Психологический эксперимент

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Зависимые переменные

Фактор, изменение которого является следствием изменения независимой переменной, называется зависимой переменной (ЗП. Зависимая переменная -- это компонент в составе ответа испытуемого, который непосредственно интересует исследователя. В качестве ЗП могут выступать физиологические, эмоциональные, поведенческие реакции и другие психологические характеристики, которые можно зарегистрировать входе психологических экспериментов.

В зависимости от способа, с помощью которого можно зарегистрировать изменения, выделяют ЗП:

· наблюдаемые непосредственно;

· требующие физической аппаратуры для измерения;

· требующие психологического измерения.

К ЗП, наблюдаемым непосредственно, относятся вербальные и невербальные поведенческие проявления, которые четко и однозначно могут быть оценены внешним наблюдателем, например отказ от деятельности, плач, определенное высказывание испытуемого и т.п. К ЗП, требующим физической аппаратуры для регистрации, относятся физиологические (пульс, величина артериального давления и т.д.) и психофизиологические реакции (время реакции, латентное время, длительность, скорость выполнения действий и т.п.). К ЗП, требующим психологического измерения, относятся такие характеристики, как уровень притязаний, уровень развития или сформированности тех или иных качеств, форм поведения и т.п. для психологического измерения показателей могут быть использованы стандартизированные процедуры -- тесты, опросники и т.п. Некоторые поведенческие параметры могут быть измерены, т.е. однозначно распознаны и интерпретированы только специально обученными наблюдателями или экспертами.

В зависимости от количества параметров, входящих в зависимую переменную, различают одномерные, многомерные и фундаментальные ЗП. Одномерная ЗП представлена единственным параметром, изменения которого и изучаются в эксперименте. Примером одномерной ЗП может служить скорость сенсомоторной реакции. Многомерная ЗП представлена совокупностью параметров. Например, внимательность может оцениваться объемом просмотренного материала, количеством отвлечений, числом правильных и ошибочных ответов и т.д. Каждый параметр может фиксироваться независимо. Фундаментальная ЗП представляет собой переменную комплексного характера, параметры которой имеют некоторые известные отношения между собой. В этом случае одни параметры выступают как аргументы, а собственно зависимая переменная -- как функция. Например, фундаментальное измерение уровня агрессии может рассматриваться как функция ее отдельных проявлений (мимических, вербальных, физических и др.).

Зависимая переменная должна обладать такой базовой характеристикой, как сензитивность. Сензитивность ЗП - это ее чувствительность к изменению уровня независимой переменной. Если при изменении независимой переменной зависимая переменная не изменяется, то последняя несензитивна и проводить эксперимент в таком случае не имеет смысла. Известны два варианта проявления несензитивности ЗП: «эффект потолка» и «эффект пола». «Эффект потолка» наблюдается, например, в том случае, когда предъявляемая задача настолько проста, что ее выполняют все испытуемые независимо от возраста. «Эффект пола», напротив, возникает в том случае, когда задание настолько сложно, что с ним не может справиться ни один из испытуемых.

Существуют два основных способа фиксации изменений ЗП в психологическом эксперименте: непосредственный и отсроченный. Непосредственный способ применяется, например, в экспериментах по кратковременному запоминанию.

Экспериментатор непосредственно после повторения ряда стимулов фиксирует их количество, воспроизведенное испытуемым. Отсроченный способ используется в том случае, когда между воздействием и эффектом проходит определенный промежуток времени (например, при определении влияния количества заученных иностранных слов на успешность перевода текста).

Экспликация (от лат. explicatio - разъяснение) - уточнение понятий и утверждений естественного и научного языка с помощью средств символической логики. Содержание понятий естественного, а порой и научного языка обычно не вполне ясно и определенно. Как правило, это не мешает нам общаться и рассуждать, контекст показывает, что мы имеем в виду, когда говорим: "молодой человек" или "высокое дерево". Однако в некоторых сложных и тонких случаях неясность и неточность понятий способны приводить к ошибочным или даже парадоксальным заключениям. Замена неясных, неточных понятий точными не только предохраняет нас от ошибок в рассуждениях, но и служит средством более глубокого проникновения в содержание эксплицируемых понятий, позволяет отделить существенное от второстепенного, лучше понять собственные утверждения. Напр., в повседневной речи и в науке часто используются понятия "теория", "аксиома", "доказательство", "объяснение" и т.п. Но только благодаря экспликации этих понятий мы осознаем, что в теорию должна включаться явно фиксированная логика, что факты или практика ничего "доказать" не могут, что объяснение обязательно опирается на закон и т.д. Следует, правда, иметь в виду, что вводимое в процессе Э. более точное понятие обладает, как правило, гораздо более бедным содержанием, чем уточняемое интуитивное понятие, поэтому стремление полностью заменить интуитивные понятия их формальными экспликатами может стать препятствием для развития познания. Э. содействует более глубокому пониманию и стимулирует новые исследования. Но более глубокое понимание или изменение содержания в результате исследований может потребовать новой Э.

