Как составить план проведения эксперимента

Планирование
экспериментальной работы:
 основные этапы

Зима
Ирина Валерьевна, учитель информатики
МБОУ города Астрахани «ООШ 3»

Астрахань–2021

Оглавление

I Планирование эксперимента

Предшествующий
эксперименту этап

II Этапы планирования эксперимента
.

1. Установление цели
эксперимента

2. Уточнение условий
проведения эксперимента

3. Выявление и выбор
входных и выходных параметров

4. Установление потребной
точности результатов измерений

5. Составление плана и
проведение эксперимента

6. Статистическая
обработка результатов эксперимента

7 Подведение итогов
эксперимента:

Источники :

I Планирование
эксперимента

 (англ. Experimental
design techniques) — комплекс мероприятий, направленных на эффективную
постановку опытов.    Основная цель планирования эксперимента — достижение
максимальной точности измерений при минимальном количестве проведенных опытов и
сохранении статистической достоверности результатов.

Планирование
эксперимента применяется при поиске оптимальных условий, построении
интерполяционных формул, выборе значимых факторов, оценке и уточнении констант
теоретических моделей и др. Этапы планирования эксперимента Методы планирования
эксперимента позволяют минимизировать число необходимых испытаний, установить
рациональный порядок и условия проведения исследований в зависимости от их вида
и требуемой точности результатов. Если же по каким-либо причинам число
испытаний уже ограничено, то методы дают оценку точности, с которой в этом
случае будут получены результаты.

 Методы
учитывают случайный характер рассеяния свойств испытываемых объектов и
характеристик используемого оборудования. Они базируются на методах теории
вероятности и математической статистики.

Предшествующий эксперименту этап включает
в себя тщательный теоретический анализ ранее опубликованных по этой теме работ;
выявление нерешенных проблем; выбор темы данного исследования; постановку цели
и задач исследования; изучение реальной практики по решению данной проблемы;
изучение существующих в теории и практике мер, содействующих решению проблемы; формулирование
гипотезы исследования. Она должна
требовать эксперименталь­ного доказательства ввиду новизны, необычности,
противоречия с существующими мнениями.

Подготовка к проведению эксперимента состоит
из ряда задач:

– выбор необходимого числа экспериментальных объектов (числа
школьников, классов, школ и др.);

– определение необходимой длительности проведения эксперимента. Слишком короткий срок приводит к
необоснованному преувеличению роли того или иного средства обучения, слишком
длительный срок отвлекает ученого от решения других задач исследования,
повышает трудоемкость работы.

– выбор конкретных методик для изучения начального состояния
экспериментального объекта, анкетного опроса, интервью, для создания
соответствующих ситуаций, экспертной оценки и др.;

– определение признаков, по которым можно судить об изменениях в
экспериментальном объекте под влиянием соответствующих педагогических
воздействий.

II Планирование
эксперимента включает ряд этапов:

1. Установление цели эксперимента
(определение характеристик, свойств и т. п.) и его вида (определительные,
контрольные, сравнительные, исследовательские).

 2.
Уточнение условий проведения эксперимента
(имеющееся или доступное оборудование, сроки работ, финансовые ресурсы,
численность и кадровый состав работников и т. п.). Выбор вида испытаний
(нормальные, ускоренные, сокращенные в условиях лаборатории, на стенде,
полигонные, натурные или эксплуатационные).

 3.
Выявление и выбор входных и выходных параметров
на основе сбора и анализа предварительной (априорной) информации. Входные
параметры (факторы) могут быть детерминированными, то есть регистрируемыми и
управляемыми (зависимыми от наблюдателя), и случайными, то есть
регистрируемыми, но неуправляемыми. Наряду с ними на состояние исследуемого
объекта могут оказывать влияние нерегистрируемые и неуправляемые параметры,
которые вносят систематическую или случайную погрешность в результаты
измерений. Это — ошибки измерительного оборудования, изменение свойств
исследуемого объекта в период эксперимента, например, из-за старения материала
или его износа, воздействие персонала и т. д.

 4.
Установление потребной точности результатов измерений
(выходных параметров), области возможного изменения входных параметров,
уточнение видов воздействий. Выбирается вид образцов или исследуемых объектов,
учитывая степень их соответствия реальному изделию по состоянию, устройству,
форме, размерам и другим характеристикам. На назначение степени точности влияют
условия изготовления и эксплуатации объекта, при создании которого будут использоваться
эти экспериментальные данные. Условия изготовления, то есть возможности
производства, ограничивают наивысшую реально достижимую точность. Условия
эксплуатации, то есть условия обеспечения нормальной работы объекта, определяют
минимальные требования к точности. Точность экспериментальных данных также
существенно зависит от объёма (числа) испытаний — чем испытаний больше, тем
(при тех же условиях) выше достоверность результатов. Для ряда случаев (при
небольшом числе факторов и известном законе их распределения) можно заранее
рассчитать минимально необходимое число испытаний, проведение которых позволит
получить результаты с требуемой точностью.

