Понятие переменной. Назначение. Типы переменных. Примеры экспериментальных переменных.

Переменная есть некоторое свойство реального события, которое было измерено. Переменные, в отличие от теории, относятся к реальности.

Предположим, что, согласно теории, усиление тревожности приводит к росту мотивации субъектов к вступлению в члены какой-либо группы. Для того, чтобы оценить данное теоретическое предположение, необходимо найти взаимосвязь между тревогой и мотивацией к вступлению в члены какой-либо группы, с одной стороны, и реальными переменными, с другой.

 Итак, можно измерить тревогу по шкале, тенденцию к вступлению в члены группы оценить с помощью расстояния, на котором субъекты исследования расположены один относительно другого. Эти два измерения являются переменными в эксперименте. Вычисление корреляции между двумя переменными позволит проверить гипотезу. Наличие или отсутствие корреляции между переменными считается проверкой теории, которая привела к эксперименту.

 

Типы переменных

1. Независимые переменные. Среди них выделяются экспериментальные и дифференциальные переменные.

Экспериментальные переменные – это те переменные, которые экспериментатор изменяет по своему желанию и наблюдает их влияние на зависимые переменные. Например, экспериментатор варьирует сложность задания или интенсивность стимула.

Дифференциальные переменные – это переменные, которые экспериментатор не может изменять по своему желанию, но может принять их как данность. Например, пол, возраст, уровень образования, психологические характеристики испытуемого, его интеллект.

2. Зависимые переменные. Ответ или реакции испытуемых, полученные в ходе эксперимента. В некоторых исследованиях мы не знаем, какие переменные являются зависимыми, а какие независимыми. Например, мы можем думать, что существует связь между насилием и телевидением. Однако трудно выяснить, является ли просмотр определенных телепрограмм причиной насилия или человек, который смотрит эти программы, уже был предрасположен к насилию. В данном случае идентификация независимой переменной является целью исследования.

3. Переменные помех (нарушения). Это переменные, которые не контролируются в ходе эксперимента и которые могут оказывать влияние на зависимые переменные. Помехи ошибочно могут быть отнесены к экспериментальным переменным. Например, неприятный (надоедливый, навязчивый) шум в комнате, в которой субъекты проходят тест на интеллект.

4. Переменные вмешательства (случайные переменные). Это переменные, которые состоят из некоторых характеристик субъектов, которые могут влиять на результаты эксперимента. Например, усталость, низкая мотивация и т. д.

 

Независимая переменная

Исследователь должен стремиться оперировать в эксперименте только независимой переменной. Эксперимент, где это условие соблюдается, называют чистым экспериментом. Но чаще всего в ходе эксперимента, варьируя одну переменную, экспериментатор изменяет вместе с тем ряд других. Это изменение может быть вызвано действием экспериментатора и обусловлено связью двух переменных. Например, в эксперименте по выработке простого двигательного навыка он наказывает испытуемого за неудачи электрическим током. Размер наказания может выступать в качестве независимой переменной, а скорость выработки навыка — зависимой переменной. Наказание не только закрепляет у испытуемого соответствующие реакции, но и порождает у него ситуативную тревогу, которая влияет на результаты — увеличивает число ошибок и уменьшает скорость выработки навыка. Центральная проблема при проведении экспериментального исследования — (выделение независимой переменной и ее изоляция от других переменных.

В качестве независимых переменных в психологическом эксперименте могут выступать:

1) характеристики заданий;

2) особенности ситуации (внешние условия);

3) управляемые особенности (состояния) испытуемого.

Последние часто называют «переменными организма».

Иногда выделяют четвертый вид переменных — константные характеристики испытуемого (интеллект, пол, возраст и т. д.), они относятся к дополнительным переменным, поскольку на них нельзя воздействовать, а можно лишь учесть их уровень при формировании экспериментальных и контрольных групп.

 Характеристика задания — то, чем может манипулировать экспериментатор более или менее свободно. По традиции, идущей от бихевиоризма, считается, что экспериментатор варьирует только характеристики стимулов, но в его распоряжении гораздо больше возможностей. Экспериментатор может варьировать стимулы или материал задания, изменять тип ответа испытуемого (вербальный или невербальный ответ), менять шкалу оценивания и т. д. Он может варьировать инструкцию, меняя цели, которых должен достичь испытуемый в ходе выполнения задания. Экспериментатор может варьировать средства, которые имеет испытуемый для решения задачи, и ставить перед ним препятствия. Он может изменять систему поощрений и наказаний в ходе выполнения задания и т. д. 