Значительное воздействие на развитие современной философской антропологии, в том числе философско-религиозной, оказала теория Гельмута Плеснера.

Его теория призвана выявить “базисную структуру” человеческого бытия, способную объяснить все его специфические свойства и характеристики. Философская антропология должна быть “принципиальным осмыслением человеческого существа”. Экспликация базисной структуры должна ответить на вопрос, “каковы условия возможности человеческого бытия”, и указать место человека в целом бытия. “Поскольку философия формулирует проблему антропологии, - отмечает Плеснер, - постольку она ставит проблему способа существования человека и его положения в целом природы”.

Средством выявления базисной структуры является трансцендентальный вопрос об условиях возможности феноменологически описываемых явлений человеческого существования. Именно в этой связи Плеснер указывал на Канта, как на важнейшего предшественника современной философской антропологии. В методологическом аспекте можно утверждать, что философско-антропологическая мысль Плеснера движется от феноменов к базисной структуре как условию их возможности, а затем - от базисной структуры к феноменам с целью их объяснения. Соответственно эта структура должна обладать не “завершающе-теоретической”, а “открывающе-экспонирующей” ценностью. В психологических исследованиях с выделением ЗП связано описание базисного процесса, на который действует НП и который проявляется в параметрах ЗП. На примере обсуждения Дж. Гибсоном эксперимента Метцгера можно видеть и другой аспект проблемы - переинтерпретации характеристик управляемой НП. В этих и других экспериментах из области психологии восприятия испытуемый является «внутренним наблюдателем» (наблюдателем своего собственного перцептивного опыта), который отчитывается тем или иным образом о феноменально представленных данных. Экспериментатор имеет дело уже с описаниями субъективного опыта, т.е. с зафиксированными данными, по отношению к которым он занимает позицию внешнего наблюдателя.

При переходе от метода «психологическое наблюдение» к методу «психологический эксперимент» позиция внешнего наблюдателя становится позицией экспериментатора, управляющего организацией экспериментальных воздействий (и в этом смысле активного исследователя). Тот факт, что он сам может быть и испытуемым, и экспериментатором (примером служат опыты Эббингауза, Сперлинга и т.д.), не меняет принципа построения опытов, где в качестве испытуемого-наблюдателя испытуемый-экспериментатор дает отчет самому себе о данных феноменального порядка. Как исследователь он занимает позицию внешнего наблюдателя, для которого данные субъективного опыта (пусть и собственного) есть не непосредственное психологическое знание, а предмет изучения и понимания.

2. Планирование эксперимента

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.

Планирование эксперимента возникло в 50-х годах XX века из потребности устранить или хотя бы уменьшить систематические ошибки в сельскохозяйственных исследованиях путем рандомизации условий проведения эксперимента. Процедура планирования оказалась направленной не только на уменьшение дисперсии оцениваемых параметров, но также и на рандомизацию относительно сопутствующих, спонтанно изменяющихся и неконтролируемых переменных. В результате удалось избавиться от смещения в оценках. Исследования Р. Фишера знаменуют начало первого этапа развития методов планирования эксперимента. Фишер разработал метод факторного планирования. Йетс предложил для этого метода простую вычислительную схему. Факторное планирование получило широкое распространение. Особенностью факторного эксперимента является необходимость ставить сразу большое число опытов. Развитие теории планирование эксперимента в СССР отражено в работах В. В. Налимова, Ю. П. Адлера, Ю. В. Грановского, Е. В. Марковой, В. Б. Тихомирова.

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.

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.

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. Это -- задачи аппроксимации, то есть выбора математической зависимости, наилучшим образом соответствующей экспериментальным данным. Для этих целей применяют регрессионные модели, которые основаны на разложении искомой функции в ряд с удержанием одного (линейная зависимость, линия регрессии) или нескольких (нелинейные зависимости) членов разложения (ряды Фурье, Тейлора). Одним из методов подбора линии регрессии является широко распространенный метод наименьших квадратов. Для оценки степени взаимосвязанности факторов или выходных параметров проводят корреляционный анализ результатов испытаний. В качестве меры взаимосвязанности используют коэффициент корреляции: для независимых или нелинейно зависимых случайных величин он равен или близок к нулю, а его близость к единице свидетельствует о полной взаимосвязанности величин и наличии между ними линейной зависимости.

При обработке или использовании экспериментальных данных, представленных в табличном виде, возникает потребность получения промежуточных значений. Для этого применяют методы линейной и нелинейной (полиноминальной) интерполяции (определение промежуточных значений) и экстраполяции (определение значений, лежащих вне интервала изменения данных).

7. Объяснение полученных результатов и формулирование рекомендаций по их использованию, уточнению методики проведения эксперимента.

Снижение трудоемкости и сокращение сроков испытаний достигается применением автоматизированных экспериментальных комплексов. Такой комплекс включает испытательные стенды с автоматизированной установкой режимов (позволяет имитировать реальные режимы работы), автоматически обрабатывает результаты, ведет статистический анализ и документирует исследования. Но велика и ответственность инженера в этих исследованиях: четкое поставленные цели испытаний и правильно принятое решение позволяют точно найти слабое место изделия, сократить затраты на доводку и итерационность процесса проектирования.