Проведение
эксперимента по проверке эффективности определенной
системы мер включает:

-изучение начального состояния системы, в которой проводится
анализ начального уровня знаний и умений, воспитанности определенных качеств
личности или коллектива и др.;

-изучение начального состояния условий, в которых проводится
эксперимент;

– формулирование критериев эффективности предложенной системы мер;

-инструктирование участников эксперимента о порядке и условиях
эффективного его проведения (если эксперимент проводит не один педагог);

-фиксирование данных о ходе эксперимента на основе промежуточных
срезов, характеризующих изменения объектов под влиянием экспе­риментальной
системы мер;

-указание затруднений и возможных типичных недостатков в ходе
проведения эксперимента;

-оценка текущих затрат времени, средств и усилий.

5. Составление
плана и проведение эксперимента
— количество и порядок испытаний, способ сбора, хранения и документирования
данных. Порядок проведения испытаний важен, если входные параметры (факторы)
при исследовании одного и того же объекта в течение одного опыта принимают
разные значения. Например, при испытании на усталость при ступенчатом изменении
уровня нагрузки предел выносливости зависит от последовательности нагружения,
так как по-разному идет накопление повреждений, и, следовательно, будет разная
величина предела выносливости. В ряде случаев, когда систематически действующие
параметры сложно учесть и проконтролировать, их преобразуют в случайные,
специально предусматривая случайный порядок проведения испытаний (рандомизация
эксперимента). Это позволяет применять к анализу результатов методы
математической теории статистики.

 Порядок
испытаний также важен в процессе поисковых исследований: в зависимости от
выбранной последовательности действий при экспериментальном поиске оптимального
соотношения параметров объекта или какого-то процесса может потребоваться
больше или меньше опытов. Эти экспериментальные задачи подобны математическим
задачам численного поиска оптимальных решений. Наиболее хорошо разработаны
методы одномерного поиска (однофакторные однокритериальные задачи), такие как
метод Фибоначчи, метод золотого сечения.

 6.
Статистическая обработка результатов эксперимента,
построение математической модели поведения исследуемых характеристик.
Необходимость обработки вызвана тем, что выборочный анализ отдельных данных,
вне связи с остальными результатами, или же некорректная их обработка могут не
только снизить ценность практических рекомендаций, но и привести к ошибочным
выводам.

Обработка
результатов включает:  определение доверительного интервала среднего значения и
дисперсии (или среднего квадратичного·
отклонения) величин выходных параметров (экспериментальных данных) для заданной
статистической надежности;  проверка на отсутствие ошибочных значений
(выбросов), с целью исключения сомнительных результатов из·
дальнейшего анализа. Проводится на соответствие одному из специальных
критериев, выбор которого зависит от закона распределения случайной величины и
вида выброса;  проверка соответствия опытных данных ранее априорно введенному
закону распределения. В зависимости от·
этого подтверждаются выбранный план эксперимента и методы обработки
результатов, уточняется выбор математической модели. Построение математической
модели выполняется в случаях, когда должны быть получены количественные
характеристики взаимосвязанных входных и выходных исследуемых параметров.

7 Подведение
итогов эксперимента:

-описание конечного состояния системы;

-характеристика условий, при которых эксперимент дал благоприятные
результаты;

-описание особенностей субъектов экспериментального воздействия
(учителей, воспитателей и др.);

-данные о затратах времени, усилий и средств;

-указание границ применения проверенной в ходе эксперимента
системы мер.

Объяснение
полученных результатов и формулирование рекомендаций по их использованию,
уточнению методики проведения эксперимента. Велика ответственность 
руководителя в исследованиях: четкое поставленные цели испытаний и правильно
принятое решение позволяют точнее организовать, провести эксперимент, получить
наилучшие результаты .

Источники :

1.    
Архангельский С.И. Лекции по теории обучения в высшей школе. М.,
1976

2.    
Бабанский Ю.К. Проблемы повышения эффективности педагогических
исследований: (Дидактический аспект). – М.: Педагогика, 1982, стр. 75

3.    
Загвязинский В.И., Атаханов Р. Методология и методы психолого-педагогического
исследования. М., 2007 – с. 89-163

4.    
Полонский В.М. Оценка качества научно-педагогических исследований.
– М.: Педагогика, 1987. – 144 с.

5.    
Образцов П. И. Психолого-педагогические аспекты разработки и
применения в вузе информационных технологий обучения. – Орловский
государственный технический университет. – Орел, 2000. – 145 с.

6.    
Введение в научное исследование по педагогике: Учеб. пособие для
студентов пед. ин-тов/ Под ред. В.И. Журавлева. – М.: Просвещение, 1988, стр.
94

Планирование эксперимента

Планирование эксперимента – это
составление плана, в котором должно
быть предусмотрено:

1. сколько групп испытуемых берется

2. какие это группы (опытные или контрольные)

3. последовательность действий с каждой
   из групп.

Планы экспериментов различаются по
степени сложности.

Планирование эксперимента — один из
важнейших этапов организации
психологического исследования, на
котором исследователь пытается
сконструировать наиболее оптимальную
для воплощения на практике модель (то
есть план) эксперимента.

Грамотно составленная схема исследования,
план, позволяет добиться оптимальных
значений валидности, надёжности и
точности в исследовании, предусмотреть
нюансы, за которыми сложно уследить при
бытовом «спонтанном экспериментировании».
Зачастую, чтобы скорректировать план,
экспериментаторы проводят так называемое
пилотажное, или пробное, исследование,
которое можно рассматривать как
«черновик» будущего научного эксперимента.

