expone a participantes en todos los niveles del tratamiento
  • Realiza comparaciones entre condiciones
  • Utiliza medidas de cada sujeto en cada condición
  • Útil: en caso de pocos sujetos y poco tiempo
  • Útil: estudiar cambios en el comportamiento a lo largo del tiempo

Vz Error

  • Instrumentos sensible, válidos y fiables
  • Incremento del tamaño del grupo
  • Mismo experimentador en todos los grupos

Vz sistemática Secundaria
Constancia: valor constante de VEx en todas las personas, ej: misma edad, mismo género, mismo nivel educativo
Eliminación: sacar VEx del estudio

Vz sistemática Primaria

  • Valores extremos de la VI
  • Valores medios de la VI
  • Varios valores de la VI

Análisis de datos:
Técnicas experimentales

Factor de bloqueo:

  • V fuente de variación en V de respuesta
  • Al bloquearla, cuantifica su efecto, disminuye error exper.
  • Cada factor tiene un nivel, valor que toma el factor en el estudio
  • Tratamiento: combinación de niveles

Error experimental

  • Designa diferencias entre valor exacto y observado
    Error aleatorio: resultado del efecto de factores no estudiados y error experimental
  • Refleja errores del experimentador/a

Factor

  • V de estudio
    Dño factorial: estudio de la acción simultánea de 2 o más factores
    Factores controlables: tiempo
    Factores no controlables: Ruido, humedad

Simbología en diseño experimental:

  • R: asignación al azar
  • G: grupo de sujetos G1= Grupo 1
  • X: tratamiento, estímulo o condición experimental
    -- Ausencia de estímulo = grupo control
  • O: observaciones y mediciones de sujetos de un grupo
    -- Antes de estimulo = pretest
    -- Después de estimulo = post test

Diseño de experimentos:

  • Fenómenos observables y medibles
  • Fenómeno: nunca se da de la misma manera 2 veces

Principios del diseño experimental (Fisher, 1926)
Replicación: determina si diferencias son significativas en la estadística
Aleatorización: asignación de material experimental y orden en que se realizan pruebas a sujetos
Control de diseño: estrategias para reducir Vz de Err Exptal

Objetivos del Diseño Experimental

  • MAXimizar efecto de VI (max Vz sistemática primaria)
  • CONtrolar VEx de efectos sistemáticos (CON Variación sistemática secundaria)
  • MIN Vz Err (Reducir efecto de VEx con efectos aleatorios)

Diseños Preexperimental:

  • De tipo exploratorio
  • Evalúa si son necesarios más estudios
  • No manipula la VI
  • Observación natural del fenómeno: no manipulan la VI, no control sobre VI
  • Ideal para estudios en educación, psico, sociales
  • Contexto natural

Características del Dño Pre exp.

  • Investigador observa EN condiciones naturales el fenómeno
  • No manipula V Intervivientes
  • Alto nivel de validez en resultados obtenidos
  • Falta validez interna de resultados
  • No hay control ni manipulación de V Intervivientes
  • Única medición del fenómeno
  • No es posible comparar dos grupos

Ventajas del Dño Pre exp.

  • No es posible manipular V para hacer inferencias
  • Cuando no hay recursos para experimento mayor
  • Útil para primera aproximación sobre el fenómeno
  • Posteriormente lleva a un Dño + confiable
  • Cuando hay un sólo grupo de sujetos
  • Cuando no hay control sobre formación de sujetos

Desventajas del Dño Pre exp.

  • No adecuadso para establecer relación ente VI y VD
  • Sin manipulación de VI, ni grupo comparación: no adecuado para fines científicos
  • Riesgo de elegir grupo atípico

Modalidades

Estudio de caso de una sola medición G1 X 0

  • Se estudia un solo grupo
  • Después de administrar un estimulo o tratamiento
  • Posteriormente se aplica medición en una o más V
  • Identifica nivel de grupo en estas V
  • No cumple requisitos de experimento puro
  • No manipula VI
  • No hay punto de referencia inicial del nivel del grupo en VD antes de estimulo
  • Carece fuente de validez Interna y Externa

Dño Pre y Post test O1 X O2

  • Un solo grupo
  • Aplica prueba antes de estímulo
  • Administra el estímulo
  • Nueva prueba después de estímulo
  • Punto referencia inicial para conocer qué nivel tenía el grupo VD antes de estímulo
  • Se puede conocer selección y mortalidad de sujetos
  • No adecuado para fines científicos, no existe manipulación ni grupo comparación
  • Carece fuente de invalidez externa

