Загальні вимоги до проведення експерименту
При проведенні експерименту потрібно дотримуватися таких загальних вимог:
- об’єкт дослідження повинен допускати можливість опису системи змінних, що визначають його функціонування;
- потрібно мати можливість проведення якісних та кількісних вимірів факторів, які впливають на об’єкт дослідження, зміну його стану або поведінки під час експерименту;
- опис об’єкта експериментального дослідження потрібно проводити в системі його складових;
- потрібне обов’язкове визначення та опис умов існування об’єкта дослідження (галузь, тип виробництва, умови праці тощо);
- потрібно мати чітко сформульовану експериментальну гіпотезу про наявність причинно-наслідкових зв’язків;
- необхідне предметне визначення понять сформульованої гіпотези експерименту;
- потрібне обґрунтоване виділення незалежної та залежної змінних;
- потрібний обов’язковий опис специфічних умов діяльності об’єкта дослідження (місце, час, соціально-економічна ситуація тощо).
63. Експериментальні плани, основні ознаки “істинного” експериментального дослідження.
Експериментальний план (англ. design — проект, задум) — тактика експериментального дослідження, втілена у конкретній системі операцій планування експерименту. Основними критеріями класифікації планів є такі: кількість груп, кількість незалежних змінних та варіантів їх прояву, вид шкали представлення незалежних змінних, метод або підхід до збору експериментальних даних, місце та умови проведення експерименту, особливості організації експериментального впливу та контролю за ним тощо.
Типи експериментальних планів за шкалою (способом) представлення незалежної змінної
Кількісні експериментальні плани Плани, у яких рівні незалежної змінної задані у інтервальних, пропорційних або рангових шкалах, тобто коли незалежна змінна представлена у кількісній формі
Якісні експериментальні плани Плани, у яких рівні (варіанти) незалежної змінної задані у класифікаційних шкалах
(номінальних), тобто використовуються дві або більше якісно різні умови
Типи експериментальних планів за критерієм кількості груп та умов проведення
Внутрішньогрупові експериментальні плани Плани, в яких вплив варіантів незалежної змінної та вимір експериментального ефекту здійснюється в одній групі. В експерименті бере участь лише одна група досліджуваних
Міжгрупові експериментальні плани Плани, в яких вплив незалежної змінної (різних її варіантів)
здійснюється на різних експериментальних групах, тобто, коли в експерименті беруть участь кілька груп досліджуваних
Типи планів за критерієм кількості експериментальних впливів за Мартин Д.
Плани з однією незалежною змінною: Плани, у яких дослідник маніпулює лише однією незалежною змінною, яка може мати необмежену кількість варіантів прояву
Факторні плани: Плани, у яких дослідник маніпулює більше ніж однією незалежною змінною. Досліджуються усі можливі варіанти взаємодії різних рівнів незалежних змінних
Плани із серією експериментів: Серія експериментів, які ставлять на меті поступове виключення конкуруючих гіпотез. Фіналом такого планування є верифікація однієї гіпотези
Типи експериментальних планів за критерієм істинності експерименту за Кэмпбелл Д.
Доекспериментальні плани Плани низької складності, які є швидше помилкою ніж правилом, оскільки несуть в собі багато загроз валідності експерименту
Плани істинних експериментів Близькі до ідеального плани, які не несуть
в собі загроз внутрішній валідності та містять малу кількість загроз валідності зовнішній
Квазіексперимен-тальні плани Плани експериментів близькі до ідеалу, які однак в силу певних умов організації та проведення містять загрози валідності
Три ознаки істинного експериментального плану.
1. Застосування будь-яких стратегій створення еквівалентних контрольної й експериментальної груп.
2. Наявність експериментальної і контрольної груп піддослідних.
3. Завершення експерименту тестуванням контрольної й експериментальної груп.
Плани для однієї незалежної змінної. План Фішера та його модифікації.
