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Diseño experimental
 

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    Diseño experimental Diseño experimental Presentation Transcript

    • ING. NANCY CHARIGUAMÁN Correo: • nchariguaman@unach.edu.ec Celular: 0995107708 DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014  Identificar las ventajas y limitaciones del muestreo, así como los aspectos relacionados con la formación del lote y la selección de la muestra. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:  Explicar por qué una muestra es la única forma posible de tener conocimientos acerca de una población.  Tener claro cuando aplicar las técnicas de muestreo.  Diferenciar las técnicas de muestreo para nuestro conjunto de datos.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014  La recopilación y el análisis de datos son fundamentales en la ciencia e ingeniería.  Al analizar los datos recopilados en experimentos, los cientificos descubren los principios que gobiernan el mundo físico y los ingenieros aprenden como diseñar nuevos productos y procesos importantes.  Una de las dificultades que se presentan con los datos científicos es que estos se encuentran sujetos a variaciones aleatorias o incertidumbre.  Una muestra es un medio utilizado para inferir algo acerca de una población.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 En muchos casos el muestreo es la única forma de determinar algo acerca de la población. Razones por lo que el muestreo es necesario: 1. La naturaleza destructiva de ciertas pruebas. 2. La imposibilidad física de revisar todos los integrantes de la población. 3. El costo de estudiar a todos los integrates de una población. 4. Lo adecuado de los resultados de la muestra. 5. En ocasiones se necesitaría mucho tiempo para entrevistar a toda la población.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 Existen dos métodos para seleccionar muestras de poblaciones que son: MUESTREO NO ALEATORIO O DE JUICIO: Se emplea el conocimiento y la opinión personal para identificar a los elementos de la población que deben incluirse en la muestra. Una muestra seleccionada por muestreo de juicio se basa en la experiencia de alguien con la población. Ej: Un guardabosques, reuniría una muestra de juicio si decidiera con anticipación las zonas de una gran área arbolada que recorrería para estimar la cantidad de madera que podría obtenerse. Algunas veces, una muestra de juicio se usa como guía o muestra tentativa para decidir cómo tomar una muestra aleatoria más adelante.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 MUESTRA PROBABILÍSTICA: Es aquella que se selecciona de modo que cada integrante de la población en estudio tenga una probabilidad conocida (pero distinta de cero) de ser incluido en la muestra. MUESTREO ALEATORIO SIMPLE: Muestra seleccionada de manera que cada integrante de la población tenga la misma probabilidad de quedar incluido. Ej: Imagine que se han vendido diez mil billetes de lotería y que se eligen 5 ganadores. Cuál es la manera más justa de elegir a los ganadores?.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 Sol: Colocar todos los billetes de lotería en un recipiente, mezclarlos y extraer 5 de ellos uno tras otro. Los boletos premiados constituyen una muestra aleatoria simple de la población de diez mil billetes de lotería. Cada boleto es igualmente probable de ser uno de los cinco boletos extraídos. Es importante indicar que cada conjunto de 5 boletos que se puede formar del total tiene la misma probabilidad de ser el grupo que se extrae. Esta idea constituye la base de la definición de una muestra aleatoria simple.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 MUESTREO ALEATORIO SISTEMÁTICO: los elementos son seleccionados de la población dentro de un intervalo uniforme que se mide con respecto al tiempo, al orden o al espacio. Ej: Alfabeticamente, en un archivo según la fecha en que se reciben, o por algún otro método. Se selecciona al azar un punto de partida, y despúes se elige para la muestra cada k-ésimo elemento de la población. Ej: Si tuviera que entrevistar a cada vigésimo estudiante de una universidad, escogería un punto de inicio aleatorio entre los primeros 20 nombres del directorio estudiantil y luego seleccionaría cada 20 nombres y asi sucesivamente.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 MUESTREO ALEATORIO ESTRATIFICADO: Se divide a una población en subgrupos, denominados estratos, y se selecciona una muestra de cada uno. Una muestra estratificada garantiza la representación de cada subgrupo. Ej: Supongamos que los pacientes de un médico estan divididos en cuatro grupos de acuerdo con su edad. El médico desea averiguar cuantas horas duermen sus pacientes.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 Sol: Para obtener una estimación de esta característica de la población, podría tomar una muestra aleatoria de cada uno de los cuatro grupos de edades y ponderar las muestras de acuerdo con el porcentaje de pacientes en ese grupo.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 MUESTREO POR CONGLOMERACIÓN: otro tipo común de muestreo es el muestreo por conglomeración, el cual se emplea con bastante frecuencia para reducir el costo de muestrear una población dispersa en un área geográfica grande. Ej: Supóngase que se desea efectuar un reconocimiento para determinar los puntos de vista de industriales respecto a las políticas estatales y federales referentes protección ambiental. Si se seleccionara una muestra aleatoria de industriales y personalmente se comunicara con cada uno, ello tomaría mucho tiempo y sería sumamente costoso. En vez de eso, podría emplearse el muestreo por conglomeración subdividiendo una región extensa en aréas menores a las que se las denomina unidades primarias. Supongamos que se subdivide la región en 12 unidades primarias, depues seleccionan al azar cuatro areas menores: 2,7,4,12 y se concentran los esfuerzos en éstas.