El método científico hipotético-deductivo sigue una secuencia general: observación del fenómeno, planteamiento del problema, formulación de hipótesis, contrastación (experimentación u observación) y obtención de conclusiones (Bunge). El planteamiento del problema define los objetivos de la investigación, mientras que la falsabilidad o refutabilidad es el criterio de demarcación que distingue a una hipótesis científica: debe poder someterse a pruebas empíricas capaces de refutarla (Popper).
En la contrastación estadística se pone a prueba la hipótesis nula (H0), que niega la relación entre variables planteada en la hipótesis de investigación. Las variables se clasifican por su función: la variable independiente (VI) es la causa que el investigador manipula intencionalmente, y la variable dependiente (VD) es el efecto que se mide. Las variables extrañas o de confusión pueden distorsionar los resultados y se controlan mediante técnicas como:
La definición operacional especifica las operaciones concretas para medir o manipular una variable, haciéndola observable y contrastable. Un experimento «puro» cumple tres requisitos: manipulación intencional de la VI, medición del efecto sobre la VD, y control o validez interna mediante grupos de comparación equivalentes por asignación al azar. El grupo control no recibe el tratamiento y sirve de referencia frente al grupo experimental, que sí lo recibe.
El diseño cuasiexperimental manipula la VI pero trabaja con grupos ya integrados (intactos), sin asignación aleatoria, lo que reduce su validez interna. Los diseños no experimentales pueden ser transversales (datos en un solo momento) o longitudinales (datos a través del tiempo); el estudio correlacional mide el grado de asociación entre variables, pero por sí solo no permite inferir causalidad (correlación ≠ causalidad).
La validez interna es la confianza en que los resultados se deben a la manipulación de la VI y no a factores de confusión (Campbell y Stanley); la validez externa es el grado en que pueden generalizarse a otras poblaciones, contextos o momentos. En el muestreo probabilístico todos los elementos tienen la misma probabilidad de ser seleccionados; en el no probabilístico la selección depende del criterio del investigador. El enfoque cuantitativo define cuatro alcances crecientes: exploratorio, descriptivo, correlacional y explicativo.
1. Un biólogo observa una mortalidad inusual en abejas de una región tras la aplicación de un nuevo plaguicida. Siguiendo el método científico hipotético-deductivo, ¿cuál es la secuencia correcta de las etapas de investigación a partir de esa observación?
La secuencia hipotético-deductiva parte de la observación y continúa con planteamiento del problema, formulación de hipótesis, contrastación y conclusiones; las demás opciones alteran el orden lógico, por ejemplo colocando la hipótesis antes de definir el problema o las conclusiones al inicio. (Bunge, M. «La ciencia, su método y su filosofía», Ediciones Siglo Veinte.)
2. De acuerdo con el criterio de demarcación propuesto por Karl Popper, ¿qué característica debe cumplir una hipótesis para ser considerada científica?
El criterio de demarcación de Popper exige que una hipótesis sea falsable, es decir, refutable mediante pruebas empíricas; exigir su confirmación definitiva refleja el confirmacionismo, y apelar al consenso o a la mera observación repetida corresponde a la autoridad o al inductivismo puro. (Popper, K. «La lógica de la investigación científica» (1934/1959), Tecnos.)
3. Un equipo de investigación plantea el objetivo general 'evaluar el efecto de la fragmentación del hábitat sobre la riqueza de anfibios en una reserva de la biosfera'. ¿Cuál de las siguientes opciones constituye un objetivo específico coherente con ese objetivo general?
Un objetivo específico debe derivar y operacionalizar el objetivo general, por lo que comparar la riqueza de anfibios entre fragmentos de distinto tamaño es coherente con las variables planteadas; las demás opciones abordan temas relacionados (marco legal, historia o catálogo faunístico) ajenos a esas variables. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
4. Un equipo estudia por primera vez una laguna costera de la que no existen registros científicos previos sobre su fauna íctica, con el propósito de identificar qué especies están presentes, sin plantear relaciones entre variables. Según la clasificación de alcances de Hernández-Sampieri, este estudio corresponde a un alcance…
Cuando un fenómeno no ha sido estudiado previamente y no existen registros que lo documenten, el alcance adecuado es el exploratorio; el descriptivo se aplica cuando ya se conocen las variables o poblaciones y solo se busca caracterizarlas. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
5. Según Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, ¿cuál es el orden de complejidad creciente de los alcances de una investigación cuantitativa?