Залежно від кількості незалежних змінних, задіяних у експери-менті, плани поділяються на факторні (багатофакторні, плани з кількома незалежними змінними) та плани з однією незалежною змінною (однофакторні). НЗ є фактором маніпуляції в експеримен-ті, звідки і назви планів: однофакторні — з однією НЗ; багатофак-торні — з кількома НЗ. Класичним варіантом плану є план для 2 незалежних груп.
План для двох рандомізованих груп з тестуванням після впливу. Його автор - відомий біолог і статистик Р. А. Фішер [Fisher RA, 1935]. Структура плану показана в табл
| 1. Експериментальна група | R Х О1 |
| 2. Контрольна група | R О2 |
Тут R-рандомізація, Х-вплив, О1 - тестування першої групи, О2 - тестування другої групи.
Рівність експериментальної та контрольної груп є абсолютно необхідна умова застосування цього плану. Найчастіше для досягнення еквівалента лентності груп застосовують процедуру рандомізації . Цей план реко мендується використовувати в тому випадку , коли немає можливості або необхідності про- водити попереднє тестування піддослідних. Якщо рандомізація проведена якісно , то цей план є найкращим, дозволяє контролювати більшість джерел артефактів ; крім того , для нього застосовні різні варіанти дисперсійного аналізу .
Після проведення рандомізації чи іншої процедури зрівнювання груп здійснюється експериментальне вплив. У найпростішому варіанті використовується лише дві градації незалежної змінної: є вплив, немає впливу.
Якщо необхідно використовувати не 1 рівень впливу, то застосовуються плани з кількома експериментальними групами (по числу рівнів впливу) і однієї контрольної.
Якщо ж потрібно контролювати вплив однієї з додаткових змінних , то застосовують план з 2 контрольними групами і 1 -й експериментальною. Вимірювання поведінки дає матеріал для порівняння 2 груп . Обробка даних зводиться до застосування традиційних для математичної статистики оцінок. Розглянемо випадок , коли вимірювання проводиться інтервального шкалою . Для оцінки відмінності в середніх показниках груп використовують t - критерій Стьюдента. Оцінювання відмінностей у варіації вимірюваного параметра між експериментальною і контрольною групами проводиться за допомогою критерію F. Відповідні процедури детально розглянуті в підручниках математичної статистики для психологів .
Застосування плану для 2 рандомізованих груп з тестуванням після впливу дозволяє контролювати основні джерела внутрішньої невалідності (як їх визначає Кемпбелл ) . Оскільки попереднє тестування відсутня , виключений ефект взаємодії процедури тестування і змісту експериментального впливу і сам ефект тестування. План дозволяє контролювати вплив складу груп , стихійного вибування , вплив фону і природного розвитку , взаємодія складу групи з іншими факторами , дозволяє також виключити ефект регресії за рахунок рандомізації і порівняння даних експериментальної та контрольної груп . Однак при проведенні більшості педагогічних і соціально - психологічних експериментів необхідно жорстко контролювати вихідний рівень залежної змінної , будь то інтелект , тривожність , знання або статус особистості в групі. Рандомизація - найкраща процедура з можливих , але вона не дає повної гарантії правильності вибору. Коли існують сумніви в результатах рандомізації , застосовують план з попереднім тестуванням .
65. Плани для однієї незалежної змінної. План “тест – вплив – ретест” та його модифікації.
План для двох рандомізованих груп з попереднім і підсумковим тестуванням. Розглянемо структуру цього плану
| 1. Експериментальна група | R О1 Х О2 |
| 2. Контрольна група | R О3 О4 |
Тут R-рандомізація, Х-вплив, О1 - тестування першої групи, О2 - тестування другої групи.
План з попереднім тестуванням користується популярністю у психологів . Біологи більше довіряють процедурі рандомізації . Психолог прекрасно знає , що кожна людина своєрідний і відмінний від інших , і підсвідомо прагне вловити ці відмінності за допомогою тестів , не довіряючи механічної процедурі рандомізації . Однак гіпотеза більшості психологічних досліджень , особливо в галузі психології розвитку ( « формуючий експеримент » ), містить прогноз певної зміни властивості індивіда під впливом зовнішнього фактора. Тому план « тест- вплив - ретест » із застосуванням рандомізації і контрольною групою дуже поширений.