К особенностям ситуации следует отнести те переменные, которые непосредственно не входят в структуру экспериментального задания, выполняемого испытуемым. Это может быть температура в помещении, обстановка, наличие внешнего наблюдателя и т. д.

Что может варьировать экспериментатор?

Во-первых, это физические параметры ситуации: расположение аппаратуры, внешний вид помещения, освещенность, звуки и шумы, температура, размещение мебели, окраска стен, время проведения эксперимента (время суток, длительность и т.д.). То есть все физические, параметры ситуации, не являющиеся стимулами.

Во-вторых, это социально-психологические параметры: изоляция или работа в присутствии экспериментатора, работа в одиночку — работа с группой и т. д.

В-третьих, это особенности общения и взаимодействия испытуемого (испытуемых) и экспериментатора.

К «организменным переменным», или неуправляемым характеристикам испытуемых, относятся физические, биологические, психологические, социально-психологические и социальные признаки. Традиционно их относят к «переменным», хотя большинство из них является неизменным или относительно неизменным на протяжении жизни.

 

Зависимая переменная

Психологи имеют дело с поведением испытуемого, поэтому в качестве зависимой переменной выбираются параметры вербального и невербального поведения. К ним относятся: число ошибок, которое совершила крыса, пробегая лабиринт; время, которое затратил испытуемый при решении задачи, изменения мимики его лица при просмотре эротического фильма; время двигательной реакции на звуковой сигнал и т. д.

Выбор поведенческого параметра определяется исходной экспериментальной гипотезой Исследователь должен ее максимально конкретизировать, т. е. добиться того, чтобы, зависимая переменная была операционализирована — поддавалась регистрации в ходе эксперимента.

Приведем примеры этих параметров.

1. Точность. Наиболее часто регистрируемый параметр. Поскольку большинство заданий, предъявляемых испытуемому в психологических экспериментах, являются задачами на достижения, то точность или противоположный параметр — ошибочность действий — будет главным регистрируемым параметром поведения.

2. Латентностъ. Психические процессы протекают скрытно от внешнего наблюдателя. Время от момента предъявления сигнала до выбора ответа называется латентным временем. В некоторых случаях латентное время  является важнейшей характеристикой процесса, например при решении мыслительных задач.

3. Длительность, или скорость исполнения. Является характеристикой исполнительного действия. Время между выбором действия и окончанием его выполнения называют скоростью действия (в отличие от латентного времени).

4. Темп, или частота действий. Важнейшая характеристика, особенно при исследовании простейших форм поведения.

5. Продуктивность. Отношение числа ошибок или качества выполнения действий ко времени выполнения. Служит важнейшей характеристикой при исследовании научения, познавательных процессов, процессов принятия решения и т. д.

Зависимая переменная должна быть валидной и надежной. Надежность переменной проявляется в устойчивости ее регистрируемости при изменении условий эксперимента в течение времени. Валидность зависимой переменной определена только в конкретных условиях эксперимента и применительно к определенной гипотезе.

Существует еще одно важное свойство зависимой переменной, а именно — сензитивностъ (чувствительность) зависимой переменной к изменениям независимой. Суть в том, что манипуляция независимой переменной влияет на изменение зависимой. Если же мы манипулируем независимой переменной, а зависимая не изменяется, то зависимая переменная несензитивна по отношению к независимой.

Однофакторный план. Гипотеза. Переменные. Проверка результатов эксперимента на соответствие гипотезе

