Принципы организации эксперимента. Основные принципы метода эксперимента. Основы экспериментальной психолингвистики

Для того, чтобы уяснить чем же отличается экспериментальное исследование черт личности от любого другого вида исследовния, давайте рассмотрим что же представляет из себя эксперимент и какие основные принципы проведения экспериментов…

Целью всякого эксперимента является проверка гипотез о причинной связи между явлениями: исследователь создает или изыскивает определенную ситуацию, приводит в действие гипотетическую причину и наблюдает за изменениями в естественном ходе событий, фиксирует их соответствие или несоответствие предположениям, гипотезам.

Нужно сказать, что эксперимент как метод эмпирического исследования начал активно применяться лишь с 20-х годов нынешнего века. И по сегодняшний день эксперимент в психологии и социологии достаточно сложен по той простой причине, что организационные проблемы, связанные с проведением эксперимента, достаточно сложны и хлопотливы, а многие процессы по сей день мало изучены для выдвижения объяснительных гипотез. В данной ситуации для повышения степени научной обоснованности результатов подобного исследования необходимо проводить повторные эксперименты, используя при этом различные их виды. А какие виды существуют?

Социальные эксперименты различаются: 1) по характеру объекта и предмета исследования, 2) по специфике поставленной задачи, 3) по характеру экспериментальной ситуации, 4) по логической структуре доказательства гипотезы.

По характеру объекта и предмета исследования следует различать социологические, экономические (хозяйственные), правовые, социально психологические, педагогические, психологические, эстетические эксперименты. Различия между этими разновидностями экспериментов определяются спецификой соответствующих научных дисциплин, однако в некоторых случаях различные виды экспериментов могут быть тесно взаимосвязанными, базирующимися на одних и тех же процессах реальности.

По характеру объекта исследования различаются также реальные и мысленные эксперименты. Если в реальном эксперименте объяснительные гипотезы проверяются путем планомерного управления условиями социальной деятельности, то в мыслительном эксперименте проверке гипотез подвергаются не реальные явления, а информация о них. По той причине, что в мыслительном эксперименте отсутствует весьма важный признак экспериментирования - целенаправленное вмешательство в реальные процессы, преобразование объекта введением в действие экспериментального фактора, многие исследователи не рассматривают его в числе разновидностей социального эксперимента.

По специфике поставленной задачи различаются:

1) Научные и прикладные эксперименты. Научные эксперименты направлены на приобретение новых знаний, прикладные же - на получение практического эффекта.

2) Проективные и ретроспективные. Проективные эксперименты направлены в будущее: исследователь проектирует проявления предполагаемых следствий, вводя в действие гипотетические причины. Ретроспективные - направлены в прошлое: исследователь манипулирует информацией о совершившихся событиях, пытается проверить гипотезы о причинах, вызвавших имеющиеся следствия.

3) Одно- и много-факторные эксперименты. В однофакторном эксперименте проверяется гипотеза о следствиях воздействия одной независимой переменной, в многофакторном эксперименте - целого комплекса переменных в их взаимодействии.

По характеру экспериментальной ситуации следует прежде всего различать контролируемые и неконтролируемые эксперименты. На результаты неконтролируемых экспериментов оказывают существенное влияние внеэкспериментальные факторы, характер и степень влияния которых неизвестны, часто остается неизвестной и сама природа этих факторов. При контролируемом эксперименте контроль переменных означает выравнивание всех условий на экспериментальном и контрольном объекте, кроме воздействия экспериментального фактора, и периодическое измерение значений как экспериментальных так и неэксперементальных переменных. (Нужно отметить, что подобный эксперимент в социологии практически невозможен).

Попытки проведения контролируемого эксперимента как правило приводят к эксперименту лабораторному, то есть к такому эксперименту, когда пытаются искусственно создать условия, максимально приближенные как к задачам исследования, так и к реальной ситуации. Одной из центральных проблем такого эксперимента является правильное введение в эксперимент, правильный инструктаж: 1) объяснение целей эксперимента (для чего все это предпринимается), 2) объяснение задач испытуемых (что они должны делать), 3) призыв к нормальному спокойному поведению "как всегда".

В полевом эксперименте ситуация воздействия экспериментального фактора гораздо более близка к естественным условиям, но вместе с тем и гораздо менее управляема и контролируема.

Среди полевых экспериментов различаются активно направленные и естественные . Активно направленным считается эксперимент, в котором исследователь активен: вводит в действие экспериментальный фактор, который, по его гипотезе, должен привести к определенным следствиям. Плюс к этому, исследователь стремится достичь того, чтобы испытуемые не знали о проводимом эксперименте. В естественном эксперименте изучаемый фактор не вводится экспериментатором, его воздействие вызвано естественным ходом событий. Исследователь разыскивает подходящую ситуацию, где экспериментальный фактор находится лишь в максимальной естественной изоляции от других факторов и лишь наблюдает за развитием событий до и после воздействия изучаемого фактора, фиксируя их, насколько это возможно. Следует отметить, что остается спорным вопрос, являются ли подобные исследования разновидностью эксперимента или наблюдения. Многие существенные признаки эксперимента отсутствуют (активность исследователя, контроль переменных), но сохраняется объяснительная гипотеза и логическая схема ее доказательства.

Помимо всего вышесказанного, эксперименты могут также различаться по логической структуре доказательства гипотезы. В этом случае они делятся на параллельные (симультанные) и последовательные (сукцессивные) эксперименты.

В параллельном эксперименте доказательство опирается на сравнение состояний двух объектов, экспериментального и контрольного (в социальных исследованиях это, как правило, экспериментальная и контрольная группа людей) в одно и то же время. При этом экспериментальной является группа, на которую оказал воздействие экспериментальный фактор, контрольной - где этого воздействия не было.

В последовательном эксперименте контрольная группа отсутствует. Одна и та же группа является контрольной до введения экспериментального фактора и в качестве экспериментальной после того, как этот фактор оказал (или мог бы оказать) предполагаемое воздействие.

Теперь когда мы выяснили, что же такое эксперимент, давайте попытаемся разобраться что такое черты личности и какие они бывают.

«3. МЕТОДЫ ПОСТАНОВКИ ЭКСПЕРИМЕНТА 3.1. Общие принципы В организации эксперимента центральное место принадлежит методике исследования – комплексу...»

3. МЕТОДЫ ПОСТАНОВКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1. Общие принципы

В организации эксперимента центральное место

принадлежит методике исследования – комплексу

специфических операций с подопытными животными.