Прежде чем перейти к описанию конкретных используемых в психологии планов, перечислим принципы, на которые опирается построение экспериментальных схем.

1. Эксперимент возможен только в том случае, если имеется более чем одно условие НП. Вывод о результате действия НП основывается на сравнении показателей ЗП в отличающихся друг от друга условиях («контрольном» и «экспериментальном», «активном» и «пассивном» или в нескольких отличающихся по заданному критерию условиях).

2. Фиксация и измерение переменных осуществляются в классификации шкал, предложенной Стивенсом: наименований, порядка, интервалов и отношений. Вид переменной (учебные классы, градации яркости светового пятна и т.д.) не задает, однако, способа ее измерения (на качественных или количественных уровнях). Обычно «количественным» экспериментом называют такой, где именно НП измерена количественно.

3. Эксперимент возможен только в случае функционального контроля уровней НП. Это может быть изменение характеристик физических стимулов, управление условиями (и ситуациями) или контроль путем подбора состава групп. В эксперименте обычно используются стратегии уравнивания групп, и испытуемые эквивалентных групп попадают в разные экспериментальные условия. Обеспечение неравенства групп как способа задания НП (пол, возраст, личностные свойства и т.п.) принимает форму квазиэксперимента, или эксперимента с ограничениями форм контроля. Если изменения НП не зависят от исследователя, а берутся «готовыми» (например, как результаты психодиагностики), то у исследователя не может быть уверенности в том, что именно выбранная НП определила показатели ЗП.

4. Факторные (мультивариативные) эксперименты, включающие управление более чем одной НП, строятся как комбинации, повторы (репликации) и другие видоизменения исходных планов с одной НП. Статистические приемы обработки данных могут при этом как предполагать, так и исключать взаимодействия между отдельными переменными.

5. Вводимое экспериментальное воздействие выступает в планах, или схемах, в качестве НП даже в том случае, когда испытуемые не воспринимают разницы условий. Часто только после эксперимента делается вывод, можно ли осуществленную манипуляцию условиями рассматривать как «воздействие» или функциональный контроль НП не имеет результатом действие этой переменной.

3. Критерии классификаций экспериментальных планов

психология корреляционный артефактный погрешность

В учебниках можно встретить разные критерии классификаций экспериментальных планов. Важен общий контекст представления методов психологического исследования: рассматривается только экспериментальный метод или и другие подходы к сбору эмпирических данных, сравнивается ли проведение экспериментов в специально созданных и «полевых» условиях, учитываются ли при представлении экспериментальных схем возможные схемы обработки данных и т.д.

При обсуждении типов экспериментов были представлены содержательные критерии, позволяющие оценить разнообразие экспериментальных процедур при проверке психологических гипотез. На основе оценивания соответствия НП, ЗП и ДП моделируемым реальным условиям или теоретическим конструктам выделялись следующие типы экспериментов: естественные, искусственные и лабораторные. Остановимся на трех других критериях, позволяющих структурировать сведения из области формального планирования экспериментов.

Первый из них - это критерий строгого, или истинного, эксперимента, по отношению к которому можно выделить так называемые доэкспериментальные, экспериментальные и квазиэкспериментальные планы. Дж. Кэмпбелл связывает выделение истинных экспериментальных исследований с возможностью рандомизации, т.е. случайного распределения разных уровней ЯЯ по экспериментальным и контрольным условиям, а также с допущением об эквивалентности состава групп испытуемых. Рандомизацией называется также стратегия случайного отбора испытуемых в группы из популяции. Случайным (рандомизированным) может быть также подбор испытуемых в группы, когда потенциальные участники эксперимента уже выбраны и требуется только распределить их в экспериментальную и контрольную группы. Случайная стратегия может быть направлена также на отбор групп испытуемых (например, учебных). Строгим критерием является именно случайный отбор испытуемых из популяции, решающий одновременно проблему репрезентативности выборки испытуемых и обеспечения эквивалентных по своему составу групп.

Сравнение групп, являющихся эквивалентными по всем факторам, кроме экспериментального воздействия, позволяет рассматривать сдвиг в значениях ЗП при сравнении экспериментального и контрольного условий именно в связи с воздействием этого фактора. Достижение желаемой эквивалентности означает здесь контроль источников угроз внутренней валидности со стороны факторов межиндивидуальных различий.

Второй критерий - это число осуществляемых экспериментальных воздействий. В соответствии с ним принято различать планы с одной независимой переменной и так называемые факторные планы (с двумя и более НП). Сколько бы факторов ни изменялось в моделируемой экспериментальной ситуации, каждый из них должен быть оценен с точки зрения шкалы, в которой представлены изменения переменной. Напомним, что это могут быть шкалы наименований, порядка, интервалов или отношений.

