Экспериментальные переменные в психолого-педагогическом исследовании
В эксперименте экспериментатор обычно проверяет гипотезу о причинной связи двух явлений. Понятие "причинность" является одним из наиболее сложных в науке. Существует ряд эмпирических признаков причинной связи между двумя явлениями.
Первый признак - разделенность причины и следствия во времени и предшествование причины следствию. Если исследователь обнаруживает изменения в объекте после экспериментального воздействия по сравнению с аналогичным объектом, который таковому не подвергался, у него есть повод говорить о том, что экспериментальное воздействие стало причиной изменения состояния объекта. Наличие воздействия и сравнение объектов являются необходимыми условиями такого вывода, ибо не всегда предшествующее событие - причина последующего. Отлет гусей на юг отнюдь не является причиной выпадения снега через месяц.
Второй признак - наличие статистической связи между двумя переменными (причиной и следствием). Изменение величины одной из переменных должно сопровождаться изменением другой. Иначе говоря, между переменными должна наблюдаться либо линейная корреляция, как между уровнем вербального интеллекта и школьной успеваемостью, либо нелинейная корреляция, как между уровнем активации и степенью эффективности научения (закон Йеркса-Додсона). Наличие корреляции -недостаточное условие для вывода о причинно-следственной связи, так как связь может быть случайной или обусловленной третьей переменной.
Третий признак - причинно-следственная связь регистрируется, если экспериментальная процедура исключает иные возможности объяснения связей между исследуемыми явлениями А (причина) и В (следствие), кроме как причинной, и все другие альтернативные причины возникновения явления В исключены.
Проверка экспериментальной гипотезы о причинной связи двух явлений производится следующим образом. Экспериментатор моделирует предполагаемую причину: она выступает в качестве экспериментального воздействия, а следствие - изменение состояния объекта - регистрируется с помощью какого-нибудь измерительного инструмента.
Экспериментальное воздействие предназначено для изменения независимой переменной, под которой понимаются средства (препятствия, цели и т.д.), которые предъявляются испытуемому и являются непосредственной причиной изменения зависимой переменной - состояний объекта. Так, экспериментатор, предъявляя испытуемому сигналы различной околопороговой громкости, изменяет его психическое состояние - испытуемый либо слышит, либо не слышит сигнал, что приводит к различным моторным или вербальным ответам ("да" - "нет", "слышу" - "не слышу").
"Прочие" переменные экспериментальной ситуации, которые должен контролировать экспериментатор, называются внешними. Среди внешних переменных выделяют:
1) побочные переменные - внешние переменные, порождаемые систематическим смешением, ведущим к появлению неожиданных данных (фактор времени, фактор задачи, индивидуальные особенности испытуемых);
2) дополнительную переменную - внешнюю переменную, которая существенна для изучаемой связи между причиной и следствием.
При проверке частной гипотезы уровень дополнительной переменной должен соответствовать ее уровню в изучаемой реальности. Например, при изучении связи уровня развития непосредственного и опосредованного запоминания дети должны быть одного возраста. Возраст в этом случае - дополнительная переменная. Если же проверяется общая гипотеза, то эксперимент проводится при разных уровнях дополнительной переменной, т.е. с участием групп детей разного возраста, как в известных экспериментах А.Н. Леонтьева по изучению развития опосредованного запоминания.
Среди дополнительных переменных выделяют ключевую и контрольную переменные. Дополнительная переменная, особо значимая для эксперимента, называетсяключевой. Контрольной переменнойназывается дополнительная переменная, которая в факторном эксперименте становится второй основной.
Суть эксперимента состоит в том, что экспериментатор, варьируя независимую переменную, регистрирует изменение зависимой переменной и контролирует внешние (побочные) переменные. Исследователи различают разные виды независимой переменной:
качественную, количественную. Среди зависимых переменных выделяетсябазисная переменная, т.е. та, на которую оказывает влияние независимая переменная.
5.1. Независимая переменная и ее содержание в психологическом эксперименте
Центральная проблема при проведении экспериментального исследования - выделение независимой переменной и ее изоляция от других переменных. Исследователь должен стремиться оперировать в эксперименте только независимой переменной. Эксперимент, где это условие соблюдается, называется чистым экспериментом. Но чаще всего в ходе эксперимента, варьируя одну переменную, экспериментатор изменяет вместе с тем и ряд других. Это изменение может быть вызвано действием экспериментатора и обусловлено связью двух переменных.
В качестве независимых переменных в психологическом эксперименте могут выступать:
1) характеристики заданий;
2) особенности ситуации (внешние условия);
3) управляемые особенности (состояния) испытуемого. Последние часто называют "переменными организма". Иногда выделяют четвертый вид переменных - константные характеристики испытуемого (интеллект, пол, возраст и т.д.), но они относятся к дополнительным переменным, поскольку на них нельзя воздействовать, а можно лишь учесть их уровень при формировании экспериментальных и контрольных групп.
Характеристики задания - то, чем может манипулировать экспериментатор более или менее свободно. По традиции, идущей от бихевиоризма, считается, что экспериментатор варьирует только характеристики стимулов (stimulus variables), на самом деле в его распоряжении гораздо больше возможностей. Экспериментатор может варьировать стимулы или материал задания, изменять тип ответа испытуемого (вербальный или невербальный ответ), менять шкалу оценивания и т.д. Он может варьировать инструкцию, меняя цели, которые должен достичь испытуемый в ходе выполнения задания. Экспериментатор может варьировать средства для решения задачи, которые имеет испытуемый, и ставить перед ним препятствия. Он может изменять систему поощрений и наказаний в ходе выполнения заданий ит.д.
К особенностям экспериментальной ситуации следует отнести те переменные, которые непосредственно не входят в структуру экспериментального задания, выполняемого испытуемым. Это может быть температура в помещении, обстановка, наличие внешнего наблюдателя и т.д.
В эксперименте экспериментатор может варьировать:
1) физические параметры ситуации - все физические параметры ситуации, не являющиеся стимулами. К ним относятся: расположение аппаратуры, внешний вид помещения, освещенность, звуки и шумы, температура, размещение мебели, окраска стен, время проведения эксперимента (время суток, длительность и т.д.);
2) социально-психологические параметры ситуации: изоляция; работа в присутствии экспериментатора; работа в одиночку; работа с группой и т. д.;
3) особенности общения и взаимодействия испытуемого (испытуемых) и экспериментатора.
За последние годы резко возросло количество экспериментальных исследований, в которых применяется варьирование внешних условий.
К "организменным переменным" или неуправляемым характеристикам испытуемых относятся физические, биологические, психологические, социально-психологические и социальные признаки. Традиционно их относят к "переменным", хотя большинство из них являются неизменными или относительно неизменными на протяжении жизни. Влияние дифференциально-психологических, демографических и прочих константных параметров на поведение индивида изучают в корреляционных исследованиях. Однако авторы большинства учебников по теории психологического метода, например М. Мэтлин, относят эти параметры к числу независимых переменных эксперимента.
Как правило, в современном экспериментальном исследовании дифференциально-психологические особенности индивидов (интеллект, пол, возраст, социальное положение (статус) и т.д.), учитываются в качестве дополнительных переменных, которые контролируются экспериментатором в общепсихологическом эксперименте. Но эти переменные могут превращаться во "вторую основную переменную" в дифференциально-психологическом исследовании, и тогда используется факторный план.