Один фактор — два уровня

Как показано на рис. 1, изображающем дерево принятия решений, есть четыре вида плана с одной независимой переменной, которая принимает два значения (т. е. для которой имеется два уровня). К каждому из этих видов приводит после­довательность решений, принятых в отношении независимой переменной. Во-пер­вых, эта переменная может быть внутрисубъектной или межсубъектной. Если ее изучают как межсубъектную, она может быть управляемой или субъектной. При управляемой независимой переменной план будет называться планом с независи­мыми группами, если для создания эквивалентных групп используется случайное распределение, и планом с уравненными группами, если для этого используется уравнивание, а затем случайное распределение. Чтобы принять решение об использовании уравнивания, необходимо учитывать размер вы­борки и особенно внимательно относиться к внешним переменным, коррелиру­ющим с зависимой переменной. Если изучается субъектная переменная, группы формируются из разных категорий людей (например, женщины/мужчины, интро­верты/экстраверты, либералы/консерваторы). Экспериментальный план при этом иногда называют «expostfacto», так как группы формируются после установления наличия у испытуемых определенных характеристик. Такой план также называют планом со «стихийно возникшими группами», или планом с неэквивалентными группами (я буду использовать именно этот термин). Поскольку при таком плане группы строятся из разных типов людей, исследователи нередко пытаются по воз­можности снизить неэквивалентность, уравнивая группы по различным факторам. Например, в исследовании с неэквивалентными группами, в котором сравнивают­ся женщины и мужчины, можно сделать так, чтобы члены обеих групп были одно­го возраста и принадлежали к одному социоэкономическому классу.

Последний вид однофакторного плана — это план с повторяемыми измерени­ями. Он используется, если независимая переменная является внутрисубъектной и каждый участник исследуется при каждом значении независимой переменной (т. е. измерения повторяются несколько раз). Важнейшие особенности каждого из четырех основных видов экспериментального плана представлены в табл. 1. Да­лее мы приступим к рассмотрению конкретных примеров.

Рис. 1. Дерево решений - однофакторный план

 

Таблица.1

Особенности четырех однофакторных планов

Вид плана	Минимальное количество значений, принимаемых независимой переменной	Межсубъектная или внутри- субъектная независимая переменная	Вид независимой переменной	Способ создания эквивалентных групп
С независимыми группами	2	Межсубъектная	Управляемая	Случайное распределение
С уравненными группами	2	Межсубъектная	Управляемая	Уравнивание
С неэквивалент- ными группами	2	Межсубъектная	Субъектная	Уравнивание мо- жет снизить неэквивалентность
С повторяемыми измерениями	2	Внутри- субъектная	Управляемая	Отсутствует

 

 

Межсубъектные однофакторные планы

Однофакторные двухуровневые исследования проводятся не так часто, как вы можете решить. Большинство исследователей предпочитают использовать более сложные планы, позволяющие получить более подробные и интересные результа­ты. Кроме того, мало кто из редакторов журналов достаточно высоко оценит такое простое исследование. Но несмотря на это, в простоте есть особая прелесть, а что может быть проще сравнения двух условий? Ниже приводятся три примера таких исследований.

Пример 6. Независимые группы

Примером эксперимента, проведенного по однофакторному плану с независимы­ми группами, является хорошо известное исследование Блэкмора и Купера (Blacke-more&Cooper, 1970). Ученые заинтересовались вопросом влияния опыта на развитие зрительной системы. Двухнедельных котят случайным образом распределили по двум значениям независимой переменной, которую можно обозначить как «зрительное окружение». Котят растили в условиях с преобладанием либо верти­кальных либо горизонтальных полос. Я думаю, вы понимаете, почему исследова­ние должно было быть межсубъектным, а не внутрисубъектным — было бы бесмысленно растить котят в «вертикальном» окружении, а затем в «горизонтальном». В подобных исследованиях испытуемые, принявшие участие в эксперименте, одним значением независимой переменной, уже по сути «использованы» и полученный опыт не дает им возможности «начать сначала» с другим условием. <…>

В конце эксперимента Блэкмор и Купер исследовали поведение животных и измерили у них активность нейронов зрительной зоны коры головного мозга. В целом коты быстро оправились от депривации. «Через 10 часов пребывания в нормальных зрительных условиях они... смогли с легкостью прыгать со стула на пол» (Blackemore&Cooper, 1970, p. 477). Однако коты, выросшие в «вертикаль­ном» окружении, не очень хорошо воспринимали явления, происходящие в гори­зонтальной плоскости, а вертикальные стимулы вызывали проблемы у животных, привыкших к «горизонтальным» условиям:

Разница стала особенно заметна, когда двух котят, из которых один имел «горизонтальный», а второй — «вертикальный» опыт, одновременно исследовали с помощью длинной белой или черной рейки. Если рейку держали вертикально и трясли из сто­роны в сторону, один из котят подбегал и начинал играть с ней. Если рейку держали горизонтально, это привлекало другого котенка, а первый оставался безразличным. Blackmore&Cooper, 1970, p. 478

Очевидно, что опыт первых месяцев жизни сильно влияет на развитие мозга.