Правильный выбор методики определяет успех эксперимента.

По своему существу опыты c животными являются сравнительными. В них сравнивают или действие различных факторов на животных определенной породы и конституции, или реакцию животных различных пород и конституций на определенный комплекс условий внешней среды. В первом случае главный методический принцип заключается в том, чтобы опытные группы животных по наследственным и конституциональным особенностям были максимально сходными, а изучаемые факторы в определенной мере различались. Во втором случае, наоборот, различия должны быть в самом составе опытных групп (например, различные породы), а условия внешней среды (кормление, содержание и пр.) – максимально сходными. Во всех исследованиях один из вариантов сравнения принимают за эталон или контроль, а другие – за испытуемые. Элемент сравнения должен выступать, насколько это возможно, в «чистом» виде.

Наибольшие методические трудности при постановке экспериментов первого типа связаны с устранением наследственных различий между животными в подопытных группах. Все традиционные методы различаются главным образом тем, каким образом при том или ином методе нивелируют влияние наследственности на конечный результат изучаемых показателей между опытными группами. Причина такого внимания к наследственности состоит в том, что животные с разными генотипами имеют различную норму реакции на воздействие одних и тех же факторов внешней среды.

В зависимости от принципа организации эксперимента и сравнения полученных данных, все методы постановки опыта делят на две большие группы: методы, основанные на принципе аналогичных групп и методы, основанные на принципе групппериодов (рис. 2).

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

Аналогичных Групп-периодов:

Периодов

Параллельных групп-периодов

Обратного Обособленных замещения Интегральных групп: групп: повторного

Однояйцовые 2-х факторные замещения

Пар-аналогов полифакторные латинского

–  –  –

Выбор схемы проведения опыта зависит от цели эксперимента и числа животных. При проведении опыта необходимо правильно формировать группы животных, которые должны быть аналогами по полу, возрасту, живой массе, физиологическому состоянию. В экспериментах по разведению, селекции и генетике, следует учитывать также происхождение животных.

3.2. Методы обособленных групп В этой группе метод однояйцовых двоен является наиболее точным, так как используют животных с одинаковой наследственностью. Преимущество - можно получить более объективные результаты за счет бльшей однородности между группами. Недостатки: а) малочисленность двоен; б) трудности подбора групп одного возраста и пола; в) возможность формирования только двух групп, г) при выбытии животного в одной из групп необходимо исключать двойника из другой.

Метод пар-аналогов является основным и наиболее распространенным. Обеспечивает хорошие результаты только в том случае, если группы будут сформированы на основании объективных данных по каждому животному.

В практических условиях подобрать большое число одинаковых животных по 4-5 показателям трудно, особенно для малоплодных видов. Поэтому подбирают пары, тройни и т.д.

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

аналогичных животных, которых включают в разные группы.

Число животных-аналогов зависит от числа групп в эксперименте.

Последнее определяется числом изучаемых факторов плюс контрольная группа.

При подборе животных-аналогов учитывают породу, пол, возраст, живую массу, происхождение, физиологическое состояние (период лактации, беременности), продуктивность (прирост живой массы, удой, процент жира в молоке, яйценоскость, настриг шерсти и др.). Допустимые максимальные различия: между животными в паре - 5…6%, между крайними вариантами в группе - 10…12%, между группами - 2…3%. Правильно сформированные группы не должны иметь статистически значимых различий. Для определения - какая группа животных будет контрольной, а какие опытными, используют жеребьевку.

применяют при Метод сбалансированных групп невозможности использования метода пар-аналогов. Сущность его заключается в подборе групп животных, относительно равноценных по основным средним показателям. Для исключения элемента случайности число животных увеличивают в 1,5-2 раза по сравнению с методом пар-аналогов и добиваются максимального сходства по средним показателям. Необходимое число животных (n) рассчитывают по формуле:

CV 2 n = 2 K 2, D где K – константа (при Р0,95 равна 3,29); CV – коэффициент изменчивости (%); D – различие между средними опытных групп (%).

Например, в опыте с молодняком крупного рогатого скота CV живой массы составляет 8%, а ожидаемая разность в ее приросте 7%. Следовательно, в каждой группе должно быть 28 голов.

n = 2 3,29 Чем выше коэффициент изменчивости и меньше ожидаемые различия между группами, тем большее число животных необходимо в опыте для получения надежных результатов.

Метод субстада (миниатюрного стада) используют, когда нет возможности подобрать животных описанными выше методами.

Сущность метода: из общего поголовья скота отбирают группу

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

животных (10…15%), которая является копией основного стада по возрасту, породности, живой массе, продуктивности и физиологическому состоянию. Субстадо - опытная группа, а основное стадо – контроль. Метод применяют в основном для изучения технологических вопросов (содержания, кормления и т.п.).

3.3. Методы интегральных групп Эта группа методов позволяет получить в одном эксперименте информацию о влиянии нескольких факторов на организм животных. Также имеется возможность установить наиболее эффективное влияние соотношения изучаемых факторов.

Метод двухфакторного комплекса заключается в том, что в опыте изучают влияние двух факторов одновременно при разном их уровне (табл. 2).

2. Схема проведения опыта с использованием 2-х факторного комплекса

–  –  –

По этой схеме можно оценить как влияние каждого фактора в отдельности, так и их совместное взаимодействие.

Многофакторные комплексы применяют тогда, когда требуется изучить одновременно влияние нескольких факторов при различном их сочетании (табл. 3).

3. Схема проведения опыта с использованием 3-х факторного комплекса

–  –  –

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

Во всех рассмотренных выше методах, кроме однояйцовых близнецов, опытные группы животных имеют лишь, в общем, и целом сходную, но не тождественную наследственность.

3.4. Методы групп-периодов В генетическом отношении эти методы сочетают некоторые свойства подопытного материала однояйцовых двоен (проводятся на одних и тех же животных), и свойства аналогичных групп.

Однако возрастные изменения могут привести к смещенным результатам опытов.

Метод периодов заключается в том, что опыт проводят на одной группе животных и изучают влияние одного фактора в течение нескольких последовательных периодов (табл. 4).

4. Схема проведения опыта методом периодов

–  –  –

Опыты следует проводить на животных, закончивших рост, здоровых, одного типа. Если до начала опыта животные находились на хозяйственном рационе, то в течение 15 суток их переводят на основной рацион.

Во втором опытном периоде вводят изучаемый фактор (например, кормовая добавка) сверх основного рациона или вместо какой-то его части, или исключая из основного рациона, если он в него входил.

