Глава 4. Психологический эксперимент. 1 страница

Основные понятия: управляемые и субъектные переменные, стимул, внешние условия, внутренние условия, режим стимуляции, контроль переменных, экспериментальная выборка, простая случайная выборка, расслоенная выборка, кластерная выборка, методы отбора испытуемых в группы, численность выборки, валидность, валидность статистики, валидность конструктная, валидность внешняя, валидность внутренняя, надежность и сензитивность зависимой переменной, типы зависимых переменных, эффект Пигмалиона, содержательное и формальное планирование, минимальный эффект.

4.1. Общая характеристика психологического эксперимента как активного метода исследования. Управляемые и субъективные переменные.

Психологический эксперимент это метод исследований устанавливающий каузальные (причинно-следственные) связи явлений.

Главное отличие психологического эксперимента от других психологических методов заключается в том, что он дает возможность внутреннему психическому явлению адекватно и однозначно проявиться во внешнем поведении, доступном объективному наблюдению. Таким образом, главная цель экспериментального метода заключается в понимании связей между явлениями внутренней психической жизни и их внешними проявлениями. Цель достигается благодаря основным особенностям эксперимента:

· Экспериментатор активно вызывает появление интересующих его психологических фактов.

· Имеет возможность варьировать условия возникновения и развития этих явлений.

· Осуществляет строгий контроль и фиксацию условий и процесса их протекания.

· Имеет возможность повторения условий эксперимента, многократной проверки получаемых данных и их накопление.

· Варьирование условий эксперимента предполагает не только присутствие или отсутствие каких-либо условий эксперимента, но и их количественное изменение, что позволяет выявленные закономерности представлять в количественном выражении.

Исходя из определения эксперимента и его особенностей можно определить главные его компоненты. К ним относятся: испытуемый или группа испытуемых, экспериментатор, выбранный экспериментатором раздражитель (независимая переменная), ответ испытуемого на раздражитель (зависимая переменная) и условия опыта (дополнительные воздействия на испытуемого, которые могут влиять на его ответы).

Переменная - основной термин экспериментальной психологии: любая реальность, которая может изменяться, и это изменение проявляется и фиксируется в эксперименте. Различают множество разновидностей переменных.

— независимая переменная (или фактор) — изменяемая экспериментатором; включает в себя два или несколько состояний (условий) или уровней;

— зависимая переменная - изменяющаяся при действии независимой переменной, принимая различные значения;

— побочная переменная (или фактор), порождающая ненадежность или систематическое смешение; совокупностями побочных переменных являются, например, фактор времени, фактор задачи, индивидуальные различия испытуемых (или субъективный фактор). Фактор времени — условное обозначение для совокупности факторов, оказывающих побочное влияние на результаты эксперимента (значения зависимой переменной) и связанных с изменениями, которые происходят с течением времени. К изменениям во времени относят, во-первых, известные побочные факторы, которые при правильном планировании эксперимента можно произвольно сохранять постоянными по своему уровню (например, время дня, погодные условия), и, во-вторых, различные виды нестабильности во времени побочных, независимых и зависимых переменных (причем сюда относятся изменения и в поведении испытуемого, и в измеряемых показателях). Нестабильность во времени трудно устранить непосредственно, необходимы способы первичного контроля, применение экспериментальных схем (здесь—интраиндивидуальных). Один из основных факторов, порождающих несистематическую изменчивость и ненадежность результатов, особо опасен для естественных и долговременных экспериментов;

Фактор задачи — совокупность побочных влияний на результаты эксперимента, связанных с различием экспериментальных задач, которые предъявляются испытуемым при разных условиях независимой переменной. Эти влияния (различия) усредняются с помощью правильного подбора задач. В большинстве индивидуальных практических экспериментов фактор задачи входит в состав фактора времени; применение межгрупповых схем позволяет полностью устранить его;

— дополнительная переменная одна из составных частей экспериментальной гипотезы; для адекватной проверки частной экспериментальной гипотезы необходимо, чтобы уровень дополнительной переменной соответствовал ее уровню в изучаемой реальности, а для проверки общей экспериментальной гипотезы — проведение экспериментов при разных уровнях дополнительной переменной;

— качественная независимая переменная, условия (состояния) которой отличаются друг от друга качественным образом;

