Планирование эксперимента и контроль переменных

ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА.

Планирование эксперимента — один из важнейших этапов организации  психологического исследования, на котором  исследователь пытается сконструировать  наиболее оптимальную для воплощения на практике модель (то есть план) эксперимента.

Планирование эксперимента начинается после отработки гипотезы, которая формируется в процессе знакомства исследователя с фактическим  материалом по данной социальной (научной) проблеме. Проблема лежит в основе социальной (научной) потребности. Исследователь  при формировании гипотезы ориентируется  на экспериментально-теоретические  подходы к структуре личности, группы, объекта исследования в целом.

- организация процедуры  эксперимента (выбор схемы, модели, "плана эксперимента" - алгоритма  действий и последовательности  процедур, анализ факторов, угрожающих  внутренней и внешней валидности); 

УСЛОВИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.

Грамотно составленная схема исследования, план, позволяет  добиться оптимальных значений валидности, надёжности и точности в исследовании, предусмотреть нюансы, за которыми сложно уследить при бытовом «спонтанном  экспериментировании». Зачастую, чтобы  скорректировать план, экспериментаторы проводят так называемое пилотажное, или пробное, исследование, которое  можно рассматривать как «черновик» будущего научного эксперимента.

СОДЕРЖАТЕЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ.

План «истинного»  экспериментального исследования отличается от других следующими важнейшими признаками:

1) применением одной  из стратегий создания  эквивалентных групп,  чаще всего —  рандомизации;

2) наличием экспериментальной  и, как минимум,  одной контрольной  группы;

3) завершением эксперимента  тестированием и  сравнением поведения  группы, получившей  экспериментальное  воздействие (X1), с  группой, не получившей  воздействия Х0. 

Существуют три  основные версии этого плана. При  их описании будем пользоваться символизацией, предложенной Кэмпбеллом.

1. Экспериментальная  группа 

R        Х         О1

2. Контрольная группа 

R                    О2

Здесь R— рандомизация, Х— воздействие, О1 — тестирование первой группы, О2 — тестирование второй группы.

Равенство экспериментальной  и контрольной групп является совершенно необходимым условием применения этого плана. Чаще всего для достижения эквивалентности групп применяют  процедуру рандомизации. Этот план рекомендуют использовать в том  случае, когда нет возможности  или необходимости проводить  предварительное тестирование испытуемых. Если рандомизация проведена качественно, то этот план является наилучшим, позволяет контролировать болшинство источников артефактов; кроме того, для него применимы различные варианты дисперсионного анализа.

УТОЧНЕНИЕ ГИПОТЕЗ.

Гипотеза (лат. hipothesis – полагаемое в основу, предположение) – утверждение о существовании явления, истинность или ложность которого недоказуема дедуктивно, а может быть проверена только экспериментальным путем. Гипотеза экспериментальная – конкретизация теоретического предположения в терминах зависимой, независимой и дополнительной переменных. Контргипотеза – гипотеза, альтернативная основной.

Существует три  уровня экспериментальных гипотез  по их происхождению.

1. Теоретически обоснованные  гипотезы – основываются на  теориях или моделях реальности  и представляют собой прогнозы, следствия данных теорий или  моделей. Гипотезы этого уровня  служат для проверки следствий  конкретной теории или модели.

2. Научные экспериментальные  гипотезы – выдвигаются для  подтверждения или опровержения  тех или иных теорий, законов,  ранее обнаруженных закономерностей  или причинных связей между  явлениями. Отличие их от гипотез  первого уровня в том, что  они не основаны на существующих  теориях.

3. Эмпирические гипотезы  – выдвигаются безотносительно  какой-либо теории, модели, т. е.  формулируются для данного случая. После экспериментальной проверки  такая гипотеза превращается  в факт.

ЭТАПЫ ЭКСПЕРИМЕНТА.

Общая модель проведения психологического эксперимента соответствует  требованиям научного метода. При  проведении целостного экспериментального исследования выделяют следующие этапы:

Первичная постановка проблемы

Постановка психологической  гипотезы

Работа с научной  литературой 

Поиск определений  базовых понятий

Составление библиографии по тематике исследования

Уточнение гипотезы и определение переменных

Определение экспериментальной  гипотезы

Выбор экспериментального инструмента, позволяющего:

Управлять независимой  переменной

Регистрировать зависимую  переменную

Планирование экспериментального исследования

Выделение дополнительных переменных

Выбор экспериментального плана

Формирование выборки  и распределение испытуемых по группам  в соответствии с принятым планом

Проведение эксперимента

Подготовка эксперимента

Инструктирование  и мотивирование испытуемых

Собственно экспериментирование

Первичная обработка  данных

Составление таблиц

Преобразование формы  информации

Проверка данных

Статистическая обработка 

Выбор методов статистической обработки

Преобразование экспериментальной  гипотезы в статистическую гипотезу

Проведение статистической обработки

Интерпретация результатов  и выводы

Фиксация исследования в научном отчёте, статье, монографии, письме в редакцию научного журнала

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВАЛИДНОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТА.

В целом о валидности эксперимента говорят, подразумевая все  формы экспериментального контроля, направленного на обеспечение всех видов валидности. Результаты валидного эксперимента могут служить основанием достоверного вывода, если в целом реализована логически обоснованная система умозаключений, включающая взаимопереходы между разными уровнями гипотез, проверяемых в эксперименте. Если проконтролированы все возможные или наиболее явные угрозы внутренней и внешней валидности, хорошо решены проблемы операционализации переменных и проблемы соответствия, то такой эксперимент оценивается как валидный, или «правильный». Из правильно построенного эксперимента можно сделать достоверные - валидные, или «правильные», выводы, подразумевая отсутствие в них ошибок обобщения или ошибок умозаключений, но в выводах можно ошибиться.

