Guía para la selección adecuada de una metodología de investigación científica

Daniel Jiménez Jerez

1. Método científico

Para entender el concepto de método científico, primero se debe diferenciar el concepto de conocimiento científico. El conocimiento es una forma de otorgar un significado con sentido a algún fenómeno en la realidad; por lo cual el conocimiento científico denota diferentes interpretaciones de la realidad que explican un mismo fenómeno, cada una de ellas obtenida mediante el ciclo formal del método científico. Este ciclo es un conjunto de reglas concatenadas que llegan a una conclusión que puede ser una tesis que confirma la hipótesis, o puede ser una antítesis que rechaza la hipótesis. Cabe recalcar que ambos resultados son válidos mientras los pasos para llegar a dicha conclusión sean reproducibles y verificables. No se debe forzar una tesis o una antítesis, porque la visión de un investigador debe abstenerse de todo tipo de preferencias e ideologías durante el proceso de investigación para obtener resultados reales y fiables.

(2007). MC-14 [Figura]. Recuperado de https://es.wikipedia.org/wiki/MC-14

(2007). MC-14 [Figura]. Recuperado de https://es.wikipedia.org/wiki/MC-14

Pasos del método científico

Los pasos que se deben seguir al realizar una investigación son los siguientes:

  1. Observación: Estudiar un objeto o un fenómeno mediante un análisis sensorial.
  2. Inducción: Extraer información acerca del fenómeno verificando los resultados de cada experiencia realizada anteriormente por otros investigadores y generar un banco bibliográfico especificando las páginas y/o secciones consultadas de cada documento.
  3. Hipótesis: Proponer una explicación racional del fenómeno en observación.
  4. Experimentación: Realizar las pruebas necesarias para confirmar o rechazar la hipótesis propuesta mientras se anotan todos los valores de los factores que intervienen en el proceso, como ser valores de aspectos en el ambiente de experimentación, elementos de medición utilizados, valores de calibración de equipos, resultados obtenidos en cada medición, etc. Todos los datos son útiles al momento de reproducir el experimento intentando obtener el mismo ambiente de experimentación y todo el proceso para llegar a obtener los mismos resultados en la reproducción del experimento.
  5. Demostración o refutación: Verificar que todos los aspectos propuestos en la hipótesis son válidos como consecuencia de los resultados obtenidos, de no ser así la investigación servirá para llegar a demostrar la hipótesis mediante otros medios y no repetir la investigación que refuta la hipótesis.
  6. Informe de investigación: Hallada la tesis o antítesis (demostración o refutación) se debe escribir un informe en el cual se detallen todos los pasos anteriores incluyendo los resultados en las mediciones realizadas y el ambientes de experimentación para que en futuras investigaciones se pueda recrear este ambiente y se obtengan los mismos resultados.

2. Tipos de investigación

Existen tres tipos de investigación formal:

  • Histórica: Evalua un experimento realizado anteriormente tomando en cuenta el ambiente y los factores que se incumben en el proceso, con el fin de verificar las conclusiones halladas en la experiencia anterior de acuerdo a criterios del investigador.
  • Descriptiva: Este método no busca proponer ningún tipo de hipótesis, ni intenta comprobar explicaciones, únicamente se limita a describir las características de una población o fenómeno dado.
  • Experimental: Intenta determinar las relaciones causa-efecto para uno o más grupos experimentales, comunmente se cuenta con un grupo de control que brinda una guía o noción de los resultados esperados en los comportamientos resultantes de el o los grupos experimentales.
  • Cuasi-experimental: Es igual a la investigación experimental con la diferencia de que algunas variables no son controlables.

3. Etapas de la investigación

Tamayo, M. (2012). Aprender a investigar icfes módulo 2 La Investigación [Figura]. p. 37. Recuperado de https://es.slideshare.net/d1305/icfes-1999-lainvestigacion-14281593

Histórica

  1. Definir el problema
  2. Formular la hipótesis y objetivos
  3. Recolectar información
  4. Evaluar la información
  5. Informar los resultados y conclusiones

Descriptiva

  1. Definir las características a describir
  2. Definir los criterios de selección de la población y las observaciones a realizar
  3. Recoger los datos
  4. Informar los resultados y conclusiones

Experimental

  1. Definir el problema
  2. Recolectar información
  3. Formular la hipótesis, objetivos y alcances
  4. Elaborar el plan experimental
  • Identificar las variables y determinar como controlarlas
  • Seleccionar el diseño experimental apropiado
  • Definir el grupo de control y el o los grupos experimentales
  • Seleccionar los instrumentos de medición
  • Elaborar los procedimientos de recolección de datos
  1. Realizar el experimento
  2. Organizar los resultados estadísticamente
  3. Aplicar la prueba de significación estadística apropiada
  4. Informar los resultados y conclusiones

Cuasi-experimental

El proceso es el mismo que el de la investigación experimental pero al momento de la elaboración del plan experimental(3) se deben identificar las variables no controlables y plantear las limitaciones de acuerdo a las mismas.

