Особенности педагогического эксперимента как метода исследования
Эксперимент — один из самых разработанных в науке вопросов и в то же время один их самых малореализуемых видов исследовательской деятельности вообще и педагогической — в частности.
В современной педагогике определений эксперимент рассматривается как:
· научно-обоснованный опыт;
· проверка гипотезы;
· воспроизведение кем-то разработанной методики (технологии, системы мер и т.п.) в новых условиях другим педагогом или управленцем;
· исследовательская работа в учебном заведении по той или иной проблеме;
· метод познания, с помощью которого в естественных или искусственно созданных контролируемых и управляемых условиях исследуется педагогическое явление, ищется новый способ решения задачи, проблемы (А.М.Новиков);
· строго направляемая и контролируемая педагогическая деятельность по созданию и апробированию новых технологий обучения, воспитания, развития детей, управления школой;
· метод исследования, предполагающий выделение существенных факторов, влияющих на результаты педагогической деятельности, и позволяющий варьировать эти факторы с целью достижения оптимальных результатов;
· метод исследования, предполагающий выделение существенных факторов, влияющих на результаты педагогической деятельности, и позволяющий варьировать эти факторы с целью достижения оптимальных результатов;
· метод педагогических исследований, при котором происходит активное воздействие на педагогические явления путем создания новых условий, соответствующих цели исследования;
· исследовательская деятельность, предназначенная для проверки выдвинутой гипотезы, разворачиваемая в естественных или искусственно созданных контролируемых и управляемых условиях, результатом которой является новое знание, включающее в себя выделение существенных факторов, влияющих на результаты педагогической деятельности (Е.С.Комраков, А. С.Сиденко).
Эксперимент как одна из форм практики выполняет функцию критерия истинности научного познания в целом.
Типология экспериментов.Современная наука использует разнообразные виды экспериментов. В сфере фундаментальных исследований простейший вид эксперимента — качественный эксперимент, имеющий целью установить наличие или отсутствие предполагаемого теорией явления.
Более сложен измерительный эксперимент, выявляющий количественную определенность какого-либо свойства объекта.
Широкое применение в фундаментальных исследованиях получил мысленный эксперимент. Он относится к области теоретического знания и представляет собой систему мысленных процедур, проводимых над идеализированными объектами. Будучи теоретическими моделями реальных экспериментальных ситуаций, мысленные эксперименты проводятся в целях выяснения согласованности основных принципов теории.
По условиям проведения можно выделить два типа экспериментов: естественный (полевой) и лабораторный.
Естественный эксперимент проводится в конкретной ситуации, поэтому полученные результаты и сделанные выводы полностью адекватны для решения практических задач. Например, в привычно протекающую учебную деятельность на занятии экспериментатор вводит новые средства или методы обучения, заменяя старые, малоэффективные. Все, кроме методов и средств, при этом сохраняется: место проведения, режим дня, расписание, прежний преподаватель и состав группы. В этих естественных условиях ликвидировать «шумы» практически невозможно. Более того, этот эксперимент, как правило, проводит сам преподаватель. Именно это дало возможность назвать такой эксперимент опытно-экспериментальной работой. В основном эксперименты в педагогике проводятся как естественные, не разрушающие сложившихся педагогических процессов или систем. Основным отрицательным моментом естественного эксперимента является недостаток или отсутствие контроля многих переменных, влияющих на его ход.
Лабораторный эксперимент проводится в лабораторных условиях и строится по принципу моделирования организационно-психологических и педагогических процессов и явлений. Он позволяет установить более точный контроль за многими переменными и создать условия, которые можно считать сходными с естественными. В этом эксперименте обучающиеся или педагоги приглашаются в специально подготовленные помещения (лаборатории), где убраны все посторонние раздражители — шум, лишние дидактические материалы и т.д. В этих «очищенных» условиях экспериментируемым предлагается что-то выполнить или на них чем-то воздействуют и тут же измеряют результаты этих воздействий. Примером может служить эксперимент по выявлению психического состояния обучаемых на занятии под влиянием фоновой музыки, а также работа с электроэнцефалографом. Вообще же лабораторный эксперимент в педагогических исследованиях используется крайне редко.