Выбор конкретной формы  эксперимента связан с разработкой  того или иного экспериментального плана (как схемы сбора данных при разных условиях НП) и с другими  типами контроля (выбор типа эксперимента, осуществление «первичного» контроля, «дополнительного варьирования» переменных, введение расширенной переменной и  т.д.). Решение проблем планирования означает при этом «прописывание» эксперимента в системе классификаций типов  экспериментов и видов экспериментальных  схем. Это в свою очередь позволяет  обозначить возможности и ограничения  последующих выводов.

ФОРМАЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ.

 Формальное планирование  эксперимента:

- Достижение возможности  сравнения результатов. 

- Достижение возможности  обсуждения полученных данных.

- Обеспечение экономичного  проведения исследования.

Формальное планирование включает выбор экспериментальной  схемы, или плана варьирования условий  независимой переменной (НП), и определение  величины минимального эффекта ожидаемого результата действия НП. План сбора  данных является одновременно планом, в соответствии с которым измеряется ЗП. Главной целью формального  планирования считается исключение максимально возможного числа причин искажения результатов.

 

ВЫБОР СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ.

Все методы математико-статистического  анализа условно делятся на первичные и вторичные. Первичными называют методы, с помощью которых можно получить показатели, непосредственно отражающие результаты производимых в эксперименте измерений. Соответственно под первичными статистическими показателями имеются в виду те, которые применяются в самих психодиагностических методиках и являются итогом начальной статистической обработки результатов психодиагностики. Вторичными называются методы статистической обработки, с помощью которых на базе первичных данных выявляют скрытые в них статистические закономерности.

К первичным методам  статистической обработки относят, например, определение выборочной средней  величины, выборочной дисперсии, выборочной моды и выборочной медианы. В число  вторичных методов обычно включают корреляционный анализ, регрессионный  анализ, методы сравнения первичных  статистик у двух или нескольких выборок.

.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКСПЕРИМИНТАЛЬНЫХ  ПЛАНОВ.

Можно встретить  разные критерии классификаций экспериментальных  планов. Важным при этом оказывается  общий контекст представления методов психологического исследования: рассматривается только экспериментальный метод или и другие подходы к сбору эмпирических данных; сравнивается ли проведение экспериментов в специально созданных и "полевых" условиях; учитываются ли при представлении экспериментальных схем возможные схемы обработки данных и т.д.

Первый критерий - это критерий строгого, или истинного, эксперимента, по отношению к которому можно выделить так называемые доэкспериментальные и квазиэкспериментальные планы. Д. Кэмпбеллом он связывается с возможностью рандомизации, т.е. случайного распределения разных уровней НЗП по экспериментальным и контрольным условиям, означающей также допущение об эквивалентности групп испытуемых в этих условиях. Сравнение групп, являющихся эквивалентными по всем факторам, кроме экспериментального воздействия, позволяет рассматривать сдвиг в значениях ЗП при сравнении экспериментального и контрольного условий именно в связи с воздействием этого фактора.

Второй критерий - число осуществляемых экспериментальных  воздействий; в соответствии с ним  принято различать планы с  одной независимой переменной и  так называемые факторные планы  с двумя и более независимыми переменными. Один или несколько  экспериментальных факторов изменяются в ситуации - каждый из них может  быть оценен с точки зрения шкалы, в которой представлены изменения  переменной. Напомним, что это могут  быть шкалы наименований, порядка, интервалов или отношений. Критерий разделения экспериментальных схем на качественные и количественные связан с учетом шкалы, в которой измерена НЗП. Качественными называются обычно эксперименты, в которых уровни НЗП заданы в классификационных признаках. Если между условиями НЗП может быть показано не только качественное различие, но и порядок в величине учитываемого признака, то это уже позволяет переходить к количественному эксперименту. Использование количественных изменений НЗП означает переход к многоуровневому эксперименту (корреляционным исследованиям и факторным экспериментам).

В качестве третьего критерия может выступать схема  осуществления эксперимента, которая  выстраивается в соответствии с  интраиндивидуальным или межгрупповым способами предъявлении условий НЗП.

АНАЛИЗ ЕДИНОГО  СЛУЧАЯ.

 Исследование  единичного случая

Предполагает однократное  исследование на единственной группе, подвергаемой воздействию. Введем некоторые  символические обозначения:

Схема исследования: X О,

где X — присутствие  какого-либо свойства или воздействия, а О — некая исследовательская процедура.

Такого рода исследования имеют место, часто их описание фигурирует в мемуарах крупных менеджеров в  разделе "Мои успехи". Однако пристальный  анализ таких успехов приводит к  заключению, что скорее всего в них успеху помог случай. Такие описания не представляют научной ценности. Такой план может служить лишь иллюстрацией начала исследовательского отношения к сфере управления. 
 

Следует учесть три  проблемы, встающие при интерпретации  данных в так организованном исследовании-обследовании .

Во-первых, при анализе  индивидуального случая предполагается сочетание проверки исследовательских  и психодиагностических гипотез. В  качестве нормативных показателей  могут выступать любые ранее  установленные закономерности, связываемые  с использованием методики на определенных выборках.