Третий критерий - разделение экспериментальных схем на качественные и количественные - связан с учетом шкалы, в которой измерена НП. Качественными называются обычно эксперименты, в которых уровни НП заданы в классификационных признаках. Если между условиями НП может быть показано не только качественное различие, но и порядок в величине учитываемого признака, то это позволяет переходить к количественному эксперименту.

Использование количественных изменений НП означает переход к многоуровневому эксперименту, который далее будет представлен как вариант факторного. Квазиэкспериментальным исследованиям и факторным экспериментам посвящены отдельные главы. В данном разделе рассматриваются наиболее простые однофакторные экспериментальные схемы.

Четвертый критерий - осуществление эксперимента в соответствии с интраиндивидуальными или межгрупповыми схемами предъявлений условий НП. В специальном разделе уточнены возможные схемы контроля угроз валидности при реализации этих планов.

Для представления примеров экспериментальных схем как планов организации экспериментальных воздействий введем общепринятые обозначения. Экспериментальный фактор, или НП, может выступать синонимом Х-воздействия. В экспериментальных схемах это выглядит так:

X - НП без указания уровней; X'и X"- два уровня НП (если ограничиться дихотомической переменной); X1, Х2, ..., Хn - n уровней экспериментального фактора;

R - рандомизация, т.е. случайный порядок предъявления проб (как уровней НП) в последовательности либо случайная стратегия образования групп (случайная выборка из популяции или случайное распределение имеющейся выборки на группы испытуемых);

О - измерение (наблюдение) психологического показателя, или зависимой переменной; в случае предварительного тестирования появляются индексы, например О'ХО" или согласно номерам выборок О1, О2 и т.д.

Уже использованный способ обозначения разных уровней НП прописными буквами латинского алфавита вновь появится в резюме интраиндивидуальных схем: ABC и т.д. Так, схемы ABC и СВА указывают отличия порядка предъявления трех уровней основной НП. Сам порядок следования уровней А, В и С выступит вторым - производным - экспериментальным фактором.

Порядок условий НП одновременно является и планом измерения ЗП. Кроме того, как это имеет место в плане, называемом «временные серии», сам фактор времени может присутствовать в схеме в качестве подразумеваемой переменной или Х-воздействия. В лонгитюдном исследовании контроль фактора времени предполагается специальными схемами, которые представлены в пособии, раскрывающем специфику квазиэкспериментов как психологических исследований, тяготеющих к экспериментальному методу [43].

При разработке экспериментальных схем следует помнить о возможной неидентичности плана проведения эксперимента и плана обработки данных. Выбрать адекватную схему представления данных - это специальная проблема спецификации психологических гипотез с точки зрения анализа допустимых форм статистических решений об экспериментальных эффектах.

4. Доэкспериментальные планы

Доэкспериментальные планы, точнее -- исследования, которые проводились и проводятся до сих пор по определенным схемам, не учитывают требований, предъявляемых к плану классического экспериментального исследования. Причина -- незнание этих требований или невозможность их учета при проведении реального исследования в конкретных условиях. Исследования по схеме доэкспериментальных планов проводились еще до возникновения теории планирования эксперимента.

Кэмпбелл выделяет три вида доэкспериментальных планов (два из них другой авторитетный автор, МакГиган, относит к квазиэкспериментальным). По Кэмпбеллу к доэкспериментальным планам относятся: а) исследование единичного случая; б) план с предварительным и итоговым тестированием одной группы и в) сравнение статистических групп.

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

План с предварительным и итоговым тестированием одной группы часто применяется в социологических, социально-психологических и педагогических исследованиях: О1 Х О2 . В этом плане отсутствует контрольная выборка, поэтому нельзя утверждать, что изменения (разница О1 и О2) зависимой переменной, регистрируе­мые в ходе тестирования, вызваны именно изменением независимой переменной. Между начальным и конечным тестированием происходят и другие «фоновые» со­бытия, воздействующие на испытуемых наравне с независимой переменной. Кроме того, этот план не позволяет контролировать эффект «естественного развития»: в течение короткого времени -- изменение состояния испытуемого (утомление, монотония, скука и др.), а в течение длительного времени -- изменения личностных черт. Наконец, эффект тестирования -- воздействие предыдущего обследования на последующее -- может быть еще одним неконтролируемым фактором, влияющим на изменение зависимой переменной. Можно перечислить и другие источники артефактов -- внешние переменные, которые не контролируются этим планом.

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

Этот план лучше предыдущего хотя бы тем, что позволяет учитывать эффект те­стирования благодаря введению контрольной группы, а также отчасти контролиро­вать влияние «истории» -- фоновых воздействий на испытуемых, и ряд других внешних переменных (инструментальную погрешность, регрессию и др.). Но с помощью этого плана невозможно учесть эффект естественного развития, так как нет материала для сравнения состояния испытуемых на данный момент с их начальным состоянием (нет предварительного тестирования).