Наряду с точностью лабораторный эксперимент имеет и другие: он дает возможность создать необходимые условия для неоднократного повторения эксперимента в тех же условиях. Его недостаток — неестественные, искусственно созданные условия. Трудность состоит как в том, что требуется предельно точно моделировать действительную ситуацию, так и в том, что испытуемые оказываются в совершенно новых условиях, что само по себе может исказить результаты эксперимента.
Экспериментаторы в своей практической деятельности, прежде чем прибегнуть к лабораторному эксперименту, должны тщательно проанализировать реальную ситуацию и выявить ее главные, узловые моменты, общие и специфические особенности.
По целям различают констатирующий, обучающий (формирующий), контролирующий и сравнительный (диагностирующий) эксперименты.
Цель констатирующего эксперимента — измерение наличного уровня развития (например, уровня обученности, развития абстрактного мышления, морально-волевых качеств личности и т.п.). Таким образом, получается первичный материал для организации формирующего эксперимента. Констатирующий эксперимент связан с исследованием текущего состояния зависимой переменной. При этом независимая переменная существует как имманентно присутствующий фактор. Например, исследуется динамика мотивации учения первокурсников. Эта зависимая переменная диагностируется. В качестве независимых переменных используются возраст студентов и год их обучения. Они существуют сами по себе. При анализе результатов замера зависимых переменных устанавливается их связь с возрастом и годом учебы. Констатирующих экспериментов в педагогике немало, особенно в пограничных исследованиях. Используемые методы диагностирования выполняют одновременно воспитательно-образовательную функцию. Через них эксперимент осуществляет воздействие на своих участников и в какой-то степени преобразует их: любой вопрос в тесте, беседе, анкете побуждает «через него» анализировать и оценивать себя, выбирая ответ.
Формирующий (преобразующий, обучающий) эксперимент ставит своей целью не простую констатацию уровня сформированности той или иной деятельности, развития тех или иных сторон личности, а их активное формирование или воспитание. В этом случае в ходе эксперимента создается специальная ситуация, которая позволяет не только выявить условия, необходимые для организации требуемого поведения, но и экспериментально осуществить целенаправленное развитие новых видов деятельности, глубже раскрыть их структуру.
Формирующий эксперимент широко используется при изучении конкретных путей формирования качеств личности, обеспечивая соединение психологических исследований с педагогическим поиском и проектированием, изучением и апробацией наиболее эффективных технологий, методов, приемов, форм учебно-воспитательного процесса. Он ставит цели преобразования зависимых переменных. В нем присутствуют обе переменные. Это самый полный и по-настоящему педагогический, преобразовывающий эксперимент.
С помощью контролирующего эксперимента через конкретный промежуток времени после формирующего эксперимента определяется уровень изменений по материалам формирующего эксперимента.
Диагностирующий (сравнительный) эксперимент имеет своей целью сравнение результатов исследовательской (экспериментальной) деятельности и правильность выдвинутых гипотез. Сравнительный эксперимент имеет место в том случае, если существуют экспериментальные и контрольные группы, в которых учебно-воспитательный процесс ведется по-разному. При этом важно, чтобы, за вычетом вводимых исследователем факторов, остальные условия, влияющие на результаты учебной работы, были для тех и других групп одинаковыми.
При сравнительном эксперименте необходимо:
· уравнять условия учебно-воспитательной работы (кроме экспериментального фактора) в экспериментальных и контрольных группах;
· определить при помощи достаточно объективных способов оценки начальный уровень обученности, развития, воспитанности и пр. обучающихся обеих групп;
· провести необходимую работу в экспериментальных группах с введением экспериментального фактора, а в контрольных группах — без него;
· снова определить уровень обученности, развития, воспитанности и пр. обучающихся обеих групп;
· определить уровень сохранения у обучающихся достигнутых результатов через достаточно длительный промежуток времени (3-6 месяцев) — контролирующая процедура.
В рамках модернизации структуры и содержания образования, по уровню охвата субъектов образования и задачам, эксперименты подразделяются на широкомасштабные и локальные.