Пример 7. Уравненные группы

В старых фильмах иногда показывают, как героя держат взаперти, пытают и лиша­ют сна на 2 или 3 дня, чтобы получить от него определенные сведения. Может ли депривация сна повлиять на ответы, полученные от человека в ходе допроса? Такой эмпирический вопрос поставил перед собой Блэгров (Blagrove, 1996) при проведе­нии интересного исследования с уравненными группами. Выражаясь более точно, он хотел узнать, как подействуют на людей, лишенных сна, вводящие в заблуждение вопросы. Исследователь набрал студентов колледжа для проведения трех различных экспериментов, в каждом из которых должны были участвовать по две группы — одни участники подвергались депривации сна, а другие — нет. Лишенные сна студенты оставались в лаборатории и бодрствовали по 21 часу подряд в ходе первых двух экспериментов и 43 часа в третьем. Постоянное наблюдение «20 смен ассистен­тов» (р. 50) гарантировало, что испытуемые не спят. Студенты, которых не подвер­гали депривации, могли спать дома. Переменной уравнивания была «обычная про­должительность сна, сообщаемая испытуемыми» (р. 50). Блэгров хотел уравнять обычную продолжительность сна, чтобы иметь возможность «контролировать у групп с одинаковой продолжительностью сна различия личностных и связанных с продолжительностью сна характеристик» (р. 50). Средняя продолжительность сна составила 8,4 и 8,5 в первом исследовании, 8,3 и 8,1 во втором и 8,4 и 8,1 в третьем. Все участники исследования выполнили стандартизованный тест на внуша­емость: они прослушали рассказ, а затем ответили на наводящие вопросы (т. е. та­кие вопросы, на которые нельзя ответить прямо, используя информацию из рас­сказа). Ответив на вопросы, они получили негативную оценку выполнения зада­ния, после чего их попросили еще раз ответить на те же вопросы, чтобы увидеть, изменят ли они какие-либо из ответов. В целом, на лишенных сна испытуемых во­просы действовали сильнее и они чаще меняли свои ответы. Особенно ярко это про­явилось в третьем исследовании, в котором депривация сна продолжалась 43 часа. Процедура уравнивания помогла создать группы, сходные по продолжительности сна, что позволило объяснить различия между группами именно депривацией.

Пример 8. Неэквивалентные группы

Вероятно, под влиянием мегалонгитюдного исследования Термана по изучению ода­ренных детей (см. вставку 6.1), Кнеппер с соавторами (Knepper, Obrzut&Copeland, 1983) провели заслуживающее внимания исследование, в котором попытались про­лить свет на личностные особенности одаренных детей. Исследователи поставили перед собой вопрос, успешнее ли одаренные дети помимо познавательных, задач решают социальные и эмоциональные проблемы в сравнении с обычными детьми. Их эксперимент отлично иллюстрирует план с неэквивалентными группами. Не­зависимой субъективной переменной была степень одаренности. Сравнивались два ее значения: одаренный (операционально определенное как IQ = 130 и выше) и сред­ний (IQ между 90 и 110). Среднее арифметическое значение IQ составило 136,9 и 102,9 соответственно. Никакой особой процедуры уравнивания использовано не было, но возраст контролировался — в исследовании принимали участие только шестиклассники. Использовался тест Means - EndsProblemSolvingTest, оценива­ющий качество решений межличностных (социальных) и внутриличностных (эмо­циональных) проблем. Одаренные дети действительно показали более высокие результаты, чем обычные, — это открытие совпадает с выводом Термана о том, что одаренные дети не просто «умные», а имеют также и социальные навыки.

Необходимо сделать одно важное замечание. Вспомните, как в главе 5 расска­зывалось о том, что вывод о наличии причинно-следственной связи нельзя сделать, если используются субъектные переменные. Поэтому неверно говорить, что ода­ренность каким-либо образом вызывает увеличение способности к решению соци­альных и эмоциональных проблем. Можно лишь сказать, что у одаренных и неода­ренных детей способности к решению подобных проблем различаются.