Этот доэкспериментальный план распространен в психологической исследовательской практике. Для сравнения результатов контрольной и экспериментальной групп используется t-критерий Стьюдента. Всегда надо иметь в виду, что различия в результатах тестирования могут быть обусловлены не экспериментальным воздействием, а различием состава групп. Этот план, если отбросить экспериментальное воздействие, вполне применим в корреляционном исследовании, но его не следует использовать для проверки гипотез о причинной связи двух переменных.

Доэкспериментальные планы служат, скорее, в качестве иллюстрации. В практике научных исследований по возможности их следует избегать.

5. Валидность

Валимдность (англ. validity, от лат. validus -- «сильный, здоровый, достойный») -- мера соответствия методик и результатов исследования поставленным задачам. 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.

Валидность эксперимента (от англ validity -- полноценность) -- достоверность (и степень достоверности) вывода, которую обеспечивают результаты реального эксперимента по сравнению с результатами безупречного эксперимента. Понятие "валидность эксперимента" о6ъединяет основные цели исследования с идеальными эталонами их достижения и реальными процессами проведения эксперимента.

В целом о валидности эксперимента говорят, подразумевая все формы экспериментального контроля, направленного на обеспечение всех видов валидности. Результаты валидного эксперимента могут служить основанием достоверного вывода, если в целом реализована логически обоснованная система умозаключений, включающая взаимопереходы между разными уровнями гипотез, проверяемых в эксперименте. Если проконтролированы все возможные или наиболее явные угрозы внутренней и внешней валидности, хорошо решены проблемы операционализации переменных и проблемы соответствия, то такой эксперимент оценивается как валидный, или «правильный». Из правильно построенного эксперимента можно сделать достоверные - валидные, или «правильные», выводы, подразумевая отсутствие в них ошибок обобщения или ошибок умозаключений, но в выводах можно ошибиться.

Различают внутреннюю и внешнюю валидность эксперимента. Внутренняя валидность является свидетельством того, что именно экспериментальное воздействие, а не какой-то другой фактор вызвало изменения, которые были зарегистрированы исследователем. Например, если экспериментатор проверяет эффективность нового метода обучения математике и после эксперимента зафиксировал высокие результаты в экспериментальной группе, то он обычно делает заключение об эффективности нового метода, не подвергая анализу все факторы, сопровождающие эксперимент, и может сделать неверные выводы. В числе таких факторов, влияющих на внутреннюю валидность, наибольшее значение имеют следующие переменные:

- фон, т. е. влияние на результаты эксперимента различных событий, которые происходят между исходным и итоговым тестированиями;

- естественное развитие - изменения испытуемых, которые происходят с течением времени, например взросление, усталость, наступление голода и др.;

- эффект тестирования - влияние привыкания к выполнению заданий при повторном тестировании;

- инструментальные погрешности - нарушения в работе прибора при изменении напряжения источников питания или изменения в состоянии наблюдателей или оценщиков;

- статистическая регрессия возникает при отборе испытуемых по крайним показателям, так как обычно низкие исходные показатели вызывают рост достижений, а высокие исходные - снижение показателей при конечном тестировании;

- отбор испытуемых влияет на результаты при использовании неэквивалентных групп, когда в экспериментальные и контрольные группы берут целиком классы в школе или группы в вузе;

- отсев испытуемых в ходе эксперимента приводит к ошибкам при неравномерном выбывании из сравниваемых групп;

- взаимодействие факторов отбора с естественным развитием и другими факторами, которые могут быть приняты за эффект экспериментальной переменной; в других работах Д. Кэмпбелл добавляет еще шесть факторов.

Внешняя валидность относится к возможности обобщения вывода, т.е. отвечает на вопрос: на какие популяции, ситуации, другие независимые переменные, параметры воздействия и переменные измерения могут быть распространены результаты эксперимента. Например, может ли новая методика обучения плаванию 10-летних школьников быть использована при обучении студентов?

На внешнюю валидность оказывают влияние следующие факторы:

- реактивный эффект, или эффект взаимодействия тестирования, т. е. возможное уменьшение или увеличение восприимчивости испытуемых к экспериментальному воздействию под влиянием предварительного тестирования; так как результаты испытуемых, прошедших предварительное тестирование, будут нерепрезентативны по отношению к тем, кто не подвергался предварительному тестированию, т. е. тем, из которых состоит генеральная совокупность;

- эффекты взаимодействия фактора отбора и экспериментального воздействия фактора отбора и экспериментального воздействия;

- условия организации эксперимента, вызывающие реакцию испытуемых на эксперимент, которая не позволяет распространить полученные данные о влиянии экспериментальной переменной на лиц, подвергающихся такому же воздействию в неэкспериментальных условиях;

- взаимная интерференция экспериментальных воздействий, нередко возникающая при использовании нескольких воздействий на испытуемых, так как влияние более ранних воздействий, как правило, не исчезает.