El orden de complejidad creciente establecido por los autores es exploratorio, descriptivo, correlacional y explicativo; las demás opciones presentan el mismo conjunto de alcances en un orden distinto al propuesto. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
6. Un investigador desea transformar la idea general 'efecto del cambio climático sobre la biodiversidad' en un problema de investigación correctamente planteado. ¿Qué elemento resulta indispensable para lograrlo?
Un problema bien planteado debe delimitar variables, población y contexto espacio-temporal para volverse investigable; reunir legislación, recopilar opiniones de expertos o listar especies pueden ser insumos útiles, pero no constituyen el requisito que define un planteamiento correcto. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
7. En un estudio que evalúa si un fertilizante orgánico incrementa el crecimiento de plántulas de maíz, la hipótesis nula (H0) que se somete a prueba estadística establece que…
La hipótesis nula niega la relación planteada entre las variables, es decir, afirma que no hay diferencia entre el grupo tratado y el control; afirmar que el fertilizante incrementa el crecimiento corresponde a la hipótesis de investigación, mientras que las otras opciones introducen afirmaciones no sustentadas por el diseño. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
8. En un experimento donde se aplican distintas concentraciones de un antibiótico a cultivos bacterianos y se mide el tamaño del halo de inhibición resultante, la concentración del antibiótico corresponde a la variable…
La variable independiente es la causa que el investigador manipula intencionalmente, en este caso la concentración del antibiótico; el tamaño del halo de inhibición sería la variable dependiente, ya que se mide como resultado del tratamiento. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
9. Un equipo asigna aleatoriamente 60 ratones a dos grupos, aplica un compuesto experimental a uno de ellos y mide después los niveles de glucosa en sangre en ambos grupos. ¿Qué elemento de este diseño evidencia el cumplimiento del requisito de control o validez interna de un experimento puro?
La asignación al azar garantiza la equivalencia inicial entre los grupos, lo que sustenta la validez interna; la aplicación del compuesto y la medición de la glucosa corresponden a los otros dos requisitos del experimento puro (manipulación y medición del efecto), y el tamaño de muestra no es un criterio de control. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
10. Un estudio de laboratorio muestra que un plaguicida reduce la supervivencia de larvas de mosquito bajo condiciones controladas de temperatura y luz constantes, pero los investigadores no pueden asegurar que el mismo efecto ocurra en charcos naturales con condiciones ambientales variables. Esta limitación representa una amenaza principalmente para:
La posibilidad de generalizar los resultados a otros contextos y condiciones corresponde a la validez externa; la validez interna se refiere a si el efecto observado se debe a la manipulación y no a variables extrañas, lo cual no está en discusión en este caso. (Campbell y Stanley, «Diseños experimentales y cuasiexperimentales en la investigación social» (1963/1966), Amorrortu.)
11. Para evaluar el efecto de un programa de reforestación sobre la recuperación del suelo, un investigador compara dos comunidades vecinas: en una se implementó el programa y en la otra no, sin que los habitantes hayan sido asignados al azar a cada condición. Este diseño corresponde a un estudio…
Existe manipulación de la variable independiente (el programa de reforestación), pero los grupos son comunidades intactas sin asignación al azar, lo que define un diseño cuasiexperimental; la falta de aleatorización impide considerarlo experimento puro. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
12. Un estudio no experimental recolecta información sobre la abundancia de una especie de coral en un solo periodo de muestreo, sin darle seguimiento posterior. Este diseño se clasifica como…
Los diseños transversales o transeccionales recolectan datos en un único momento, a diferencia de los longitudinales, que dan seguimiento a través del tiempo; las demás opciones corresponden a categorías distintas, de manipulación o de alcance. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
13. En una reserva ecológica se encuentra una asociación estadística positiva entre la densidad de depredadores y la densidad de una especie de roedor presa. Un estudiante concluye que la mayor presencia de depredadores causa el incremento de la población de roedores. ¿Cuál es el principal error metodológico de esta conclusión?
Un estudio correlacional establece la asociación entre variables, pero por sí solo no permite inferir causalidad; los demás distractores describen errores metodológicos plausibles que no corresponden a la situación planteada. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
14. En un ensayo para evaluar un nuevo suplemento alimenticio en salmónidos de cultivo, los peces que reciben únicamente la dieta habitual, sin el suplemento, conforman el…
El grupo control es el que no recibe el tratamiento y sirve como referencia frente al grupo experimental, que sí lo recibe; las categorías de 'grupo de aleatorización' y 'grupo cuasiexperimental' no son designaciones estándar de grupos de comparación. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
15. En un ensayo clínico veterinario para probar un nuevo fármaco antiparasitario, ni los veterinarios que aplican el tratamiento ni los dueños de los animales saben qué sujetos reciben el fármaco activo y cuáles reciben un placebo. Este procedimiento se utiliza principalmente para controlar…
El diseño doble ciego controla los sesgos derivados de las expectativas del participante y de quien aplica o evalúa el tratamiento; la asignación aleatoria es un procedimiento distinto y previo al cegamiento, no lo que este busca controlar. (Argimon Pallás y Jiménez Villa, «Métodos de investigación clínica y epidemiológica», Elsevier.)
