Теория планирование эксперимента. Понятие и функции «экспериментальных планов» в психологических исследованиях. Представление о доэкспе

          

Тема.  Теория планирование эксперимента. Понятие  и функции «экспериментальных планов»  в психологических исследованиях. Представление о доэкспериметальных, экспериментальных, квазиэкспериментальных, корреляционных планах эмпирического  исследования.

 

 

 

План.

 

 

1. Планирование эксперимента………………………..2

 

 2. Доэкспериментальные планы……………………… 6

 

 3. Экспериментальные  планы…………………………8

 

 4. Квазиэкспериментальные планы…………………...14

 

5.  Корреляционные  планы…………………………….16

 

     Список  литературы………………………………….21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Планирование эксперимента.

Планирование эксперимента было введено в психологию около 1940 года и сейчас составляет часть  ее обычной методологии.

Всякий эксперимент организуется согласно какому-то плану, который является не чем иным, как логической схемой, определяющей характер и порядок различных фаз эксперимента. Самый простой план сводится к сравнению результатов, соответствующих двум степеням независимой переменной. Эти две степени могут соответствовать какому-то количественному или качественному различию. Крайним случаем качественного различия является отсутствие или наличие этой переменной. Для каждой степени переменной получаем популяцию измерений на одном или нескольких испытуемых. Сравнение осуществляется посредством статистического критерия (t Стьюдента или c²), позволяющего сказать, разрешают ли результаты, полученные в той или иной ситуации, отбросить нулевую гипотезу, то есть рассматривать две популяции измерений как не принадлежащие к одной гомогенной совокупности. В этом случае различие результатов двух популяций измерений объясняется при данном пороге вероятности различием степеней независимой переменной. Когда имеется больше двух степеней независимой переменной, попарное сравнение групп результатов значительно длиннее и может привести к ошибкам.

 В функциональных экспериментах, где изменения независимой переменной носят количественный характер, почти не возникает трудностей. Крайне важно знать ход изменения зависимой переменной -  закон ее изменения.  Иное дело, в факторных экспериментах, когда различия степеней независимой переменной носят качественный характер, что является очень частым случаем. В таком случае нужно определить соответствующую роль каждой из них. Дисперсионный анализ, которым мы обязаны Фишеру (1925), позволяет во всех случаях, когда мы имеем несколько популяций измерений одной и той же независимой переменной, соответствующих различным условиям, определить значимую роль той или иной из них. Его принцип прост и аналогичен принципу t Стьюдента. Вначале рассматривают все популяции измерений как принадлежащие к одной и той же совокупности, то есть принимают нулевую гипотезу. Затем вычисляют общую дисперсию совокупности, которая является не чем иным, как суммой дисперсий различных популяций измерений, как это можно доказать. Сравнивают две оценки дисперсий измерений. Одна вычисляется без учета возможных различий между средними выборок измерений, полученных для различных значений независимой переменной. Другая, кроме вариаций, влияющих на первую оценку («ошибку»), учитывает эти различия средних. Эти две оценки должны быть равными (их отношение или отношение F Снедекора принимает в таком случае значение 1.00), если различия средних нулевые, то есть если эта независимая переменная не влияет на данный феномен. Фактически же можно требовать только, чтобы отношение F не было значительно выше 1.00, и таблица Снедекора позволяет узнать, так ли это.

 Дисперсионный анализ позволяет сказать, оказывает ли независимая

переменная особое влияние, не измеряя непосредственно это влияние. Он соответствует, следовательно, методу обнаружения влиятельных переменных.

Дисперсионный анализ открыл новые перспективы перед

экспериментированием  в науках, основанных на предположениях. До сих пор трудно было планировать эксперименты, предполагающие более одной переменной. Проблема состояла в том, чтобы нейтрализовать действие второй переменной, как правило, переменной порядка, чтобы избежать эпизодических влияний ситуаций, вызывающих либо облегчение, либо усложнение задачи.