— количественная независимая переменная, различия между уровнями которой можно количественно измерить; привлекается в многоуровневом эксперименте;

— базисная переменная, на которую (и только на нее), согласно теоретическим предположениям, оказывает свое действие независимая переменная; точное определение результата этого действия требует проведения факторного эксперимента;

Дополнительные воздействия, называемые дополнительными переменными, состоят их двух групп факторов:

· Внешние дополнительные переменные это внешние условия опыта, имеющие физическую природу, такие как - освещенность, температура, звуки, присутствие посторонних лиц (эффект аудитории), характер стимульного материала, влияние личности экспериментатора. Психологический эксперимент - это совместная деятельность испытуемого и экспериментатора, целостная ситуация, в которой присутствуют факторы - артефакты, искажающие результаты эксперимента. Так например, американский психолог Розенталь назвал именем Пигмалиона явление, состоящее в том, что экспериментатор, твердо убежденный в обоснованности какой-либо гипотезы, непроизвольно действует так, что она получает фактическое подтверждение. Ожидания экспериментатора могут приводить его к неосознанным действиям, модифицирующим поведение испытуемого. Ожидания экспериментатора сказываются и при записи им результатов эксперимента.

· К внутренним дополнительным переменным относятся настроение и мотивация испытуемого; его установки по отношению к ситуации эксперимента (эффект плацебо), которые основаны на механизме суггестии и самосуггестии; знания, опыт и навыки в данной деятельности (эффект истории); изменения в поведении основаны на внимании к участникам эксперимента (эффект Хоторна); в присутствии экспериментатора испытуемые стремятся показать наилучшие результаты (эффект фасилитации), либо результаты наоборот, ухудшаются (эффект ингибиции); изменения в реакциях испытуемых связаны с ожиданиями этих изменений (эффект ожидания).

Все дополнительные воздействия экспериментатор стремится свести к минимуму, чтобы выделить в "чистом виде" связь между независимой и зависимой переменными. Идеальный эксперимент предполагает изменение только независимой переменной, а другие условия остаются неизменными (эквивалентность испытуемых, возможность проводить эксперимент бесконечно, возможность предъявлять разные условия переменной в одно и тоже время и т.д.). В реальных условиях эксперимента этого добиться невозможно. В реальном эксперименте изменяются не только интересующие экспериментатора переменные, но и другие условия. Степень соответствия реального эксперимента идеальному выражается понятием валидность. Никандров В.В. дает более общее определение валидности, как соответствие метода задаче исследования. Планирование эксперимента есть обеспечение его валидности. Чем больше влияние неконтролируемых условий на изменение зависимой переменной, тем ниже валидность. Высокая валидность - главный признак хорошего эксперимента, поэтому возникает необходимость следования основным процедурным особенностям эксперимента. Это: целенаправленное планирование независимой переменной, контроль дополнительных переменных и их нивелировка, фиксация зависимой переменной.

Независимую переменную экспериментатор изменяет по своему плану. Независимая 2переменная включает в себя два состояния: Использование физкультминуток на уроке — это одно, а неиспользование — другое ее состояние. Когда разные состояния независимой переменной можно оценить количественно, пользуются также словом «уровень». Скажем, можно использовать четыре уровня шума - 87 децибел,— до 78 децибел, а еще два — до 69 и 60 децибел. Иногда вместо слова «состояние » и спользуются еще два термина — «условие» и «фактор».

Каждому состоянию независимой переменной соответствует одно значение зависимой переменной. Основным результатом эксперимента является определенное отношение между независимой и зависимой переменными. Представляя собственные экспериментальные результаты, следует очень точно определять независимую и зависимую переменные. Результаты эксперимента отражают на графике таким образом, что независимая переменная располагается по горизонтальной оси, а зависимая — по вертикальной.

Независимая переменная – фактор – экспериментальное влияние, манипуляция в эксперименте. НП всегда имеет два или больше уровней проявления. В качестве независимой переменной могут выступать самые различные воздействия, которые способны вызвать необходимые по задачам исследования психические реакции.

Дружинин В.Н. выделяет следующие группы независимых переменных:

· Инструктивные НП - характеристики заданий (варьирование инструкции, целей для испытуемого, средств решения задачи, системы поощрений и наказаний и т.д.), вид работы;

· Ситуативные НП - особенности ситуации (физические параметры - звуки и шумы, внешний вид помещения, время и длительность эксперимента, социально - психологические параметры - работа в группе или в одиночку, особенности взаимодействия испытуемых и экспериментатора).