За відсутності процедури зрівнювання груп цей план перетвориться квазіекспериментального .
Головне джерело артефактів , що порушує зовнішню валідність процедури , - взаємодія тестування з експериментальним впливом . Наприклад , тестування рівня знань з певного предмету перед проведенням експерименту з заучування матеріалу може привести до актуалізації вихідних знань і до загального підвищення продуктивності запам'ятовування . Досягається це за рахунок актуалізації мнемонічних здібностей і створення установки на запам'ятовування.
Однак за допомогою цього плану можна контролювати інші зовнішні змінні. Контролюється фактор «історії» («фону»), так як у проміжку між пер вим і другим тестуванням обидві групи піддаються однаковим («фоновим») впливів. Разом з тим Кемпбелл відзначає необхідність контролю «внутрішньогрупових подій», а також ефекту неодночасність тестування в обох групах. У реальності неможливо домогтися, щоб тест і ретест проводилися в них одночасно. План перетворюється на квазіекспериментального, наприклад: R О1 Х О2
R О3 О4
Зазвичай контроль неодночасність тестування здійснюють два експериментатора, які проводять тестування двох груп одночасно. Оптимальною вважається процедура рандомізації порядку тестування: тестування членів експериментальної та контрольної груп проводиться у випадковому порядку. Те ж саме робиться і з пред'явленням - непред'явленням експериментального впливу. Зрозуміло, така процедура вимагає наявності значного числа випробовуваних в експериментальній і контрольній вибірках (не менше 30-35 чоловік у кожній).
Природний розвиток і ефект тестування контролюються за рахунок того, що вони однаково проявляються в експериментальній і контрольній групах, а ефекти складу груп і регресії [Кемпбелл, 1980] контролюються за допомогою процедури рандомізації.
Результати застосування плану «тест-вплив-ретест» представлені в таблиці.
При обробці даних зазвичай використовуються параметричні критерії t і F ( для даних в інтервального шкалою ) . Обчислюються три значення t : порівняння 1 ) О1 і О2 ; 2 ) О3 і О4 ; 3 ) О2 і О4 . Гіпотезу про значному впливі незалежної змінної на залежну можна прийняти в тому випадку , якщо виконуються дві умови : а) відмінності між О1 і О2 значущі, а між О3 і О4 - незначущі і б) відмінності між О2 і О4 значущі. Набагато зручніше порівнювати ні абсолютні значення , а величини приросту показників від першого тестування до другого ( δ ( i )) . Обчислюються δ ( i12 ) і δ ( i34 ) і порівнюються по t -критерієм Стьюдента. У разі значущості відмінностей приймається експериментальна гіпотеза про вплив незалежної змінної на залежну .
Рекомендується також застосовувати коваріаційний аналіз за Фішером. При цьому показники попереднього тестування беруться в якості додаткової змінної, а випробовувані розбиваються на підгрупи залежно від показників попереднього тестування. Тим самим виходить наступна таблиця для обробки даних по методу MANOVA.
Застосування плану « тест- вплив - ретест » дозволяє контролювати вплив « побічних » змінних , що порушують внутрішню валідність експерименту .
Зовнішня валідність пов'язана з можливістю перенесення даних на реальну ситуацію. Головним же моментом , який вирізняє експериментальну ситуацію від реальної , є введення попереднього тестування . Як ми вже відзначили , план « тест- вплив - ретест » не дозволяє контролювати ефект взаємодії дії тестування і експериментального впливу: попередньо тестований випробуваний « сенсибілізіруєтся » - стає більш чутливим до впливу , так як ми вимірюємо в експерименті саме ту залежну змінну , на яку збираємося впливати за допомогою варіювання незалежної змінної.