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Los orígenes de la estadística están asociados a los del ser humano. En su afán de supervivencia, el hombre se ha visto obligado a buscar permanentemente un conocimiento y una explicación de la realidad que lo rodea, haciendo observaciones, registros y comparaciones para tal efecto. Procedimientos mediante los cuales se inspecciona un suceso de interés. El objetivo es finalizar con una anotación de datos Llamados también datos, son las anotaciones realizadas en un formato determinado para posteriormente realizar con ellas los análisis que concluirán en una caracterización del suceso. Procesos mediante los cuales se efectúan estudios de diferencia entre dos o más agrupaciones de datos con el fin de verificar cambios o simplemente diferencias DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Hasta el siglo XVIII la estadística tiene un carácter pasivo por no tener, todavía, su “método” propio. Logra su gran impulso con el cálculo y desarrollo de la probabilidad. Se ha convertido, con el paso del tiempo, en un conocimiento necesario para el desarrollo de muchos campos: Ingeniería, Economía, Sociología, Antropología, etc. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 ESTADÍSTICA: Es la ciencia que se ocupa de recolectar, organizar, presentar, analizar e interpretar datos para ayudar a una toma de decisiones más efectiva. TIPOS DE ESTADÍSTICA ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA: Conjunto de métodos para organizar, resumir y presentar los datos de manera informativa. ESTADÍSTICA INFERENCIAL: Conjunto de métodos utilizados para saber algo acerca de una población, basandose en una muestra.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 POBLACÓN: Conjunto de todos los posibles individuos, objetos o medidas de interés. MUESTRA: Una porción, o parte, de la población de interés. Ej: Un ingeniero que supervisa la calidad quiere inspeccionar rollos de papel tapiz para obtener información acerca de la tasa de fallas que tiene la imprenta. Decide tomar una muestra de 50 rollos de la producción de un día. Cada hora durante cinco horas, toma los diez últimos rollos producidos y cuenta el número de fallas de cada uno. Esta es una muestra aleatoria simple?
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 Sol: No. No todo subconjunto de 50 rollos de papel tapiz tiene la misma probabilidad de pertenecer a la muestra. Para formar una muestra aleatoria simple, el ingeniero necesitaría asignar un número a cada rollo producido durante el día y después generar números aleatorios para determinar con que rolos se forma la muestra.
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014 PARAMETRO: Es una característica de la población ESTADÍSTICO: Es una característica de la muestra. Ej: El Banco Nacional del Fomento (BNF)está considerando una fusión con el Banco del Pichincha, para concretarla requiere la aprobación de los accionistas. En su junta anual, a la que están invitados todos los accionistas, el presidente del BNF le pregunta a los asistentes si aprueban el trato. El 85% lo aprueba. Es este porcentaje una estadística de muestra o un párametro de población?
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Comprenden un numero finitamente grande de unidades elementales. Ejemplo: Todas las enfermeras del Salvador LA POBLACION Población Infinita Población Finita PUEDE SER Es aquella que tiene un número limitado o finito de unidades elementales. Ejemplo: Los salarios de las enfermeras de determinado hospital. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Poblaciones y muestras El problema y los objetivos de la investigación orientan a ver cuáles son las unidades de análisis : personas, instituciones, organizaciones, hechos u objetos observables; que nos proporcionarán los datos en la investigación. La población es el conjunto de todos los elementos a ser investigados, que sea la necesaria y suficiente. La muestra es una parte representativa de la población en la que realizaremos nuestro estudio, refleja en sus unidades las características de dicha población. Los resultados obtenidos en ella son inferidos a la población o universo. Elegir una muestra probabilística o no probabilística depende del tipo de estudio, del nivel de inferencia que se quiera dar a los resultados; así como de la disponibilidad de tiempo y recursos del investigador. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Fórmulas para calcular el tamaño de la muestra Determinar el tamaño de la muestra, a veces no es sencillo; primero porque se requiere conocimientos estadísticos, y segundo porque depende del estudio y de la disponibilidad de recursos y tiempo del investigador. A continuación las fórmulas más usuales cuando se conoce N y cuando no se conoce: pq NC ME 1)(N Npq n 2 2   11)(NM N n 2   E 2 2 M pqN n E C  2 22 E Z n   DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Técnicas e instrumentos Las encuestas Se realizan con cuestionarios elaborados para obtener información de los elementos muestrales. Tipo de preguntas: De identificación.- Orientadas a conocer: nombre, edad, sexo, profesión, estado civil, etc. De información.- Se recogen generalmente con la escala categórica nominal ”si”, “no”, las respuestas “si” podrían proporcionar además alguna otra información. De opinión.- Orientadas a recibir criterios del encuestado. De intención y/o actitud.- Ejemplos: ¿Qué haría usted en caso de ....?, DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Formas de realizar las preguntas.- Pueden ser: a) Abiertas.- El encuestado contesta libremente. EJEMPLOS 1) ¿Qué opinión le merece la gestión del actual presidente? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2) Indique las características principales que debe reunir el egresado de Ingeniería. . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) Cerradas.- Son fáciles de codificar y preparar su interpretación y análisis. Su escala puede ser: Nominal (categórica).- Clasificación de los elementos investigados de acuerdo a ciertas características en dos (dicotómicas) o más (politómicas) categorías, sin orden o jerarquía, un resultado no puede caer en dos categorías ni tampoco fuera de ellas. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • EJEMPLOS 1) ¿Considera usted que el voto es obligación de todo ciudadano ecuatoriano? de acuerdo ( ), indeciso ( ), en desacuerdo ( ) 2) ¿Utiliza material didáctico en sus clases? si ( ), a veces ( ), no ( ) Ordinal.- Indica la posición relativa, orden o jerarquía de los elementos investigados con respecto a ciertas características que se evalúan, sin reflejar distancias entre una y otra. EJEMPLO 1) El rendimiento de sus estudiantes es: excelente ( ), muy bueno ( ), bueno ( ), regular ( ), deficiente ( ) DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • § De intervalo.- A más del orden o jerarquía entre las categorías los intervalos de medición son iguales; así por ejemplo la temperatura de 40o a 41o es la misma en magnitud a la diferencia de 50o a 51o . En esta escala numérica el cero es arbitrario, no representa ausencia de la característica o atributo que se mide, sino más bien un punto desde el cual se marcan los intervalos inferiores y superiores iguales. EJEMPLOS 1) ¿Cuántos años de servicio tiene usted en esta empresa? ( ) 2) ¿Cuál es la temperatura actual en grados centígrados? ( ) DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • § De razón.- Permite establecer la proporción de menor a mayor de ciertas características de los elementos investigados. A más de que los intervalos son iguales el cero es real; es decir, representa ausencia de la característica estudiada, así por ejemplo: tiempo empleado, distancia, peso, área, costo, estatura, etc. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • EJEMPLOS 1) ¿Cuántos Kilos pesa usted? ( ) 2) ¿Cuál es la proporción de buenas calificaciones en relación al total ? ( ) NOTA. Las siguientes variables se han clasificado en cualitativas y cuantitativas, además se indica la posible escala de medición. •Edad.- Variable cuantitativa, medible en escala de razón. •Sexo.- Variable cualitativa, medible en escala nominal •Ocupación.- Variable cualitativa, medible en escala ordinal. •Estatura en centímetros.- Variable cuantitativa, medible en escala de razón. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • •Puntaje en un test de inteligencia.- Variable cuantitativa, medible en escala de intervalo. •Temperatura máxima diaria.- Variable cuantitativa, medible en escala de intervalo. •Estado civil.- Variable cualitativa, medible en escala nominal. •Estado nutricional de una población infantil de una zona.- Variable cualitativa, medible en escala ordinal. •Peso en Kilogramos.- Variable cuantitativa, medible en escala de razón. •Preferencia por la Estadística en los alumnos de la maestría.- Variable cualitativa, medible en escala ordinal. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • •Nivel socioeconómico.- Variable cualitativa, medible en escala ordinal. Variables relacionadas con la educación, veamos cómo pueden ser medidas. a) Interés por el aprendizaje.- Medible en escala ordinal. b) Nivel de atención a cierta clase.- Medible en escala ordinal. c) Puntaje alcanzado en cierta asignatura.- Medible en escala de intervalo. d) Nivel socioeconómico del alumno.- Medible en escala ordinal. e) Nivel de desnutrición de los alumnos.- Medible en escala ordinal. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • c) Mixtas.- Se utilizan en encuestas descriptivas (con preguntas cerradas) y explicativas (con preguntas abiertas) o viceversa. EJEMPLOS •Preguntas: cerrada y abierta ¿Le gustaría participar en política? SI ( ), NO ( ) ¿Qué opina de los políticos ecuatorianos? . . . . . . . . RECUERDE QUE a veces es mejor presentar codificada la pregunta, así: Marque el número que corresponda a su respuesta ¿Está usted de acuerdo con la gestión del actual gobernador? 1 para si ( ), 2 para no ( ), 3 para no opina ( ) DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • La entrevista, tipos La entrevista es una conversación entre el entrevistador y el entrevistado. Se recomienda: • El entrevistador debe conocer ampliamente el tema a tratarse en la entrevista para realizar preguntas que conduzcan a respuestas pertinentes. • Se debe escoger el lugar más apropiado y hacerle conocer al entrevistado la importancia de su colaboración. • Si la entrevista no es con una grabadora o filmadora entonces el entrevistador debe anotar las respuestas. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Se consideran los siguientes tipos de entrevistas: a) La entrevista formal o estructurada.- Se la realiza siguiendo un esquema, mediante una guía de entrevista (cuestionario). b) La entrevista menos formal o media estructurada.- Se utiliza una guía flexible de entrevista. En este tipo, el entrevistador puede cambiar la secuencia de las preguntas o aumentar otras, de acuerdo a las circunstancias, conveniencias y necesidades. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • c) La Entrevista en profundidad o no estructurada.- Aplicadas en investigaciones cualitativas o cuali- cuantitativas, se las realiza cara a cara especialmente con los informantes claves o expertos. Mediante la entrevista a profundidad se intentará indagar algunos aspectos que no es posible hacerlo con la encuesta. Se elabora una guía de entrevista (cédula o esquema con un listado de temas) en la que constará los aspectos más sobresalientes a tratarse. La historia de vida es un ejemplo de entrevista a profundidad. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Los tests Un test es sinónimo de prueba, son muy utilizados en una investigación educativa porque permiten una máxima precisión en el dato obtenido. Existen muchos tests como de: Personalidad, valores, actitudes especiales, rendimiento académico (prueba objetiva), inteligencia, memoria, creatividad; etc. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • La observación En investigación, observar es captar, apreciar y percibir la realidad exterior, mediante fichas o guías de observación; y puede ser: • Participante.- Cuando el investigador interactúa con los sujetos observados. Ej. Para observar la conducta de aprendizaje de los niños especiales la instructora tiene que interactuar con ellos. • No participante.