Широкомасштабный эксперимент — это эксперимент, проводимый в генеральной совокупности экспериментальных учебных заведений, в процессе которого отрабатываются и проверяются основные цели и задачи модернизации содержания и структуры образования, выявляются педагогическая эффективность и социальные последствия данного эксперимента на этапе его реализации и распространения результатов, а также накопление образцов передового педагогического опыта, соответствующего стратегии реформы. Таким экспериментом является, например, внедрение ЕГЭ (единого государственного экзамена).
Локальный (от лат. localis — местный) эксперимент не претендует на изменение всей системы. Он свойственен конкретному заведению и не выходит за определенные пределы. Его основное назначение — задать определенные образцы нового типа внутри системы. Локальный эксперимент охватывает меньшие по объему выборки.
Преимущество этого эксперимента состоит в том, что исследователь может скорректировать условия исследования, точно зафиксировать полученные результаты и использовать их непосредственно в конкретной обстановке. Достоинством локального эксперимента является также возможность создать определенные условия, продумать систему измерения и контролирования различных переменных, гарантировать точность соблюдения условий и повторить эксперимент.
Эксперименты в педагогике подразделяются и по содержанию. Есть «чисто» педагогические эксперименты. Например, дидактические, методические, воспитательные. Легко догадаться, что за этим кроется. Это значит, что и цели, и гипотеза, и переменные, и методы диагностирования разработаны в рамках соответствующих педагогических теорий, учений, проблем.
Очень часто эксперименты в педагогике проводятся на стыке с другими науками. В качестве одной из переменных, чаще зависимых, могут браться психологические, физиологические, социологические, медицинские, экологические, лингвистические, исторические и др. факторы. И тогда проводятся психолого-педагогический, физиолого-педагогический, социально-педагогический, медико-педагогический, эколого-педагогический, лингво-педагогический, историко-педагогический эксперименты. Это так называемые пограничные эксперименты.
В ходе пограничных экспериментов изучается зависимость педагогических факторов от других факторов. Например, медико-педагогической проблемой является продолжительность учебного занятия. Исследователь в качестве независимой переменной берет продолжительность учебного занятия, т.е. педагогический фактор. В качестве зависимой переменной выступают медицинские показатели: пульс, температура тела, сердцебиение и др. По ним судят о возможности и целесообразности сокращать или продолжать занятие. Возможен эксперимент, когда в качестве зависимых берутся педагогические факторы — обученность, отношение к труду, мотивация учения и др.
По характеру контроля и методике диагностирования эксперименты делятся на мерительные эксперименты и квазиэксперименты.
Мерительный эксперимент — критериальный эксперимент, имеющий четко выраженные критериальные показатели и методику их диагностирования. В ходе эксперимента исследователь получает и обрабатывает статистически значимые данные. Материалы такого исследования перерабатываются в графики, схемы, формулы, индексы, уровни и т.д.
Квазиэксперимент проводится при отсутствии полного контроля параметров, это неконтролируемый эксперимент. Он используется при формировании инновационной деятельности педагога.
По широте охвата людей, коллективов, образовательных учреждений и длительности проведения различают панельные и лонгитюдные эксперименты.
Панельный эксперимент — очень широкий эксперимент, с большим охватом участников. Как правило, он непродолжителен. Многие констатирующие эксперименты одновременно бывают панельными.
Лонгитюдный эксперимент, напротив, неширокий, длительный, продолжающийся несколько лет подряд с одними и теми же участниками. Обычно формирующие эксперименты проводятся как лонгитюдные.
Кроме этого, типология экспериментов включает в себя одиночные виды.
В работах по прикладной инноватике называют такой вид педагогического эксперимента, как эксперимент с заданными исходными установками (М.В.Кларин). По мнению М.В.Кларина, заданные исходные установки — это социальный заказ, образовательные ориентиры, цели и содержание обучения.
В последние годы довольно широкое распространение получили системные эксперименты, предполагающие наличие нескольких подсистем, имеющих связь «по вертикали». Как правило, такими подсистемами являются федеральный, региональный уровни и уровень учебного заведения. Системные эксперименты обычно проводят экспериментальные площадки: федеральные или каких-либо научно-исследовательских учреждений. Этот вид экспериментов часто имеет заданные исходные установки.
