Основные компоненты эксперимента

Типология экспериментов

Поскольку в сфере жизнедеятельности социума существует большое разнообразие ситуаций и, естественно, целей их преобразования, то вполне понятным становится разнообразие видов экспериментов, применяемых здесь. Характеристика каждого вида содержит в себе условия, при которых его можно использовать в научных и практических целях, а также предел тех задач, которые с его помощью можно решать.

Ведущим, широко применяемым видом эксперимента, является такой его вид, как естественный эксперимент. Это значит проводимый в естественных, реально ложившихся условиях. Нередко такую преобразовательную деятельность называют опытно-экспериментальной, что яв яется правомочным. Лабораторный эксперимент студентами проводится редко, разве что при исследовании очень узких физиологических и психологических проблем.

Естественный эксперимент может быть констатирующим и формирующим. Констатирующий эксперимент предполагает изучение состояния объекта и предмета познания без его преобразования. Однако и здесь есть независимая переменная в виде таких методов изучения состояния объекта, которые побуждают его к действию и проявлению нужных качеств. В таком эксперименте методы исследования как бы передаются изучаемым, и они работают с ними и проявляют скрытые от нас свойства и состояния. Формирующий эксперимент предполагает открытое влияние на сознание, чувства и поведение человека в виде измененных условий жизнедеятельности. Здесь независимая переменная присутствует дважды - в виде нового воздействия и в виде метода изучения его влияния. В первом виде эксперимента результат воздействия независимой пере менной в виде метода диагностирования человека является побочным продуктом, а во втором - целевым.

Естественный эксперимент, как констатирующий, так и формирующий, может быть мерительным или квази-экспериментом. Мерительный эксперимент - эксперимент с наличием критериальных показателей выявляемых свойств, позволяющих определять уровень их развития. Это эксперимент контрольный и контролируемый. Материалы такого эксперимента оформляются как статистические в графики, таблицы, диаграммы. Квазиэксперимент, напротив, проводится при отсутствии строгих параметров качества. Это неконтролируемый эксперимент. Он чаще всего проводится в начале инновационной деятельности. Определителем его качества становятся классические реально существующие показатели, например школьные отметки, состояние здоровья детей.

Естественный эксперимент, как констатирующий, так и формирующий, как мерительный, так и квазиэксперимент, может быть панельным и лонгитюдным. Панельный эксперимент - широкий, с охватом большого количества эксперимен тируемых, например нескольких групп, классов, школ. Как правило, он проводится непродолжительное время. Лонгитюдный эксперимент, напротив, очень глубокий эксперимент на небольшой группе людей и даже одном человеке, но в течение продолжительного времени. Такого рода эксперименты часто проводятся в коррекционной работе.

Кроме этих видов существуют другие эксперименты, не составляющие пары. Это так называемый «ложный» эксперимент (плацебо), когда экспериментируемым внушают его проведение, на самом деле ничего не меняя в условиях их жизнедеятельности. Фактически он проводится на манипулировании сознанием людей. Эксперимент «с новичком», когда в действующую группу детей вводится новичок, первичное восприятие которым новых условий становится предметом изучения и средством оценки состояния группы.

Любому специалисту и исследователю надо владеть таким видом, как мысленный эксперимент. Этот эксперимент в мыслях может проводиться почти по любому виду. Исследователь гипотетически представляет всю технологию экспериментирования и получаемые результаты. Такой эксперимент особенно нужен в ситуациях риска, в масштабных экспериментах, в ситуациях неопределенности. Необходим он в квазиэкспериментах. Мысленное экспериментирование позволяет предвидеть, прогнозировать все неожиданности, просчеты, возможные трудности будущего реального экспериментирования.

Экспериментирование в гуманитарной сфере может проходить как внутрипредметное, то есть в рамках одной науки, например как психологический, педагогический, медицинский, социологический эксперименты. Но может и на стыке ряда наук, как пограничный. Так проводятся психолого-педагогические эксперименты, социально-педагогические, психолого-медико-педагогические и др. В таких экспериментах независимые переменные формируются в рамках одной науки, а зависимые - в рамках другой.