Таким образом, налицо определенные признаки кризисной ситуации: с одной стороны, констатируется «непрактичность» многих лабораторных экспериментов, проведенных в русле общепсихологического исследования, а с другой -- ставится под сомнение возможность адекватного моделирования в прикладном лабораторном эксперименте тех аспектов профессиональной деятельности, которые составляют предмет непосредственного интереса со стороны практики. Учитывая сказанное, нельзя не согласиться с выводом Б. Ф. Ломова о том, что «разработка теории психологического эксперимента является сейчас одной из наиболее острых задач, в решении которой заинтересованы так или иначе все отрасли психологии»

В качестве одного из таких критериев внимание психологов в последние годы во все возрастающей степени привлекает валидность исследовательской {118} (в первую очередь экспериментальной) методики. Существуют различные типы и виды этого критерия, каждый из которых используется для характеристики определенного аспекта исследовательской конструкции [5]. Однако мы ограничим свой анализ рассмотрением лишь типов валидности, поскольку именно с ними связана возможность совершенствования того или иного метода. Это -- валидность содержательная и валидность экологическая (практическая). Первый из этих типов можно определить как степень соответствия между, с одной стороны, предметом исследования и содержанием получаемого результата, которые приписываются экспериментальной методике ее автором, и, с другой стороны, тем, что она фактически представляет собой в этих отношениях. Второй тип валидности характеризует методику с точки зрения практической применимости даваемого ею знания (на что и указывает соответствующий термин -- «практическая»).

Пользуясь только что обозначенными понятиями, можно сказать, что А. Чапанис фактически обвинил лабораторный эксперимент в низкой содержательной валидности, тогда как Е.Г.Чемберс -- в отсутствии валидности практической. Попутно укажем на взаимосвязь, существующую между этими типами: первый является необходимым, но не достаточным условием второго; вместе с тем отсутствие у методики практической валидности во многих случаях (но отнюдь не всегда) может служить основанием для более глубокого анализа ее содержательной валидности. Отсюда следует, что применение критерия валидности -- это не что иное, как один из важнейших механизмов того критико-рефлексивного отношения к своим задачам и средствам их решения, которое столь характерно для современного этапа развития научного познания.

Не случайно, поэтому в последние годы авторы экспериментальных исследований в области психологии при характеристике применявшейся методики и оценке ее эффективности довольно часто обращаются к критерию валидности, причем как в содержательном, так и в практическом ее аспектах. Однако эта положительная тенденция в значительной мере тормозится его недостаточной разработанностью. Весьма фрагментарные и разрозненные описания данного критерия, содержащиеся в новейших публикациях по конструированию психологического эксперимента [9, 15, 27, 31], не только не устраняют, но, наоборот, подчеркивают необходимость специального, систематического анализа данной проблемы. Предпринимая попытку в этом направлении, остановимся вначале на факторах, определяющих содержательную валидность экспериментальной методики, а затем коснемся вопросов, связанных с экологической валидностью.

6. Принятие решений

Направленность решений о выборе переменных в психологическом эксперименте диктуется, с одной стороны, содержанием гипотезы, а с другой - возможностью выполнения условий причинного вывода.В психологическом эксперименте проверяется причинно-следственная, или каузальная, психологическая гипотеза. Активность экспериментатора связана именно с тем, чтобы при помощи организации экспериментальных воздействий и других форм экспериментального контроля обеспечить обоснованный вывод о том, что полученные эмпирические данные соответствуют высказыванию «переменная X воздействует на переменную Y таким образом, что...».

Обозначим X и Y соответственно НП и ЗП, т.е. переменные, которые в гипотезе связываются направленным отношением «X воздействует на Y». Проверка каузальной гипотезы требует такой организации опытов, чтобы исследователь отвечал благодаря функциональному контролю переменных за причинно-следственный характер устанавливаемого отношения и не было возможности утверждать обратное: «Y воздействует на X». Для этого переменная X во времени должна предшествовать Y. Это первое требование, или условие, причинного вывода, принятое в психологическом исследовании вслед за логикой естественнонаучного эксперимента и оспариваемое в иных контекстах понимания причинности («динамической» причинности в исследованиях К. Левина, «синхронной» причинности у Ж. Пиаже и др.). В любом случае вывод будет касаться результата действия НП, за «причинным» пониманием которой стоит проявление какого-то психологического закона.

Вторым условием каузального вывода на основе опытных данных является установление закономерной связи в изменениях переменных, или ковариации X и Y. Детерминистские утверждения в психологических гипотезах могут оцениваться вероятностно, т.е. на основе использования статистических критериев. Вывод о достоверном, т.е. не случайном, характере изменений ЗП, при определенных уровнях НП также вносит свой вклад в возможность утверждать, что влияние заданного условиями экспериментального фактора определяло изменения ЗП.

Практически во всех случаях не лабораторных экспериментов не отдельный изолированный фактор, а создание комплекса, или системы, условий вызывает изучаемые явления и процессы, т.е. функциональная связь приобретает характер причинной, или каузальной, при определенных соотношениях детерминистских и вероятностных утверждений. Сама по себе статистическая ковариация не включает предположений о каузальных зависимостях. Итак, управление независимой переменной, или Х-воздействием, приобретает формы функционального контроля условий в эксперименте и позволяет переходить к условным высказываниям типа «если... то...». Произвольное управление со стороны экспериментатора уровнями НП позволяет рассматривать эту переменную X(в системе других побочных факторов) в качестве причинно-действующего фактора.

