Experimentos podem ser categorizados de acordo com uma série de dimensões, dependendo de normas e padrões profissionais em diferentes campos de estudo. Em algumas disciplinas (por exemplo, psicologia ou ciência política), uma ‘verdadeira experiência’ é um método de investigação social em que existem dois tipos de variáveis. A variável independente é manipulada pelo experimentador, e a variável dependente é medida. A característica significante de uma verdadeira experiência é que atribui aleatoriamente os sujeitos para neutralizar o preconceito do experimentador, e assegura, sobre um grande número de iterações da experiência, que controla para todos os factores de confusão.
Experiências controladasEditar
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br>>p>Uma experiência controlada compara frequentemente os resultados obtidos a partir de amostras experimentais com amostras de controlo, que são praticamente idênticas à amostra experimental, excepto para o único aspecto cujo efeito está a ser testado (a variável independente). Um bom exemplo seria um ensaio de medicamentos. A amostra ou grupo que recebe o medicamento seria o grupo experimental (grupo de tratamento); e o que recebe o placebo ou tratamento regular seria o grupo de controlo. Em muitas experiências de laboratório é boa prática ter várias amostras replicadas para o teste a ser realizado e ter tanto um controlo positivo como um controlo negativo. Os resultados das amostras replicadas podem frequentemente ser calculados como média, ou se uma das réplicas for obviamente inconsistente com os resultados das outras amostras, pode ser descartada como sendo o resultado de um erro experimental (alguma etapa do procedimento do teste pode ter sido omitida por engano para essa amostra). Na maioria das vezes, os testes são feitos em duplicado ou triplicado. Um controlo positivo é um procedimento semelhante ao teste experimental real, mas sabe-se, por experiência anterior, que dá um resultado positivo. Um controlo negativo é conhecido por dar um resultado negativo. O controlo positivo confirma que as condições básicas da experiência foram capazes de produzir um resultado positivo, mesmo que nenhuma das amostras experimentais reais produza um resultado positivo. O controlo negativo demonstra o resultado da linha de base obtido quando um teste não produz um resultado positivo mensurável. Na maioria das vezes, o valor do controlo negativo é tratado como um valor “de fundo” a subtrair dos resultados da amostra de teste. Por vezes o controlo positivo toma o quadrante de uma curva padrão.
Um exemplo que é frequentemente utilizado em laboratórios de ensino é um ensaio controlado de proteínas. Aos estudantes pode ser dada uma amostra de fluido contendo uma quantidade desconhecida (para o estudante) de proteína. O seu trabalho é realizar correctamente uma experiência controlada na qual determinam a concentração de proteína na amostra fluída (normalmente chamada de “amostra desconhecida”). O laboratório de ensino estaria equipado com uma solução padrão de proteína com uma concentração de proteína conhecida. Os alunos poderiam fazer várias amostras de controlo positivo contendo várias diluições do padrão proteico. As amostras de controlo negativas conteriam todos os reagentes para o ensaio proteico, mas nenhuma proteína. Neste exemplo, todas as amostras são realizadas em duplicado. O ensaio é um ensaio colorimétrico no qual um espectrofotómetro pode medir a quantidade de proteína nas amostras, detectando um complexo colorido formado pela interacção de moléculas de proteína e moléculas de um corante adicionado. Na ilustração, os resultados para as amostras de teste diluídas podem ser comparados com os resultados da curva padrão (a linha azul na ilustração) para estimar a quantidade de proteína na amostra desconhecida.
As experiências controladas podem ser realizadas quando é difícil controlar exactamente todas as condições de uma experiência. Neste caso, a experiência começa com a criação de dois ou mais grupos de amostras que são probabilisticamente equivalentes, o que significa que as medições dos traços devem ser semelhantes entre os grupos e que os grupos devem responder da mesma maneira se lhes for dado o mesmo tratamento. Esta equivalência é determinada por métodos estatísticos que têm em conta a quantidade de variação entre os indivíduos e o número de indivíduos em cada grupo. Em campos como a microbiologia e a química, onde há muito pouca variação entre os indivíduos e o tamanho do grupo é facilmente em milhões, estes métodos estatísticos são frequentemente contornados e supõe-se simplesmente a divisão de uma solução em partes iguais para produzir grupos de amostra idênticos.
Após a formação de grupos equivalentes, o experimentador tenta tratá-los de forma idêntica, excepto para a variável que deseja isolar. A experimentação humana requer salvaguardas especiais contra variáveis externas, tais como o efeito placebo. Tais experiências são geralmente duplamente cegas, o que significa que nem o voluntário nem o investigador sabem quais os indivíduos que se encontram no grupo de controlo ou no grupo experimental até que todos os dados tenham sido recolhidos. Isto assegura que quaisquer efeitos no voluntário são devidos ao próprio tratamento e não são uma resposta ao conhecimento de que ele está a ser tratado.
