Razdel_6
advertisement
РАЗДЕЛ 6. ЭКСПЕРИМНТАЛЬНЫЕ ПЛАНЫ Образовательные задачи – закрепить наиболее существенные представления о планах проведения исследования, – усвоить различия доэкспериментальных и квазиэкспериментальных планов, – понять возможности и ограничения корреляционного, факторного планов. Содержание 1. Планы для одной независимой переменной 2. Факторные планы 3. Доэкспериментальные планы 4. Квазиэкспериментальные планы 5. Планы eх-post-facto 6. Корреляционное исследование и его планирование 7. Кросскультурное и психогенетическое исследование 1. Планы для одной независимой переменной План для одной независимой переменной План «истинного» экспериментального исследования включает в себя следующие признаки: 1) применение одной из стратегий создания эквивалентных групп (чаще всего – рандомизацию); 2) наличие экспериментальной и, как минимум, одной контрольной группы; 3) завершение эксперимента тестированием и сравнением поведения группы, получившей экспериментальное воздействие (X1), с группой, не получившей воздействия (Х0). 1) План для двух рандомизированных групп с тестированием после воздействия 1.Экспериментальная группа R 2. Контрольная группа R Х Условные обозначения: R— рандомизация, Х— воздействие, О1 — тестирование первой группы, О2 — тестирование второй группы. О1 О2 • Необходимое условием этого плана - равенство экспериментальной и контрольной групп. • Этот план рекомендуют использовать в том случае, когда нет возможности или необходимости проводить предварительное тестирование испытуемых. • После проведения рандомизации или иной процедуры уравнивания групп осуществляется экспериментальное воздействие. • В простейшем варианте используется лишь две градации независимой переменной: есть воздействие, нет воздействия. • Если необходимо использовать не 1 уровень воздействия, то применяются планы с несколькими экспериментальными группами (по числу уровней воздействия) и одной контрольной. • Если же нужно контролировать влияние одной из дополнительных переменных, то применяют план с 2 контрольными группами и 1-й экспериментальной. • Обработка данных сводится к применению традиционных для математической статистики оценок различий измеряемого параметра между экспериментальной и контрольной группами. • Применение плана позволяет контролировать основные источники внутренней невалидности. • Поскольку предварительное тестирование отсутствует, исключен эффект взаимодействия процедуры тестирования и содержания экспериментального воздействия и сам эффект тестирования. • План позволяет контролировать влияние состава групп, стихийного выбывания, влияние фона и естественного развития, взаимодействие состава группы с другими факторами за счет рандомизации и сравнения данных экспериментальной и контрольной групп. • Однако при проведении большинства педагогических и социально-психологических экспериментов необходимо жестко контролировать исходный уровень зависимой переменной, будь то интеллект, тревожность, знания или статус личности в группе. • Когда существуют сомнения в результатах рандомизации, применяют план с предварительным тестированием. 2) План для двух рандомизированных групп с предварительным и итоговым тестированием 1. Экспериментальная группа R О1 2. Контрольная группа R О3 Х О2 О4 • Гипотеза большинства психологических исследований, особенно в области психологии развития («формирующий эксперимент»), содержит прогноз определенного изменения свойства индивида под влиянием внешнего фактора. • Поэтому план «тест—воздействие—ретест» с применением рандомизации и контрольной группой очень распространен. • Главный источник артефактов, нарушающий внешнюю валидность процедуры, - взаимодействие тестирования с экспериментальным воздействием. ПРИМЕР: • Тестирование уровня знаний по определенному предмету перед проведением эксперимента по заучиванию материала может привести к актуализации исходных знаний и к общему повышению продуктивности запоминания. Достигается это за счет актуализации мнемонических способностей и создания установки на запоминание. • При данном плане контролируется фактор «истории» («фона»), так как в промежутке между первым и вторым тестированием обе группы подвергаются одинаковым («фоновым») воздействиям. • Эффект естественного развития и эффект тестирования контролируются за счет того, что они одинаково проявляются в