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La investigación experimental consiste en la manipulación de una variable experimental no comprobada, en condiciones rigurosamente controladas, con el fin de describir de qué modo o por qué causa se produce una situación o acontecimiento en particular.

Se trata de un experimento porque precisamente el investigador provoca una situación para introducir determinadas variables de estudio manipuladas por él, para controlar el aumento o disminución de esa variable, y su efecto en las conductas observadas. El investigador maneja deliberadamente la variable experimental y luego observa lo que sucede en situaciones controladas.

La investigación experimental sigue las siguientes etapas:

1. Delimitar y definir el objeto de la investigación o problema. Consiste en determinar claramente los objetivos del experimento y las preguntas que haya que responder. Después se señalan las variables independientes, las dependientes, los parámetros constantes y la precisión necesaria en la medición de las variables. Se toma en cuenta la bibliografía existente, la región en que interesan los resultados, el equipo disponible y su precisión, y el tiempo y dinero disponibles.
2. Plantear una hipótesis de trabajo. Para hacerlo se debe tener la certeza de qué tipo de trabajo se va a realizar: si se trata de verificar una hipótesis, una ley o un modelo, no hace falta plantear una hipótesis de trabajo; si el trabajo es complemento o extensión de otro, es posible que se pueda usar la hipótesis del trabajo original o hacer alguna pequeña modificación; si el problema por investigar es nuevo, entonces sí es necesario plantear una hipótesis de trabajo. Toda investigación comienza con una suposición, un presentimiento o idea de cómo puede ocurrir el fenómeno. Estas ideas deben estar suficientemente claras para adelantar un resultado tentativo de cómo puede ocurrir dicho fenómeno: éste resultado tentativo es la hipótesis.
3. Elaborar el diseño experimental. Ya conocida la naturaleza del problema (si es de investigación, ampliación o confirmación), la precisión deseada, el equipo adecuado y planteada la hipótesis de trabajo, se debe analizar si la respuesta a nuestro problema va a ser la interpretación de una gráfica, un valor o una relación empírica; esto nos señalará el procedimiento experimental, es decir cómo medir, en qué orden, y qué precauciones tomar al hacerlo. Una vez determinadas estas etapas se procede a diseñar el experimento mediante los siguientes pasos: Determinar todos y cada uno de los componentes del equipo, acoplar los componentes, realizar un experimento de prueba e interpretar tentativamente los resultados y comprobar la precisión, modificando, si es necesario, el procedimiento y/o equipo utilizado.
4. Realizar el experimento. Una vez realizado el experimento de prueba y la interpretación tentativa de resultados, realizar el experimento final casi se reduce a llenar columnas, preparadas de antemano, con lecturas de las mediciones, a detectar cualquier anomalía que se presente durante el desarrollo del experimento y a trazar las gráficas pertinentes o calcular el o los valores que darán respuesta al problema.
5. Analizar los resultados. El análisis o interpretación de resultados, ya sean valores, gráficas, tabulaciones, etc., debe contestar lo más claramente posible la o las preguntas planteadas por el problema. En términos generales el análisis comprende los siguientes aspectos: 1) Si el experimento busca confirmar una hipótesis, ley o modelo, los resultados deben poner de manifiesto si hay acuerdo o no entre teoría (la hipótesis, ley o modelo) y los resultados del experimento. Puede suceder que el acuerdo sea parcial; de ser así también se debe presentar en qué partes lo hay, y en cuáles no; 2) Si es un experimento que discrimine entre dos modelos, los resultados deben permitir hacer la discriminación en forma tajante y proporcionar los motivos para aceptar uno y rechazar otro; 3) Si lo que se busca es una relación empírica, ésta debe encontrarse al menos en forma gráfica; lo ideal es encontrar una expresión analítica para la gráfica, es decir encontrar la ecuación. A esta ecuación se le llama empírica porque se obtuvo a través de un experimento y como expresión analítica de una gráfica. Se debe tomar en cuenta que en una gráfica cada punto experimental tiene un margen de error y que en caso de duda —cuando la curva no esté bien determinada—, debe hacerse un mejor ajuste por medio de mínimos cuadrados. Se debe hacer notar que la curva más simple de analizar es la recta y que si no la obtuvimos al graficar nuestros puntos, debemos intentar obtenerla, ya sea cambiando variables o graficando en papel semilogarítmico o log-log.
6. Obtener conclusiones. Ya logrados los resultados del experimento el investigador debe aplicar su criterio científico para aceptar o rechazar una hipótesis o una ley; también es posible que haga alguna conjetura acerca de un modelo, o proponga la creación de otro nuevo, lo que conduciría a un nuevo problema. Generalmente se aplican los siguientes criterios: 1) Rechaza una hipótesis, ley o modelo, cuando comprueba experimentalmente que no se cumple. Basta que exista un solo fenómeno que no pueda explicar para desecharla; 2) Acepta como cierta —pero no como absolutamente cierta— una hipótesis, ley, teoría o modelo, mientras no se tenga la prueba de falla en la explicación de algún fenómeno; 3) Puede suceder que la hipótesis o modelo concuerden sólo parcialmente con el experimento, entonces es necesario especular acerca de las posibles razones de la diferencia entre la teoría y el experimento, y tratar de hacer nuevas hipótesis o modificaciones a la ya existente, lo que conduce a un nuevo problema. En las conclusiones se responden con claridad las preguntas planteadas en el experimento, comprobar si es o no válida nuestra hipótesis de trabajo o el modelo propuesto. Si hay preguntas sin respuesta, establecer el porqué o si amerita, conjeturar acerca de la hipótesis o modelo que describa el fenómeno estudiado.
7. Elaborar un informe por escrito. Sus partes serán: 1) la definición del problema; 2) el procedimiento experimental; 3) resultados; 4) conclusiones. La elaboración del escrito bajo las convenciones de un informe de investigación.

Experimento controlado se refiere a seleccionar dos muestras aleatorias: una sujeta a una variable especial y otra no sujeta a la esa misma variable. Se comparan las características finales de ambas y entonces se determina el efecto del experimento. Si se presenta una diferencia significativa entre ellas, se analiza la hipótesis y se vuelve a realizar el experimento. La dificultad radica en lograr uniformidad de características en la muestra experimental, y la de control exige precisión en el cálculo de las características.

Diseños experimentales:
Preexperimentales:
Estudio de caso con una sola medición.
Diseño pretest-postest de un solo grupo.
Comparaciones con un grupo estático.

Experimentales:
Diseño de grupo de control pretest-postest.
Diseño de cuatro grupos de Solomon.
Diseño de grupo postest.
Diseños factoriales.

Cuasiexperimentales:
Experimento de series cronológicas.
Diseño de muestras cronológicas equivalentes.
Diseño de materiales equivalentes.
Diseño de grupo de control no equivalente.
Diseños compensados. (Aleatorizados, con tratamientos independientes).
Diseños de muestra separada pretest-postest.
Diseño de muestra separada pretest-postest, con grupo control.
Diseño de series cronológicas múltiples.
Diseño de ciclo institucional secuente.
Análisis de discontinuidad en la regresión.

Fuente: Noemagico