4. Diseño de investigación

Formulación del problema de investigación

Se propone una pregunta que surge a partir de la observación de un fenómeno. El problema a investigar surgirá a partir de un requerimiento externo al área de investigación, proviniente de otra área u otra institución; a partir de la observación de un fenómeno de interés para el área; o para resolver o mejorar sistemas desarrollados previamente.

La formulación adecuada del problema de investigación definirá un punto de partida que resolverá el interés u objetivo del experimento, el problema debe ser conciso, limitado, importante y para resolverlo deben existir las condiciones materiales, humanas y económicas si fuera el caso.

Para formular el problema el investigador tendrá que recolectar todas las variables posibles que no puedan ser controladas, y de esta manera establecerlas como constantes a fin de obtener resultados de utilidad para llegar a una conclusión.

Formulación de los objetivos

Los objetivos deben ser claros y precisos, debiendo responder dos preguntas fundamentales:

¿Qué se va a investigar?

¿Qué propósito tiene la investigación que se plantea?

Para la formulación se debe utilizar un lenguaje sencillo, evitando términos técnicos, los objetivos deben ser cortos y por tanto no deben incluir citas ni comentarios, no debe existir relación entre los objetivos generales y específicos, además los objetivos deben presentarse en el orden en el que será realizada la experimentación.

Formulación de los límites y alcances

Los alcances indican con precisión hasta donde abarcará el hallazgo de los resultados; es decir, indican específicamente todos los elementos que intervienen antes, durante y después del experimento. En caso de cambiar alguna de las variables no controlables, el material definido para el experimento o los actores, se tendrá que comenzar nuevamente el experimento dejando de lado todos los aspectos previamente definidos y comenzar una nueva investigación con los nuevos datos.

Los límites son las fronteras que no se deben cruzar en ningún instante, teniendo siempre en cuenta las metas u objetivos planteados anteriormente.

Recolección de información

El investigador se debe asegurar de que las fuentes bibliográficas sean fiables antes de comenzar el diseño. El formato del archivo de bibliografía debe ser BibTex a fin de poder utilizarlo posteriormente en otro documento como por ejemplo un paper o convertir esta bibliografía a otros formatos. Un ejemplo del formato de bibliografía se puede observar en el archivo de ejemplo. Para comodidad del investigador existen aplicaciones específicas manejadoras de bibliografía como JabRef, pero dado que es un archivo de texto plano puede editarse mediante cualquier de editor.

Formulación de la hipótesis

La hipótesis es una respuesta propuesta a un fenómeno del cual se tienen aspectos que no se conocen con certeza. La hipótesis implica juicios tomados anticipádamente y que se desean comprobar o refutar. La hipótesis debe ser clara y basada en conceptos científicos, por este motivo será compatible con conocimientos científicos previos y con teorías existentes, por último la hipótesis debe ser contrastable mediante verificación durante la experimentación.

Plan experimental

  • Estadístico: De acuerdo a resultados de mediciones de un grupo de variables se realiza una evaluación numérica que conlleva a la conclusión del estudio cuantitativo.
  • De caso: Estudio específico de un subsistema a fin de conocer todos los aspectos y problemas de dicho subsistema
  • Experimental : Estudio de un fenómeno donde todas las variables son controladas y conocidas por el investigador a fin de obtener conclusiones del experimento
  • Cuasi-experimental : Estudio de un fenómeno donde algunas variables no son controladas, este estudio es más parecido a una situación en condiciones reales, se intentarán obtener conclusiones del experimento aunque las variables no controlables produzcan variación en los resultados
  • Cualitativo : Este estudio se enfoca plenamente en el proceso y hace poco incapie en los resultados

Grupo de control y grupo experimental

El grupo de control es el marco de referencia o base que servirá para comparar los resultados y de esta manera obtener las conclusiones. El grupo experimental es el objeto sobre el cual se aplicarán los estímulos y se realizará el tratamiento experimental.

