Идеальный и реальный научный эксперимент

Понятие «идеальный эксперимент» ввел в употребление Д. Кэмпбелл. Идеальный эксперимент предполагает изменение экспериментатором только независимой переменной, зависимая переменная контролируется. Другие условия эксперимента остаются неизменными. Идеальный эксперимент предполагает экви­валентность испытуемых, неизменность их характеристик во времени, отсутствие самого физического времени (как это ни парадоксально звучит), возможность про­водить эксперимент бесконечно. Следствием этого является проведение всех экс­периментальных воздействий одновременно.

Идеальный эксперимент противостоит реальному, в котором изменяются не только интересующие исследователя переменные, но и ряд других условий. Соот­ветствие идеального эксперимента реальному выражается в такой его характерис­тике, как внутренняя валидность (validity) — достоверность результатов, которую обеспечивает реальный эксперимент по сравнению с идеальным. Внутренняя валид­ность характеризует меру влияния на изменение зависимой переменной тех усло­вий (независимой переменной), которые варьирует экспериментатор (рис 4.4.).

Чем больше влияют на изменение зависимой переменной неконтролируемые исследователем условия, тем ниже внутренняя валидность эксперимента. Следова­тельно, больше вероятность того, что факты, обнаруженные в эксперименте, явля­ются артефактами.

Планирование эксперимента необходимо для выявления влияния независимой переменной на зависимую за счет контроля других переменных. Переменные, явля­ющиеся источником артефактов, либо устраняются, либо их влияние усредняется (за счет смешения и погашения изменчивости условий эксперимента). Высокая внутренняя валидность — главный признак хорошего эксперимента (близко к «бе­зупречному эксперименту»).

Не все переменные, влияющие на результат исследования, можно учесть или исключить (элиминировать). Те из них, которые нарушают внутреннюю валидность, называют «побочными». К числу побочных, полностью не устранимых переменных относят влияние фактора времени, фактор задачи, фактор индивидуального раз­личия.

Рассмотрим более подробно центральное понятие «валидность». Обратимся к системе отношений «эксперимент—теория—реальность». На основе теории выдви­гается гипотеза, которая в конечном счете и проверяется в эксперименте. Методи­ки и план эксперимента должны соответствовать проверяемой гипотезе — степень этого соответствия и характеризует операциональную валидность. Например, в экс­перименте по научению резкий звук зуммера используется как эквивалент «наказа­ния» за ошибку, поэтому возникает сомнение в правильности такой интерпретации. В самом эксперименте мы должны максимально учесть, устранить и т. д. влияние побочных переменных на зависимую переменную. Внутренняя валидность характе­ризует меру влияния независимой переменной на зависимую по отношению к дру­гим факторам. Иными словами, внутренняя валидность тем выше, чем больше веро­ятность того, что экспериментальный эффект (изменение зависимой переменной) вызван изменением независимой переменной.

Эксперимент должен воспроизводить внешнюю реальность. Эксперимент, кото­рый полностью воспроизводит внешнюю реальность, называется экспериментом полного соответствия. Разумеется, в реальности полное соответствие недостижи­мо. Мера соответствия экспериментальной процедуры реальности характеризует внешнюю валидность эксперимента.

Дополнительные переменные, которые требуют учета в эксперименте, влияют на внешнюю валидность. Если от внутренней валидности зависит достоверность экспериментальных результатов, то от внешней — переносимость результатов из лабораторных условий на реальные процессы и обобщение их на другие сферы ре­альности.

Наконец, связь теории и реальности отражается в адекватности теории реально­сти и прогностичности ее предсказаний. Кэмпбелл ввел еще одно важное понятие, характеризующее валидность эксперимента, а именно — конструктивную валид­ность. Конструктная валидность выражает адекватность метода интерпретации экс­периментальных данных теории, т. е. в структуру следует ввести четвертую состав­ляющую — интерпретацию: теория—эксперимент—интерпретация—реальность.

Конструктная валидность, по мнению Кэмпбелла, характеризует правильность обозначения (интерпретации) причины и экспериментального эффекта с помощью абстрактных терминов из обыденного языка или формальной теории.

Таким образом, внутренняя валидность определяется достоверностью интерпре­тации экспериментального эффекта как связи изучаемой причины и следствия (от­ношение эксперимент—интерпретация), а конструктная валидность — правильно­стью употребления терминов той или иной теории при интерпретации данных экс­перимента.

Кэмпбелл отмечает, что установление внутренней валидности требует отбрако-вывания альтернативных объяснений связи между зависимой и независимой пере­менными. Установление конструктивной валидности требует отказа от альтерна­тивных интерпретаций соотношения причины и следствия с понятиями, взятыми из той или иной теории. С точки зрения Кэмпбелла, хороший эксперимент должен:

1) выявлять временную последовательность предполагаемых причины и следствия;

2) показывать, что вероятные причины и эффект взаимосвязаны (ковариантны);

3) исключать влияние побочных переменных, которым можно было бы объяснить экспериментальный эффект;

4) исключать альтернативные гипотезы о теоретиче­ских конструктах, объясняющих эту связь.

Для уяснения отношений между основными характеристиками эксперименталь­ного исследования полезно запомнить следующую схему: (см. рис. 4.5).

Внутренняя валидность является непременным условием любого эксперимента Кэмпбелл выделил восемь основных факторов, нарушающих внутреннюю валид­ность эксперимента. Перечислим их. Первую группу можно назвать факторами выборки:

1. Селекция — неэквивалентность групп по составу, которая вызывает системати­ческую ошибку в результатах.

2. Статистическая регрессия — частный случай ошибки селекции, когда группы отбирались на основе «крайних» показателей (иначе — корреляция из-за не­однородности группы).

3. Экспериментальный отсев — неравномерное выбывание испытуемых из сравни­ваемых групп, приводящее к неэквивалентности групп по составу.

4. Естественное развитие — изменение испытуемых, являющееся следствием те­чения времени, без связи с конкретными событиями изменение состояния (голод, усталость, болезнь и др.), свойств индивида (возрастные перемены, накоп­ление опыта и др.).

Вторая группа — побочные переменные, влияние которых приводит к следую­щим эффектам:

1. Эффект «истории»— конкретные события, происходящие в период меж­ду начальным и итоговым тестированием помимо экспериментального воздей­ствия.

2. Эффект тестирования — влияние предварительного тестирования на результат итогового.

3. Инструментальная погрешность — определяется надежностью метода фиксации поведения испытуемого, т. е. надежностью теста; именно надежность влияет на валидность, по утверждению Кэмпбелла, а не наоборот.

4. Взаимодействие факторов: отбора; естественного развития; истории (разные ис­тории экспериментальных групп) и др.

Позже Кэмпбелл описал еще ряд источников нарушения внутренней валидности. Наиболее существенные относятся к экспериментальной процедуре, а именно: компенсаторное сопоставление эффектов различных воздействий, имитация воздей­ствия, когда его на самом деле не происходит и др.