20ВОПРОС

Экспериментальная выборка – это
часть генеральной совокупности отобранная
для участия в эксперименте.

Генеральная совокупность – это
социальная группа людей, которую
необходимо изучить и по отношению к
которой будут сделаны выводы.

Крайне важно правильно сформировать
выборку. Неправильная выборка одна из
причин артефактов.

Характеристики выборки:

Качественная характеристика выборки
– кого именно мы выбираем и какие способы
построения выборки мы для этого
используем.

Количественная характеристика выборки
– сколько случаев выбираем, другими
словами объём выборки.

Рандомизация

Рандомизация, или случайный отбор,
используется для создания простых
случайных выборок. Использование такой
выборки основывается на предположении,
что каждый член популяции с равной
вероятностью может попасть в выборку.
Например, чтобы сделать случайную
выборку из 100 студентов вуза, можно
сложить бумажки с именами всех студентов
вуза в шляпу, а затем достать из неё 100
бумажек — это будет случайным отбором
(Гудвин Дж., с. 147).

Репрезентати́вность — соответствие
характеристик выборки характеристикам
популяции или генеральной совокупности
в целом. Репрезентативность определяет,
насколько возможно обобщать результаты
исследования с привлечением определённой
выборки на всю генеральную совокупность,
из которой она была собрана.

Также, репрезентативность можно
определить как свойство выборочной
совокупности представлять параметры
генеральной совокупности, значимые с
точки зрения задач исследования.

21ВОПРОС

Экспериментальное исследование
в психологии, как и в любых других науках,
проводится в несколько этапов. Часть
из них является обязательными, часть —
в некоторых случаях может отсутствовать,
но последовательность шагов необходимо
запомнить, чтобы не делать элементарных
ошибок.

Основные этапы психологического
экспериментального
исследования

1. Любое исследование
начинается с определения его темы. Тема
ограничивает область исследований,
круг проблем, выбор предме­та, объекта
и метода. Однако первым этапом собственно
самого ис­следования является первичная
постановка проблемы. Исследователь
должен уяснить себе, чем он неудовлетворен
в современном психологическом знании,
где он ощущает пробелы, какие факты и
закономерности не поддаются объяснению,
какие теории дают про­тиворечащие
друг другу объяснения поведения человека
и т.д.

2. После первичной постановки
проблемы наступает этап работы с научной
литературой. Исследователь должен
ознакомиться с экс­периментальными
данными, полученными другими психологами,
и попытками объяснения причин
заинтересовавшего его явления.

3. На этом этапе происходит уточнение
гипотезы и определение переменных.
Первичная постановка проблемы уже
предполагает варианты ответа на нее.

4. Исследователь должен выбрать методику,
аппаратуру и условия проведения
психологического эксперимента.

5. План экспериментального исследования.
Выбор плана зависит от того,
какова экспериментальная гипотеза,
какое число внешних переменных вы должны
контролировать в эксперименте, какие
возможности предоставляет ситуация
для проведения исследований и т.д. При
ограниченности времени и ресурсов (в
том числе финансовых) выбирают максимально
простые экспериментальные планы. Для
проверки сложных гипотез, требующих
управления несколькими независимыми
переменными иили учета многих
дополнительных пере­менных, используют
соответствующие планы.

Исследователь может проводить
эксперимент при участии одного
испытуемого. В этом случае он применяет
какой-либо из планов исследования для
одного испытуемого. Если исследователь
работает с группой, то он может выбрать
ряд планов с использованием экспериментальной
и контрольных групп. Простей­шими
являются планы для двух групп (основная
и контрольная). Если необходим более
усложненный контроль, применяются планы
для нескольких групп.

6. В соответствии с планом проводится
отбор и распределение испытуемых по
группам.

7.Непосредственно проведение эксперимента
– наиболее ответственная часть

8. Выбор
методов статистической обработки, ее
проведение и ин­терпретация результатов

9. Выводы и
интерпретация результатов
завершают
исследова­тельский цикл. Итогом
экспериментального исследования
является подтверждение или опровержение
гипотезы о причинной зависи­мости
между переменными: “Если А, то В”.

10. Конечным продуктом
исследования являются научный от­чет,
рукопись статьи, монография, письмо в
редакцию научного жур­нала.

22 ВОПРОС

Вали́дность’ (англ. validity) — мера
соответствия того, насколько методика
и результаты исследования соответствуют
поставленным задачам. В частности,
валидность считается фундаментальным
понятием экспериментальной психологии
и психодиагностики.

Как в экспериментальной психологии,
так и в статистике валидное измерение
— такое измерение, которое измеряет
то, что оно должно измерять. То есть, к
примеру, при валидном измерении интеллекта
измеряется именно интеллект, а не что-то
другое. Безупречный эксперимент
(возможный лишь в теории) будет обладать
безупречной валидностью: он будет точно
показывать, что экспериментальный
эффект был вызван изменением независимой
переменной, он будет полностью
соответствовать реальности, его
результаты можно обобщить без ограничений.

Когда говорят о степени валидности,
рассматривается то, насколько результаты
исследования соответствуют поставленным
задачам (однако при этом валидность не
измеряется в каких-либо условных
единицах).