Instrumentos de medición

Se deben seleccionar cuidadosamente los instrumentos de medición de acuerdo a las variables que se analizarán, eligiendo el intrumento adecuado en cuanto a sus características:

  • Precisión: Capacidad de proveer el mismo resultado en las mismas condiciones
  • Exactitud: Capacidad de medir un valor cercano al real
  • Apreciación: La menor variación de la medida que puede registrar el instrumento
  • Sensibilidad: Rango más pequeño que puede llegar a percibir el instrumento

Procedimientos de recolección de datos

La recolección de datos es el registro de manera selectiva y codificada los indicadores del estado de las variables. Los procedimientos de recolección de datos depederán del estado del experimento, pero en todo momento la recolección debe ser objetiva; es decir, es independiente de la veracidad según el juicio del investigador, por lo mismo el investigador no debe distorsionar ningún dato y en lo posible permanecerá al margen del proceso y se enfocará únicamente en la recolección de datos.

El procedimiento puede ser estructurado de antemano o no estructurado, puede ser individual o colectivo, de campo cuando se evalúa un fenómeno en un ambiente similar al real o de laboratorio cuando todas las variables son controladas.

Realización del experimento

Todas los procesos de experimentación deben ser registrados y codificados para realizar los análisis estadísticos respectivos posteriormente, cada proceso de experimentación debe ser independiente y no se deben tomar en cuenta resultados obtenidos en previas experimentaciones, con el fin de no distorsionar los resultados.

Organización estadística de los datos

Antes de organizar y presentar los datos, se debe realizar una evaluación a modo de corregir los errores y omisiones, codificar los datos en tablas en un medio electrónico para realizar los análisis ayudados por computadora, se establecen las categorías de los datos y se clasifican de acuerdo a un orden propuesto, se realiza un conteo de los casos en cada categoría obtenida. Por último se presentan los cuadros y gráficos estadísticos.

Pruebas de significación estadística

La hipótesis nula (H0) es una hipótesis que se intenta reachazar, refutar o anular. La hipótesis alternativa (H1) es aquella hipótesis que servirá para la validación. Para rechazar una y/o validar H0 es que se realizan las pruebas de significación estadística, aunque comunmente existen otros factores que afectan el producto e influyen de alguna forma en el resultado, por lo cual en un ámbito menos controlado, es decir, más realista los resultados pueden variar en rangos muy amplios o definitivamente la investigación podría resultar inválida. Si las pruebas de significación generan 95% y 99% de probabilidad de que el resultado no se ajuste a la hipótesis nula, ésta es rechazada y por consiguiente se acepta la hipótesis alternativa. A medida que se van realizando investigaciones sobre el mismo fenómeno se descubren nuevos aspectos y las hipótesis que en algún momento fueron válidas podrían quedar inválidas frente a los nuevos resultados.

Dependiendo del número de muestras, si se tienen 30 muestras o más se utilizará la distribución normal, caso contrario se utilizará la distribución de t-Student. Según el caso de análisis se utilizarán diferentes distribuciones, para ello se utilizan las tablas estadísticas. Para aceptar o rechazar la hipótesis nula es recomendable graficar el diagrama de colas donde se muestren los valores críticos y las regiones de rechazo y aceptación.

Márques Dos Santos, M. (2005). CONTRASTES DE HIPÓTESIS [Figura]. Recuperado de http://colposfesz.galeon.com/inferencia/teoria/conhip.htm

Los conceptos que comunmente son necesarios en este análisis se pueden encontrar en muchos libros como el de Estadística – Murray R. Spiegel, Larry J. Stephens o en sitios web como Laboratorio.

Informe de investigación

El objetivo del informe de investigación es comunicar los conocimientos científicos hallados en la investigación, dirigiendo el mensaje hacia la comunidad científica con conocimientos en el área.

El informe debe contener:

  • El proceso, indicando cada detalle técnico que influya en el resultado
  • Instrucciones, descripciones y explicaciones de los pasos a seguir para recrear la investigación en lenguaje técnico y formal
  • Los resultados ordenados de forma sistemática y estructurada, todos provenientes de la observación
  • Las conclusiones halladas de manera crítica y sin prejuicios de parte del investigadorLa estructura contendrá al menos la introducción, objetivos y alcances, antecedentes, justificación, marco teórico, metodología, productos y resultados, cronograma y conclusiones.

Las conclusiones serán respaldadas por gráficas, tablas y análisis estadístico realizado durante y posterior a la fase de obtención de resultados.

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