Comparación con grupo estático

  • Ej: estudiantes de un curso que aprenden a través de lectura veloz y otros que no aprenden de esta manera
  • Grupo experimental: expuesto al estímulo
  • Grupo control: no se somete a ningún estímulo

Diseño Experimental

  • Establece relaciones causales inequívocas entre V
  • Investigador provoca fenómeno que quiere estudiar
  • Manipula VI, aisla el fenómeno de V Ex

No experimentales

  • Compuestos por diseños transeccionales
  • No extrae conclusiones en acciones reproducibles
  • Observa fenómenos de su interés en ambiente natural
  • No manipula la VD

Clasificación: Diseño experimental clásico

  • Según # de VI que se manipulan
    -- Dño simple: 1 V
    -- Dño factorial: 2 o más VI
  • Según número de VD que se registren
    -- Dño univariable, multivariable
  • Según # de observaciones por sujeto y condición exper.
    -- Dño transversal: una sola medida u observ. por sujeto
    -- Dño longitudinal: más de una medida u observación
  • Según capacidad de control de V Ex y reducción de Vz Err
    -- Dño grupo homogéneo
    -- Dño medidas repetidas

Etapas del diseño experimental

  • Planteamiento del problema
  • Selección de factores a investigar
  • Escogencia de variables de respuestas
  • Determinación de diseño experimental
  • Planeación de realización de diseño
  • Desarrollo de diseño experimental
  • Análisis de resultados
  • Conclusiones de diseño

Clasificación: Diseño experimental de caso único

Características del Dño Cuasiexperimental

  • No se controla la formación total de grupos antes del exp
  • Carencia de control sobre V Intervivientes
  • Ausencia de aleatorización, problemas de validez interna y ext.

Dño de series cronológicas: Y1 Y2 Y3 Y4

  • Realiza mediciones varias veces en el tiempo
  • Medidas establecen línea de base: situación estable del sujeto o grupo
  • Valora el impacto de programas educativos, ej: prevención de trastornos

Otros Dños cuasiexperimentales

  • Dño de muestras cronológicas equivalentes
  • Dño de muestras materiales equivalentes
  • Dño de grupo de control no equivalente

Control experimental
Regular VI y VEx

  • Capacidad de investigador para producir fenómenos bajo condiciones reguladas
  • De V antes y durante experimentos
  • Experimentadores ser vigilantes del control de V
  • Control: hecho de cómo un experimentador controla VI
  • Cuando la modifica de manera específica
  • Elimina o neutraliza fuente de VEx que confunda acción de VD
  • Cumple el principio MAX-MIN-CON
    -- Regular equivalencia inicial de grupos

Para lograr el control experimental:

  • 1o Determinar conducta a estudiar
  • 2do Conocer variables relevantes que influyen sobre la conducta estudiada
    -- Elegir un o varias VI
  • 3er Eliminar o controlar resto de variables extrañas que influyen en VD
  • 4o manipular VI

Técnicas de control sobre V

  • Manipulación VI: aplicando valores de VI cuando el investigador decide
  • V Ex: eliminándolas o que influyan de la misma manera en todos los grupos
  • Factores aleatorios: que su influencia sea mínima en VD

Balance o equilibración: distribuir efecto de VEx en diferentes grupos, manteniendo constante proporción de cada valor en todos los grupo


Técnicas de balanceo

Aleatorización:

  • Azar de diferentes valores de VEx en distintos grupos, permite control de V conocidas y desconocidas

Bloques:

  • Agrupar sujetos con valores similares en una VEx
  • Relacionada con VD (de bloqueo)
  • Después, asignar mismo número de sujetos de cada bloque a cada grupo

Emparejamiento o técnicas de equiparación:

  • Antes del experimento
  • Pares de sujetos iguales por su parecido en VD o VEx.
  • Útil para muestra pequeña

Contrabalanceo o reequilibrado:

  • Control de orden o error progresivo
  • Repiten dos tratamientos experimentales
  • Primero en un orden, después inverso AB - BA
    Se puede llevar a cabo con mismos sujetos o distintos

Tipos de contrabalanceo

Contrabalanceo intrasujetos

  • Cada sujeto recibe condiciones o tratamientos en determinado orden (AB)
  • Luego lo reciben en orden inverso (BA)

Simple y doble ciego

  • Sujetos no conocen situación experimental
  • Utilizada en psicología clínica y de educación

Intragrupo:

