Лекция 5. Экспериментальные переменные
План:
1. Независимая переменная.
2. Зависимая переменная.
3. Контроль переменных.
Переменные – параметр реальности, который может изменяться и \или не изменяться в экспериментальном исследовании. Бывают:
- независимыепеременные – изменяемые экспериментатором;
- зависимые переменные – изменяемые под влиянием изменений независимой переменной;
- внешние – недоступные управлению, но влияющие на зависимую переменную, источник погрешности;
- латентные – недоступные непосредственному измерению, фиксируются путем анализа совместных вариаций зависимых переменных;
- дополнительные – учитываемые в эксперименте внешние переменные.
Независимая переменная
Чистый эксперимент предполагает оперирование только независимой переменной. Поэтому при проведении экспериментального исследования необходимо выделить независимую переменную и изолировать ее от других.
В качестве независимых переменных могут выступать:
1 – особенности предлагаемых для выполнения заданий (материал, инструкция, препятствия для достижения цели и др.);
2 – характеристики ситуации (температура воздуха в помещении, шум в цехе, громкая музыка, интерьер и т.п.);
3 – управляемые состояния испытуемого (личностные качества, профессиональные навыки, психические особенности);
4 – константные характеристики испытуемого (пол, возраст, стаж работы, уровень интеллекта, статус и т.д.).
По отношению к зависимой переменной независимая может вступать в следующие зависимости:
1. Отсутствие зависимости. Изменение независимой переменной никаким образом не изменяет зависимую переменную.
2. Монотонно возрастающая зависимость. Увеличение значений независимой переменной повышает значение зависимой переменной.
3. Монотонно убывающая зависимость. Увеличению значений независимой переменной соответствует уменьшение значений зависимой переменной.
4. Нелинейная зависимость. Высоким значениям независимой переменной могут соответствовать одновременно высокие и низкие значения зависимой переменной.
Зависимая переменная
Зависимая переменная всегда изменяется посредством изменения независимой переменной или под ее влиянием.
Зависимая переменная должна быть:
1. Надежной. Надежность переменной проявляется в устойчивости ее регистрируемости при изменениях условий эксперимента в течение времени.
2. Валидной. Валидность зависимой переменной определяется только в конкретных условиях эксперимента и применительно к относительной гипотезе.
3. Сензитивной. Сензитивность (чувствительность) проявляется в возможности изменения переменной при манипуляции независимой переменной.
Выделяют три типа зависимых переменных:
- Одновременная: регистрируется лишь один параметр, и именно он считается проявлением зависимой переменной.
- Многомерная: зависимая переменная проявляется в нескольких параметрах.
- Фундаментальная: когда известно отношение между отдельными параметрами многомерной зависимой переменной, параметры рассматриваются в качестве аргументов, а сама зависимая переменная – в качестве функции.
Контроль переменных
В ходе эксперимента контролируют независимую и внешние (побочные и дополнительные) переменные.
Контроль независимой переменной заключается в активном ее варьировании или знании закономерностей ее изменения.
Существуют два способа контроля независимой переменной:
- если проводится эксперимент, то контроль независимой переменной осуществляется с помощью активного манипулирования, варьирования (при эксперименте на формирование мотивации независимой переменной будут условия – а, в, с – формирования мотивации. Их предъявление / непредъявление и есть способ варьирования независимой переменной);
- при наблюдении и измерении контроль осуществляется за счет селекции требуемых значений из числа уже существующих переменных (например, группу испытуемых разбивают на слабослышащих, среднеслышащих и тугоухих).
Внешние переменные контролируются посредством следующих способов:
- элиминация внешних переменных;
- константность условий;
- балансировка;
- контрбалансировка;
- рандомизация.
Элиминация. Один из надежных способов контроля внешних переменных Экспериментальную ситуацию конструируют таким образом, чтобы исключить из нее присутствие всех внешних переменных.
Создание константных условий. Если внешние переменные не удается исключить из экспериментальной ситуации, то необходимо их сделать неизменными. При этом влияние внешних переменных остается неизменным для всех испытуемых.
Неизменными следует сделать:
- пространственно временные условия проведения эксперимента (в одно и тоже время дня, недели для всех испытуемых);
- технику проведения и оборудование помещения;
- предъявление инструкции.
Балансировка. В случаях, когда нет возможности создать константные условия проведения эксперимента или константности условий недостаточно, применяют технику балансировки эффекта от воздействия внешних переменных. Преднамеренно балансировка применяется в ситуациях, когда нельзя идентифицировать внешнюю переменную.