Третье условие причинного вывода - ликвидация угроз выводу о том, что X воздействует на Y, со стороны других объяснений изменений Y- другими («третьими») переменными или другими гипотетическими интерпретациями. Выделение любой НП не исключает того, что на изучаемый базисный процесс влияют сопутствующие или систематические изменения других переменных, не входящих в гипотетическое отношение между X и Y. Назовем эти переменные смешивающимися (СП). В некоторых учебниках синонимом выступает название «побочные переменные» (ПП).

Выполнение первых двух условий причинного вывода не означает, что не может быть указано каких-то других переменных, воздействующих на НП, ЗП или на связь между ними. Деятельность экспериментатора направлена и на то, чтобы избежать влияний на изучаемую зависимость этих СП, или ПП. Если это ему удается плохо, то эксперимент характеризуется плохой внутренней валидностью. Это означает низкую степень доказательности того, что эмпирически установлена связь именно между переменными X и Y, а не X и Z или Y и Z.

При обосновании того, что внутренняя валидность эксперимента была недостаточной, остается возможность утверждать, что обнаружена иная, чем представленная в экспериментальной гипотезе, зависимость между переменными.

Для демонстрации возможного ошибочного, т.е. артефактного, вывода о причинной зависимости воспользуемся схемой 4.1, которую приводит для демонстрации нарушения внутренней валидности эксперимента Г. Бреденкамп [73]. Стрелка с двойными концами указывает на ковариацию или корреляцию, т.е. на наличие статистической связи между X и СП; направление этой связи неизвестно или не рассматривается в гипотезе. Стрелка от СП к Y означает, что СП причинно воздействует на Y. Наблюдаемое в результате эксперимента изменение Y вслед за X обусловлено в соответствии со схемой этой третьей переменной (СП). В данном случае сами условия опытов дают возможность иной интерпретации изменений ЗП (или Y), без того чтобы рассматривать конкурирующие теории.

Таким образом, неправильный, или артефактный, вывод может быть следствием «технических компонентов» эксперимента, или процедурных особенностей его проведения [32|. Рассмотренная схема 4.1 демонстрирует угрозу внутренней валидности эксперимента и возможность неверных выводов об экспериментальной гипотезе.

Экспериментальный контроль должен, следовательно, включать не только управление НП, но и стабилизацию других (смешивающихся или побочных) переменных либо случайное варьирование их по уровням, чтобы исключить корреляцию НП с СП. Тогда схема условий эксперимента принимает иной вид (схема 4.2). На этой схеме точкой (знак умножения) обозначено взаимодействие между переменными - независимой (X) и смешивающейся (СП). При реализации правильного (валидного, или достоверного) вывода должно быть обосновано, что предполагающееся взаимодействие между НП и СП не изменяет направления связи от Xк Y. Организация условий с точки зрения контроля артефактного вывода о виде постулируемой в гипотезе зависимости означает обеспечение внутренней валидности эксперимента.

Приведенная схема учета смешений не является единственной. В учебнике Р. Готтсданкера подробно анализируются различные схемы, или экспериментальные планы, помогающие проконтролировать разные виды смешений при индивидуальных, кроссиндивидуальных и межгрупповых схемах сравнения ЗП. Подробный перечень смешений в психологических экспериментах, которые необходимо контролировать в «истинных» и «квазиэкспериментальных» планах, обсуждается также Дж. Кэмпбеллом.

7. Корреляция

Термин «корреляция» впервые применил французский палеонтолог Ж. Кювье, который вывел «закон корреляции частей и органов животных» (этот закон позволяет восстанавливать по найденным частям тела облик всего животного). В статистику указанный термин ввел английский биолог и статистик Ф. Гальтон (не просто «связь» - relation, а «как бы связь» - corelation).

Корреляционный анализ - это проверка гипотез о связях между переменными с использованием коэффициентов корреляции, двумерной описательной статистики, количественной меры взаимосвязи (совместной изменчивости) двух переменных. Таким образом, это совокупность методов обнаружения корреляционной зависимости между случайными величинами или признаками.

Корреляционный анализ для двух случайных величин заключает в себе:

· построение корреляционного поля и составление корреляционной таблицы;

· вычисление выборочных коэффициентов корреляции и корреляционных отношений;

· проверку статистической гипотезы значимости связи.

Основное назначение корреляционного анализа - выявление связи между двумя или более изучаемыми переменными, которая рассматривается как совместное согласованное изменение двух исследуемых характеристик. Данная изменчивость обладает тремя основными характеристиками: формой, направлением и силой.

По форме корреляционная связь может быть линейной или нелинейной. Более удобной для выявления и интерпретации корреляционной связи является линейная форма. Для линейной корреляционной связи можно выделить два основных направления: положительное («прямая связь») и отрицательное («обратная связь»).