экспериментальной и контрольной группах, а эффекты состава групп и регрессии контролируются при помощи процедуры рандомизации. Группа 1 2 Тест 1 О1 О3 2 О2 О4 Сравниваются три значения: 1) О1 и О2; 2) О3 и О4; 3) О2 и О4. Гипотеза о значимом влиянии независимой переменной на зависимую принимается если выполняются два условия: а) различия между О1и О2 значимы, а между О3 и О4 — незначимы, б) различия между О2 и О4 значимы. В случае значимости различий принимается экспериментальная гипотеза о влиянии независимой переменной на зависимую. • Применение плана «тест—воздействие—ретест» позволяет контролировать влияние «побочных» переменных, нарушающих внутреннюю валидность эксперимента. • Однако, отличие экспериментальной ситуации от реальной – предварительное тестирование (угроза внешней валидности!!!!). • Предварительно тестируемый испытуемый «сенсибилизируется» — становится более чувствительным к воздействию, так как мы измеряем в эксперименте именно ту зависимую переменную, на которую собираемся воздействовать с помощью варьирования независимой переменной. Для контроля внешней валидности используется план Р. Л. Соломона на 4 группах: 1. Эксперимент1: 2. Контроль 1: 3. Эксперимент 2: 4. Контроль 2: R R R R О1 О3 Х X О2 О4 О5 О6 • С помощью «первой части» плана можно контролировать эффект взаимодействия первого тестирования и экспериментального воздействия. • Эффект экспериментального воздействия оценивается 4 способами при сравнении: 1) О2 — О1 2) О2 — О4 3) О5 — О6 4) О5 — О3 • Сравнение О6 с О1 и О3, выявляет совместное влияние эффектов естественного развития и «истории» (фоновых воздействий) на зависимую переменную. 2. Факторные планы • Чтобы определить влияние двух и более независимых переменных на зависимую переменную применят факторные планы. • Взаимодействие переменных – это изменение зависимой переменной под влиянием нескольких независимых переменных. • Чаще всего используются факторные планы для двух независимых переменных и двух уровней типа 2х2 для выявления эффекта воздействия двух независимых переменных на одну зависимую. Независимая переменная А Уровень В1 Уровень В2 Уровень А1 Условие А1В1 Условие А1В2 Уровень А2 Условие А2В1 Условие А2В2 Состояние здоровья Здоровые Больные Независимая переменная В Уровень интеллекта Высокий Низкий Здоровые дети с Здоровые дети с высоким интеллектом низким интеллектом Больные дети с Больные дети с низким высоким интеллектом интеллектом • Психолога интересует зависимость статуса ребенка в группе от состояния его здоровья и уровня интеллекта. • Экспериментатор манипулирует возможными сочетаниями переменных и уровней. • В факторном эксперименте (в отличие от экспериментов с одной независимой переменной) можно определить взаимодействие двух независимых переменных. • Основной задачей факторного анализа также является сведение множества переменных к небольшому числу базовых, основных. 3. Доэкспериментальные планы • Доэкспериментальные планы - исследования, проводимые по определенным схемам, не учитывающие требований, предъявляемых к плану классического экспериментального исследования. Причина — незнание этих требований или невозможность их учета при проведении реального исследования в конкретных условиях. К доэкспериментальным планам относятся: а) план с предварительным и итоговым тестированием одной группы, б) сравнение статистических групп. План с предварительным и итоговым тестированием одной группы О1 Х О2 • Т.к. нет контрольной группы нельзя утверждать, что изменения (разница О1 и О2) 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. • не позволяет контролировать эффект «естественного развития»: в течение короткого времени — изменение состояния испытуемого (утомление, монотония, скука и др.), а в течение длительного времени — изменения личностных черт. • Эффект тестирования — воздействие предыдущего обследования на последующее — может быть еще одним неконтролируемым фактором, влияющим на изменение зависимой переменной. • Другие источники артефактов: внешние переменные не контролируются этим планом. Сравнение статистических групп (план для двух неэквивалентных групп с тестированием после воздействия) Х О1 О2 позволяет учитывать эффект тестирования благодаря введению контрольной группы, можно контролировать влияние «истории» — фоновых воздействий на испытуемых. Но, невозможно учесть эффект естественного развития, так как нет материала для сравнения состояния испытуемых на данный момент с их начальным состоянием (нет предварительного тестирования). • Этот доэкспериментальный план распространен в психологической исследовательской практике. • Для сравнения результатов контрольной и экспериментальной групп используется t-критерий Стьюдента. • Всегда надо иметь в виду, что различия в результатах тестирования могут быть обусловлены не экспериментальным воздействием, а различием состава групп. 