Рис. 12. Способ балансировки с применением контрольной группа

Рис. 13. Способ балансировки с выделением эффекта внешней переменной

Способ балансировки влияния неспецифических внешних переменных 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.

Разумеется, при этом нельзя выделить специфическое влияние каждой внешней переменной и особенности такого влияния независимой переменной из-за эффекта взаимодействия переменных.

Для того чтобы определить, как влияет на зависимую переменную та или иная внешняя переменная, используют план, включающий белее чем одну контрольную группу. В общем случае число контрольных групп в экспериментальном плане должно быть N = n + 1, где n - число внешних ("прочих") переменных. Вторая контрольная груша помещается в экспериментальные условия, где исключено действие одной из внешних переменных, влияющих на зависимую переменную экспериментальной и контрольной групп. Различие в результатах первой и второй контрольных групп позволяет выделить специфическое влияние одной из внешних переменных.

Несколько отличается процедура балансировки при контроле известных внешних переменных. Типичный учет такой переменной -выявление уровня влияния принадлежности испытуемых к тому или иному полу на результаты эксперимента, поскольку известно, что многие данные, полученные на выборке мужчин, невозможно перенести на женскую выборку. Пол - это дополнительная переменная, поэтому планирование сводится к выявлению эффекта действия независимой переменной на зависимую в каждой из двух экспериментальных групп. Аналогично строится эксперимент по сравнению эффекта различных аппаратурных методик в зависимости от возраста испытуемых и др.

Контрбалансировка - это способ контроля дополнительной переменной, чаще всего применяемый 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 эффекта последовательности и эффекта последствия 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.

План контроля за внешней переменной для двух условий представлен на рис. 14.

Рис. 14. План контроля за внешней переменной для двух условий

Для трех независимых переменных применяется такой план конррбалансировки, например, для предъявления трех цветов -красного, желтого и зеленого:

 

Контрбалансировка применяется в тех случаях, когда есть возможность провести несколько серий. Следует лишь учитывать, что большое число опытов может вызвать утомление у испытуемого. Но этот план позволяет контролировать эффект последовательности. Однако контрбалансировка не позволяет полностью исключить еще один эффект, а именно - влияние изменения порядка предъявления заданий на значение зависимой переменной. Он называется дифференцированным переносом: переход от ситуации 1 (когда она создается первой) к ситуации 2 отличается от перехода от ситуации 2 (когда она создается первой) к ситуации 1. Этот эффект приводит к тому, что реальные различия между двумя разными экспериментальными ситуациями при регистрации преувеличиваются.

Итак, техника контрбалансировки заключается в том, что каждый испытуемый получает более одного варианта воздействия (АВ или ВА) и эффект последовательности целенаправленно распределяется на все экспериментальные условия.

При балансировке каждый испытуемый получает лишь одно экспериментальное воздействие - внешняя переменная балансируется 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.

Еще одним способом контроля внешних переменных является рандомизация. Рандомизацией называется процедура отбора, которая гарантирует каждому члену популяции равную возможность стать участником эксперимента. Каждому представителю выборки присваивается порядковый номер, а выбор испытуемых в экспериментальную и контрольную группы проводится с помощью таблицы "случайных" чисел. Рандомизация является способом, позволяющим исключить влияние индивидуальных особенностей испытуемых на результат эксперимента.

Рандомизация применяется в двух случаях:

1) когда известно, как управлять внешними переменными в экспериментальной ситуации, однако у нас нет возможности использовать одну из предшествующих техник контроля;

2) когда мы предполагаем оперировать какой-либо внешней переменной в экспериментальной ситуации, однако не можем ее специфицировать и применить другие техники.

Если предположить, что значение дополнительной переменной (переменных) подчиняется вероятностным законам (например, описывается нормальным распределением), то в состав экспериментальной и контрольных групп войдет выборка, которая имеет те же уровни дополнительных переменных, что и генеральная совокупность.

