Metodología para hacer experimentos

Método científico y Diseño de Experimentos

Método científico

Ejercicio.
Suponga que Ud desea encontrar el diseño óptimo para alcanzar la máxima altura con una cometa. Considere dados: la longitud de la cuerda, el área, su forma y los materiales; puede variar, la longitud de tres tirantes y de la cola; que haría?

¿Existe un método o procedimiento concreto para realizar unainvestigación científica?

Al menos se debe contar con guías básicas que aunque no generen el Saber automáticamente, si orienten al investigador para no perderse en los fenómenos o caer en sus prejuicios, permitiendo ahorrar esfuerzo, tiempo y dinero.

Hay dos grandes clases de métodos de investigación:

los métodos lógicos: Usan las funciones del pensamiento como la deducción, inducción, modelado,análisis y síntesis.
los métodos empíricos. Explotan el conocimiento directo sobre el objeto y la experiencia, entre ellos se encuentran la observación y la experimentación.

En cada clase existen múltiples métodos, varios de ellos complementarios entre sí; a continuación se describen los de mayor interés en ingeniería por su orientación a resolver problemas.

MÉTODOS LÓGICOS

Métododeductivo

Aplica juicios lógicos a un principio o ley conocida para encontrar otros principios o consecuencias desconocidas.


Ejemplo
Un cuerpo con masa sufre una fuerza de gravedad; la cometa tiene masa, luego la cometa sin viento, cae.
Si conocemos la altura y el tiempo que tarda en caer podemos calcular su velocidad.

La Matemática es una ciencia deductiva, parte de definiciones yaxiomas.

Método hipotético-deductivo

Se propone una hipótesis1 a partir de la inferencia de datos empíricos (inducción) o de principios y leyes (deducción). A partir de ella y mediante deducción lógica, se obtienen conclusiones particulares que se pueden comprobar experimentalmente.

Método inductivo

Se estudian casos particulares y se extienden a conocimientos generales.

EjemploAnalizando el resultado del rendimiento académico de cada estudiante del curso de Investigación I, se concluye que el rendimiento promedio del curso es excelente (inducción completa). Que haría para analizar el rendimiento académico promedio de los estudiantes de la Universidad del Valle?

Si los objetos de investigación son infinitos o no se pueden estudiar en su totalidad, se toma una muestrarepresentativa que permita generalizar (inducción incompleta). Si la conclusión se infiere observando que un mismo carácter se repite en una serie de elementos del objeto de investigación (inducción por enumeración), la generalización sólo es probabilística. La inducción incompleta puede ser científica; en este caso, se estudian los caracteres, conexiones, relaciones de causalidad, etc., del objetode investigación; éste método se apoya en los métodos empíricos de observación y experimentación, ver más adelante.


Ejemplo
Para que un cuerpo flote en el aire, se requiere que esté sometido a una fuerza en dirección contraria a la de la gravedad, igual o superior en magnitud; la cometa necesita viento para volar.

En el método de inducción hay otros métodos para encontrar causas a partirde la experimentación, tales como:
Concordancia: se comparan varios casos donde se presenta un fenómeno y se infiere como causa al fenómeno, lo que se repite en los casos.
Diferencia: del análisis de varios casos, se observa qué ausencia de una circunstancia, no produce el efecto, estando siempre todas las demás circunstancias; la circunstancia ausente es la causa de lo investigado.Variaciones concomitantes: si la variación de una variable o fenómeno aparece con la variación de otra variable o fenómeno, entonces hay relación causa-efecto entre las variables o fenómenos.
Residuos: para un fenómeno dado, se eliminan las circunstancias cuyas causas se conocen; la circunstancia residual es la causa del fenómeno.

Método sintético

Mediante una reunión racional de elementos...