Еще один шаг вперед был  сделан, когда для проверки действия независимой переменной стали применять  различные, но равноценные группы испытуемых, причем одни из них подвергались воздействию этой переменной, а другие — нет. Фишер разработал метод планирования эксперимента сначала применительно к агробиологии.

Итогом экспериментального исследования является подтверждение  или опровержение гипотезы о причинной  зависимости между переменными: «Если А, то В».

Подтверждение статистических гипотез - решающий, но не единственный аргумент в пользу принятия экспериментальной гипотезы. Исследователь сопоставляет свои выводы с выводами других авторов, высказывает гипотезы о причинах сходства или различия между данными, полученными им самим, и результатами предшественников, интерпретирует свои выводы в терминах теоретической гипотезы. Он должен ответить на вопрос: можно ли считать подтверждение или опровержение эмпирической гипотезы подтверждением или опровержением той или иной теории. Возможно, что ни одна теория не может объяснить полученные в эксперименте результаты.

 Существуют три области планирования  исследования:

Первая  область — многомерный эксперимент. Планы многомерного исследования, в частности эксперимента, являются обобщением традиционных схем для случая зависимых переменных. В обычном эксперименте мы исследуем влияние одной независимой переменной на одну зависимую. Многоуровневый факторный эксперимент проводится для изучения влияния 1,2,..., m независимых переменных также на одну зависимую переменную.  Уже применение плана для двух независимых и двух зависимых переменных требует выявления связей между каждой парой "независимая — зависимая переменная".  Кроме того, требуется выявить влияние уровня каждой независимой переменной, а также их взаимодействия на корреляционную связь между двумя зависимыми переменными.[2,с-176]

Более сложные  планы многомерного психологического эксперимента очень трудоемки и  требуют автоматизированного планирования и проведения исследования, а также  особых компьютерных программ обработки результатов. По крайней мере, планировании многомерных экспериментов предоставляет исследователям широкие возможности для творчества.

Вторая область — эксперимент в дифференциальной психологии, или индивидуально-психологический эксперимент. Его цель — выявление индивидуальных различи и поведения в однородных ситуациях. Даже в обычном многомерном исследовании основной гипотезой являются не безусловные суждения "Если А, то В", а условное суждение "Если А, то В — при условии С,, В — при условии Сд... и т.д." . В качестве условия выступают дополнительные переменные — индивидуально-психологические различия.

Планирование дифференциально-психологического исследования — еще одна важнейшая и недостаточно разработанная область экспериментальной психологии.

Третья область — кросскультурные исследования. Любое кросс-культурное исследование проводится для сопоставления поведения индивидов, выросших в разных социокультурных условиях. Факторы естественного развития и фона ("истории"), которые в обычном общепсихологичееком исследовании выступают как источники артефактов, в кросскультурном являются аналогами независимой переменной.

 Интерес к сравнительному  изучению закономерностей психического  развития представителей различных  культур очень велик, поэтому  планирование кросскультурных исследований — это одна из наиболее интенсивно развивающихся областей экспериментальной психологии. [2с-177]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Доэкспериментальные планы

 

Кэмпбелл выделяет три  вида доэкспериментальных планов.

К доэкспериментальным  планам относятся:

а) исследование единичного случая;

б) план с предварительным  и итоговым тестированием одной группы

 в) сравнение статистических  групп.

Исследование единичного случая относится к области прошлого. Однократно тестируется одна группа, подвергнутая воздействию по плану: X О. Контроль внешних переменных и независимой переменной полностью отсутствует. В таком “исследовании” нет никакого материала для сравнения. А ведь с него обычно начинается любая научная работа. Такого рода исследования, как правило, проводятся на первых этапах научной деятельности для сопоставления их результатов с обыденными представлениями о реальности. Но научной информации они не несут.