Выделяют несколько видов валидности с
различных сторон характеризующих
правильность научного исследования:

1. Обыденная валидность – валидность
   с точки зрения здравого смысла. В науке
   используется редко, т.к. здравый смысл
   часто ошибается. Однако все таки
   используется, т.к. психологи то же люди.

2. Концептуальная валидность –
   (теоретическая) – правильность с точки
   зрения соответствия каким-то научным
   теориям

3. Внутренняя валидность – характеризует
   то, насколько проводимое исследование
   соответствует требованиям предъявляемым
   к научным исследованиям. Иначе говоря,
   то, насколько проводимое исследование
   похоже на идеальное исследование. В
   работе оценивается:

   1. правильность формулировки проблемы
      и гипотезы

   2. адекватность методов исследования

   3. правильность подбора испытуемых
      (должен быть большой объем выборки,
      они должны соответствовать изучаемой
      группе людей)

   4. использование математических методов
      в обработке и т.д.

Считается, что если исследование
соответствует требованиям, то оно дает
истинные знания.

1. Внешняя валидность – характеризует
   то, насколько результаты исследования
   соответствуют окружающему реальному
   миру, насколько они встречаются в
   природе, в мире. В психологии внешняя
   валидность означает, что такие люди
   есть (с открытыми нами психологическими
   качествами)

адёжностью называется один из критериев
качества теста, его устойчивость по
отношению к погрешностям измерения.
Различают два вида надёжности – надёжность
как устойчивость и надёжность как
внутреннюю согласованность.

стойчивость результатов теста или
ретестовая надежность (англ – test-retest
reliability) – возможность получения одинаковых
результатов у испытуемых в различных
случаях.

Устойчивость определяется с помощью
повторного тестирования (ретеста):

нутренняя согласованность(англ. –
internal consistency) определяется связью каждого
конкретного элемента теста с общим
результатом, тем, насколько каждый
элемент входит в противоречие с
остальными, насколько каждый отдельный
вопрос измеряет признак, на который
направлен весь тест. Чаще всего тесты,
разрабатываются таким образом, чтобы
у них была высокая степень внутренней
согласованности, а связи с тем, что если
одна переменная измеряется частью
теста, то тогда в других частях, если
они не согласованы с первой, эта же
переменная измеряться не может. Таким
образом, чтобы тест был валидным,
необходимо, чтобы он был согласован.

23 ВОПРОС

Идеальный эксперимент – это
эксперимент, который проводится идеальным
экспериментатором с идеальными
испытуемыми в идеальных условиях.

Идеальный экспериментатор – (это
компьютер) – не оказывает никакого
воздействия на испытуемого, кроме того
которое должно быть по эксперименту.

Идеальные испытуемые – у них нет
другой жизни кроме тех аспектов, которые
изучаются в эксперименте.

Идеальные условия – эксперимент
проводится со всеми испытуемыми и все
они находятся в одном месте.

Идеальный эксперимент не возможен, но
к нему нужно стремится.

Эксперимент полного соответствия
– это эксперимент в котором полностью
моделируется окружающий мир, т.е. для
психологического эксперимента это
окружающая человека социальная
реальность, так, что человек не может
отличить эксперимент от естественной
жизни.

Эксперимент полного соответствия так
же не возможен, но и к нему нужно стремится.

Идеальный

эксперимент

Реальный
Эксперимент

эксперимент
полного соответствия

Внутренняя валидность – то насколько
реальный эксперимент похож на идеальный.

Внешняя валидность – то насколько
реальный эксперимент похож на эксперимент
полного соответствия.

24 Вопрос Балансировка и контрбалансировка.
Экспериментальная и контрольная группа

Балансировка

В тех случаях, когда отсутствует
возможность создать константные условия
проведения эксперимента или константности
условий недостаточно, применяют технику
балансировки эффекта от действия внешних
переменных. Балансировка применяется
в двух ситуациях:

1) в том случае, если невозможно
идентифицировать внешнюю переменную;

2) в том случае, если ее можно
идентифицировать и использовать
специальный алгоритм для контроля этой
переменной.

Рассмотрим способ балансировки
влияния неспецифических внешних
переменных. Он состоит в том, что в
дополнение к экспериментальной группе
в план эксперимента включается контрольная
группа. Экспериментальное исследование
контрольной группы проводится в тех же
условиях, что и экспериментальной.
Отличие в том, что экспериментальное
воздействие осуществляется только на
испытуемых, включенных в экспериментальную
группу. Тем самым изменение зависимой
переменной в контрольной группе
обусловлено лишь внешними переменными,
а в экспериментальной – совместным
действием внешних и независимой
переменных.

Этот прием контроля дополнительной
переменной чаще всего применяют тогда,
когда эксперимент включает в себя
несколько серий. Испытуемый оказывается
в разных условиях последовательно, и
предыдущие условия могут изменять
эффект воздействия последующих условий.
К примеру, при исследовании дифференциальной
слуховой чувствительности не безразлично,
какой звук, громкий или более тихий,
предъявлялся испытуемому первым, а
какой – вторым. Также при выполнении
тестов интеллекта важен порядок
предъявления испытуемому задач: от
простой к сложной или от сложной к
простой. В первом случае более
интеллектуальные испытуемые больше
утомляются и теряют мотивацию, так как
вынуждены решать большее количество
задач, чем менее интеллектуальные. При
втором варианте предъявления заданий
менее интеллектуальные испытуемые
испытывают стресс неуспеха и вынуждены
решать больше задач, чем их более
интеллектуальные коллеги. В этих случаях
для ликвидации эффектов последовательности
и эффекта последействия используют
контрбалансировку. Смысл ее состоит в
том, что порядок предъявления разных
задач, стимулов, воздействий в одной из
групп компенсируется иным порядком
предъявления заданий в другой группе.