Способ балансировки заключается в следующем: к экспериментальной группе добавляется контрольная (это возможно сделать, если исследование экспериментальное). Правомерность гипотезы в этом случае будет отражаться наличием результатов после воздействия в экспериментальной группе и отсутствием их в контрольной.
Контрольная группа создается на каждую внешнюю переменную таким образом, чтобы во второй группе не было воздействия на зависимую той внешней переменной, которая воздействует в первой контрольной группе и т.д.
Контрбалансировка. Прием контроля экспериментов, включающих несколько серий или последовательных заданий. Смысл контрбалансировки в следующем: порядок предъявления заданий, стимулов, задач, воздействий в одной из групп компенсируется иным порядком их предъявлений в другой.
Рандомизация. Способ, позволяющий исключить влияние индивидуальных особенностей испытуемых на результаты исследования. Применяется в двух случаях: 1 – известно, как управлять внешними переменными, но нет возможности использования какую-то из предшествующих техник; 2 – внешние переменные не идентифицируются, носят латентный характер или неспецифичны для данного эксперимента.
Тема. Планирование научного исследования
Лекция 1. Экспериментальные планы
План:
1. Доэкспериментальные планы.
2. Планы для одной независимой переменной.
3. Факторные планы.
Доэкспериментальные планы
План с предварительным и итоговым тестированием одной группы. План с предварительным и итоговым тестированием одной группы часто применяется в социологических, социально-психологических и педагогических исследованиях.
План реализуется в три этапа: предварительное тестирование выборки, подобранной определенным образом – воздействие (например, формирующий эксперимент) – повторное тестирование.
К недостаткам плана можно отнести следующие моменты. Этот план не позволяет контролировать эффект «естественного развития»; эффект тестирования – воздействие предыдущего обследования на последующее - еще один артефакт данного плана. Кроме того, в этом плане отсутствует контрольная выборка, поэтому нельзя утверждать, что изменения зависимой переменной, регистрируемые в ходе тестирования, вызваны именно изменением независимой переменной. Между начальным и конечным тестированием происходят и другие «фоновые» события, воздействующие на испытуемых наравне с независимой переменной.
Сравнение статистических групп – или план для двух неэквивалентных групп с тестированием после воздействия.
Эксперимент проводится следующим образом: подбираются две стихийные группы – экспериментальная и контрольная. В экспериментальной группе проводится эксперимент, в контрольной – ней. После экспериментального воздействия проводится тестирование.
Эффект воздействия определяется по сравнению результатов тестирования в обеих группах.
Этот план позволяет контролировать эффект тестирования и влияние фоновых воздействий и некоторые внешние переменные.
План ех-роst-facto или эксперимент, на который ссылаются. Стратегия применения заключается в следующем: сам экспериментатор не оказывает влияние на испытуемых. В качестве воздействия (изменения независимой переменной) выступает некоторое реальное событие из их жизни. Отбирается группа испытуемых, подвергшаяся воздействию, и группа, не испытавшая его. Отбор осуществляется на основании данных об особенностях испытуемых до воздействия; в качестве сведений могут выступать личные воспоминания и автобиографии, сведения из архивов, анкетные данные, медицинские карты и т.п. Затем проводится тестирование зависимой переменной в обеих группах. Данные диагностики сопоставляются и сравниваются, делается вывод о влиянии «естественного» воздействия на поведение испытуемых.
Этот план применяется во многих своевременных исследованиях, например, в нейропсихологии: травмы головного мозга, локальные поражения и т.д.
Планы для одной независимой переменной
План для двух групп с тестированием после воздействия (план Р.А. Фишера) Проведение плана.
1. Подбираются две эквивалентные группы по значимому критерию (переменной, по которой группы отбираются). Равенство экспериментальной и контрольной групп достигается чаще всего методом рандомизации.
2. На экспериментальную группу оказывается воздействие, на контрольную – нет.
3. После воздействия обе группы проходят тестирование по значимому критерию (той самой переменной, по которой группы отбирались).
Этот план рекомендуется применять тогда, когда нет необходимости или возможности осуществлять предварительное тестирование. Если рандомизация проведена качественно, то этот план является наилучшим, позволяет контролировать большое количество артефактов.
Эффект оказанного воздействия определяется за счет сравнения результатов тестирования после воздействия в контрольной и экспериментальной группах.
Для контроля внешних переменных в этот план вносятся изменения за счет увеличения числа контрольных групп.
