Proceso Experimental

El proceso experimental es el conjunto de actividades, productos, técnicas y herramientas que se utilizan para alcanzar los objetivos de investigación. El proceso está compuesto por definiciones conceptuales y por herramientas concretas para facilitar la experimentación. El marco conceptual más importante para este proceso lo establecen las actividades que lo componen.

Si bien existe un consenso de lo que la experimentación implica, por ejemplo: manipulación de variables, observación y análisis de datos, no todas las definiciones coinciden en cuáles son las actividades del proceso experimental. Los pasos concretos

responden a la visión que se tenga del método científico, así como también a consideraciones prácticas para facilitar la realización de experimentos.

Para proponer una secuencia de actividades se debe tener en cuenta los objetivos de la experimentación como enfoque de investigación. Este objetivo se puede sintetizar de esta manera: obtener fragmentos de conocimiento, mediante la observación y control de determinado fenómeno, que permitan evolucionar el conocimiento que se tiene sobre el mismo. El grado de manipulación y los métodos de observación pueden variar, pero siempre están presentes en el concepto de experimento controlado.

Para que las observaciones realizadas puedan ser integradas eficazmente en el cuerpo de conocimientos, se entiende convencionalmente que se deben plantear hipótesis previas a la observación [Antony, 2003]. Luego, estas hipótesis se estudian a la luz de las observaciones realizadas en el experimento, para descartarlas o aceptarlas. Este es un proceso que interacciona con la teoría: las hipótesis se derivan del conocimiento previo y las observaciones experimentales permiten nutrir nuevamente el conocimiento teórico.

El proceso de investigación más general está compuesto por ciclos de inducción y deducción. Estas son dos formas complementarias de generación de conocimiento, uno a partir de la teoría y otro a partir de la observación de la realidad [Shadish et al., 2002]. Para poder recorrer este ciclo es necesaria la generación de nuevas hipótesis o conjeturas que puedan ser comprobadas. Este proceso se conoce como abducción. En la Figura 2.1 se muestra este ciclo en forma simplificada.

Esta doble relación entre teoría y experimento tiene como consecuencia que el proceso experimental sea de naturaleza iterativa. Cada nuevo experimento evoluciona la teoría establecida y genera nuevas preguntas de investigación. Estas nuevas preguntas son fuente para otras hipótesis y experimentos.

En este ciclo de inducción y deducción no hay un punto de comienzo determinado. Sin embargo, para la actividad de experimentación propiamente dicha puede establecerse como actividad inicial el planteamiento del estudio. En esta actividad se clarifican los factores que serán investigados. El experimento culmina con la integración de los resultados al cuerpo de conocimiento del área.

Inducción Abducción Abducción Deducción Inducción Deducción Realidad Pensamiento Hipótesis (teorías, conjeturas, modelos) Datos (hechos, fenómenos)

Las actividades que se realizan en el corazón del proceso corresponden a la planificación y realización del experimento. Estas son el diseño experimental, la operación

y el análisis de los resultados obtenidos. Aunque el proceso de investigación experimental se realiza con una referencia continua a la teoría, no se debe olvidar los detalles eminentemente prácticos de la realización de un experimento. Por ejemplo, la operación del mismo debe asegurar que se mantienen las condiciones experimentales previstas. Como todo proceso humano, cada una de las actividades está sujeta a error.

El análisis que se realiza en experimentación implica procesar datos. En ciencia se estudian fenómenos regulares, por lo que se realizan múltiples observaciones para recogerlos. La disciplina científica que se ocupa del análisis, descripción y predicción de datos se denomina estadística. En este contexto, la actividad práctica relativa al análisis de resultados se denomina usualmente análisis estadístico.

Se ha dicho que la investigación científica depende del trabajo en grupo. La comunidad empírica tiene un rol esencial para la producción y evolución del conocimiento. Para lograr que un experimento pase por el filtro de la comunidad el análisis no puede ser la etapa final del proceso. Se debe agregar una actividad que realiza el reporte que permita la difusión de los resultados de cada ciclo de experimentación.

De esta manera el proceso básico del experimento queda compuesto por las siguientes actividades: planteamiento, diseño experimental, operación, análisis estadístico y reporte de resultados. Estas actividades básicas son las aceptadas en la literatura para la experimentación en IS [Wohlin et al., 2000].

Las actividades principales del proceso experimental se muestran en el diagrama de la Figura 2.2. Experimento Diseño experimental Análisis Operación Planteamiento del estudio Reporte Evolución de la investigación Gestión de recursos Agregación

Por otro lado, se debe tener en cuenta que el experimento está encuadrado en un proceso más general. En primer lugar, es necesario que un experimento sea replicado para evolucionar el conocimiento sobre el fenómeno bajo estudio. En cada replicación puede haber cambios deliberados que sean fruto de la reflexión de los investigadores. También durante el proceso de investigación es necesario gestionar los recursos disponibles para facilitar el desarrollo de la misma. A las actividades propias de la realización de experimentos, se suman otras actividades de soporte que se efectúan en el ciclo de investigación experimental.

Una de estas actividades es la gestión de los recursos. Ninguna actividad humana, ni siquiera las puramente intelectuales, están exentas del consumo de determinados recursos que deben ser gestionados. Los recursos pueden ser materiales o humanos, individuales o colectivos. En muchos casos, un experimento es un emprendimiento complejo que requiere la coordinación de varios actores. Un experimento puede fracasar si no se realiza en el marco de tiempo y costos que han sido asignados para la investigación.

Otra de las actividades de soporte en este ciclo es aquella que provoca la evolución de la investigación. Esta actividad establece un vínculo explícito entre el reporte del experimento y el planteamiento de nuevas replicaciones. La evolución de la investigación no está necesariamente ligada a una replicación en particular, es una actividad de más alto nivel que abarca todo el proceso de investigación experimental y puede ser la consecuencia de varias replicaciones. Se ha considerado apropiado resaltar la importancia de esta actividad e incluirla en el proceso. Para esta investigación, es esencial ver la replicación del experimento como un resultado de la reflexión de los investigadores.

Otra posibilidad a considerar en este ciclo es la realización de estudios secundarios. Se denominan estudios secundarios aquellos que no realizan directamente la experiencia de laboratorio, pero que consideran los resultados para producir conocimiento [Dyba et al., 2005]. Un ejemplo de estos estudios es la agregación o síntesis de resultados experimentales. Las agregaciones son un método relevante de la ingeniería de software empírica, que debe ser tenido en cuenta como posibilidad dentro del proceso de investigación. La actividad de agregación genera una nueva posibilidad de relación entre el reporte del experimento y la evolución de la investigación.