Разновидностью констатирующего эксперимента является экспериментальное исследование «с новичком». Его суть состоит во введении нового человека в изучаемую учебную или производственную группу. Эта своего рода «подсадная утка» должна увидеть коллектив изнутри и заметить те стороны его жизни, которые не замечаются его членами.
В педагогике возможны так называемые ложные эксперименты (плацебо). Их суть заключается в том, что объявляется о введении независимых переменных, которые реально не вводятся. Испытуемым говорят, что на них воздействуют чем-то новым, а на самом деле этого не происходит. Ставка делается на внушение.
Редко встречается эксперимент с артефактом. В ходе экспериментирования появляются результаты, прямо противоположные гипотезе, не подтверждающие, а отвергающие, опрокидывающие ее. Такие эксперименты проводятся, но исследователи боятся их описывать.
В педагогике также можно использовать мысленный эксперимент. Он применяется для прогнозирования будущего, наступающего. Этот эксперимент используется в двух случаях: при подготовке сложных комплексных экспериментов с большой степенью риска и при выработке решения по выходу из проблемных ситуаций. Он называется еще имитационным экспериментом и может проводиться с помощью ЭВМ.
Суть мысленного эксперимента состоит в том, чтобы, сидя в кабинете или за компьютером, в уме продумать шаг за шагом весь ход исследования, точно представить независимые переменные и спрогнозировать варианты «поведения» зависимых переменных.
Особенностью этого вида эксперимента является его опора на очевидные факты; анализу подвергаются именно возможные реальности. Поэтому его можно рекомендовать руководителям как способ решения конфликтов или определения стратегии и тактики развития учебного заведения. К сожалению, мысленное экспериментирование в педагогике не развито.
Кроме того, экспериментальная деятельность различается по типам, под которыми понимаются способы внутренней организации эксперимента. Различают четыре типа такой организации.
Первый тип. Проведение эксперимента с наличием экспериментальной и контрольной групп. Для эксперимента выбираются две группы примерно с равными исходными характеристиками. В одной из них вводятся независимые переменные, а в другой все сохраняется по-прежнему. Зависимые переменные, естественно, меняются по-разному. Диагностируя их, экспериментатор сравнивает тенденции изменения и роста в обеих группах и делает вывод о степени эффективности вводимого новшества.
Второй тип. Проведение эксперимента без контрольных групп при сравнивании результатов роста зависимых переменных от начала экспериментирования до его завершения. Это исследование «от достигнутого». Оно проводится при условии, когда нельзя создать равновеликие контрольные группы, например, при исследовании идивидуального поведения.
Третий тип. Эксперимент проводят по второму типу, но в качестве контрольных групп используют массовую практику, случайно взятые группы, курсы.
Четвертый тип. Эксперимент проводят по второму типу, но в качестве диагностических данных контрольных групп используют данные исследований, возможно, проведенных на других территориях и даже в другое время.
Все четыре типа организации эксперимента имеют право на существование. Все дело в целесообразности выбора, в его адекватности задачам и условиям экспериментирования.
Итак, экспериментирование в области педагогики бывает разным.
Структура эксперимента.В структуру эксперимента входят:
· объект и предмет преобразования;
· средство преобразования объекта и предмета экспериментирования;
· технология использования средств;
· диагностико-аналитические методы.
Каждая из этих частей, в свою очередь, состоит из компонентов.
Дадим их краткую характеристику.
Объект и предмет преобразования, как важнейшие составляющие эксперимента, заключается в определении того круга людей (обучающихся, преподавателей или родителей), которые будут подвергаться экспериментальному воздействию, которым будет оказываться специальная педагогическая помощь в развитии у них тех или иных качеств. Конкретный контингент, с которым работает экспериментатор, есть объект экспериментирования.
Эффективность экспериментальной работы во многом обусловлена правильностью экспериментальной выборки. Выборка в эксперименте — это определение количественного и качественного состава его участников. Выборка как процедура исследования хорошо разработана в социологии. Из социологических работ можно узнать, какие существуют типы выборки, критерии количественного состава участников. Так, для социологических исследований пределы выборочной совокупности колеблются от 350 до 3000 единиц наблюдения.