По мнению многих специалистов, уравнивание групп посредством процедуры рандомизации является единственно надежным способом элиминации влияния внешних (дополнительных) переменных на зависимую. Д. Кэмпбелл определяет рандомизацию как универсальный способ уравнивания групп перед экспериментальным воздействием. Другие способы, например метод попарного сравнения, характеризуются им как малонадежные и ведущие к невалидным выводам.

 

Основные компоненты эксперимента

Эксперимент - это система приемов и методов изучения явлений посредством изменения условий их протекания. Эксперимент всегда связан с практической деятельностью, он имеет внедренческий характер и представляет собой комплекс методов и средств изучения явлений.

Состав эксперимента: а) объект и предмет исследования как зависимая переменная; б) методы и средства преобразования «предмета в объекте» как независимые переменные; в) технология использования независимых переменных; г) диагностика и методы диагностики результатов влияния независимых переменных на зависимые переменные.

Объект и Предмет экспериментирования - это какие-либо феномены и их качественные свойства, которые предполагается усовершенствовать. Конкретные люди, группы, классы, предприятия и другие общности в эксперименте - это объект экспериментирования (заметьте, но не объект всего исследования). Их качества или функции, которые мы развиваем, - это предмет экспериментирования (но не предмет всего исследования). Развиваемые качества или функции у определенных индивидуумов или компаний есть зависимые переменные, то есть те, что зависят от внешних условий и воздействий экспериментатора. Изменение зависимых переменных и становится целью эксперимента. Содержательно, но не по формулировке, цели и предмет эксперимента полностью совпадают.

При определении объекта экспериментирования устанавливается точное число участников, например детей. Число детей с определенными характеристиками может быть очень большим. Для установления особенностей или закономерностей изменений изучаемых качеств (предмета экспериментирования) достаточно сделать выборку. Выборка, то есть количество детей-участников, должна быть репрезентативной. Репрезентативность - это свойство выбранного количества участников эксперимента проявлять те же свойства и особенности, которые присущи всей совокупности таких же людей (детей). На уровне учебно-исследовательской работы определять репрезентативность очень сложно, чаще всего это делают условно или приблизительно, а еще чаще - по аналогу с уже проводимыми подобными экспериментами.

Методы и средства преобразования объекта и предмета экспериментирования, их развития и совершенствования называются независимыми переменными. Независимые, то есть вполне самостоятельные от тех качеств и свойств, которые развиваются в эксперименте. Независимая переменная не придумывается вольно, а выводится из гипотезы всего исследования, ибо весь эксперимент и служит ее практическому доказательству. Именно в гипотезе указывается, какие пути и способы выбрал студент для достижения цели. Независимые переменные и есть то новое (новация, инновация), что вносит студент в теорию и практику.

Технология использования независимых переменных - это порядок проведения эксперимента, режим их введения в жизнедеятельность детей, детского и педагогического коллективов, это определение дополнительных условий введения.

Диагностико-аналитические методы в эксперименте связаны с параметризацией эксперимента, то есть с выделением показателей эффективности влияния независимых переменных на зависимые переменные и с возможностью их измерить. Методы, выбранные для диагностики зависимых переменных, должны быть валидными. Валидность методов - это их способность измерять именно данную зависимую переменную и ее изменения, то есть соответствие метода и параметрических характеристик объекта и предмета экспериментирования, их адекватность.

Алгоритм экспериментирования примерно таков. Перед началом эксперимента студент-экспериментатор замеряет с помощью диагностических методов состояние зависимых переменных, затем вводит независимые переменные, под влиянием которых происходят изменения состояния зависимых переменных. Эти изменения опять замеряются и затем сопоставляются с начальными данными. Зависимые и независимые переменные в практической деятельности приходят во взаимодействие. Качество взаимодействия зависит от технологии использования (ввода) независимых переменных. Результат взаимодействия зависимых и независимых переменных оценивается с помощью специальных аналитических методов.