В заключительный период устанавливают, действительно ли изменения продуктивности, роста, состояния здоровья и т.д. в главный опытный период определяются действием изучаемого фактора, а не случайным стечением обстоятельств.

О результатах опыта судят, сопоставляя фактическую продуктивность при использовании основного рациона с продуктивностью животных, получавших опытный рацион.

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

Преимущества: рационы испытывают на одних и тех же животных. Недостатки: на результаты исследований могут существенно влиять изменения в погодных условиях и в физиологическом состоянии животных (возраст, беременность, стадия лактации и т.п.). Кроме того, имеет место трудность учета влияния одного фактора (рациона) на другой и относительно короткий срок проведения опытов.

Метод параллельных групп-периодов применяют для сравнительного изучения одновременно двух или более факторов на соответствующем числе животных. Для проведения опыта формируют аналогичные группы животных. Используют следующую схему (табл.5).

5. Схема метода параллельных групп-периодов (ОР - основной рацион; Ф1 и Ф2 – изучаемые факторы)

–  –  –

Метод применяют редко и главным образом при постановке краткосрочных опытов по кормлению.

Метод групп-периодов с обратным замещением объединяет метод периодов и метод параллельных групппериодов (табл. 6).

6. Схема опыта групп-периодов с обратным замещением (ОР - основной рацион; Ф1 и Ф2 – изучаемые факторы)

–  –  –

Подбор животных в группы осуществляют по методу параналогов или сбалансированных групп.

Метод повторного замещения, или комбинированный, совмещает элементы методов групп и групп-периодов (табл. 7).

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

Он позволяет получать многократные данные в процессе одного эксперимента, что повышает информативность опыта.

7. Схема опыта по методу повторного замещения (ОР - основной рацион; Ф1 и Ф2 – изучаемые факторы)

–  –  –

Подбор животных осуществляют методом пар-аналогов или методом сбалансированных групп. В подготовительный период животные получают основной рацион и 50% каждого из изучаемых кормов. В основной период опыта контрольная группа коров получает этот же рацион, а животным опытных групп попеременно скармливают один из изучаемых кормов. За период опыта каждый корм в одной группе будет изучен 3 раза, а в целом 6 раз.

Данные можно сравнивать как внутри группы, так и между группами. Недостатки: а) при замене одного корма другим на результаты опыта может оказать влияние последействия первого корма; б) не всегда имеется возможность эквивалентно заменить один корм другим.

Метод латинского квадрата – разновидность метода групппериодов с обратным замещением. Сущность метода в том, что каждый испытуемый фактор изучают на индивидуальном животном по следующей схеме (табл. 8).

8. Схема опыта по методу латинского квадрата (ОР - основной рацион; Ф1, Ф2 и Ф3 – изучаемые факторы)

–  –  –

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

При проведении опыта необходимо учитывать следующие требования:

Число животных в группе должно быть кратным числу периодов опыта; при 3-х периодах – 3, 6, 9 животных, при 4х –4, 8, 16 и т.д.;

Число периодов должно в точности соответствовать числу изучаемых факторов;

Все животные должны быть сохранены до конца опыта.

Для комплектования групп подбирают сходных по зоотехническим качествам животных, а их индивидуальное распределение по группам производят по принципу случайности (рандомизации). Для этой цели можно использовать таблицу случайных чисел (см. главу 2).

3.5. Требования к постановке опыта Надежность результатов экспериментальных исследований на животных зависит, прежде всего, от строгого соблюдения и выполнения методики опыта. Обязательным условием является наличие контроля, с которым сравнивается полученный результат. Любая схема опыта должна удовлетворять следующие основные требования:

1. В течение опыта все условия и факторы, кроме изучаемого, должны быть, по возможности, одинаковыми. При проведении опыта необходимо добиваться сопоставимых условий кормления и содержания животных как внутри опытных групп, так и между ними.

2. Опыт должен быть организован таким образом, чтобы наиболее полно учесть изменчивость количественных и качественных показателей продуктивности животных.

3. Влияние индивидуальных особенностей животных, систематических (возраста, сезона года и т.п.) и случайных обстоятельств должно быть учтено или исключено.

4. Продолжительностью опыта должно быть исключено или ослаблено влияние случайных факторов и последействие факторов одного периода на результаты другого.

5. Большое значение для получения объективных данных имеет число повторностей опыта. Необходимое число повторностей в каждом опыте устанавливают в зависимости от конкретных задач исследований. В научно-хозяйственных опытах должно быть не менее двух повторностей.

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

6. Необходимо обеспечить тщательное наблюдение за изучаемыми факторами, учет сопутствующих условий, например, состояние здоровья животных, климатические данные и т.д.

Надежность результатов опыта во многом зависит от качества его подготовки. Весь эксперимент условно делят на периоды. После формирования групп животных проверяют идентичность состава пар-аналогов, контрольной и опытных групп. С этой целью опыт следует начинать с подготовительного (уравнительного) периода. Длительность его зависит от изучаемых факторов, но не менее двух недель. В течение этого периода животные всех групп должны быть здоровыми и находиться в одинаковых условиях содержания и кормления. На основе данных, полученных в этот период, можно принять дополнительные меры к уравниванию групп.

В переходный период (продолжительностью не менее двух недель) ставится задача – добиться постепенного приспособления животных к условиям опытного периода. Наличие этого периода не обязательно, если в подготовительный период была достигнута необходимая выравненность животных.

В учетный (опытный) период вводят весь комплекс изучаемых факторов и контрольных измерений, предусмотренных методикой опыта.

В заключительный период все животные вновь должны находиться в однотипных условиях содержания и кормления.

При изучении влияния какого-либо корма, например, на приросты растущего молодняка, этот корм в предусмотренном количестве дают только подопытным животным. Приросты подопытных животных сравнивают с приростами животных контрольной группы, которые не получали этого корма. Этим и определяют влияние или эффект корма на изучаемый показатель.

Так как первичный материал является основой для суждения о выполненном исследовании, построения выводов и предложений, то он должен быть объективным, тщательно проверенным и правильно биометрически обработанным. При биометрической обработке данных необходимо использовать современные пакеты статистических программ таких, как STATGRAРHICS, STATISTICA, SAS, LSMLMW и др (см.

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

3.6. Возможные ошибки Каждый эксперимент содержит элемент неопределенности вследствие ограниченности экспериментального материала.

Постановка повторных опытов также не дает полностью совпадающих результатов, так как всегда существует ошибка опыта, которая в свою очередь является суммарной величиной результатом многих ошибок.