- Cuando el investigador observa a prudente distancia. Ej. Observar una clase desde fuera del aula. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • • Individual.- Un solo observador. • En grupo.- Dos o más observadores. Ejemplo: grupos de observadores del paso del Huracán SANDY por New York (octubre 2012), cada observador puede apreciar alguna característica. • No estructurada o simple.- Sin instrumentos. Se utiliza para medir comportamientos o conductas. Ejemplo: apreciar el nivel de aceptación o rechazo de un grupo respecto a su profesor. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • • Estructurada.- Con instrumentos. Ejemplo: para evaluar una clase de un docente, se puede utilizar un cuadro o ficha de observación. • Planificada.- Se seleccionan los aspectos del objeto a ser observados. Ejemplos: Si nos interesa apreciar la atención y la participación de los estudiantes, la ficha de observación debe contener estos aspectos. Si se quiere observar los daños del invierno de Febrero del 2013, se puede elaborar una ficha de observación DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • • Objetiva.- Lo observado debe reflejar los contenidos de la realidad y no subjetividades, por eso para validar una observación se puede pedir que personas neutrales digan su criterio sobre lo observado. • Sistemática.- Se observan los fenómenos en forma ordenada y cronológica. EJEMPLO: observar un período de erupción del Tungurahua. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Instrumentos en la observación • Ficha o guía de observación.- Son fichas que se utilizan en la observación no estructurada para registrar datos que se van encontrando de acuerdo a lo que se va observando. • Libreta de notas y diario de observación de campo.- Se utiliza una libreta para anotar los datos, comentarios, opiniones de interés, lugares, horas, fechas, etc. En el diario se relata detallada y cronológicamente lo que se observa de manera clara, sintética y objetiva. Ej: “En el paso del Huracán SANDY habrían observadores con fichas o diarios de observación (Octubre del 2012)” DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • • Registro de observación.- Son cuadros de doble entrada que se utilizan en la observación estructurada. En el eje vertical se colocan los elementos a observarse y en la parte horizontal se anota el contenido de la observación con sus frecuencias y características. NOTA.- A veces será necesario llevar: • Mapas.- Los mapas deben señalar y delimitar claramente el lugar de la observación. • Cámara fotográfica, grabadora y filmadora.- Son instrumentos que recogen imágenes y sonidos de los lugares observados. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • EJEMPLO de un cuadro o ficha de observación: GRADO DE ATENCIÓN DE LOS ESTUDIANTES ASIGNATURA Muy atentos Atentos Poco atentos Desatentos Matemática Historia Ciencias Naturales Música DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • La validez y confiabilidad a) Validez.- Un instrumento se dice válido cuando realmente mide la variable que pretende medir. Se valida un instrumento aplicándolo a una pequeña parte de la muestra, de acuerdo a las dudas que se presenten en dicha aplicación, el investigador realizará los ajustes y correctivos necesarios. Por ejemplo si queremos medir la inteligencia el instrumento escogido no debe medir la memoria. También se puede validar un instrumento sometiéndolo al criterio de expertos, considerando la redacción, los contenidos, y si están acordes a los indicadores. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • NOTA.- A veces, puede ser necesario también hablar de: Validez de contenido.- Grado en que se mide el dominio específico de dicho contenido. • Validez de criterio.- Criterio externo respecto al instrumento. • Validez de constructo.- En relación con la teoría (marco teórico). Esta validación generalmente la hace un experto. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • b) Confiabilidad.- Un instrumento es confiable cuando repitiendo su aplicación los resultados son los mismos Una manera de determinar la confiabilidad de un instrumento es repitiendo su aplicación al menos dos veces a una pequeña parte de la muestra después de un corto período y observar que los resultados sean los mismos (grado de correlación). Por ejemplo, en medicina un termómetro es confiable si al medir la temperatura dos o tres veces cada 3 minutos se obtiene la misma lectura. La medición y/o recolección se la puede realizar mediante clasificación y/o cuantificación utilizando ciertas alternativas o escalas. NOTA. Las técnicas e instrumentos se recomienda seleccionarlos de acuerdo a la operacionalización metodológica de las variables. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Clasificación de la información y tabulación de los datos Los datos recogidos se deben clasificar de acuerdo a los instrumentos utilizados antes de proceder a la codificación, análisis, interpretación y presentación de los resultados. La tabulación de los datos se realiza con base en la alternativa o escala de cada pregunta. EJEMPLO SI NO TOTALPREGUNTAS f % f % f % 1. ¿Utiliza material didáctico? 2. ¿Utiliza métodos activos ? 24 28 60 70 16 12 40 30 40 40 100 100 Promedio 65 35 DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Procesamiento de la información, análisis parcial y dinámico, interpretación Una vez que se han recogido los datos con los instrumentos correspondientes se realiza el procesamiento. Se recomienda seguir los siguientes pasos para el análisis: a) Si se han utilizado encuestas y entrevistas se inicia procesando los datos recogidos por los cuestionarios de las encuestas. b) Se tabulan los resultados pregunta por pregunta en frecuencias y porcentajes de cada una, de acuerdo a la escala utilizada. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • c) Se tabulan los resultados indicador por indicador; esto es, integrar los resultados de las preguntas que corresponden a cada indicador, obteniéndose nuevos porcentajes (promedios) de cada indicador; se tabulan los resultados de las dimensiones integrando los resultados de los indicadores de cada dimensión; se tabulan los resultados de cada variable integrando los resultados de las dimensiones (o de las categorías) y de los indicadores de cada variable NOTA.