Em experiências humanas, os investigadores podem dar a um sujeito (pessoa) um estímulo ao qual o sujeito responde. O objectivo da experiência é medir a resposta ao estímulo por um método de teste.
Na concepção das experiências, são aplicados dois ou mais “tratamentos” para estimar a diferença entre as respostas médias para os tratamentos. Por exemplo, uma experiência com pão cozido poderia estimar a diferença nas respostas associadas a variáveis quantitativas, tais como a proporção de água para farinha, e com variáveis qualitativas, tais como estirpes de levedura. A experimentação é o passo no método científico que ajuda as pessoas a decidir entre duas ou mais explicações concorrentes – ou hipóteses. Estas hipóteses sugerem razões para explicar um fenómeno, ou para prever os resultados de uma acção. Um exemplo pode ser a hipótese de que “se eu libertar esta bola, ela cairá ao chão”: esta sugestão pode então ser testada realizando a experiência de largar a bola, e observando os resultados. Formalmente, uma hipótese é comparada contra a sua hipótese oposta ou nula (“se eu soltar esta bola, ela não cairá no chão”). A hipótese nula é que não há explicação ou poder preditivo do fenómeno através do raciocínio que está a ser investigado. Uma vez definidas as hipóteses, uma experiência pode ser realizada e os resultados analisados para confirmar, refutar, ou definir a exactidão das hipóteses.
Experimentos também podem ser concebidos para estimar efeitos de spillover em unidades próximas não tratadas.
Experiências naturaisEditar
O termo “experiência” implica geralmente uma experiência controlada, mas por vezes as experiências controladas são proibitivamente difíceis ou impossíveis. Neste caso, os investigadores recorrem a experiências naturais ou quase-experimentares. As experiências naturais baseiam-se unicamente em observações das variáveis do sistema em estudo, em vez da manipulação de apenas uma ou poucas variáveis, como ocorre nas experiências controladas. Na medida do possível, tentam recolher dados para o sistema de modo a que a contribuição de todas as variáveis possa ser determinada, e onde os efeitos da variação de certas variáveis permaneçam aproximadamente constantes, de modo a que os efeitos de outras variáveis possam ser discernidos. O grau em que isto é possível depende da correlação observada entre as variáveis explicativas nos dados observados. Quando estas variáveis não estão bem correlacionadas, as experiências naturais podem aproximar-se do poder das experiências controladas. Normalmente, contudo, existe alguma correlação entre estas variáveis, o que reduz a fiabilidade das experiências naturais relativamente ao que se poderia concluir se uma experiência controlada fosse realizada. Além disso, como as experiências naturais ocorrem geralmente em ambientes não controlados, as variáveis de fontes não detectadas não são medidas nem mantidas constantes, e estas podem produzir correlações ilusórias nas variáveis em estudo.
Muita investigação em várias disciplinas científicas, incluindo economia, geografia humana, arqueologia, sociologia, antropologia cultural, geologia, paleontologia, ecologia, meteorologia, e astronomia, depende de quase-experimentações. Por exemplo, em astronomia é claramente impossível, ao testar a hipótese “As estrelas são nuvens colapsadas de hidrogénio”, começar com uma nuvem gigantesca de hidrogénio, e depois realizar a experiência de esperar alguns milhares de milhões de anos para que ela forme uma estrela. No entanto, observando várias nuvens de hidrogénio em vários estados de colapso, e outras implicações da hipótese (por exemplo, a presença de várias emissões espectrais da luz das estrelas), podemos recolher os dados de que necessitamos para apoiar a hipótese. Um exemplo precoce deste tipo de experiência foi a primeira verificação no século XVII de que a luz não viaja de um lugar para outro instantaneamente, mas que, em vez disso, tem uma velocidade mensurável. A observação do aparecimento das luas de Júpiter foi ligeiramente atrasada quando Júpiter estava mais longe da Terra, em oposição a quando Júpiter estava mais perto da Terra; e este fenómeno foi utilizado para demonstrar que a diferença no tempo de aparecimento das luas era consistente com uma velocidade mensurável.
Experiências de campoEditar
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br>>p>As experiências de campo são assim denominadas para as distinguir das experiências de laboratório, que obrigam ao controlo científico através do teste de uma hipótese no ambiente artificial e altamente controlado de um laboratório. Frequentemente utilizadas nas ciências sociais, e especialmente nas análises económicas de intervenções educativas e sanitárias, as experiências de campo têm a vantagem de os resultados serem observados num ambiente natural e não num ambiente de laboratório artificial. Por esta razão, as experiências de campo são por vezes vistas como tendo uma validade externa mais elevada do que as experiências laboratoriais. No entanto, tal como as experiências naturais, as experiências de campo sofrem da possibilidade de contaminação: as condições experimentais podem ser controladas com mais precisão e certeza no laboratório. No entanto, alguns fenómenos (por exemplo, a participação dos eleitores numa eleição) não podem ser facilmente estudados num laboratório.