Ошибка – это расхождение между результатами выборочного наблюдения и истинным значением измеряемой величины. Понятие ошибки связано с понятием: чем выше точность, тем меньше ошибка. Ошибки могут возникать из-за влияния условий проведения эксперимента, опытности и добросовестности исследователя, несовершенства измерительных приборов.

Ошибки подразделяют на случайные, систематические и грубые.

Случайные ошибки возникают под воздействием очень большого числа факторов. Эффекты действия каждого столь незначительные, что их нельзя выделить и учесть в отдельности.

Источниками случайных ошибок может быть невозможность подбора в группы животных абсолютно одинаковых по генотипу, живому весу, физиологическому состоянию, возрасту и т.п.

Кроме того, практически невозможно в хозяйственных условиях опыта создать одинаковую температуру, освещенность, влажность воздуха на всей площади животноводческого помещения и многое другое.

Случайное варьирование опытных данных - постоянный спутник экспериментов. И ни в одном из них, как бы тщательно он не проводился, нельзя получить абсолютно точные данные.

Любой опыт содержит в себе некоторые элементы случайности, т.е. изменчивость получаемых данных обусловлена в какой-то степени неизвестными нам причинами – случайными ошибками.

Таким образом, случайные ошибки являются неизбежными.

Однако математическая статистика располагает методами количественного определения величины случайных ошибок, совокупность которых при большом числе наблюдений подчиняется закону нормального распределения (при

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

ограниченном числе параллельных наблюдений – закону распределения Стьюдента).

Характерная особенность случайной ошибки – их тенденция погашаться в результате приблизительно одинаковой вероятности как положительных, так и отрицательных значений.

Благодаря такой тенденции при обобщении данных и расчете средних показателей, погрешности уменьшаются по мере увеличения числа наблюдений.

Систематические ошибки порождаются причинами, действующими регулярно в определенном направлении.

Систематические ошибки могут вызываться – уровнем кормления и содержания животных на ферме, годом рождения, сезоном отела, стадией лактации, полом, выводом, возрастом и т.п. Они искажают измеряемую величину в сторону преувеличения или преуменьшения в результате действия определенной постоянной причины на группу животных. Их основная особенность – однонаправленность, т.е. они завышают или занижают результаты опыта. Это приводит к тому, что такие ошибки в отличие от случайных, не имеют свойства взаимопогашения и, следовательно, целиком входят в показания отдельных измерений и в средние показатели.

Грубые ошибки или промахи возникают чаще всего в результате нарушения основных требований к проведению опыта, недосмотра, небрежного или неумелого выполнения работ (описки, просчеты, перепутывание животных, использование непроверенных приборов и т.п.). Избежать грубых ошибок можно продуманной и тщательной организацией опыта, его аккуратным проведением. Для биометрической обработки используют лишь те данные, которые не содержат грубых ошибок. Исследователь должен тщательно рассмотреть такие наблюдения и выяснить причины их появления. Особенно это необходимо при небольшом числе наблюдений, которые к тому же были получены с большими затратами труда и средств.

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

3.7. Производственная проверка Результаты эксперимента должны быть проверены в производственных условиях. Положительный исход дает основание для рекомендации научной разработки в производство.

Производственную проверку проводят по тем же схемам и принципам, что и научный эксперимент, но на более большом поголовье животных. Контрольную и проверяемую группы формируют, как правило, по принципу пар-аналогов по полу, возрасту, живой массе, продуктивности и т.п.

Число животных в группе устанавливают с учетом сложившейся технологии. Коров и нетелей должно быть не менее 50 голов, 100 голов молодняка на откорме, 20 свиноматок, по 100 голов поросят, 10 хряков, 300 кур, по 500 цыплят.

Продолжительность проверки должна соответствовать длительности производственного цикла. Для молочных коров производственную проверку начинают с первого дня лактации и продолжают до начала следующей. Новые кормовые средства испытывают не менее трех месяцев.

По при выращивании телят предусматривают следующие циклы: от рождения до 15-20 дней - профилакторный период.

На свиноводческих комплексах предусматривают три периода доращивание (от 26 до 42, от 43 до 60 и от 61 до 105 дней) и два периода откорма (от 106 до 158 и от 159 до 222 дней).

В птицеводстве продолжительность производственной проверки кур-несушек должна составлять не менее 10 месяцев от начала яйцекладки.

В опытах с дойными коровами учитывают возраст, сервиспериод, межотельный период, выход телят, удой, жирность, белковость (если контролируется). При работе с молодняком учитывают сохранность и причины отхода, рост и развитие, живую массу, валовой и среднесуточный прирост массы за период выращивания и откорма, качество продукции.

В свиноводстве изучают многоплодие, молочность, массу гнезда при рождении и отъеме поросят, сохранность поголовья,

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

рост и развитие ремонтного молодняка, откормочные качества свиней, качество мяса и сала.

В птицеводстве основными показателями являются сохранность, живая масса, яйценоскость, среднесуточный и валовой прирост молодняка, качество яиц и мяса.

В конце производственной проверки рассчитывают экономическую эффективность.

3.8. Экономическая эффективность Критерием экономической эффективности научной разработки является годовой экономический эффект:

о ж и д а е м ы й - после окончания опыта, и ф а к т и ч е с к и й – при апробации эксперимента в производстве. Экономический эффект рассчитывают (1) по разности прибыли или (2) по снижению затрат в новом варианте (опыт) относительно базового (контроль).

Первый способ используют, когда в результате испытания нового варианта повышается продуктивность животных, снижаются материальные затрат или изменяется качество продукции. Разница между стоимостью валовой продукции и производственными затратами характеризует чистый доход.

Разница в чистом доходе между новым и базовым вариантами характеризует прирост чистого дохода - прибыль или годовой экономический эффект.

Внутрихозяйственный экономический эффект определяют по формуле:

R =[(D N C N) (D B C B)] V, где R - экономический эффект, руб.; D - стоимость единицы продукции в закупочных ценах, руб.; С - себестоимость единицы продукции, руб.; V объем дополнительной продукции в соответствующих единицах.

Субиндексы N и B обозначают новый и базовый (контрольный) варианты.

Второй способ применяют, когда производственные испытания вызывают изменения себестоимости продукции в целом или по отдельным статьям, хотя продуктивность и качество продукции остаются прежними.

Внутрихозяйственный экономический эффект рассчитывают по формуле:

R = (C B C N) V.