4. Квазиэкспериментальные планы • Квазиэкспериментирование – случайное распределение участников в группы с тем или иным уровнем независимой переменной невозможно. • Однако, квазиэкспериментальные планы используются для минимизации угроз внутренней валидности (фон, развитие, отбор, тестирование статистическая регрессия). План экспериментов для неэквивалентных групп • Квазиэкспериментом является любое исследование, направленное на установление причинной зависимости между двумя переменными («если А, то В»), в котором отсутствует предварительная процедура уравнивания групп. О1 Х О 2 О3 О4 Пример 1: выбираются две естественные группы (два параллельных школьных класса 5 «А» и 5 «Б»), оба класса тестируются, затем одна группа подвергается воздействию (ставится в особые условия деятельности), а другая — нет, через определенное время обе группы проходят тестирование повторно, результаты первого и второго тестирования обеих групп сопоставляются. О1 Х О 2 О3 О4 Если между О1 и О3 нет существенных различий , то группы относительно эквивалентны (нет угрозы со стороны отбора и регрессии) Если нет существенных различий между О3 и О4 , то угрозы со стороны фона и созревания минимизированы. Т.к. с обеими группами проводят один и тот же тест, различия во влиянии тестирования должны также быть минимальными. Различие О2 и О4 могут свидетельствовать о естественном развитии и фоновом воздействии. • Для выявления эффекта действия независимой переменной сравнивать нужно величины сдвигов показателей во времени (критерий знаков G, парный критерий Т-Вилкоксона). Пример 2: • На первом этапе мы тестируем с помощью дидактического теста уровень знаний учащихся по иностранному языку (словарный запас). Экспериментальную группу обучаем мнемотехническим приемам при заучивании слов, а контрольная занимается с учителем, как и прежде. Затем проводится второе тестирование, и если прирост словарного запаса будет выше в экспериментальном классе, чем в контрольном, то мнемотехника полезна для запоминания иностранных слов. • Главный источник артефактов - различия в составе групп. • Например, если для участия в эксперименте отобраны параллельные классы А и В, то в В могут оказаться дети с меньшим IQ, чем в А, поэтому различия в результатах (увеличение запаса слов от первого тестирования ко второму) могут быть обусловлены большей обучаемостью первой группы по сравнению со второй. • Чем больше сходство экспериментальной и контрольной групп, тем более валидны результаты, получаемые с помощью этого плана. • • • • 5. Планы eх-post-facto Специфический план, который часто применяется в нейропсихологии и клинической психологии. Экспериментатор сам не воздействует на испытуемых. В качестве воздействия (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 (личные воспоминания и автобиографии, сведения из архивов, анкетные данные, медицинские карты и т.д.). • Затем проводится тестирование зависимой переменной у представителей «экспериментальной» и контрольной групп. • Данные, полученные в результате тестирования групп, сопоставляются и делается вывод о влиянии «естественного» воздействия на дальнейшее поведение испытуемых. • Тем самым план ex-post-facto имитирует схему эксперимента для двух групп с их уравниванием и тестированием после воздействия. • Эквивалентность групп достигается либо методом рандомизации (выборка, из которой формируется контрольная и основная группы должна быть велика) либо методом попарного уравнивания (сходные индивиды относятся к разным группам). • Пример: исследование посттравматического стресса, который возникает у некоторых лиц, оказавшихся в ситуациях, связанных с угрозой для здоровья человека и его жизни (участников войны, жертв насилия, свидетелей и жертв природных и техногенных катастроф и т.д.). • Эксперимент ex-post-facto — единственно возможный способ проведения таких исследований. 