16. Para controlar el efecto de la variación individual del peso corporal al comparar dos dietas sobre el crecimiento de crías de conejo, un investigador forma parejas de conejos con pesos iniciales similares y asigna un miembro de cada pareja a cada dieta. Esta estrategia de control de variables extrañas se conoce como…
Formar parejas de sujetos con características similares antes de asignar el tratamiento corresponde a la técnica de apareamiento o emparejamiento; la aleatorización simple no implica formar parejas y el mantenimiento de constantes fijaría la variable en un mismo valor para todos. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
17. De las siguientes prácticas, ¿cuál NO corresponde a una técnica reconocida para controlar variables extrañas en un diseño experimental?
La aleatorización, el apareamiento y el mantenimiento de constantes son técnicas reconocidas de control de variables extrañas; en cambio, descartar los datos que no favorecen la hipótesis introduce sesgo y no constituye una técnica válida de control. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
18. La definición operacional de una variable en un protocolo de investigación biológica tiene como función principal…
La definición operacional traduce una variable en operaciones observables y medibles; justificar su relevancia teórica, formular la hipótesis nula o calcular el tamaño de muestra son tareas metodológicas distintas. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
19. Un investigador desea estudiar el estrés fisiológico en peces expuestos a contaminantes. ¿Cuál de las siguientes opciones representa una definición operacional adecuada de esta variable?
Una definición operacional debe especificar un procedimiento de medición concreto y observable, como la cuantificación de cortisol plasmático mediante ELISA; las demás opciones son vagas, subjetivas o describen la relevancia del tema, no un procedimiento de medición. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
20. En un estudio sobre diversidad de mariposas en una reserva, un investigador numera todos los transectos posibles del área y usa una tabla de números aleatorios para seleccionar 20 de ellos, de modo que todos los transectos tuvieron la misma probabilidad de ser elegidos. Este procedimiento corresponde a un muestreo…
Cuando todos los elementos tienen la misma probabilidad de ser seleccionados mediante un procedimiento aleatorio, el muestreo es probabilístico y permite estimar el error muestral; fijar de antemano el número de unidades o apelar a la accesibilidad o al criterio experto no describe este caso. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
21. Cuando un investigador selecciona a los individuos de su muestra con base en su propio criterio o en la facilidad de acceso, sin que todos los elementos de la población tengan la misma probabilidad de ser elegidos, se trata de un muestreo…
La selección basada en el criterio del investigador o en la facilidad de acceso, sin igual probabilidad de elección para todos los elementos, define al muestreo no probabilístico; las otras tres opciones son variantes de muestreo probabilístico, lo que contradice la descripción. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
22. En un protocolo de investigación, el objetivo general es 'determinar el efecto de la concentración de nitratos sobre el crecimiento del fitoplancton en un lago eutrofizado'. ¿Cuál de las siguientes hipótesis mantiene coherencia lógica con las variables planteadas en ese objetivo?
La hipótesis debe relacionar las mismas variables enunciadas en el objetivo (concentración de nitratos y crecimiento del fitoplancton); las demás opciones introducen variables ajenas al problema planteado, un error frecuente de incoherencia en el marco lógico. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, «Metodología de la investigación», McGraw-Hill.)
23. De acuerdo con el método científico hipotético-deductivo descrito por Bunge, ¿cuál es la secuencia correcta de las etapas de una investigación científica?
La secuencia hipotético-deductiva parte de la observación del fenómeno, sigue con el planteamiento del problema, la formulación de hipótesis, su contrastación empírica y concluye con las conclusiones. (Bunge, M., La ciencia, su método y su filosofía, Ediciones Siglo Veinte.)
24. Un grupo de investigadores evalúa el efecto de la concentración de un fertilizante nitrogenado sobre la altura de las plántulas de maíz. En este experimento, la altura de las plántulas corresponde a la:
La altura de las plántulas es el efecto que se mide, por lo que es la variable dependiente; la concentración del fertilizante, al ser manipulada, es la variable independiente. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill.)