· Личностные НП - переменные организма - управляемые особенности состояния испытуемых (физические, биологические, психологические).

· Константные характеристики (пол, национальность, возраст, образование). Эта группа переменных отличается тем, что на них нельзя воздействовать, а можно лишь учесть при организации эксперимента.

Первые три группы переменных называют управляемыми, так как экспериментатор имеет возможность самостоятельно варьировать условия этих переменных. Последнюю группу переменных принято называть субъективными, как они принадлежат испытуемому и экспериментатор может варьировать их только путем выбора из совокупности. Переменные из третьей группы могут быть как управляемыми (состояние агрессии, тревоги, которые можно вызвать в эксперименте) так и субъективными (наличие врожденной патологии).

4.2. Выборка исследования. Вероятностная и простая выборки

В соответствии с принятым экспериментальным планом проводится отбор и распределение испытуемых. Всю совокупность испытуемых, которые могут принять участие в исследовании, называют генеральной совокупностью или популяцией. Множество людей принимающих участие в конкретном исследовании, называют выборкой. Основное требование к выборке - репрезентативность. В ней должны быть качественно и количественно представлены основные типы потенциальных испытуемых, существующих в популяции. Существует множество приемов, обеспечивающих репрезентативность выборки. О них будет сказано ниже.

К выборке исследования предъявляются следующие требования:

1. Состав экспериментальной группы должен определяться предметом и гипотезой исследования. Характеристики группы должны минимально отличаться от характеристик идеальной экспериментальной групп.

2. Необходимо учесть все значимые характеристики испытуемых, различия, в выраженности которых могут повлиять на зависимую переменную.

3. Лица, участвующие в эксперименте, должны представлять всю часть популяции, по отношению к которой применяются данные, полученные в эксперименте.

Если к эксперименту привлекаются разные люди с целью выведения единой для всей выборки закономерности, то постоянные факторы переходят в разряд непостоянных. Для нивелировки их влияния используют специальные способы формирования групп. Существует два подхода к формированию выборки исследования: вероятностная и простая (невероятностная) выборки.

В качестве простой выборки используется любая группа людей. Чаще всего это уже существующая в социуме группа (учебная, профессиональная). Данный тип выборки используется в том случае, когда выявленная взаимосвязь у большинства людей, принадлежащих к определенной популяции, обязательно проявиться и на других людях вне зависимости от способа отбора (запоминание, особенности агрессивного поведения и т.д.).

Важным вопросом при планировании эксперимента является численность экспериментальной выборки. Объем выборки определяется исследовательскими задачами. Если ставится задача исследования влияния некоторого психического феномена на другие психические качества, то обосновывается существование или отсутствие изучаемого феномена в экспериментальной группе и отсутствие или существование его в контрольной группе. Общий объем экспериментальной и контрольной групп примерно 50 человек и приблизительном равенстве людей в каждой группе.

Если при обработке данных исследования применяется корреляционный анализ, то объем выборки должен быть 30-35 человек. Если при обработке данных используется факторный анализ, то надежные факторные решения можно получить в том случае, когда количество испытуемых не менее чем в три раза превышает число регистрируемых параметров.

В факторном плане число испытуемых определяется его видом (межгрупповой, смешанный, внутригрупповой и т.д.).

Следует принять во внимание тот факт, что для обследования лучше взять на 5-10% больше испытуемых, чем требуется, так как при первичной обработке данных некоторое количество протоколов будет отбраковано.

4.3. Валидность экспериментального исследования: статистических выводов, конструктивная, внешняя и внутренняя валидность

Как уже было сказано выше, под валидностью понимается соответствие выбранного метода задаче исследования. Кроме того, на валидность исследования влияет планирование эксперимента. Чем больше влияние неконтролируемых условий на изменение зависимой переменной, тем ниже валидность. Рассмотрим различные виды валидности, предложенные Куком и Кемпбеллом: валидность статистического вывода, валидность конструктивная, внешняя и внутренняя.

1. Валидность статистики вывода связана с корректным использованием статистики и получением на ее основе правильных выводов. Причины снижения статистики вывода следующие:

· Неадекватный выбор критерия для заключительного анализа результатов исследования.