6. Корреляционное исследование • Исследователь выдвигает гипотезу о наличии статистической связи между несколькими психическими свойствами индивида (изменение одной переменной сопровождается изменением другой). • При этом предположения о причинной зависимости не обсуждаются. Интерпретации связи между двумя измерениями 1. Прямая корреляционная связь Уровень одной переменной непосредственно соответствует уровню другой. Пример: корреляция высокой личностной пластичности и склонности к смене социальных установок. 2. Корреляция, обусловленная 3-й переменной 2 переменные (а, с) связаны одна с другой через 3-ю (в), не измеренную в ходе исследования. Пример: скорость опознания изображения при быстром предъявлении и словарный запас испытуемых также положительно коррелируют. Скрытой переменной, обусловливающей эту корреляцию, является общий интеллект. 3. Случайная корреляция, не обусловленная никакой переменной 4. Корреляция, обусловленная неоднородностью выборки Пример: мы хотим выяснить, связана ли принадлежность к определенному полу с уровнем экстраверсии. • У нас 2 группы: мужчины-математики и женщиныжурналистки. • Неудивительно, если мы получим прямую зависимость между полом и уровнем экстраверсии—интроверсии: большинство мужчин будут интровертами, большинство женщин — экстравертами (получена связь, несуществующая в генеральной совокупности). • • • • Виды корреляционных связей повышение уровня одной переменной сопровождается повышением уровня другой - положительная связь. Пример: чем выше личностная тревожность, тем больше риск заболеть язвой желудка; возрастание громкости звука сопровождается ощущением повышения его тона. рост уровня одной переменной сопровождается снижением уровня другой – отрицательная связь Пример: По данным Зайонца, число детей в семье отрицательно коррелирует с уровнем их интеллекта. Чем боязливей личность, тем меньше у нее шансов занять доминирующее положение в группе. • В психологии практически нет примеров строго линейных связей (положительных или отрицательных). • Большинство связей — нелинейные. Классический пример нелинейной зависимости: • закон Йеркса—Додсона: возрастание мотивации первоначально повышает эффективность научения, а затем наступает снижение продуктивности (эффект «перемотивации»); • связь между уровнем мотивации достижений и выбором задач различной трудности. Лица, мотивированные надеждой на успех, предпочитают задания среднего диапазона трудности — частота выборов на шкале трудности описывается колоколообразной кривой. Виды корреляционных взаимосвязей Виды корреляций Полная Частичная Положительная Отрицательная Величина По тесноте 1,00 или -1,00 +0,01 до +0,20 -0,01 до – 0,20 От ± 0,20 до ± 0,40 От ±0,40 до ± 0,70 От ± 0,70 до ± 0,90 0 По направленности От 0,01 до 1,00 От -0,-1 до -1,00 По уровню значимости р ≥ 0,01 р ≥ 0,05 р ≥ 0,10 при t не достигающим уровня значимости Степень взаимосвязи Максимально возможная Незначительная или очень слабая Низкая или слабая Достаточно выраженная или средняя Высокая или сильная, тесная Взаимосвязь отсутствует Прямо пропорциональная Обратно пропорциональная Высокая значимая связь Значимая связь Тенденция достоверной связи Незначимая корреляция Корреляционное исследование завершается выводом: • о статистической значимости установленных (или неустановленных) зависимостей (связей, полученных коэффициентов корреляции) между переменными, • установлению ее направления (положительное или отрицательное) • измерению ее тесноты (сильная/слабая). Планирование корреляционного исследования • План корреляционного исследования является разновидностью квазиэкспериментального плана при отсутствии воздействия независимой переменной на зависимые. • Тестируемые группы должны быть в эквивалентных неизменных условиях. При корреляционном исследовании все измеряемые переменные — зависимые. Фактором, определяющим эту зависимость, может быть одна из переменных или скрытая, неизмеряемая переменная. • Корреляционное исследование разбивается на серию независимых друг от друга измерений в группе испытуемых Р. • Простое корреляционные исследования (группа испытуемых однородна). • Сравнительное корреляционные исследования (несколько рандомизированных групп, различающихся по одному или нескольким определенным критериям). • В общем виде план такого исследования описывается матрицей вида: Р