Впервые в научный оборот термин «корреляция» ввёл французский палеонтолог Жорж Кювье в XVIII веке. Он разработал «закон корреляции» частей и органов живых существ, с помощью которого можно восстановить облик ископаемого животного, имея в распоряжении лишь часть его останков. В статистике слово «корреляция» первым стал использовать английский биолог и статистик Фрэнсис Гальтон в конце XIX века.

Корреляция в психологии

Корреляция (с. 325) (от позднелат. correlatio - соотношение) - термин, применяемый в различных областях знания, в том числе и в психологии, для обозначения взаимного соотношения, соответствия понятий и явлений.

???Большинство психологических опытов - как исследовательских, так и диагностических - ставится с целью обнаружения корреляции психических явлений и свойств друг с другом либо с явлениями биологическими, социальными и прочими. Правильнее было бы сказать, что целью почти всякого опыта является выяснение взаимосвязи и взаимозависимости явлений. Это и понятно: установление такой взаимосвязи впоследствии позволяет по одному какому-то явлению судить и о многих других. Например, установив взаимосвязь такого внепсихологического фактора, как цвет глаз или волос, с некими психическими особенностями - скажем, со свойствами темперамента, - можно значительно облегчить визуальную экспресс-диагностику и судить о темпераменте человека, едва окинув взглядом конкретного индивида. Такой подход таит немалый соблазн, и многие энтузиасты ему безоглядно поддаются. Увы, в том конкретном случае, когда речь заходит о связи внешних черт и психологических свойств (а на этом зиждется все физиогномические построения), большинство взаимозависимостей усмотрены весьма произвольно. Более того - во всех подобных случаях речь идет именно о корреляции, да и то довольно спорной. Этим и определяется Уязвимость физиогномики. Впрочем, как показывает практика, не только физиогномики, но и многих научных и практических выводов, претендующих на психологичность.

???Наряду со многими иноязычными словами понятие «корреляция» прочно утвердилось в лексиконе отечественных психологов. Многие, однако, не вполне отдают себе отчет в его буквальном значении и используют этот термин просто как более изысканную замену знакомому понятию «взаимосвязь», подобно тому, как стало немодно говорить о самосознании, зато у всех на устах «Я-концепция». Но если в последнем случае синонимичность терминов могла бы стать предметом пространной научной дискуссии, то в случае с корреляцией и взаимосвязью и дискутировать не о чем. Говоря о взаимосвязи явлений, мы подразумеваем, что эти явления определенным образом влияют друг на друга. Корреляция означает лишь сочетание этих явлений, сопутствие одного другому, но вовсе необязательно -- их взаимовлияние. Коррелирующие явления и свойства могут быть взаимосвязаны. А могут и не быть; то есть наличие корреляции -- еще не достаточный повод для утверждения о взаимозависимости. Если же взаимосвязь существует, то факт корреляции сам по себе ничего не проясняет в причинно-следственной зависимости, то есть направленности влияния.

???Для наглядности обратимся к наиболее показательным примерам из педагогической практики. Как известно, первые тесты интеллекта еще в начале XX в. были созданы для того, чтобы из массы учащихся отсеять неспособных к освоению школьной программы. Впоследствии они были усовершенствованы, с тем чтобы ранжировать учащихся по степени их способности успешно учиться. В основе этих построений лежал постулат о том, что интеллект и школьная успеваемость -- явления тесно взаимосвязанные, причем второе однозначно зависит от первого. Многие практики придерживаются этого постулата и поныне, полагая, что оценка интеллекта посредством тестирования - надежное основание для педагогического прогноза.

???Соответственно, критерием валидности теста должна служить высокая степень корреляции тестового балла со школьной успеваемостью. Действительно, такая корреляция имеет место, и это, казалось бы, позволяет без колебаний интерпретировать тестовые баллы. Однако многолетние исследования этой проблемы заставили усомниться в однозначности таких толкований.

???Установлено: низкий (ниже определенного уровня) интеллект практически не оставляет надежды на высокие учебные достижения. То есть до определенного уровня (который, вероятно, можно обозначить конкретным тестовым баллом) корреляция однозначно подразумевает прямую взаимосвязь интеллекта и успеваемости. Однако превышение этого уровня уже не позволяет делать выводы о прямой зависимости. В действие вступает такой принципиальный фактор, как мотивация учебной деятельности. Нельзя сказать, что на более низком уровне интеллекта он незначим. Высокая мотивация малоспособного ученика позволяет ему достичь максимальных для его уровня успехов, которые, увы, не могут быть очень высокими. Для успешного освоения школьной программы необходим некий базовый уровень интеллекта, на котором мотивация приобретает решающее значение. Без учета этого фактора мы никогда не сможем понять, почему из двух равно способных учеников один превосходит другого по параметру успеваемости. Слепое доверие к корреляции заведет нас в тупик и не позволит объективно оценить реальную педагогическую проблему.