Как отмечают многие исследователи, ситуация в педагогике и образовании часто не требует никакой выборки. Эксперименты, как правило, проводятся в нескольких образовательных учреждениях или учебных группах. Тем не менее при проведении констатирующего или широкомасштабного экспериментов нужно определять выборку.
При этом необходимо учитывать следующее:
· участники эксперимента должны быть объединены в группы (коллективы) или способны переформироваться в новые группы, нужные для эксперимента;
· участники эксперимента должны по своим основным характеристикам соответствовать идее, гипотезе и достаточно ярко выражать качества, составляющие зависимые переменные;
· участники эксперимента — это добровольцы, психологически готовые помочь провести важную работу;
· общим принципом выборки участников эксперимента должна быть репрезентативность — представительство участников, достаточное для получения выводов, способных распространиться на всю генеральную совокупность подобных явлений.
Объектом эксперимента являются люди. Однако сегодня не существует такого педагогического средства, которое охватывало бы всю личность со всеми ее структурами, проявлениями и качествами одновременно. Любое воздействие всегда частично, как и изменения в человеке. Ту часть, сторону или качество личности, на которую воздействует экспериментатор в целях ее изменения, называют предметом эксперимента. Предмет экспериментального преобразования затем входит в конечную цель экспериментирования и может выглядеть так:
· уровень мотивации учения студентов группы, курса, специальности;
· уровень обученности студентов группы, курса, специальности.
В ходе эксперимента сознательно изменяют ход какого-нибудь явления путем введения в него новых факторов. Условие (фактор), изменяемое и контролируемое исследователем, называется независимой переменной, а условие (фактор), изменение которого изучается (наблюдается) в связи с изменениями независимой переменной, — зависимой переменной. Зависимая переменная — это те качества личности и деятельности, которые подвергаются изменению и воздействию экспериментатора. Собственно, это и есть предмет экспериментирования.
Кроме того, на эксперимент оказывают влияние дополнительные переменные, обусловленные особенностями обучающихся или экспериментатора, спецификой учебного процесса или форм контроля.
Для нормального хода эксперимента, его чистоты и правильности результатов важно выявить независимые и зависимые переменные и по возможности исключить влияние любых иных факторов.
Необходимо также учитывать и искажения, которые могут возникнуть в ходе эксперимента из-за влияния самого экспериментатора.
При проведении эксперимента важно научиться объективно оценивать различные дополнительные переменные, которые могут оказать существенное влияние на результаты эксперимента и их интерпретацию. Эти переменные можно разделить на четыре группы (табл. 2).
Если говорить о классической форме проведения эксперимента, то в определенной ситуации изменяется только одно из условий и прослеживается, повлияет ли это изменение на другие параметры.
Технология использования средств состоит в определении степени их влияния в качестве независимых переменных на предмет экспериментирования, т.е. на зависимые переменные. Делается это через гипотезу эксперимента, которая строится по формулам «если..., то...», «чем..., тем...» и т.п. Например: «Если на учебных занятиях по математике использовать методы проблемно-развивающего обучения, то мотивация учения школьников повысится». Экспериментальные гипотезы рекомендуется формулировать подробно, указывая в них учебный предмет (предметы), количество тем и даже сами темы, наиболее благоприятные для применения конкретных методов, приемов, технологий обучения, возможно, уточняя уровень получаемого результата. Такая гипотеза будет очень конкретна, статистически количественна и поэтому проверяема. Фактически в гипотезе осуществлена манипуляция переменными, реализация которых составит эксперимент.
Диагностика-аналитические методы включают в себя операции по параметризации эксперимента и подбору методов измерения выбранных параметров, т. е. собственно диагностирование, а также подбор методов обработки, — анализ информации и получение выводов. В этой части эксперимента идет большая работа с переменными.
Параметризировать эксперимент — значит выделить критерии его эффективности, т.е. критериальные показатели. Это — один из самых сложных вопросов в организации экспериментальной работы.