  • Administra secuencias de tratamientos a diferentes subgrupos
  • Controla efecto de error progresivo en grupo
  • No controla error progresivo en individuo (intrasujeto)

Contrabalanceo intragrupo completo

  • Cada sujeto recibe todos los tratamientos
  • En todos los órdenes de presentación
  • Decididos por el investigador

Contrabalanceo intragrupo incompleto

  • Cada sujeto recibe algunas secuencias de tratamientos

Contrabalanceo intragrupo incompleto LATINO

  • Cuatro niveles de VI
  • 24 posibles órdenes de secuencias
  • Control de efecto de práctica mediante selección de subgrupos
  • En tantas secuencias como sean posibles

Contrabalanceo intragrupo incompleto ALEATORIO

  • Selección azar de todas las secuencias posibles
  • Tantas secuencias como número de participantes
  • Aplicar una secuencia a cada participante

Dño: Caso de dos grupos relacionados al azar

  • Experimentador define VI a modificar
  • Propósito: aclarar si esas 2 modificaciones afectan o no la VD

Etapas

  • Definir población de la afirmación
  • Seleccionar muestra de sujetos
  • Dividir muestra en 2 grupos
  • Asignar participantes a cada prueba
  • Registrar valores para estadístico
  • Con resultados, la estadística indica
    -- Ambos grupos son diferente = conclusión: variación de la VI

Dño: Dos grupos apareados

  • Valores iguales de VD antes de aplicar el tratamiento o prueba
  • Calificaciones de medida inicial: variable de apareamiento
  • Confirma la equivalencia de grupos

Dño: multigrupo, más de 2 grupos

  • Tres valores de VI
  • Participantes asignados aleatoriamente
  • A grupos o condiciones experimentales
  • Confirma relación entre VI y VD
  • Informa el tipo de relación entre dos V (lineal, U Invertida, etc)

Se clasifica en:

  • Multigrupo aleatorio con medida postratamiento
  • Multigrupo aleatorio con medida pre y postratamiento

Dño factorial

  • Mide efectos de dos o más VI en diversos niveles
  • Permite interacciones entre variables
  • Utilizado en investigación del comportamiento
    Efectos principales: valora efectos de VI sobre VD por separado
    Efectos de interacción: valora efectos de VI conjuntamente
  • Permite conocer efectos de interacción entre VI

Ventajas:

  • Estudia comportamiento de un mismo grupo en diferentes condiciones
  • Analiza dicho comportamiento a lo largo del tiempo
  • No necesita balancear a los participantes por VEx
  • La propia configuración grantiza equivalencia
  • No es posible que un mismo sujeto se afecte por VEx
  • Reducción radical de error experimental por variabilidad de sujetos
  • Mayor probabilidad de rechazar HO
  • Menos recursos materiales y humanos

Inconvenientes

  • Orden puede influenciar sobre observaciones de VD
  • Ej: la repetición de la tarea, genera fatiga
  • Efectos de arraste: condición de tratamiento que influye negativamente en efectos de condiciones aplicadas después
  • No aplicada a todas la VI, susceptibles de manipulación intrasujetos

Análisis univariado de varianza (ANOVA)

  • Contrastar si uno o más tratamientos experimentales producen un efecto determinado en VD

Modelo estructural matemático de ANOVA

  • Potencial causal entre VI y VD
  • Mantiene ecuación matemática lineal
  • Toda observación experimental puede ser explicada

Factores causales

  • Efectos explicados por factores de efectos fijos
  • Efectos explicados por factores aleatorios
  • Efectos explicados por otros factores diferentes de los tratammientos

Análisis de covarianza (ANCOVA) / Correlación parcial

  • Técnicas estadísticas de control
  • Separa el efecto de la VI sobre la VD, del efecto que pueden tener la VEx sobre VD
  • No se hacen sobre VEx sino posterior a la investigación

Diseño transversal

  • Estado de la cuestión en la materia
  • Recopila datos en momento único
  • Describe V presentes y su incidencia en la investigación

Diseño longitudinal

  • Muestreo a lo largo del tiempo
  • Considera variables determinadas
  • Relaciones entre sí
  • Determina evolución, tendencia
  • Comprende relaciones grupales de un sector de la población
  • Une con otras mediciones

Mediciones estadísticas

  • Opinión pública sobre un asunto para postur conjunta
  • Conjunto de datos estadísticos posibles
  • Consulta fuente bibliográfica
  • Lectura de autores previos
    • Ensayos
  • No experimento, sino busca visión de un profesional