- Se hace sólo lo que sea necesario DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • d) La información de las entrevistas se procesa de manera análoga a los literales b),c): • Se seleccionan los aspectos que más se han tomado en cuenta y que de alguna manera responden a los indicadores de las respectivas variables. e) Se presentará la información procesada de acuerdo a los literales b),c),d) mediante cuadros estadísticos y/o gráficos. NOTA. Para realizar la prueba de hipótesis se procesa la información que interesa exclusivamente para ello separándola del resto de la información que puede servir para conclusiones, recomendaciones y la propuesta. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • ¿Acaso es un experimento de laboratorio? DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Mejorar y aumentar la producción Experimentos agrícolas Optimización de la aplicación de insumos DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • El diseño de experimentos forma parte del proceso de investigación. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Es un método que se aplica para planear y organizar una serie de pasos y acciones necesarios para realizar un experimento y obtener datos confiables así como conclusiones válidas del problema en estudio. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Se caracteriza porque involucra el manejo de variables independientes y variables dependientes, facilitando la comprensión y el análisis del efecto de los factores (variables independientes) sobre las variables de respuesta (variables dependientes). DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Visualización del proceso de diseño de experimentos: combinación de máquinas, equipos, métodos y personas que inciden sobre la unidad experimental obteniendo una o más variables de respuesta. Unidad experimental Factores o variables independientes Variables dependientes o variables de respuesta FACTORES CONTROLABLES FACTORES INCONTROLABLES DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • DIFERENCIA ENTRE LA APLICACIÓN DE LA ESTADISTICA DESCRIPTIVA Y EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • ¿qué concentración de plaguicidas tienen estas frutas? Toma de muestra Análisis de laboratorio DATOS ANALISIS ESTADÍTICO Media  desviación estándar y1 y2 y3 EJEMPLO DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • ¿en el ejemplo anterior se aplicó diseño de experimentos? ANALICEMOS DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Unidad experimental: fruta Variable independiente: ? Variable dependiente: concentración de plaguicida CONCLUSIÓN: • No se aplicó diseño de experimentos puesto que no se manejaron factores o variables independientes. • Se aplicó la estadística descriptiva mediante las medidas de tendencia central, media y desviación estándar. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • EJEMPLO mejorando el rendimiento de un proceso químico Antecedentes: las variables del proceso que influyen en el rendimiento son TEMPERATURA y TIEMPO. El proceso actual se lleva a cabo a 155 °F en un tiempo de 1.7 h, con un rendimiento aproximado de 75%. Proceso químico Temperatura 155 °F Tiempo 1.7 h rendimiento 75% DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Proceso químico temperatura tiempo rendimiento % FACTORES UNIDAD EXPERIMENTAL VARIABLE DE RESPUESTA DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Para la aplicación del diseño estadístico y análisis de un experimento se requiere: 1. Definir claramente el objetivo: qué se va a estudiar. 2. Establecer los métodos: cómo se van a recopilar los datos. 3. Tener una idea cualitativa de cómo se van a analizar los datos: modelo matemático estadístico. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 1. Comprensión y planteamiento del problema. 2. Elección de factores y niveles. 3. Selección de la variable de respuesta. 4. Elección del diseño experimental. 5. Realización del experimento. 6. Análisis de datos. 7. Conclusiones y recomendaciones. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 1. COMPRENSIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA • Identificar el problema y diseñar un experimento aceptable. • Involucrar al personal de todas las áreas que estén implicados. • Un planteamiento claro del problema contribuye a un mejor conocimiento del fenómeno y a la solución final del problema. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 2. ELECCIÓN DE FACTORES Y NIVELES • El experimentador debe elegir los factores que variarán en el experimento. • Seleccionar los intervalos de variación y niveles específicos. • Se recomienda iniciar con dos niveles. • Establecer cómo controlar los factores y cómo se medirán. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 3. SELECCIÓN DE LA VARIABLE DE RESPUESTA • Seleccionar la variable dependiente que proporcione información útil del problema en estudio. • Considerar las repeticiones para obtener el error de medición. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 4. ELECCIÓN DEL DISEÑO EXPERIMENTAL • Seleccionar el diseño experimental en base a los objetivos definidos. • Considerar el tamaño muestral (número de repeticiones). • Seleccionar el orden adecuado de la ejecución de los experimentos (aleatorizar cuando sea posible). • Considerar si habrá necesidad del bloqueo u otras restricciones de aleatorización. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 5. REALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO • Capacitarse en el manejo de técnicas e instrumentos de medición. • Verificar coeficiente de variación (%C.V.) del analista o experimentador. • Calibrar equipos de medición. • Verificar caducidad y condiciones de almacenamiento de reactivos. • Estandarización de soluciones (reactivos químicos). • Verificar condiciones de seguridad. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 6. ANÁLISIS DE DATOS • Aplicar métodos estadísticos para analizar los datos (Ejemplo: ANDEVA, pruebas de rango múltiple). • Utilizar paquetes de softwere comerciales para el análisis de datos. • Por medio de los métodos estadísticos se obtiene el probable error de una conclusión. • Por medio de los métodos estadísticos se asigna un nivel de confiabilidad a los resultados. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES • Se deben obtener conclusiones prácticas de los resultados y recomendar cursos de acción. • Los métodos gráficos son muy útiles para presentar los resultados a otras personas. • Deben hacerse corridas de seguimiento y pruebas de confirmación para validar las conclusiones del experimento (REPRODUCIBILIDAD). DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Diseño: Es la estructura a seguir en una investigación, ejerciendo el control de la misma a fin de encontrar resultados confiables y su relación con los interrogantes surgidos de los supuestos e hipótesis- problema.  Planteamiento de una serie de actividades sucesivas y organizadas, que deben adaptarse a las particularidades de cada investigación y que nos indican los pasos y pruebas a efectuar y las técnicas a utilizar para recolectar y analizar los datos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • De acuerdo con los datos recogidos para llevar cabo una investigación, es posible categorizar a los diseños en dos tipos básicos:  Diseños bibliográficos  Diseños de campo DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Es decir, que juega papel importante el tipo de información que se va a manejar. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Cuando se utilizan datos secundarios, es decir, aquellos que han sido obtenidos por otros y nos llegan elaborados y procesados de acuerdo con los fines de quienes inicialmente los elaboran y manejan, y por lo cual decimos que es un diseño bibliográfico.  La designación bibliográfica hace relación con bibliografía: toda unidad procesada en una biblioteca.  Conviene ante este diseño constatar la confiabilidad de los datos, y es labor del investigador asegurarse de que los datos que maneja mediante fuentes bibliográficas sean garantía para su diseño.DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Cuando los datos se recogen directamente de la realidad, por lo cual los denominamos primarios; su valor radica en que permiten cerciorarse de las verdaderas condiciones en que se han obtenido los datos, lo cual facilita su revisión o modificación en caso de surgir dudas.  Conviene anotar que no toda información puede alcanzarse por esta vía, ya sea por limitaciones especiales o de tiempo, problemas de escasez o de orden ético. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Diseño de encuesta  Diseño estadístico  Diseño de casos  Diseño experimental  Diseño cuasi – experimental  Diseño ex post facto  Diseño cualitativo DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Diseño de encuesta: Exclusivo de las ciencias sociales. Parte de la premisa de que si queremos conocer algo sobre el comportamiento de las personas, lo mejor es preguntarlo directamente a ellas. Es importante en este diseño determinar la validez del muestreo.  Diseño estadístico: Efectúa mediciones para determinar los valores de una variable o de un grupo de variables. Consiste en el estudio cuantitativo o evaluación numérica de hechos colectivos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Diseño de casos: Estudio exclusivo de uno o muy pocos objetos e investigación, lo cual permite conocer en forma amplia y detallada los mismos. Consiste, por tanto, en estudiar cualquier unidad de un sistema, para estar en condiciones de conocer algunos problemas generales del mismo.  Diseño experimental. Cuando a través de un experimento se pretende llegar a la causa de un fenómeno. Su esencia es la de someter el objeto de estudio a la influencia de ciertas variables en condiciones controladas y conocidas por el investigador.DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Diseño cuasi - experimental. Cuando estudia las relaciones causa- efectos, pero no en condiciones de control de las variables que maneja el investigador en una situación experimental.  Diseño ex post facto: Cuando el experimento se realiza después de los hechos y el investigador no controla ni regula las condiciones de la prueba. Se toman como experimentales situaciones reales y se trabaja sobre ellas como si estuviera bajo nuestro control. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Diseño cualitativo: Es un diseño flexible a partir de información cualitativa, que no implica un manejo estadístico riguroso, ya que su estructura se orienta más al proceso que a la obtención de resultados. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Es conveniente insistir en que los modelos son de estructura metodológica, no constituyen una camisa de fuerza; sólo permiten al investigador estructurar su diseño. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Encuestas  El diseño encuesta es exclusivo de las ciencias sociales y parte de la premisa de que, si queremos conocer algo sobre el comportamiento de las personas, lo mejor, lo más directo y simple, es preguntárselo directamente a ellas.  Se trata por tanto de requerir información a un grupo socialmente significativo de personas acerca de los problemas en estudio para luego, mediante un análisis de tipo cuantitativo, sacar las conclusiones que se correspondan con los datos recogidos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Cuando se recaba información a todas las persona que están involucradas en el problema en estudio este diseño adopta el nombre de censo.  Los censos, por las dificultades materiales que implica su realización, son casi siempre trabajos de envergadura, que sólo pueden ser acometidos por los estados o por instituciones de muy amplios recursos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Por la gran cantidad de personas a entrevistar, no es factible en ellos obtener información muy detallada, pues se convertirían en trabajos desproporcionadamente difíciles de ejecutar y analizar.  