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

В исследованиях по селекции животных при расчете экономического эффекта необходимо учитывать фактор времени. Это связано с тем, что, во-первых, отдельные виды затрат на селекционные мероприятия (Ci) производят в разное время. Например, затраты на покупку быков, проверку по потомству, долговременное хранение их спермы. Во-вторых, селекция оказывает длительное воздействие. Достигнутое генетическое улучшение от одного селекционного цикла начинает проявляться у первотелок и продолжает проявляться как в последующих лактациях, так и в последующих поколениях (у дочерей, внучек, правнучек). Соответственно, в разные временные периоды будет получен и доход от реализации дополнительной продукции (D j). Поэтому разновременные затраты и доходы необходимо привести в положение сравнимости, т.е. к какому-то одному году. Для этого используют процедуру дисконтирования (рис. 3).

–  –  –

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

Если в качестве года сравнения взять год лактирования дочерей-первотелок отобранных быков, то для приведения затрат формула сложных процентов будет (1+ r) t, а для приведения дохода 1/(1+ r) t, где r – фактор дисконтирования (нормативный коэффициент, степень заинтересованности, норма прибыли, учетный процент, учетная ставка); t – (1) для затрат – это период времени от вложения затрат до основного года, (2) для дохода – период от начала получения дохода до основного года.

Общие затраты составляют сумму приведенных (дисконтированных) затрат, а общий доход – сумму приведенных доходов.

Процедура дисконтирования позволяет сопоставлять разновременные затраты и доходы и, тем самым, производить оценку экономической эффективности различных селекционных мероприятий (см. детали у ).

3.9. Современные тенденции Постановка эксперимента преследует основную цель выявить достоверность влияния изучаемого фактора при условии, что все остальные влияния остаются постоянными. Чтобы это достигнуть, исследователь вынужден ограничивать эксперимент одним хозяйством и, соответственно, небольшим числом опытных животных. Кроме того, он должен провести производственную проверку, результаты которой, как правило, значительно расходятся с результатами эксперимента.

Современная тенденция в науке – это стремление извлекать научную информацию из производственных данных с помощью многофакторных статистических моделей. В данном направлении в наибольшей степени продвинулись исследования по разведению и селекции молочного скота.

Этому способствовало:

а) создание информационных систем и их внедрение в племенное скотоводство;

б) развитие биометрических методов для многофакторной обработки «полевых» данных;

в) разработка пакетов компьютерных программ с генетикоселекционной направленностью, и

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

г) постоянно возрастающая мощность компьютеров.

По «полевым» данным проводят: а) селекционно-генетические исследования популяции; б) мониторинг инбридинга и инбредной депрессии; в) анализ скрещивания; г) оценку племенной ценности животных; д) оценку фенотипических, генетических и паратипических трендов; ж) прогнозирование эффективности племенной работы.

Широкое применение в исследованиях по скотоводству находит математическое моделирование селекционного процесса.

В частности, при гармонизации линейного разведения, группового и индивидуального подборов, генетикоэкономической оптимизации селекционного процесса в племенных стадах и генофондных популяциях, при генетикоэкономической оптимизации программ крупномасштабной селекции.

С одной стороны, практическое животноводство представляет богатейший зоотехнический и племенной материал.

С другой стороны, биометрические методы и компьютерные технологии являются эффективным средством для извлечения из него новых научных знаний. Эти знания способствуют разработке методов, технологий и программ, которые решают конкретные практические задачи и проблемы животноводства.

Сама зоотехническая практика рассматривается в данном случае как огромный производственный эксперимент, дающий возможность делать ценные выводы одновременно как для науки, так и для производства на уровне стада, породы, региона и даже в общегосударственном масштабе.

В заключение изложения основ организации и проведения эксперимента следует отметить, что в зависимости от исследуемой проблемы и/или вида животных, в эксперименте используют ту или иную специфическую научную методику.

Частных биозоотехнических методик множество. Описание многих из них дано в монографии акад. А.И. Овсянникова и в Методических рекомендациях ВНИИплема (см. также ). Однако независимо от разнообразия биозоотехнических методик, объединяет все или почти все

Из кн.: Кузнецов В.М. Основы научных исследований в животноводстве. Киров:

Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006.- 568 с.

научные исследования по животноводству необходимость статистической обработки результатов эксперимента.

Современный статистический анализ результатов наблюдений - это не формальное дополнение к эксперименту, а большая и важная его часть, без которой вся работа становится малоинформативной. Поэтому биологу-исследователю важно знать не только специфические научные методики, но и хорошо представлять себе основу, логику и требования статистических средств. Он должен правильно выбрать адекватные статистические методы и уметь использовать их для извлечения

Похожие работы:

«1 Ролевая игра Мафия Введение Вы устали от своей жизненной роли? Хотите расширить спектр ощущений? Разнообразить круг общения? Тогда игра "Мафия" - это для вас. Когда Вы сядете за стол вместе с другими игроками, все, что было для вас привычным, начнет изменяться. Вы попадете в мир, который вроде бы является уменьшенной копией обычного мира. "Мафия" - это...»

«Опарин А. А. Когда плачут сосны. Оглавление. От автора. Янтарный пролог. Глава 1. Кровавые страницы Ливонской хроники. Глава 2. Воспитатель российской императрицы. Глава 3. В котле Гражданской войны. Глава 4. Студент Рижского университета. Глава 5. Семинария Сужи. Глава 6. Во дни президента Улманиса. Глава 7. Навстречу неведомому миру....»

«Видеомагнитофон / Музыкальный плеер и рекордер /Фотоальбом / USB 2. 0 Жесткий диск Уважаемый покупатель, Компания ARCHOS благодарит Вас за то, что выбрали продукцию нашей компании. Archos AV 500 многофункциональное мультимедийное устройство на основе жесткого диска, оно окажет Вам ощутимую пользу в д...»

«Интеграция с RBKmoney Интеграция с RBKmoney Описание API Версия: D212 Последнее обновление: 19-10-2016 Последнее обновление: 19-10-2016 Стр. 1/43 Интеграция с RBKmoney Содержание 1 Предисловие 2 Интеграция с RBKmoney 2.1 Возможности интеграции 2.1.1 Заявка на перевод 2.1.2 Фоновая покупка 2.1.3 Рекарринговые платежи 2.2 Тип...»