Контрбалансировка применяется в
тех случаях, когда есть возможность
провести несколько серий.

При балансировке каждый испытуемый
получает лишь одно экспериментальное
воздействие – внешняя переменная
сбалансируется за счет выявления эффекта
ее действия на членов экспериментальной
группы, по сравнению с эффектом, полученным
при исследовании контрольной группы.
Испытуемый может оказаться только в
экспериментальной или же только в
контрольной группе и получить воздействие
какой-нибудь внешней переменной в обеих
группах. Балансировка используется при
исследовании независимых групп, тогда
как контрбалансировка применяется в
исследованиях с повторяющимися
воздействиями.

25 ВОПРОС

Психологический эксперимент
— это совместная деятельность ис­пытуемого
и экспериментатора, которая организуется
эксперимен­татором и направлена на
исследование особенностей психики
ис­пытуемых.

Процессом, организующим и
регулирующим совместную деятель­ность,
является общение.
Испытуемый приходит к экспериментатору,
имея свои жизнен­ные планы, мотивы,
цели участия в эксперименте. И, естественно,
на результат исследования влияют
особенности его личности, про­являющиеся
в общении с экспериментатором. Этими
проблемами за­нимается социальная
психология психологического эксперимента.

основные факторы общения,
которые могут искажать результаты
эксперимента:

1. Ошибки “отношения к
наблюдаемому”. Они связаны с понима­нием
испытуемым критерия принятия решения
при выборе реакции.

2. Ошибки, связанные с
мотивацией испытуемого. Испытуемый
может быть мотивирован любопытством,
гордостью, тщеславием и действовать не
в соответствии с целями экспериментатора,
а в соот­ветствии со своим пониманием
целей и смысла эксперимента.

3. Ошибки личностного влияния,
связанные с восприятием ис­пытуемым
личности экспериментатора.

В настоящее время эти
источники артефактов не относятся к
социально-психологическим (кроме
социально-психологической мо­тивации).

Испытуемый может участвовать
в эксперименте либо доброволь­но,
либо по принуждению. Само участие в
эксперименте порождает у испытуемых
ряд пове­денческих проявлений, которые
являются причинами артефактов, Среди
наиболее известных — “эффект плацебо”,
“эффект Хоторна”, “эффект
аудитории”.

Следует различать мотивацию
участия в исследовании от моти­вации,
возникающей у испытуемых по ходу
эксперимента при об­щении с
экспериментатором. Считается, что в
ходе эксперимента, у испытуемого может
возни­кать какая угодно мотивация.

Мотивация участия в
эксперименте может быть различной:
стремление к социальному одобрению,
желание быть хорошим. Существу­ют и
другие точки зрения. Полагают, что
испытуемый стремится проявить себя с
лучшей стороны и дает те ответы, которые,
по его мнению, более высоко оцениваются
экспериментатором. Помимо проявления
“эффекта фасада” существует и
тенденция вести себя эмоционально
стабильно, “не поддаваться” давлению
ситуации экс­перимента.

Ряд исследователей предлагают
модель “злонамеренного испы­туемого”.
Они считают, что испытуемые враждебно
настроены по отношению к экспериментатору
и процедуре исследования и дела­ют
все, чтобы разрушить гипотезу эксперимента.

Но более распространена
точка зрения, что взрослые испытуе­мые
стремятся только точно выполнять
инструкцию, а не поддаваться своим
подозрениям и догадкам. Очевидно, это
зависит от психоло­гической зрелости
личности испытуемого.

Для контроля влияния личности
испытуемого и эффектов обще­ния на
результаты эксперимента предлагается
ряд специальных ме­тодических приемов.

1. Метод”
плацебо вслепую”, или
“двойной слепой
опыт”. Подби­раются
идентичные контрольная и экспериментальная
группы. Экс­периментальная процедура
повторяется в обоих случаях. Сам
экспе­риментатор не знает, какая
группа получает “нулевое” воздействие,
а какая подвергается реальному
манипулированию. Существуют мо­дификации
этого плана. Одна из них состоит в том,
что экспери­мент проводит не сам
экспериментатор, а приглашенный
ассистент, которому не сообщается
истинная гипотеза исследования и то,
ка­кая из групп подвергается реальному
воздействию. Этот план позво­ляет
элиминировать и эффект ожидай и и
испытуемого, и эффект ожи­даний
экспериментатора.

2. ” Метод
обмана”. Основан
на целенаправленном введении ис­пытуемых
в заблуждение. При его применении
возникают, естест­венно, этические
проблемы, и многие социальные психологи
гума­нистической ориентации считают
его неприемлемым.

3. Метод
“скрытого” эксперимента. Часто
применяется в поле­вых исследованиях,
при реализации так называемого
“естественного” эксперимента.
Эксперимент так включается в естественную
жизнь испытуемого, что он не подозревает
о своем участии в исследовании в качестве
испытуемого.