В справочной литературе критерий определяется как мера, мерило, мерило оценки, признак, на основании которого производится оценка, определение или классификация чего-либо. В логическом словаре М.И.Кондакова критерий истины рассматривается как мерило для определения достоверности, т. е. соответствия наших знаний предметам, явлениям объективной действительности. Критерием истины выступает человеческая практика, практическая производственная деятельность людей, преобразующая природу. В научных исследованиях и преобразующей практике критерий вводят для определения эффективности того или иного объекта или процесса. Он становится формализацией целей.
В эксперименте в первую очередь определяются критерии, при помощи которых измеряется педагогическое явление, и собираются исходные данные для дальнейшей статистической обработки. При этом необходимо учитывать, что практически ни одна переменная эксперимента не является монообъектом с одной характеристикой. Она имеет структуру, признак и качество, по которым узнаваема и замеряема, и которые являются критериальными показателями переменной.
Например, обученность студентов как зависимая переменная измеряется по объему усвоенных знаний и умений. Прочность их усвоения — по уровню понимания и умению использовать в других ситуациях. Методы обучения как независимая переменная характеризуются разнообразием, своими сочетаниями, частотой использования на занятиях, а конкретные методы — общим числом занятий, на которых отводится время для их применения.
Определение критериев оценки эффективности предполагаемых педагогических новаций должно осуществляться на подготовительном этапе эксперимента. На данном этапе:
· проверяется соответствие выбранных критериев таким требованиям, как объективность, точность, адекватность, валидность и нейтральность;
· определяется количество включенных в эксперимент участников, необходимое для обеспечения статистически достоверных результатов исследования по выделенным критериям.
Совокупность критериев с достаточной полнотой должна охватывать все существенные характеристики исследуемого явления или процесса.
Степень соответствия достигнутых результатов выдвинутым критериям определяется количественными, квалиметрическими и качественными данными, которые получают различными способами (с помощью уровневых шкал, экспертных оценок и др.). Поэтому после выявления критериев и параметров переменных экспериментатор подыскивает методы их диагностирования.
Следует кратко остановиться на некоторых ошибках экспериментирования.
При описании исследовательской деятельности нередко упускается из вида предмет экспериментирования, предмет и объект сливаются воедино. С точки зрения практики, это возможно. Но наука требует большой точности. Если мы исследуем рост положительной мотивации спортсменов возраста 10-12 лет, то наши выводы будут относиться только к ним, не более. Объект в эксперименте — это граница нашего действия и результата.
Неприемлем и слишком общий подход к описанию независимых переменных без параметризации и без подбора методов их измерения.
Субъективное, умозрительное выделение уровней, сформированность каких-либо качеств, свойств личности, овладения какой-либо деятельностью и произвольное оценивание и соотнесение с ними участников эксперимента также ошибочны. Уровни должны обязательно отличаться друг от друга качественно, по определенному основанию классификации.
В ходе каждого эксперимента должны измеряться его результаты. При педагогических измерениях, как при многих других, невозможно достичь абсолютной точности: мы всегда имеем дело с толерантами (отклонениями от абсолютного значения). Поэтому при эксперименте всегда имеется определенная возможность ошибок. Чтобы свести их к минимуму, необходимо использовать количественные и качественные критерии оценки.
Разумеется, чем меньше ошибок и случайных факторов, которые не поддаются контролю и на которые трудно оказать воздействие, тем выше достоверность полученных результатов.
Таблица 2. Виды дополнительных переменных эксперимента
Дополнительные переменные, обусловленные личностью студента | Дополнительные переменные, обусловленные личностью преподавателя | Факторы, зависящие от учебного процесса | Факторы, зависящие от контроля результатов |
Уровень знаний и умений; отношение к учебе; интересы; склонности; способности; возраст; пол; состояние здоровья (усталость, настроение, боязнь); социальная среда (положение в коллективе, домашняя обстановка) | Профессиональное мастерство; педагогический такт; личные качества; возраст; психическое состояние; состояние здоровья; отношение к исследуемому вопросу и др. | Содержание и объем изучаемого материала; продолжительность учебного дня; социальная среда (отношение к учебе в студенческом коллективе, состав учебной группы, отношения с преподавателем, взаимоотношения студентов) и др. | Валидность (проверяют то, что хотят проверить); объективность; форма контроля (устный опрос, контрольные работы, тесты); длительность контрольных заданий; степень сложности контрольных заданий |