«ТАЛЛИННСКАЯ ЕВРЕЙСКАЯ ШКОЛА РУКОВОДСТВО ПО ОФОРМЛЕНИЮ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ Taллинн СОДЕРЖАНИЕ Требования к исследовательским работам учащихся Требования к исследовательским работам 1.1 Структура исследовательской работы 1.2 Требования к содержанию исследовательской работы 1.3 Требования к правильному использованию ист...» Работа автомобильной системы во многом зависит от того, насколько качественно выполнена установка и настройка, если говорить к качественной сис...»

Цель : изучить процедуру проведения эксперимента и наблюдения.

1. Эксперимент как вид социальных исследований: понятие, объект, предмет, цель, виды переменных, классификация, этапы проведения.

2. Наблюдение как метод исследования в социальной работе: понятие, классификация, особенности проведения.

1. Эксперимент (от лат. «проба, опыт») – ведущий метод научного познания. В психологии направлен на выявление причинно-следственных зависимостей. Характеризуется созданием оптимальных условий для изучения определённых явлений, а также целенаправленным и контролируемым изменением этих условий.

Эксперимент (в социологии) – способ получения информации о количественном и качественном изменении показателей деятельности и поведения социального объекта в результате воздействия на него некоторых управляемых и контролируемых (переменных). Переменная – это любое реальное условие ситуации, которое может быть изменено. Экспериментатор манипулирует переменными, тогда как наблюдатель ждёт, пока возникнет то изменение, что экспериментатор производит по своему усмотрению.

Виды переменных:

1. Независимая – это, та, которую изменяет экспериментатор.

2. Зависимая – фактор, изменяющийся в ответ на ввод независимой переменной.

3. Промежуточные переменные – неподдающиеся строгому контролю, но непременно учитываемые факторы, на практике находящиеся между независимыми и зависимыми переменными, опосредующие их влияние друг на друга.

4. Контролируемые переменные – те условия, которые в ходе эксперимента не должны меняться иначе нарушится правомерность эмпирического доказательства.

Объектом эксперимента выступают социальные группы, коллективы, личности (участники эксперимента). Обычно в эксперименте два вида объектов (единиц эксперимента): контрольные и экспериментальные группы.

Общая логика эксперимента заключается в том, чтобы при помощи выбора некоторой экспериментальной группы (или групп) и помещения её в необычную экспериментальную ситуацию (под воздействием определённого фактора) проследить направление, величину и устойчивость изменения интересующих исследователя характеристик, которые могут быть названы контрольными .

Предметом эксперимента являются отношения и связи между свойствами изучаемого объекта и системой факторов, обусловливающих его социальную деятельность и поведение.

Целью проведения эксперимента является проверка тех или иных гипотез, результаты которых имеют прямой выход на практику, на различные по характеру управленческие решения.

Успех эксперимента зависит от создания следующих условий: Во-первых, в качестве контрольных выбираются характеристики, самые важные с точки зрения изучаемой проблемы, создания экспериментальной ситуации. Во-вторых, изменение контрольных характеристик должно зависеть от тех характеристик экспериментальной группы, которые вводятся или изменяются самим исследователем. Такие характеристики называются факторными . Характеристики, «не участвующие» в эксперименте, называются нейтральными . И в-третьих, на протекание эксперимента не должны оказывать воздействие те явления, которые не относятся к экспериментальной ситуации, но потенциально способны изменить её состояние.

Классификация эксперимента : Социальные эксперименты различают по следующим основаниям: а) по характеру исследуемых объектов – социологические, экономические, психологические, педагогические и т.д.; б) по специфике поставленной цели – научно-исследовательские и практические или научно-практические; в) по логической структуре доказательства гипотез различают линейный и параллельный эксперимент.

В линейном эксперименте анализу подвергается одна и та же группа, являющаяся и контрольной и экспериментальной. То есть ещё до начала эксперимента чётко фиксируются все контрольные, факторные и нейтральные характеристики объекта. После этого изменяются факторные характеристики группы, и по истечению определённого, заранее заданного времени вновь измеряется состояние объекта по его контрольным характеристикам.

В параллельном эксперименте одновременно участвуют две группы: контрольная и экспериментальная. Их состав должен быть идентичен по всем контрольным, а также по нейтральным характеристикам, которые могут повлиять на исход эксперимента (в первую очередь это социально-демографические признаки). Характеристики контрольной группы остаются постоянными в течение всего периода эксперимента, а экспериментальной –изменяются. По итогам эксперимента контрольные характеристики двух групп сравниваются, и делается вывод о причинах и величине происшедших изменений.

г) По характеру экспериментальной ситуации эксперименты делятся на полевые и лабораторные. В полевом эксперименте объект (группа) находится в естественных условиях своего функционирования. При этом члены группы могут быть осведомлены либо не осведомлены о том, что они участвуют в эксперименте. Решение об их осведомлении в каждом конкретном случае зависит от того, насколько эта осведомлённость может повлиять на ход эксперимента.

В лабораторном эксперименте экспериментальная ситуация, а часто и сами экспериментальные группы формируются искусственно. Поэтому члены группы, как правило, осведомлены об эксперименте.

д) По характеру действий исследователя различают констатирующий и формирующий эксперименты. Первый из них предусматривает выявление существующих психических особенностей или уровней развития соответствующих качеств, а также констатацию отношений причин и последствий.

Формирующий эксперимент, предполагает активное, целенаправленное воздействие исследователя на испытуемых для того, чтобы выработать определённые свойства или качества. Это позволяет раскрыть механизмы, динамику, закономерности образования психических феноменов, определить условия их эффективного развития.

В зависимости от степени разработанности проблемы выделяют эксперименты:

– поисковые , направленные на получение принципиально новых результатов в малоисследованной области.

– уточняющие , целью которых является определение границ, в пределах которых распространено действие данной теории или закона.

– критические , организуемые в целях опровержения существующей теории или закона новыми фактами.

– воспроизводящие , предусматривающие точное повторение экспериментов предшественников для определения достоверности, надёжности и объективности полученных ими результатов.

Этапы проведения эксперимента:

1. Теоретический этап, включающий в себя определение темы исследования, предварительную постановку проблемы, изучение необходимой научной литературы, уточнение проблемы, выбор объекта и предмета исследований, формулирование гипотезы.

2. Подготовительный этап, предусматривающий составление программы эксперимента, в том числе выбор независимых и зависимых переменных, анализ путей достижения «чистоты» эксперимента, определение оптимальной последовательности экспериментальных действий, разработку способов фиксации и анализа результатов, подготовку необходимого оборудования, составление инструкций испытуемым, формирование выборки. В том случае, если эксперимент обещает быть длительным, дорогостоящим или трудоёмким, подготовка к нему обычно предполагает осуществление пилотажного исследования, способного выявить грубые ошибки и несоответствия в экспериментальной программе.