4. Метод
независимого измерения зависимых
параметров. Приме­няется
очень редко.

5. Контроль
восприятия испытуемым ситуации.

26 ВОПРОС

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Планирование эксперимента — один из важнейших этапов организации психологического исследования, на котором исследователь пытается сконструировать наиболее оптимальную для воплощения на практике модель (то есть план) эксперимента.

Грамотно составленная схема исследования, план, позволяет добиться оптимальных значений валидности, надёжности и точности в исследовании, предусмотреть нюансы, за которыми сложно уследить при бытовом «спонтанном экспериментировании». Зачастую, чтобы скорректировать план, экспериментаторы проводят так называемое пилотное, или пробное, исследование, которое можно рассматривать как «черновик» будущего научного эксперимента.

Основные вопросы, на которые отвечает экспериментальный план[править | править код]

Экспериментальный план создаётся для того, чтобы ответить на основные вопросы о:

• количестве независимых переменных, которые используются в эксперименте (одна или несколько?);
• количестве уровней независимой переменной (изменяется ли независимая переменная или остаётся постоянной?);
• методах контроля дополнительных, или возмущающих, переменных (какие необходимо и целесообразно применить?):
  • метод прямого контроля (прямое исключение известной дополнительной переменной),
  • метод выравнивания (учитывать известную дополнительную переменную при невозможности её исключения),
  • метод рандомизации (случайный отбор групп в случае неизвестности дополнительной переменной)^[1].

Одним из самых важных вопросов, на которые должен ответить экспериментальный план, — определить, в какой последовательности должно происходить изменение рассматриваемых стимулов (независимых переменных), воздействующих на зависимую переменную. Такое воздействие может варьироваться от простой схемы «A₁—A₂», где A₁ — первое значение стимула, A₂ — второе значение стимула, до более сложных, таких, как «A₁—A₂—A₁—A₂», и т. д. Последовательность предъявления стимулов — очень важный вопрос, напрямую касающийся соблюдения валидности исследования: к примеру, если постоянно предъявлять человеку один и тот же стимул, он может стать менее восприимчив к нему.

Этапы планирования[править | править код]

Планирование включает в себя два этапа^[2]:

1. Содержательное планирование эксперимента:
   • Определение ряда теоретических и экспериментальных положений, образующих теоретическую основу исследования.
   • Формулировка теоретических и экспериментальных гипотез исследования.
   • Выбор необходимого метода эксперимента.
   • Решение вопроса выборки испытуемых:
     • Определение состава выборки.
     • Определение объёма выборки.
     • Определение способа формирования выборки.
2. Формальное планирование эксперимента:
   • Достижение возможности сравнения результатов.
   • Достижение возможности обсуждения полученных данных.
   • Обеспечение экономичного проведения исследования.

Главной целью формального планирования считается исключение максимально возможного числа причин искажения результатов.

Виды планов[править | править код]

1. Простые (однофакторные) планы
   • Опыты с воспроизводимыми условиями
   • Опыты с привлечением двух независимых групп (экспериментальной и контрольной)
2. Комплексные планы
   • Планы для многоуровневых экспериментов
   • Факторные планы
3. Квазиэкспериментальные планы
   • Планы ex post facto
   • Планы экспериментов с малым N
4. Планы корреляционных исследований

Простые планы^[3][править | править код]

Простые планы, или однофакторные, предусматривают изучение влияния на зависимую переменную только одной независимой переменной. Преимущество таких планов состоит в их эффективности при установлении влияния независимой переменной, а также в лёгкости анализа и интерпретации результатов. Недостаток заключается в невозможности сделать вывод о функциональной зависимости между независимой и зависимой переменными.

Опыты с воспроизводимыми условиями[править | править код]

В сравнении с опытами с привлечением двух независимых групп такие планы требуют меньшего количества участников. План не подразумевает наличия разных групп (например, экспериментальной и контрольной)^[4]. Цель таких опытов — установить воздействие одного фактора на одну переменную.

Опыты с привлечением двух независимых групп[править | править код]

Опыты с привлечением двух независимых групп — экспериментальной и контрольной — опыты, в которых экспериментальному воздействию подвергается лишь экспериментальная группа, в то время как контрольная группа продолжает делать то, что она обычно делает. Цель таких опытов — проверка действия одной независимой переменной.

Комплексные планы[править | править код]

Комплексные планы составляются для экспериментов, в которых изучается либо воздействие нескольких независимых переменных (факторные планы), либо последовательное воздействие различных градаций одной независимой переменной (многоуровневые планы)^[5].

Планы для многоуровневых экспериментов[править | править код]

Если в экспериментах используется одна независимая переменная, ситуация, когда изучаются только два её значения, считается скорее исключением, чем правилом. В большинстве однофакторных исследований три или более значений независимой переменной, — такие планы часто называют однофакторными многоуровневыми. Такие планы могут использоваться как для исследования нелинейных эффектов (то есть случаев, когда независимая переменная принимает более двух значений), так и для проверки альтернативных гипотез^[6]. Преимущество таких планов — в возможности определить вид функциональной зависимости между независимой и зависимой переменными. Недостаток, однако же, заключается в больших временных затратах, а также в необходимости привлечь больше участников.