Положительные моменты планы: поскольку отсутствует предварительное тестирование, исключается эффект тестирования. План позволяет контролировать влияние состава групп, стихийного выбывания, влияния фона и естественного развития, взаимодействие состава групп с другими факторами. Позволяет исключить эффект регрессии за счет рандомизации и сравнения данных экспериментальной и контрольной групп.
Негативные моменты заключаются в искажении результатов отбора испытуемых по значимому критерию за счет рандомизации (в результате отсутствия тестирования).
План для двух групп с предварительным и итоговым тестированием (тест- воздействие - ретест). Один из популярных планов в психологических исследованиях.
1. Подбираются две группы по значимому критерию соответствующей процедурой. В обеих группах тестируется значимый критерий (переменная, на которую будет оказываться воздействие).
2. В экспериментальной группе оказывается воздействие, в контрольной – нет.
3. После воздействия проводится в обеих группах повторное тестирование.
Эффект воздействия определяется по:
q сравнению результатов тестирования экспериментальной группы на первом и третьем этапах;
q сравнению результатов контрольной группы на первом и третьем этапах;
q сравнению результатов тестирования экспериментальной и контрольной группы на третьем этапе.
Главный источник артефактов, нарушающий внешнюю валидность процедуры, - взаимодействие тестирования с экспериментальным воздействием (эффект тестирования)
План Р.Л. Соломона. План Соломона используется при проведении эксперимента на четырех группах: двух экспериментальных и двух контрольных. Он представляет собой сочетание двух прежних планов: первого, когда не производится предварительного тестирования, и второго – «тест – воздействие – ретест».
План реализуется следующим образом:
1. С помощью соответствующей процедуры (как правило, рандомизации) отбираются 4 группы (две будут экспериментальные и две –контрольные).
2. В первой экспериментальной группе осуществляется предварительное тестирование, воздействие и итоговое тестирование.
3. В первой контрольной группе проводится предварительное и итоговое тестирование, воздействия нет.
4. Во второй контрольной группе осуществляется экспериментальное воздействие и тестирование после воздействия.
5. Во второй контрольной группе проводится только повторное тестирование без воздействия.
Эффект экспериментального воздействия определяется за счет:
q сравнения результатов тестирования в первой экспериментальной группе на первом и третьем этапах;
q сравнения результатов итогового тестирования в первой экспериментальной и первой контрольной группах;
q сравнения результатов итогового тестирования во второй экспериментальной и второй контрольной группах;
q сравнения результатов итогового тестирования во второй экспериментальной группе и первичного тестирования в первой контрольной группе.
При сравнении итогового тестирования во второй контрольной группе с результатами предварительного тестирования в первой экспериментальной и предварительного тестирования в первой контрольной группе можно выявить совместное влияние эффекта естественного развития и фоновых воздействий на зависимую переменную.
Факторные планы
Факторные эксперименты применяются тогда, когда необходимо проверить сложные гипотезы о взаимосвязях между переменными. Общий вид подобной гипотезы: «Если А1, А2, …Ах, то В». Такие гипотезы называются комплексными, комбинированными.
В факторном эксперименте проверяются, как правило, два типа гипотез:
1) гипотезы о раздельном влиянии каждой из независимых переменных;
2) гипотезы о взаимодействии переменных, а именно – как присутствие одной из независимых переменных влияет на эффект воздействия другой переменной.
Факторное планирование эксперимента заключается в том, чтобы все уровни независимых переменных сочетались друг с другом. Число экспериментальных групп равно числу сочетаний уровней всех независимых переменных.
Факторные планы для независимых переменных и двух уровней типа 2х2. Для составления плана применяется принцип балансировки. План 2х2 используется для выявления эффекта воздействия двух независимых переменных на одну зависимую. Экспериментатор манипулирует возможными сочетаниями переменных и их уровней.
План 3х2 или 3х3 применяется в тех случаях, когда нужно установить вид зависимости одной зависимой переменной от одной независимой, а одна из независимых переменных представлена дихотомическим параметром.
Первая независимая переменная варьируется просто: есть фактор – нет фактора. Вторая независимая переменная – уровни, например, трудности фактора. Это план 3х2.
Вариант плана 3х3 применяется тогда, когда обе независимые переменные имеют несколько уровней, и есть возможность выявить виды связи зависимой переменной от независимых.
Лекция 2. Планирование корреляционного исследования
План:
1. Понятие корреляционного исследования.
2. Виды планов корреляционного исследования.