В инструментарий эксперимента входят протокол, дневник и карточка наблюдения.

Дневник наблюдения – методический документ, где в закодированной форме записываются:

1) ход наблюдения; 2) результаты наблюдения; 3) действия наблюдателя; 4) оценка инструментария и процедур; 5) реакция наблюдаемых.

Карточка наблюдения – методический документ, предназначенный для регистрации единиц наблюдения в строго формализованном и закодированном виде.

Главным документом экспериментального метода является протокол эксперимента, в котором должны быть отражены следующие позиции.

1. Наименование темы эксперимента.

2. Точное время и место его проведения.

3. Чёткая формулировка проверяемой гипотезы.

5. Характеристика зависимых переменных и их индикаторов.

6. Сущностное описание экспериментальной группы.

7. Характеристика контрольной группы и принципов её отбора.

8. Описание экспериментальной ситуации.

9. Характеристика условий эксперимента.

10. Ход эксперимента, т.е. его обстановка.

11. Оценка чистоты эксперимента и использованного инструментария.

12. Заключение о достоверности гипотезы.

13. Прочие выводы.

14. Данные о составителях протокола и степени их согласия.

15. Дата подписания протокола.

3. Экспериментальный этап, объединяющий всю предусмотренную заранее совокупность исследовательской работы от инструктивирования и мотивирования испытуемых до регистрации результатов и постэкспериментальной беседы с участниками процедуры.

4. Интерпретационный этап, содержанием которого является формулирование вывода о подтверждении или опровержения гипотезы на основе процедур анализа полученных результатов, а также подготовка научного отчёта.

В социологии проведение эксперимента предполагает последовательное решение ряда вопросов:

1) определение цели эксперимента; 2) выбор объекта(объектов), используемого в качестве экспериментальной, а также контрольной группы(групп); 3) выделение предмета эксперимента; 4) выбор контрольных, факторных и нейтральных признаков; 5) определение условий эксперимента и создание экспериментальной ситуации; 6) формулировку гипотез и определение задач; 7) выбор индикаторов и способов контроля протекания эксперимента; 8) определение метода фиксации результатов; 9) проверку эффективности эксперимента.

Для успешного проведения эксперимента большую роль играет правильный подбор его участников (выборка). Выделяют следующие методы отбора экспериментальных групп: Метод попарного отбора : из генеральной совокупности отбираются две группы таким образом, чтобы они были идентичны по нейтральным и контрольным, но отличались по факторным характеристикам. После чего для обеих групп создаются одинаковые условия, а через некоторое время измеряется эффект эксперимента путём фиксации и сравнения параметров контрольных признаков в обеих группах.

Метод структурной идентификации. В этом случае в эксперименте группа отбирается так, чтобы она представляла макромодель генеральной совокупности по нейтральным и контрольным характеристикам. Этот отбор может быть осуществлён по принципу квотной выборки.

Метод случайного отбора (техника рандомизации) максимально доступному для исследователей количеству представителей популяции присваиваются индивидуальные номера. Выборка формируется из них при помощи таблиц случайных чисел.

4. Составление научного отчёта о проведенном эксперименте. Он включает четыре раздела:

1. Характеристику проблемы, для решения которой осуществлялось исследование;

2. Описание особенностей применявшейся процедуры, в том числе: указания на состав оборудования, возраст, пол, образование, экспериментальную искушённость испытуемых, перечень критериев их отбора, изложение основных условий проведения данного опыта, использованных в нём стимулов и инструкций, фиксацию различий, созданных для экспериментальной группы в сравнении с контрольной;

3. Представление точных и исчерпывающих результатов исследования;

4. Версию интерпретации результатов.

2. Научное познание как способ отражения реальности неизменно предусматривает восприятие особенностей явлений природы и сфер человеческой деятельности. Говоря в широком смысле, любой метод эмпирического исследования содержит в себе элементы наблюдения за объектами с целью изучения их специфики и изменений. Метод наблюдения базируется на двух принципах:

– пассивности субъекта познания, выражающейся в отказе от вмешательства в изучаемые процессы для сохранения естественности их течения;

– непосредственности восприятия, подразумевающей ограничение возможности получения данных пределами наглядно представленной ситуации настоящего времени (наблюдается обычно то, что происходит «здесь и теперь»).

Понимание «наблюдения » как метода исследования в различных науках разное.

Так в социологии под «наблюдением» понимают метод сбора первичной социологической информации об изучаемом социальном объекте путём непосредственного восприятия и прямой регистрации фактов (событий и условий), значимых с точки зрения целей исследования.

В психологии под «наблюдением понимают метод изучения психических особенностей индивидов на основе фиксации проявлений их поведения.

В философии «наблюдение» – преднамеренное и целенаправленное восприятие, обусловленное задачей деятельности.

В социальной работе «наблюдение понимается как способ сбора первичной социальной информации, как метод целенаправленного, планомерного, определённым образом спланированного восприятия фиксируемого явления, процесса, объекта.

К наблюдению обращаются в различных обстоятельствах: Во-первых, при получении предварительного материала для уточнения направлений планируемого исследования. Осуществляемое в подобных целях наблюдение расширяет видение изучаемого явления, способствует выделению значимых ситуаций, определению «действующих лиц», открывает перед исследователем неизвестные ему ранее пласты, «срезы» социальной действительности. Во-вторых, метод наблюдения используется для получения иллюстративных данных. В-третьих, наблюдение выступает в качестве основного приёма получения первичной информации.

Метод наблюдения эффективно используется при исследовании поведения индивидов и групп в труде и общественно-политической жизни, в сфере досуга, при изучении самых разнообразных форм общения между людьми.

Предметом наблюдений служат вербальные и невербальные акты поведения, имеющие место в определённой ситуации или среде.

Так, изучая людей, исследователь может наблюдать:

1) речевую деятельность (содержание, последовательность, продолжительность, частоту, направленность, интенсивность…);

2) экспрессивные реакции (выразительные движения лица, тела);

3) положение тел в пространстве (перемещения, неподвижность, дистанцию, скорость, направление движений..);

4) физические контакты (касания, толчки, удары, передачи, совместные усилия…).

При этом очень многое зависит, от наблюдательности – способности подмечать существенные, характерные, в том числе и малозаметные, свойства предметов и явлений.

