diseño experimental teoría general
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2. Diseños experimentales2. Diseños experimentales
Dr. Manuel E. Cortés Cortés
DiseñosDiseños
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EsquemaEsquema
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Descripción del conceptoDescripción del concepto
El diseño experimental es una estructura de
investigación donde al menos se manipula una variable y las unidades son asignadas aleatoriamente a los distintos niveles o categorías de la variable o variables manipuladas.
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Modelo de variación y constancia
a) Variación sistemática de la variable independiente
b) Control y neutralización de las variables extrañas
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Variables del diseño Variables del diseño experimentalexperimental
Tipo Acción
V. Independiente Manipulación
V. Dependiente Medición
V. Extraña Control
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Papel de las variables en el Papel de las variables en el contexto experimentalcontexto experimental
Variable Papel
V. Independiente Causa
V. Dependiente Efecto
V. Extraña Confusión
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Manipulación de la variable Manipulación de la variable independienteindependiente
Manipulación experimental de una variable independiente se refiere, en una situación simple, a la aplicación de un valor dado de una variable a un grupo de individuos y un valor diferente de la misma variable a un segundo grupo de individuos.
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Variable dependienteVariable dependiente
La variable dependiente es conocida, también, por variable de medida, de respuesta o de resultado.
Es aquel aspecto de comportamiento sobre
el que esperamos observar el efecto de la variación sistemática de la variable independiente.
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Control experimentalControl experimental
El control consiste en eliminar o bien neutralizar cualquier fuente de variación extraña capaz de confundir la acción de la variable de tratamiento
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Planificación del diseño Planificación del diseño experimentalexperimental
1. Formulación de la hipótesis.2. Selección de la variable independiente y
dependiente adecuada.3. Control de las variables extrañas.4. Manipulación de la/s variable/s
independiente/s y registro de la variable dependiente o de medida.
5. Análisis estadístico de los datos.6. Inferencia de la relación entre la variable
independiente y la dependiente.
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Objetivos específicos del Objetivos específicos del Diseño experimentalDiseño experimental
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OBJETIVOS CONSECUCIÓN
Maximizar la variancia sistemática primaria
Mediante la adecuada elección de los valores de la variable independiente
Mediante la selección de un diseño adecuado
Control de las fuentes de variación secundarias
Aumentando la precisión en la medida de los registros y selección de sujetos homogéneos
Minimizar la variancia del error
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Diseño experimental y Diseño experimental y controlcontrol
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Técnicas de control
Experimental o directo: Diseño
Estadístico o indirecto: Ajuste
Técnicas de control asociadas al diseño
Aleatorización Diseños de grupos completamente al azar
Constancia Diseños de dos grupos apareados y de bloques
El sujeto como control propio
Diseños intra-sujetos o de medidas repetidas
Técnica de control Diseño
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Pasos del modelo de prueba Pasos del modelo de prueba estadísticaestadística
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Formulación de la Hipótesis de nulidad
Formulación de la Hipótesis alternativa
Estadístico de la prueba y nivel de significación
Cálculo del valor empírico del estadístico de la prueba.
Decisión estadística de aceptar o rechazar la hipótesis de nulidad.
Rechazo de H0 Si p 0,05
Paso 1
Paso 2
Paso 3
Paso 4
Paso 5
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Diseño experimental y Diseño experimental y causalidadcausalidad
La característica básica del diseño experimental se reduce a la siguiente cuestión: ¿Cómo conseguir la equivalencia inicial de los grupos expuestos a los distintos niveles o condiciones de la variable independiente? ..//..
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Esto se consigue mediante la completa aleatorización de las unidades de observación (por lo general, sujetos o individuos) a los diferentes niveles de la variable manipulada o condiciones experimentales. ..//..
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En virtud de la aleatoriedad, se asume que los grupos son iguales en todas las variables relevantes extrañas y, por consiguiente, son comparables (es decir, equivalentes). Cualquier diferencia constatada, al comparar los grupos experimentales, ha de ser atribuida al único factor de variación sistemática o variable manipulada.
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Clasificación del Diseño Clasificación del Diseño experimental clásicoexperimental clásico
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Diseños experimentales
Diseños entre-grupos
Diseños intra-sujetos o de medidas repetidas
Simple
Factorial
Diseños mixtos
Simple
Factorial
ESTRATEGIA DE COMPARACIÓN
CANTIDAD DE VARIABLES
INDEPENDIENTES
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Diseño de dos gruposDiseño de dos grupos
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ConceptoConcepto
Una de las situaciones más simples de investigación experimental, tanto en ciencias sociales como del comportamiento, es la formada por dos grupos, uno de control y otro experimental. ..//..