Факторные планы[править | править код]

Факторные планы подразумевают использование более чем одной независимой переменной. Таких переменных, или факторов, может быть сколько угодно, однако обычно ограничиваются использованием двух, трёх, реже — четырёх^[7].

Факторные планы описываются с помощью системы нумерации, показывающей количество независимых переменных и количество значений (уровней), принимаемых каждой переменной. Например, факторный план 2х3 («два на три») имеет две независимые переменные (факторы), первая из которых принимает два значения («2»), а вторая — три значения («3»); факторный план 3х4х5 имеет соответственно три независимые переменные, принимающие «3», «4» и «5» значений соответственно^[2].

В эксперименте, проводимом по факторному плану 2х2, допустим, один фактор, A, может принимать два значения — A₁ и A₂, а другой фактор, B, может принимать значения B₁ и B₂. В течение эксперимента согласно плану 2х2 должно быть проведено четыре опыта:

1. A₁B₁
2. A₁B₂
3. A₂B₁
4. A₂B₂

Порядок следования опытов может быть различным в зависимости от целесообразности, определяемой задачами и условиями каждого конкретного эксперимента.

Квазиэкспериментальные планы[править | править код]

Квазиэкспериментальные планы — планы для экспериментов, в которых вследствие неполного контроля за переменными нельзя сделать выводы о существовании причинно-следственной связи^[8]. Понятие квазиэкспериментального плана было введено Кэмпбеллом и Стэнли в работе «Experimental and quasi-experimental designs for research» (Cambell, D. T. & Stanley, J. C., 1966). Это делалось с целью преодоления некоторых проблем, встававших перед психологами, которые желали провести исследование в менее строгой обстановке, чем лабораторная^[9]. Квазиэкспериментальные планы часто применяются в прикладной психологии.

Виды квазиэксперементальных планов:

1. Планы эксперимента для неэквивалентных групп

2. Планы дискретных временных серий.

Типы:

1. Эксперимент по плану временных серий

2. План серий временных выборок

3. План серий эквивалентных воздействий

4. План с неэквивалентной контрольной группой

5. Сбалансированные планы.

Планы ex post facto[править | править код]

Исследования, в которых сбор и анализ данных производится после того, как событие уже свершилось, называемые исследованиями ex post facto, многие специалисты относят к квазиэкспериментальным^[2]. Такие исследования часто осуществляются в социологии, педагогике, клинической психологии и нейропсихологии. Суть исследования ex post facto состоит в том, что экспериментатор сам не воздействует на испытуемых: в качестве воздействия выступает некоторое реальное событие из их жизни.

В нейропсихологии, к примеру, долгое время (и даже сегодня) исследования основывались на парадигме локализационизма, которая выражается в подходе «локус — функция» и утверждает, что поражения определённых структур позволяют выявить локализацию психических функций — конкретный материальный субстрат, в котором они «находятся», в мозге [см. А. Р. Лурия, «Поражения мозга и мозговая локализация высших функций»; подобные исследования можно отнести к исследованиям ex post facto.

При планировании исследования ex post facto имитируется схема строгого эксперимента с уравниванием или рандомизацией групп и тестированием после воздействия^[10].

Планы экспериментов с малым N[править | править код]

Планы с малым N также называют «планами с одним субъектом», так как индивидуально рассматривается поведение каждого испытуемого. Одной из главных причин использования экспериментов с малым N считается невозможность в некоторых случаях применить результаты, полученные из обобщений на больших группах людей, ни к одному из участников индивидуально (что, таким образом, приводит к нарушению индивидуальной валидности)^[11].

Психолог Б. Ф. Скиннер считается самым известным защитником этого направления исследований: по его мнению, исследователь должен «изучать одну крысу на протяжении тысячи часов, <…> а не тысячу крыс по часу на каждую или сто крыс по десять часов на каждую»^[2]. Интроспективные исследования Эббингауза также можно отнести к экспериментам с малым N (только исследуемым им субъектом был он сам).

План с одним субъектом должен учитывать как минимум три условия:

1. Необходимо точно определить целевое поведение в терминах событий, которые легко зафиксировать.
2. Необходимо установить базовый уровень реакции.
3. Необходимо произвести воздействие на испытуемого и зафиксировать его поведение.

Планы корреляционных исследований[править | править код]

О корреляционных исследованиях см. основную статью Корреляционное исследование.

Корреляционное исследование — исследование, проводимое для подтверждения или опровержения гипотезы о статистической связи (корреляции) между несколькими (двумя или более) переменными. От квазиэкспериментального план такого исследования отличается тем, что в нём отсутствует управляемое воздействие на объект исследования^[12].

В корреляционном исследовании учёный выдвигает гипотезу о наличии статистической связи между несколькими психическими свойствами индивида или между определёнными внешними уровнями и психическими состояниями, при этом предположения о причинной зависимости не обсуждаются^[2]. Испытуемые должны быть в эквивалентных неизменных условиях. В общем виде план такого исследования можно описать как PxO («испытуемые» x «измерения»)^[13].

Виды корреляционных исследований[править | править код]

• Сравнение двух групп
• Одномерное исследование
• Корреляционное исследование попарно эквивалентных групп
• Многомерное корреляционное исследование
• Структурное корреляционное исследование
• Лонгитюдное корреляционное исследование^*

^*Лонгитюдные исследования считаются промежуточным вариантом между квазиэкспериментом и корреляционным исследованием.