План с предварительным  и итоговым тестированием одной  группы часто применяется в социологических, социально-психологических и педагогических исследованиях: O1 X О2. В этом плане отсутствует контрольная выборка, поэтому 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. Кроме того, этот план 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. Можно перечислить и другие источники артефактов – внешние переменные, которые не контролируются этим планом.

Третий вариант доэкспериментального плана – сравнение статистических групп, или, точнее, план для двух неэквивалентных групп с тестированием после воздействия.

Этот план лучше предыдущего  хотя бы тем, что позволяет учитывать  эффект тестирования благодаря введению контрольной группы, а также отчасти  контролировать влияние “истории” – фоновых воздействий на испытуемых, и ряд других внешних переменных. Но с помощью этого плана 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. Этот план, если отбросить экспериментальное воздействие, вполне применим в корреляционном исследовании, но его не следует использовать для проверки гипотез о причинной связи двух переменных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Экспериментальные планы

 

Планы для  одной независимой переменной

План "истинного" экспериментального исследования отличается от других следующим  и важнейшими признаками:

1) применением одной из стратегий создания эквивалентных групп, чаще всего — рандомизации;

2) наличием экспериментальной и как минимум одной контрольной группы;

3) завершением эксперимента тестированием и сравнением поведения группы, получившей экспериментальное воздействие (X,),

4) с группой, не получившей  воздействия (Х„).

Классическим вариантом  плана является план для двух независимых  групп.

Существуют три основные версии этого плана

1. План для двух рандомизированных групп с тестированием после воздействия. Его автор — известный биолог и статистик Фише [2,с-133]

Равенство экспериментальной и  контрольной групп является совершенно необходимым условием применения этого  плана. Чаще всего для достижения эквивалентности групп применяют  процедуру рандомизации. Этот план рекомендуют использовать в том случае, когда нет возможности или необходимости проводить предварительное тестирование испытуемых. Если рандомизация проведена качественно, то этот план является наилучшим, позволяет контролировать большинство источников артефактов; кроме того, для него применимы различные варианты дисперсионного анализа.

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 один 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 двумя контрольными группами и одной экспериментальной. Измерение поведения дает мате-риал-для сравнения двух групп. Обработка данных сводится к применению традиционныхддя математической статистики оценок. Рассмотрим случай, когда измерение проводится интервальной шкалой. Для оценки различия в средних показателях групп используют t-кри-терий Стьюдента. Оценивание различий в вариации измеряемого параметра между экспериментальной и контрольной группами проводится с помощью критерия F.

2. План для двух рандомизированных групп с предварительным и итоговым тестированием. [2,с-134]

План с предварительным тестированием  пользуется популярностью у психологов. Биологи больше доверяют процедуре  рандомизации. Психолог прекрасно знает, что каждый человек своеобразен и отличен от других, и подсознательно стремится уловить эти различия с помощью тестов, не доверяя механической процедуре рандомизации. Однако 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 рандомизацией и контрольной группой очень распространен.

При отсутствии процедуры уравнивания групп этот план преобразуется в квазиэкспериментальный.

С помощью этого плана можно  контролировать другие внешние переменные. Контролируется фактор "истории" ("фона"), так как в промежутке между первым и вторым тестированием  обе группы подвергаются одинаковым ("фоновым") воздействиям. Вместе с тем Кэмпбелл отмечает необходимость контроля "внутригруп-повых событий", а также эффекта неодновременности тестирования в обеих группах. В реальности невозможно добиться, чтобы тест и ретест проводились в них одновременно.

Обычно контроль неодновременности  тестирования осуществляют два экспериментатора, проводящие тестирование двух групп  одновременно. Оптимальной считается  процедура рандомизации порядка  тестирования: тестирование членов экспериментальной и контрольной групп производится в случайном порядке. То же самое делается и с предъявлением — не предъявлением экспериментального воздействия. Разумеется, такая процедура требует значительной численности экспериментальной и контрольной выборок (не менее 30— 35 человек в каждой).