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La condición básica de cualquier experimento es la presencia de un grupo de contraste denominado grupo de no tratamiento o de control. Esto no quiere decir que el diseño experimental de dos grupos sólo se caracteriza por la ausencia o presencia de tratamiento.
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ClasificaciónClasificación
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Técnica de control Diseño
Aleatorización Diseño de dos grupos completamente al azar
Constancia Diseño de dos grupos apareados Diseño de bloques de dos tratamientos
El sujeto como control propio
Diseños de medidas repetidas (Sujetos x Tratamientos)
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Ejercicios
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En una determinada fábrica de galletas se desea saber si las harinas de sus cuatro proveedores producen la misma viscosidad en la masa. Para ello, produce durante un día 16 masas, 4 de cada tipo de harina, y mide su viscosidad. Los resultados obtenidos son:
Proveedor A Proveedor B Proveedor C Proveedor D
98 97 99 96
91 90 93 92
96 95 97 95
95 96 99 98
Nota:
Variable respuesta: viscosidad Factor: Proveedor Tratamientos: 4 Modelo unifactorial de efectos fijos equilibrado
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Una fábrica de textiles dispone de un gran número de telares. En principio, se supone que cada uno de ellos debe producir la misma cantidad de tela por unidad de tiempo. Para investigar esta suposición se seleccionan al azar cinco telares, y se mide la cantidad de tela producida en cinco ocasiones diferentes. Se obtienen los datos de la tabla adjunta. ¿Del estudio se concluye que todos los telares tienen el mismo rendimiento?
Telares Producción
1 14.0 14.1 14.2 14.0 14.1
2 13.9 13.8 13.9 14.0 14.0
3 14.1 14.2 14.1 14.0 13.9
4 13.6 13.8 14.0 13.9 13.7
5 13.8 13.6 13.9 13.8 14.0
Variable respuesta: cantidad de tela Factor: Telares Tratamientos: 5
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Ejercicios con solución por SPSS.
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Se lleva a cabo un estudio en Juneau, Alaska para establecer si el hábito de fumar es diferente entre los dos sexos. Se toma una muestra aleatoria simple de tamaño 100 de una población de hombres adultos. Se toma una muestra aleatoria simple de tamaño 120 de una población de mujeres. Se encuentra que la proporción de hombres fumadores en la muestra es de 0.40 y la proporción de mujeres que fuman es de 0.55.
a) ¿Cuál es la variable respuesta?. b) ¿Cuál es la variable explicatoria?. explicatoria (X): es el sexo de la persona
(Hombre/Mujer). c) ¿Es este un estudio observacional ó experimental?.
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Respuesta:
Variable respuesta
(Y): es el hábito de fumar (FUMA/NO FUMA).
b. ¿Cuál es la variable explicatoria?. explicatoria (X): es el sexo de la persona (Hombre/Mujer).
c. ¿Es este un estudio observacional ó experimental?.
Variable
Este es un estudio observacional, ya que sólo se le pregunta a las personas por su sexo y hábito de fumar. No hay ningún tratamiento “impuesto” por el investigador.
d. ¿Es este un estudio prospectivo ó retrospectivo?. Justifique.
e. Diga qué método de muestreo se usó para obtener la muestra. Justifique.
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Para estudiar el efecto del alcohol en el tiempo de reacción a un estímulo, se distribuyen aleatoriamente 60 sujetos en dos grupos iguales. Los sujetos de un grupo consumen una cantidad de alcohol específica, y los sujetos del otro grupo consumen una bebida no alcohólica. Se miden los tiempos de reacción en segundos para todos los sujetos antes y después de la bebida.
a. ¿Cuál es la variable respuesta?.
Respuesta:
La variable respuesta es: el tiempo de reacción a un estímulo en segundos.
b. ¿Cuál es la variable explicatoria?.
Respuesta:
La variable explicatoria es: el grupo ó tratamiento (con alcohol/sin alcohol).
c. ¿Es este un estudio observacional ó experimental?.
Justifique.
Respuesta:
Este es un estudio experimental porque el investigador activamente impone un tratamiento a los sujetos (tomar una bebida alcohólica para un grupo y sin alcohol para el otro).
d. ¿Es este un estudio prospectivo ó retrospectivo?. Justifique.
Respuesta:
Al ser un estudio experimental es por definición un estudio prospectivo. Es decir los investigadores eligieron la muestra según la variable explicatoria (tratamiento) y averiguaron la variable respuesta (tiempo de reacción). Un estudio experimental NO puede ser retrospectivo.
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