· Исследователь умышленно представляет одни данные и скрывает другие.

· Низкая надежность проводимых измерений.

Планирование методов статистического анализа проводится вместе с разработкой экспериментального плана.

2. Валидность конструктивная указывает на то, соответствует ли измеряемый конструкт (гипотетический) экспериментальной реальности и насколько адекватно определены независимая и зависимые переменные. Основной задачей экспериментального исследования является достижение высокой валидности за счет выделения единичной независимой переменной и ее «очистки» от других переменных.

Различают несколько способов контроля независимой переменной. Способы контроля независимой переменной определяются двумя типами эмпирического исследования: активное (эксперимент, беседа) и пассивное (наблюдение, измерение). В первом случае контроль независимой переменной производится с помощью активного варьирования. Во втором случае контроль осуществляется путем отбора требуемых значений независимой переменной из числа уже существующих (разбиение учеников на группы по успеваемости).

Об отборе управляемых и субъектных независимых переменных было сказано выше. Выбор зависимой переменной определяется исходной экспериментальной гипотезой, которая должна быть максимально конкретизирована и операционализирована, то есть поддавалась регистрации в ходе эксперимента. Параметры регистрации могут быть следующими: число ошибок или правильных вариантов ответов на задание, латентное время - время от момента предъявления сигнала до выбора ответа, темп или частота действий, продуктивность - отношение числа ошибок к времени выполнения. Зависимая переменная должна быть валидной, надежной, сензитивной. Надежность проявляется в устойчивости ее регистрируемости при изменении условий эксперимента в течение времени. Валидность зависимой переменной определяется конкретными условиями эксперимента и применительно к определенной гипотезе. Сензитивность - чувствительность зависимой переменной к изменениям независимой. Если манипуляция независимой переменной не изменяет зависимую переменную, то она несензитивна по отношению к зависимой.

Выделяют три вида зависимых переменных:

1. Одномерная - фиксируется один параметр и он считается проявлением зависимой переменной.

2. Многомерная - несколько параметров, которые можно фиксировать независимо.

3. Фундаментальная - известно отношение между отдельными параметрами многомерной зависимой переменной, выступающей в качестве функции. Например, учебная успешность рассматривается как функция ее составляющих: мотивации, интеллектуального развития, методов преподавания и т. д.

Регистрация зависимой переменной является частью общей процедуры фиксации всего эксперимента и ответов испытуемого. В составе этих ответов присутствует влияние не только независимой, но и дополнительных переменных. Поэтому документально регистрировать необходимо все компоненты: испытуемых, экспериментатора, стимулы (независимую переменную), ответы испытуемого (зависимая переменная) и условия эксперимента.

Об испытуемом сообщается максимум возможной информации: пол, возраст, физические и психологические характеристики, состояние здоровья, уровень образования и т.д. Имя испытуемого фиксируется с помощью условных знаков. Исследователь должен определить, какие характеристики испытуемого он будет рассматривать в качестве дополнительных внутренних переменных и какие из них подвергнет строгому контролю.

О способах контроля независимой переменной было сказано выше. Стимуляция описывается в целом и конкретизируется в качественных и количественных характеристиках, что указывается в протоколах эксперимента.

Способы реагирования испытуемого на стимуляцию и типы ответов оговариваются в инструкции, которая приводится в научном отчете дословно. Регистрации доступны только экстериоризированные действия испытуемого в виде вербальных, двигательных или физиологических ответов. Поэтому их регистрация должна носить описательный, а не объяснительный характер. Ответы испытуемых заносятся в протокол.

Из условий эксперимента обязательной фиксации подлежат время суток, года, обстановка, освещенность, используемая аппаратура, наличие других людей. В последнее время широкое распространение получили эксперименты с использованием компьютера для стимуляции, регистрации ответов, обработки данных и элементарной интерпретации. Об этом речь пойдет в специальном курсе компьютерной диагностики.

Внешняя валидность – возможность генерализации данных исследования за пределы конкретного эксперимента: на другие популяции, на другие условия, на другое время. Перенос результатов исследования из одной культуры в другую осложнен несовпадением поведенческих установок людей в разных популяциях. Результаты исследования, полученные в лабораторных условиях, не всегда могут совпадать с результатами исследования в реальной жизни испытуемых. Поэтому, при обобщении данных следует учитывать степень соответствия реальных условий искусственно созданным.