25. Según Karl Popper, ¿cuál es el criterio de demarcación que permite distinguir a una hipótesis científica de una que no lo es?
Para Popper una hipótesis es científica si puede someterse a pruebas capaces de refutarla (falsabilidad), no por contar con consenso, confirmaciones previas o derivarse de una teoría aceptada. (Popper, K., La lógica de la investigación científica, Tecnos.)
26. Un estudiante de biología plantea como hipótesis de su proyecto: 'La vida silvestre es más importante que la vida urbana para el equilibrio ecológico.' Un asesor metodológico objeta esta hipótesis principalmente porque:
La hipótesis emplea un juicio de valor ('más importante') sin variables operacionalizadas, por lo que no permite derivar una predicción medible y contrastable; esto no depende de tener grupo control ni de contradecir conocimiento previo. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill.)
27. En una investigación biológica que compara el crecimiento bacteriano entre dos medios de cultivo, la hipótesis nula (H0) establece que:
La H0 niega la relación planteada entre las variables (postula que no hay diferencia), a diferencia de la hipótesis de investigación, que sí la afirma. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill.)
28. En un protocolo de investigación se define la variable 'estrés en peces cebra' como 'el número de veces por minuto que el pez cambia abruptamente de dirección de nado, registrado mediante video durante 10 minutos'. Esta forma de plantear la variable corresponde a una:
Especificar las operaciones concretas para medir un constructo (conteo de cambios de dirección por video) es la definición operacional, que hace observable y contrastable a la variable. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill.)
29. Un investigador plantea la hipótesis: 'El aumento en la concentración de CO2 disuelto en el agua reduce la tasa fotosintética de la microalga Chlorella sp.' ¿Cuál de las siguientes es una predicción contrastable derivada correctamente de esta hipótesis?
Una predicción contrastable debe derivarse lógicamente de la hipótesis y ser medible; la producción de oxígeno es un indicador directo de la tasa fotosintética, mientras que las otras opciones no miden esa variable o contradicen la hipótesis. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill.)
30. En metodología de la investigación, ¿cuál es la diferencia esencial entre una hipótesis y una predicción derivada de ella?
La hipótesis es un enunciado general sobre la relación entre variables; la predicción es la consecuencia específica y observable que permite contrastarla empíricamente, y ambas se formulan antes de recolectar los resultados. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill; Bunge, M., La ciencia, su método y su filosofía.)
31. La validez interna de un experimento se refiere al grado en que:
La validez interna asegura que el efecto observado se deba a la variable independiente y no a variables extrañas; la generalización corresponde a la validez externa y la consistencia de medición es confiabilidad. (Campbell, D. y Stanley, J., Diseños experimentales y cuasiexperimentales en la investigación social, Amorrortu.)
32. La validez externa de un estudio experimental indica el grado en que sus resultados pueden:
La validez externa se refiere a la posibilidad de generalizar los hallazgos; atribuir el efecto a la variable independiente corresponde a validez interna y la repetibilidad del instrumento es confiabilidad. (Campbell, D. y Stanley, J., Diseños experimentales y cuasiexperimentales en la investigación social, Amorrortu.)
33. Un equipo evalúa el efecto de un suplemento alimenticio sobre la ganancia de peso en dos grupos de truchas: el grupo A proviene de un estanque ya existente y el grupo B de otro estanque distinto, sin que los peces hayan sido asignados al azar a los estanques. Este diseño se clasifica como:
Al manipular la variable independiente (el suplemento) pero usar grupos ya formados sin aleatorización, el diseño es cuasiexperimental, lo que reduce su validez interna frente a un experimento puro. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill.)
34. Para que un diseño de investigación biológica se considere un experimento 'puro', debe cumplir tres requisitos. ¿Cuál de las siguientes opciones reúne correctamente esos tres requisitos?
Hernández-Sampieri define tres requisitos del experimento puro: manipulación de la variable independiente, medición del efecto sobre la variable dependiente y control de la validez interna mediante equivalencia de grupos, usualmente por asignación al azar. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill.)
35. En un ensayo que evalúa un nuevo compuesto antimicrobiano en cultivos bacterianos, el grupo que se expone únicamente al vehículo o solvente, sin el compuesto activo, se denomina:
El grupo control no recibe el tratamiento activo y sirve como referencia frente al grupo experimental, que sí lo recibe. (Hernández-Sampieri, Fernández y Baptista, Metodología de la investigación, McGraw-Hill.)