Por estas razones los censos se realizan normalmente cada cierto tiempo, cinco o diez años por ejemplo, tratando de que sus resultados sean comparables para permitir apreciar el cambio histórico en las poblaciones y sus condiciones de vida. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Encuestas por muestreo, donde se escoge mediante procedimientos estadísticos una parte significativa de todo el universo, que se toma como objeto a investigar.  Las conclusiones que se obtienen para este grupo se proyectan luego a la totalidad del universo teniendo en cuenta, eso sí, los errores muestrales que se calculen para el caso. De esta forma los hallazgos obtenidos a partir de la muestra pueden generalizarse a todo el universo con un margen de error conocido y limitado previamente por el investigador. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  La encuesta es sólo uno de los métodos posibles de estudio de la realidad social y que presenta, como todos los métodos, sus puntos a favor y en contra. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  1) Su conocimiento de la realidad es primario, no mediado, y por lo tanto menos engañoso. Al acudir directamente a la gente “a los actores sociales” para conocer su situación, sus opiniones o su conducta, nos precavemos contra una multiplicidad de distorsiones y nos ponemos a salvo de interpretaciones que pueden estar altamente teñidas de subjetividad. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  2) Como es posible agrupar los datos en forma de cuadros estadísticos se hace más accesible la medición de las variables en estudio. De esta forma se puede cuantificar una serie de variables y se opera con ellas con mayor precisión, permitiendo el uso de medidas de correlación y de otros recursos matemáticos. Se supera así una de las dificultades básicas bien conocidas de la investigación social: su limitada rigurosidad y la alta posibilidad de errores por un tratamiento poco exacto de los fenómenos.  3) La encuesta es un método de trabajo relativamente económico y rápido. Si se cuenta con un equipo de entrevistadores y codificadores convenientemente entrenado resulta fácil llegar rápidamente a una multitud de personas y obtener una gran cantidad de datos en poco tiempo. Su costo, para los casos más simples, es sensiblemente bajo. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  1) La encuesta recoge solamente la visión que la gente tiene de sí misma.  2) El diseño encuesta es básicamente estático.  3) El tratamiento de la información es estadístico, lo que supone agrupar a todas las respuestas dándole a cada una igual peso relativo. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Las encuestas resultan apropiadas casi siempre para estudios de tipo descriptivo, aunque no tanto para los explicativos.  Son inadecuadas para profundizar ciertos aspectos psicológicos o psico-sociales profundos pero muy eficaces para problemas menos delicados, como los de mercadeo masivo y las actitudes electorales. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Un experimento diseñado es una prueba o serie de pruebas en las cuales se inducen cambios deliberados en las variables de entrada de un proceso o sistema, de manera que sea posible observar e identificar las causas de los cambios en la respuesta de la salida. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Tienen un cometido importante en el desarrollo de procesos y en la depuración de procesos para mejorar el rendimiento  Es una metodología ideal para aprender acerca de la forma en que funcionan los sistemas o procesos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • 1. Obtención de réplicas 2. Aleatorización 3. Análisis por bloques DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Durante todo el proceso es necesario tener presente que la experimentación es parte importante del proceso de aprendizaje, en la cual formulamos tentativamente hipótesis acerca de un sistema, realizamos experimentos para investigar dichas hipótesis, y con base en los resultados actuamos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Uso del conocimiento estadístico  Mantener el diseño y el análisis tan simples como sea posible  Reconocer la diferencia entre el significado práctico y la estadística  Usualmente los experimentos son interactivos DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • PRINCIPIOS BÁSICOS DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS El DISEÑO ESTADISTICO DE EXPERIMENTOS es el proceso de planear un experimento para obtener datos apropiados, que pueden ser analizados mediante métodos estadísticos, con objeto de producir conclusiones válidas y objetivas. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • EL Diseño de Experimentos  Está relacionado básicamente con el planeamiento de la recolección de los datos. Un Experimento  Es la Muestra en base a la cual se estimarán los parámetros Poblacionales, y se tomarán decisiones con respecto a la comparación de las poblaciones en estudio.  Cada experimento es una pregunta que se hace a la naturaleza, por lo tanto, para que las respuestas no sean confusas o contradictorias, es necesario que el mismo sea: 1) Técnicamente planeado 2) Cuidadosamente conducido 3) Adecuadamente analizado 4) Cautelosamente interpretado Principios del diseño Experimental DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Por lo general, un experimento es realizado por una o varias de las razones siguientes:  Identificar las principales causas de variación en la respuesta  Encontrar las condiciones que permitan alcanzar un valor ideal en la respuesta  Comparar las respuestas a diferentes niveles de factores controlados por el investigador  Construir modelos que permitan obtener predicciones de la respuesta. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Definiciones Básicas Variable Respuesta: es la variable en estudio, aquella cuyos cambios se desean estudiar. Es la variable dependiente. Factor: es la variable independiente. Es la variable que manipula el investigador, para estudiar sus efectos sobre la variable dependiente. Nivel Del Factor: es cada una de las categorías, valores o formas específicas del factor. Factor Cualitativo: sus niveles se clasifican por atributos cualitativos. Factor Cuantitativo: sus niveles son cantidad numérica en una escala. Factores Observacionales: El investigador registra los datos pero no interfiere en el proceso que observa. Factores Experimentales: El investigador intenta controlar completamente la situación experimental. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Experimento Unifactorial: es aquel en el se estudia un solo factor. Experimento Multifactorial: es aquel en el que se estudia simultáneamente más de un factor. Tratamientos: Conjunto de condiciones experimentales que serán impuestas a una unidad experimental en un diseño elegido. En experimentos unifactoriales, un tratamiento corresponde a un nivel de factor. En experimentos multifactoriales, un tratamiento corresponde a la combinación de niveles de factores. Unidad Experimental: es la parte más pequeña de material experimental expuesta al tratamiento, independientemente de otras unidades. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Error Experimental: Describe la variación entre las unidades experimentales tratadas de forma idéntica e independiente. Orígenes del error experimental: •Variación natural entre unidades experimentales •Variabilidad en la medición de la respuesta •Imposibilidad de reproducir idénticas condiciones del tratamiento de una unidad a otra •Interacción de tratamientos con unidad experimental •Cualquier factor externo Tratamiento Control: Un control al que no se le aplica tratamiento revelará las condiciones en que se realiza el experimento. •Mediciones: Son los valores de la variable dependiente, obtenidos de las unidades experimentales luego de la aplicación de tratamientos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Investigación Experimental: Investigación cuya finalidad es la de confirmar vínculos de causalidad entre variables.  Experimento: Situación con fuerte control de variables, en la que se manipulan una o más variables independientes y se miden sus efectos sobre una o más variables dependientes.  Tratamientos: Son las distintas alternativas (estados o valores de las variables independientes) que se manipulan y cuyos efectos se miden.  Unidades de Prueba: Son las entidades a las que se le presentan los tratamientos y se le miden las respuestas a los mismos. Las unidades de prueba pueden ser personas (pacientes, estudiantes, etc.) y/o entidades colectivas (instituciones, empresas, regiones, países, etc.).  Variables Dependientes: Son las medidas que se toman en las unidades de prueba. Por ejemplo: tiempos de reacción, aprendizaje, comprensión, cambio conductual, estrategias de resolución de problemas, razonamiento, etc. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  Variables Extrañas: Son todas las variables diferentes a los tratamientos que afectan a las respuestas de las unidades de prueba. Estas variables, al influir sobre las variables dependientes, afectan a la validez interna del experimento, limitando al experimentador en su capacidad para realizar inferencias causales. Estas variables crean un fenómeno que se denomina “confusión experimental”. TIPO DE VARIABLES EXTRAÑAS 1. Historia 2. Maduración 3. Pruebas antes (efecto directo e interactivo) 4. Instrumentación y procedimientos de medición 5. Regresión estadística 6. Selección de las unidades de prueba 7. Mortandad de los unidades de prueba 8. Factores concurrentes en la situación de prueba EXTRATEGIAS PARA CONTROLARLAS 1. Mantenerlas constantes 2. Distribuirlas aleatoriamente entre los grupos 3. Conocer y sistematizar su efecto a través de diseños experimentales específicos DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    •  DISEÑOS PRE-EXPERIMENTALES 1. Diseño “Solamente Después” (de un solo grupo) 2. Diseño “Antes-Después” (de un solo grupo)  DISEÑOS EXPERIMENTALES VERDADEROS 1. Diseño “Antes-Después con Grupo de Control” 2. Diseño “De Cuatro Grupos-Seis Estudios” (Diseño de Solomon) 3. Diseño “Solamente Después con Grupo de Control”  DISEÑOS CUASI-EXPERIMENTALES (O EXPO-FACTO) 1. Diseños Transversal (Intersujeto): “Solamente Después c/Grupo de Control” 2. Diseños Longitudinal (Intrasujeto): “Diseño de Paneles”  DISEÑOS EXPERIMENTALES AVANZADOS 1. Diseño “De Bloques Aleatorizados” 2. Diseño “Cuadrado Latino” 3. Diseño “Factorial” DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Elementos Del Diseño De Experimentos El diseño de experimentos se refiere a la estructura del experimento considerando: i) El conjunto de tratamientos incluidos en el estudio. ii) El conjunto de unidades experimentales utilizadas en el estudio. iii) Las reglas y procedimientos por los cuales los tratamientos son asignados a las unidades experimentales (o viceversa). iv) Las medidas o evaluaciones que se hacen a las unidades experimentales luego de aplicar los tratamientos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • Principios Básicos Del Diseño De Experimentos 1) Control Local: son las acciones empleadas por el investigador para disminuir o controlar el error experimental • Técnica • Selección De Unidades Experimentales Homogéneas • Bloquización • Selección del Diseño Experimental Adecuado • Utilizacion De Covariables 2) Replicación como un medio para estimar la variancia del error experimental • Proporciona medias para estimar la variancia del error experimental • Permite aumentar la precisión para estimar las medias de los tratamientos. • Da seguridad contra resultados anormales por accidentes no previstos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014
    • PRINCIPIOS BÁSICOS DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 3) Aleatorización para validar la estimación de la variancia del error experimental. Consiste en aplicar en forma aleatoria los tratamientos a las unidades experimentales. La aleatorización tiende a promediar entre los tratamientos cualquier efecto sistemático presente de forma que las comparaciones entre tratamientos midan sólo los efectos de los tratamientos mismos. DISEÑO EXPERIMENTAL / UNACH/ 2014