х О (испытуемые х измерения). Результатом этого исследования является матрица корреляций (отражает структуру связей между ними). • План лонгитюдного исследования - серия отдельных замеров одной или нескольких переменных через определенные промежутки времени. Время интерпретируется исследователем как независимая переменная, определяющая уровень зависимых (например, личностных черт). Типы корреляционного исследования 1. Сравнение двух групп. План применяется для установления сходства или различия двух естественных или рандомизированных групп по выраженности того или иного психологического свойства или состояния. Пример: отличаются ли мужчины и женщины по уровню экстраверсии? Для этого вы должны создать две репрезентативные выборки, уравненные по прочим значимым для экстраверсии—интроверсии параметрам (по параметрам, влияющим на уровень экстраверсии— интроверсии), и провести измерение с помощью теста. Средние результаты у 2 групп сравниваются с помощью критерия различий. 2. Одномерное исследование одной группы, в разных условиях. План близок к эксперименту (условия, в которых находится группа, различаются). В случае корреляционного исследования мы не управляем уровнем независимой переменной, а лишь констатируем изменение поведения индивида в новых условиях. Пример: изменение уровня тревожности детей при переходе из детского сада в 1-й класс школы: группа одна и та же, а условия различные. • К основным артефактам в ходе корреляционного исследования относятся: эффект последовательности, эффект научения, эффекты фоновых воздействий и «естественного» развития, взаимодействие процедуры тестирования и состава группы. Резюме • План для одной независимой переменной представляет собой применение рандомизации, наличие экспериментальной и контрольной группы, тестирование и сравнение группы, получившей экспериментальное воздействие с группой, не получившей воздействия. • Факторные планы применяются тогда, когда необходимо проверить сложные гипотезы о взаимосвязях между переменными. • Доэкспериментальные планы – это исследования, которые проводятся по схемам, не учитывающим требований, предъявляемых к плану классического экспериментального исследования (сохранению внешней и внутренней валидности). • Квазиэкспериментальные планы – это исследования с отступлением от схемы «истинного эксперимента». • Особенностью плана eх-post-facto является то, что экспериментатор сам не воздействует на испытуемых. В качестве воздействия (позитивного значения независимой переменной) выступает некоторое реальное событие из их жизни. Соответственно отбирается группа «испытуемых», подвергшаяся воздействию, и группа, не испытавшая его. • Корреляционным называется исследование, проводимое для подтверждения или опровержения гипотезы о статистической связи между несколькими (двумя и более) переменными (психические свойства, процессы, состояния и др.) При этом предположения о причинной зависимости не обсуждаются. • Кросскультурное исследование проводится для сопоставления поведения индивидов, выросших в разных социокультурных условиях. • Задачей психогенетических исследований является установление относительного вклада условий среды и наследственности в индивидуальные психологические различия. Вопросы для самопроверки 1. Какие недостатки есть у плана для одной независимой переменной? 2. Какие виды гипотез проверяет факторный план исследования? 3. Чем квазиэксперимент отличается от эксперимента? 4. Охарактеризуйте виды корреляционных связей. 5. Какие сложности возникают при проведении кросскультурных исследований? Список литературы 1. Дружинин В.Н. Экспериментальная психология: Учебник для вузов. – 2е изд., доп. – СПб.: Питер, 2005. – 319 с.: ил. – (Серия «Учебник для вузов). 2. Готтсданкер Р. Основы психологического эксперимента: Учеб пособие для студ. высш. учеб. заведений / Пер. с англ. Ч.А.Измайлова и В.В.Петухова; науч. ред. рус. текста Ю.Б.Гиппенрейтер. – М.: Издательский центр «Академия». 2005. – 368 с. 3. Корнилова Т.В. Эксперимент и квазиэксперимент в психологии: Учебное пособие для студентов ВУЗов. – М, Издательский центр «Академия». 2002.–215 с. 4. Кэмпбелл Д. Модели экспериментов в социальной психологии и прикладных исследованиях. М.: Прогресс, 1980. 5. Практикум по общей экспериментальной и прикладной психологии /Под ред. Л.А. Крылова, С.А. Маничева. - СПб.: Питер, 2000.