Ограничителями генерализации выступают внепсихологические характеристики популяции: 1) биологические и 2) социокультурные.

К основным биологическим характеристикам относятся пол, возраст, раса, конституциональные особенности, физическое здоровье. В дифференциально-психологическом исследовании выявляются изменения зависимости между двумя переменными, которые относятся к дополнительным признакам объекта изучения.

Социокультурные особенности являются вторым важнейшим ограничением обобщения результатов. Решается проблема возможности распространения данных на представителей других народов и культур в кросскультурных исследованиях. Аналогичная работа проводится по уточнению влияния на результаты эксперимента таких дополнительных переменных, как уровень образования и уровень доходов испытуемых, классовая принадлежность и т.д.

Бывает, что результаты эксперимента можно применить лишь к той популяции, представители которой вошли в состав экспериментальных групп. Но и в этом случае существует проблема: можно ли данные, полученные на экспериментальной выборке, распространить на всю популяцию? Решение этой проблемы зависит от того, насколько в ходе планирования исследования и формирования экспериментальной выборки соблюдалось требование репрезентативности.

Для проверки выводов, во-первых, проводят дополнительные эксперименты на группах представителей той же популяции, не вошедших в первоначальную выборку. Во-вторых, стремятся максимально увеличить в уточняющих экспериментах численность экспериментальной и контрольных групп.

2. Условия исследования. В психологическом эксперименте важны не столько пространственно-временные факторы (в отличие от физического), сколько условия деятельности испытуемого, а тем более — особенности заданий. В какой мере влияют на результат вариации инструкции, материала заданий, действий испытуемого, предусмотренных в ней, вид мотивации, присутствие или отсутствие «обратной связи»? На все эти вопросы нельзя ответить, ограничившись проведением одного эксперимента. Исследователь должен варьировать в последующих экспериментальных сериях дополнительные переменные, относящиеся к характеристикам экспериментального задания, чтобы установить, являются ли результаты инвариантными по отношению к задаче испытуемого.

«Слепой метод» позволяет исключить влияние на результат знания испытуемого о том, когда и какое воздействие он получает.

3. Экспериментатор. Психология, в отличие от других научных дисциплин, не может полностью исключить, «вынести за скобки» влияние личностных черт, мотивации, компетентности исследователя в ходе эксперимента.

«Двойной слепой опыт» позволяет контролировать влияние ожиданий не только испытуемого, но и экспериментатора на результаты исследования. Однако полный контроль воздействия индивидуальных особенностей экспериментатора предполагает применение факторного плана вида К х L х М, где в качестве дополнительной переменной выступают экспериментаторы, различающиеся по полу, национальной принадлежности, возрасту, индивидуально-психологическим особенностям и т.д.

Инвариантность результатов по отношению к личности экспериментатора особенно часто нарушается в социально-психологических и дифференциально-психологических исследованиях.

Вариация результатов исследования, определяемая влиянием экспериментатора, описана в большинстве практических руководств по проведению психологического эксперимента.

Под внутренней валидностью понимают методологическое совершенство эксперимента и отсутствие в нем осложнителей (дополнительных переменных). Угрозу внутренней валидности представляют:

· Предварительное тестирование может оказать влияние на зависимую переменную, Например, может появиться эффект научения тому, что составляет содержание независимой переменной.

· История и взросление испытуемых. Событие в жизни испытуемого не связанное с экспериментальным воздействием, но влияющее на зависимую переменную, называется историей. Кроме того, изменение значения зависимой переменной может быть связано с взрослением испытуемых, приобретением опыта и т.д. Например, снижение тревожности студентов на экзаменах от курса к курсу может быть связано не только с влиянием специальных программ адаптации, но с обретением опыта сдачи экзаменов. Чтобы устранить эти два вида угроз валидности используют прием использования контрольных групп о котором будет рассказано в следующих главах.

· Неправильное использование инструментария также может привести к нарушению валидности в случае, если инструментарий в ходе эксперимента изменяется. Если в качестве инструмента выступаем сам экспериментатор – проводит наблюдение и фиксирует его результаты, то нарушения валидности могут быть обусловлены повышением навыков наблюдателя в ходе эксперимента.