Примечания[править | править код]

Рекомендуемая литература[править | править код]

• Исследование в психологии: метода и планирование / Дж. Гудвин. — 3-е изд. — СПб.: Питер, 2004.
• Солсо Р. Л., Джонсон Х. Х., Бил М. К. Экспериментальная психология: практический курс. СПб.: прайм-ЕВРОЗНАК, 2001.
• Роберт Готтсданкер “Основы психологического эксперимента”: Издательство Московского университета 1982

См. также[править | править код]

• Психологический эксперимент
• Валидность
• Экспериментальная психология

Понятие эксперимента и основы его организации

Для того чтобы получить достоверную информацию о качестве продукции, организуют проведение различных исследований. Одной из разновидностей таких исследований является эксперимент. Отличительной особенностью эксперимента является воспроизводство заданных условий и контролируемое изменение изучаемых явлений реально-предметной действительности.

Эксперимент представляет собой эмпирический научный метод, является разновидностью опыта, отличается познавательным и методическим характером, выполняет функцию критерия истинности научного знания. Он осуществляется на основе теории, которая определяет постановку задач исследования и интерпретацию его результатов.

С целью получения определенных знаний исследователь в эксперименте активно вмешивается в протекание изучаемого явления, которое наблюдается в специально создаваемых и контролируемых условиях. Условия эксперимента обычно контролируюдтся и изменяются в результате использования приборных устройств.

Конечной целью проведения экспериментов является получение информации, которая оказалась бы достаточной для принятия управленческого решения. Эксперимент может быть оптимизирующим – исследователь стремится найти некоторое оптимальное значение. В то же время эксперимент может быть отсеивающим – исследователь пытается идентифицировать важные факторы, которые оказывают влияние на исследуемое явление.

Организация эксперимента предусматривает определение основных логико-практических элементов экспериментальной процедуры. В большинстве случаев речь идет про следующие элементы:

• постановка вопроса и формулирование гипотезы (т. е. предположительного ответа на вопрос);
• создание экспериментальной установки, которая обеспечит исследователю необходимые условия взаимодействия изучаемого явления;
• контролируемое осуществление видоизменения необходимых условий взаимодействия;
• определение возникающих следствий и причин;
• описание нового явления и идентификация его свойств.

«Планирование и организация эксперимента» 👇

Существенными организационными аспектами любого эксперимента являются сроки его проведения, формы представления экспериментальных данных, порядок применения методов измерения, число взятых для оценивания образцов. Результаты эксперимента будут грамотно охарактеризованы только, если будут заранее определены и учтены погрешности исчисляемых значений.

Основы планирования эксперимента

Начальным этапом проведения эксперимента является его планирование. Оно представляет собой выбор плана эксперимента, которое удовлетворяет поставленным требованиям. Планом же эксперимента следует называть совокупность данных, которые определяют число, условия и порядок реализации опытов.

Во время планирования эксперимента нужно учитывать ограничения, которые в большинстве случаев предъявляются к данному виду работ:

• необходимо минимизировать общее число проводимых опытов;
• нужно обеспечить одновременное в соответствии с определенными правилами-алгоритмами изменение всех переменных, которые оказывают влияние на изучаемое явление;
• для описания проводимого исследования требуется применение математического аппарата, который формализует действие экспериментатора;
• должна быть разработана и реализовываться четкая стратегия проведения и планирования эксперимента, которая дает возможность для приятия обоснованных решений после завершения каждой серии экспериментов.

Важной составной частью работы по планированию эксперимента является определение (прогнозирование, нормирование) будущих результатов его проведения. Эти результаты приобретают вид параметров оптимизации или откликов системы на воздействие.

В настоящее время применяется следующая классификация возможных результатов проведения эксперимента:

• экономические параметры оптимизации – прибыль, себестоимость, рентабельность, затраты на эксперимент;
• технико-экономические параметры оптимизации – производительность, коэффициент полезного действия, стабильность, надежность, долговечность;
• технико-технологические параметры оптимизации – физические, механические, физико-химические и медико-биологические характеристики продукта;
• прочие параметры оптимизации – психологические, эстетические, статистические параметры оптимизации.

Параметр оптимизации, в первую очередь, должен быть количественным, задаваться числом (причем – одним). Благодаря этому у исследователя будет возможность для измерения параметра оптимизации при любом установленном наборе уровней факторов.

Параметр оптимизации должен удовлетворять требованию универсальности и полноты, что означает его способность всесторонне охарактеризовать объект исследования. Более того, в целях дальнейшей интерпретации результатов эксперимента он должен иметь физическим смысл, быть простым и легко вычисляемым.

Во время планирования еще нужно определиться с величинами, которые могут оказать влияние на процесс. Эти величины называются факторами, которые бывают количественными и качественными.

Таким образом, для того чтобы проверить качество некоторых объектов или явлений может инициироваться проведение эксперимента. Этот метод научного исследования характеризуется активным участием исследователя в изучении рассматриваемого предмета путем изменения условий его функционирования. В связи с этим ради получения объективных результатов необходимо тщательно подходить к выполнению работ по планированию и организации эксперимента любого вида.