Типология экспериментов

Поскольку в сфере жизнедеятельности социума существует большое разнообразие ситуаций и, естественно, целей их преобразования, то вполне понятным становится разнообразие видов экспериментов, применяемых здесь. Характеристика каждого вида содержит в себе условия, при которых его можно использовать в научных и практических целях, а также предел тех задач, которые с его помощью можно решать.

Ведущим, широко применяемым видом эксперимента, является такой его вид, как естественный эксперимент. Это значит проводимый в естественных, реально ложившихся условиях. Нередко такую преобразовательную деятельность называют опытно-экспериментальной, что яв яется правомочным. Лабораторный эксперимент студентами проводится редко, разве что при исследовании очень узких физиологических и психологических проблем.

Естественный эксперимент может быть констатирующим и формирующим. Констатирующий эксперимент предполагает изучение состояния объекта и предмета познания без его преобразования. Однако и здесь есть независимая переменная в виде таких методов изучения состояния объекта, которые побуждают его к действию и проявлению нужных качеств. В таком эксперименте методы исследования как бы передаются изучаемым, и они работают с ними и проявляют скрытые от нас свойства и состояния. Формирующий эксперимент предполагает открытое влияние на сознание, чувства и поведение человека в виде измененных условий жизнедеятельности. Здесь независимая переменная присутствует дважды - в виде нового воздействия и в виде метода изучения его влияния. В первом виде эксперимента результат воздействия независимой пере менной в виде метода диагностирования человека является побочным продуктом, а во втором - целевым.

Естественный эксперимент, как констатирующий, так и формирующий, может быть мерительным или квази-экспериментом. Мерительный эксперимент - эксперимент с наличием критериальных показателей выявляемых свойств, позволяющих определять уровень их развития. Это эксперимент контрольный и контролируемый. Материалы такого эксперимента оформляются как статистические в графики, таблицы, диаграммы. Квазиэксперимент, напротив, проводится при отсутствии строгих параметров качества. Это неконтролируемый эксперимент. Он чаще всего проводится в начале инновационной деятельности. Определителем его качества становятся классические реально существующие показатели, например школьные отметки, состояние здоровья детей.

Естественный эксперимент, как констатирующий, так и формирующий, как мерительный, так и квазиэксперимент, может быть панельным и лонгитюдным. Панельный эксперимент - широкий, с охватом большого количества эксперимен тируемых, например нескольких групп, классов, школ. Как правило, он проводится непродолжительное время. Лонгитюдный эксперимент, напротив, очень глубокий эксперимент на небольшой группе людей и даже одном человеке, но в течение продолжительного времени. Такого рода эксперименты часто проводятся в коррекционной работе.

Кроме этих видов существуют другие эксперименты, не составляющие пары. Это так называемый «ложный» эксперимент (плацебо), когда экспериментируемым внушают его проведение, на самом деле ничего не меняя в условиях их жизнедеятельности. Фактически он проводится на манипулировании сознанием людей. Эксперимент «с новичком», когда в действующую группу детей вводится новичок, первичное восприятие которым новых условий становится предметом изучения и средством оценки состояния группы.

Любому специалисту и исследователю надо владеть таким видом, как мысленный эксперимент. Этот эксперимент в мыслях может проводиться почти по любому виду. Исследователь гипотетически представляет всю технологию экспериментирования и получаемые результаты. Такой эксперимент особенно нужен в ситуациях риска, в масштабных экспериментах, в ситуациях неопределенности. Необходим он в квазиэкспериментах. Мысленное экспериментирование позволяет предвидеть, прогнозировать все неожиданности, просчеты, возможные трудности будущего реального экспериментирования.

Экспериментирование в гуманитарной сфере может проходить как внутрипредметное, то есть в рамках одной науки, например как психологический, педагогический, медицинский, социологический эксперименты. Но может и на стыке ряда наук, как пограничный. Так проводятся психолого-педагогические эксперименты, социально-педагогические, психолого-медико-педагогические и др. В таких экспериментах независимые переменные формируются в рамках одной науки, а зависимые - в рамках другой.