· Проблемы, связанные с участниками эксперимента многочисленны и они также могут выступать фактором нарушения валидности. Например, участие в эксперименте добровольцев или испытуемых по принуждению может повлиять на его результаты. Добровольный выбор участниками эксперимента того или иного условия независимой переменной также нарушает валидность эксперимента. Кроме того, в процессе длительного исследования наблюдается эффект истощения. Некоторые его участники выбывают из эксперимента и оставшиеся существенно отличаются от группы набранной в начале.

Внутренняя валидность нарушается из-за некоторых новых типов систематического смешения. Они проистекают из того печального факта, что мы не можем делать лишь что-то одно. Во всех случаях эти типы смешения возникают от того, что активное условие независимой переменной сопровождается активным уровнем побочной переменной. Таким образом, активный уровень независимой переменной связан с активным уровнем побочной переменной, а неактивный уровень независимой переменной связан с неактивным уровнем побочной переменной. В итоге независимая переменная смешивается с побочной переменной, и расчленить их влияние на поведение невозможно. В любом случае средством контроля такого сопутствующего смешения была схема, в которой неактивный уровень независимой переменной включал в себя активный уровень сопутствующей переменной. Это называется контрольным условием; если же используется межгрупповая схема эксперимента, то такая комбинация представлена контрольной группой. Активный уровень независимой переменной в этом случае называется экспериментальным условием, а соответствующая группа — экспериментальной группой.

Основной источник нарушения внутренней валидности систематическое смешение. Систематическое смешение связано с тем фактом, что действие независимой переменной сопровождается целым рядом других переменных, которые могут систематически различаться при предъявлении разных условий независимой переменной, и тем самым оказывать на действие одного из них благоприятное (или неблагоприятное) влияние. Предъявить же эти условия одновременно невозможно, и поэтому иногда систематическое смешение называют “ процедурным ”.

Факторы, порождающие систематичекое смешение, можно разделить на три группы. Во-первых, это различия уровней необходимых дополнительных переменных: факторов задачи, индивидуальных различий испытуемых и т. п. Во-вторых, периодические или долговременные изменения побочных факторов, входящих в состав факторов времени (например, изменение погодных условий, периодическая регулировка экспериментальной аппаратуры и т.д.). И наконец, различия взаимных влияний самих условий независимой переменной, приводящие (во внутрисубъектныхэкспериментах) к эффектам последовательности.

Совокупность способов контроля систематического смешения можно описать следующим образом. Во-первых, с усовершенствованием экспериментов появляется возможность полного устранения некоторых (но не всех) источников систематического смешения. Во-вторых, для усреднения результатов неустранимых влияний применяются различные экспериментальные схемы. Во внутрисубъектныхэкспериментах, где таких влияний больше всего, наиболее эффективной является схема случайной последовательности (и это понятно, ведь остальные последовательности — систематичны), так как только она позволяет усреднить эффекты неоднородного переноса, снять влияния предубеждений экспериментатора и т. п. Схемы межгруппового сравнения позволяют достичь соответствия групп по индивидуальным различиям испытуемых. Кроме того, привлекаются меры для контроля отдельных факторов: подбор и распределение экспериментальных задач, применение косвенных инструкций и т. п.

Другой источник нарушения внутренней валидности – сопутствующее смешение, возникающий с необходимостью оперировать единичными переменными для проверки точных экспериментальных гипотез. Напрямую это оказывается невозможным даже в лабораторном эксперименте, где независимая переменная освобождена от побочных влияний: предъявление активного условия независимой переменной (например, рассечение свода) необходимо (дословно — “ ассоциативно ”) связано с воздействием, не входящим в экспериментальную гипотезу (оперирование животного). По характеру этой связи различаются два вида сопутствующего смешения— искусственное и естественное. Сопутствующее смешение неустранимо, его последствия можно только усреднить. Проблема контроля возникает также в отношения зависимой переменной, когда для проверки теоретической модели требуется точно определить результат действия независимой переменной (а результат, свидетельствующий, например, о нарушении памяти, может быть приписан нарушению восприятия). Кроме того, вопросы сопутствующего смешения являются важнымидля теоретических корреляционных исследований, где необходимо различать возможные детерминанты полученных результатов (например, порядок рождения детей, величина семьи, социальное происхождение родителей и т. д.);