Различают научное и обыденное (повседневное) наблюдение. Научное наблюдение 1) подчинено ясной исследовательской цели и чётко сформулированным задачам; 2) наблюдение планируется по заранее обдуманной процедуре; 3) все данные наблюдения фиксируются в протоколах или дневниках по определённой системе; 4) информация, полученная путём наблюдения, должна поддаваться контролю на обоснованность и устойчивость.

Обыденное наблюдение не может дать полной и достоверной информации о наблюдаемом явлении, процессе, объекте. Оно поверхностное и несистематизированное. Важнейшее достоинство метода наблюдения заключается в том, что оно 1) осуществляется одновременно с развитием изучаемых явлений, процессов. 2) Открывает возможность непосредственно воспринимать поведение людей в конкретных условиях и в реальном времени. 3) Тщательно подготовленная процедура наблюдений обеспечивает фиксацию всех значимых элементов ситуации (тем самым создаются предпосылки для её объективного изучения).

Недостатки метода наблюдения разделяются на две группы: объективные (независимые от наблюдателя) и субъективные (связанные с личностными, профессиональными особенностями наблюдателя).

К объективным недостаткам относят: 1) Ограниченность, принципиально частный характер каждой наблюдаемой ситуации; 2) сложность, а часто и просто невозможность повторения наблюдений (т.к. социальные процессы необратимы, их нельзя заново проиграть); 3) высокая трудоёмкость метода (порой участвуют в сборе информации большое количество людей высокой квалификации).

Многообразны и трудности субъективного плана 1) На качество первичной информации может оказывать влияние различие в социальном положении наблюдателя и наблюдаемых, несхожесть их интересов, ценностных ориентаций, стереотипов поведения и т.д. 2) На качестве информации сказываются и установки наблюдаемых и наблюдателя. (Если наблюдаемые знают, что является объектом изучения, они могут искусственно менять характер своих действий подстраиваясь под то, что по их мнению, хотелось бы видеть наблюдателю. В свою очередь, наличие у наблюдателя определённого ожидания в отношении поведения наблюдаемых может сформировать конкретную точку зрения на происходящее).

Наблюдение в социологии классифицируют по следующим признакам: по степени формализации процедуры, по положению наблюдателя, по условиям организации, по регулярности проведения.

1. По степени формализации наблюдения подразделяются на структурализованные (контролируемые) и неструктурализованные (неконтролируемые). Структурализованное наблюдение проводится по заранее разработанному плану. Этот вид наблюдения может быть применим только тогда, когда исследователь хорошо знаком с предметом своего изучения.

Неструктурализованное наблюдение – это такой вид наблюдения, при котором определён только лишь объект наблюдения. Этот вид наблюдения применяется на начальной стадии исследования с целью определения проблемной ситуации, получения более конкретных знаний об объекте исследования. Основным недостатком неконтролируемого наблюдения является возможность сугубо объективной оценки событий и явлений, проявления «я» исследователя.

2. По положению наблюдателя наблюдения подразделяются на включённые и невключённые.

Включённое наблюдение – это такой вид наблюдения, при котором социолог в той или иной степени сам непосредственно «включён» в изучаемый объект, находится в прямом контакте с наблюдаемыми и участвует вместе с ними в одной сфере деятельности.

Невключенное наблюдение – это такой вид наблюдения, при котором социолог наблюдает за объектом исследования со стороны, не участвуя в деятельности группы, не вступая с её членами в прямые контакты.

Такого рода наблюдения чаще всего используются для характеристики социальной среды, в которой находится изучаемый объект.

3. По месту проведения и условиям организации проведения наблюдения делятся на полевые и лабораторные.

Полевое наблюдение проводится в естественной обстановке, в реальной жизненной ситуации.

Лабораторное наблюдение – это наблюдение, при котором объект изучения находится в искусственно созданных условиях. Этот вид наблюдения чаще всего используется в исследованиях экспериментального характера. При лабораторном наблюдении социолог может успешно использовать различного рода технические средства для фиксации ситуаций, поведения наблюдаемых и т.п.

4. По регулярности проведения наблюдения различаются на систематические и случайные . Характерной чертой систематических наблюдений является регулярность фиксации действий, ситуаций, процессов в течение определённого временного периода. Систематическое наблюдение позволяет социологу выявить закономерность развития наблюдаемых явлений и процессов.

При случайных наблюдениях изучению подвергаются ранее не запланированные действия, ситуации, явления.

Особенности проведения наблюдения:

В методе наблюдения существует примерный перечень значимых элементов, свойственных всем наблюдаемым ситуациям. В опоре на них конкретизируются программа и научно-организационный план наблюдения. В этот перечень входят: а) наблюдаемые – количество человек, участвующих в ситуации, социально-демографическая структура группы, характер взаимоотношений в ней, распределение ролей между участниками ситуации; б) обстановка – место нахождения наблюдаемой ситуации, типичное для этого места социальное поведение, возможные отклонения в поведении участников наблюдаемой группы; в) цель деятельности группы – случайна или закономерна наблюдаемая ситуация, наличие определённых формальных или неформальных целей, ради которых собралась группа; совместимы или противоположны цели различных участников ситуации; г) социальное поведение – характер деятельности наблюдаемой группы, стимулы деятельности, на кого (на что) направлена деятельность, психологическая атмосфера в группе; д) частота и продолжительность – время, длительность и повторяемость наблюдаемой ситуации, её уникальность или типичность.

Горбатов Д.С. выделяет следующие этапы научного наблюдения:

1. Определение цели наблюдения (для чего, зачем оно осуществляется?);

2. Выбор объекта исследований (какой индивид или какого рода группа подлежит изучению?);

3. Уточнение предмета исследования (какие именно стороны поведения раскрывают содержание изучаемых психических феноменов?);

4. Планирование ситуаций наблюдения (в каких случаях или при каких условиях предмет исследований обнаруживает себя наиболее отчётливо?);

5. Подбор способа наблюдения, наименее влияющего на объект и в наибольшей степени обеспечивающего сбор необходимой информации (как наблюдать?);

6. Установление продолжительности общего времени исследований и числа наблюдений (сколько наблюдать?);

7. Выбор способов регистрации исследуемого материала (как вести записи?);

8. Прогнозирование возможных ошибок наблюдения и поиск возможностей их предотвращения;

9. Осуществление сеанса предварительного, пробного наблюдения, необходимого для уточнения действий предыдущих этапов и выявления организационных недоработок;

10. Исправление программы наблюдения;

11. Этап проведения наблюдения.

12. Обработка и интерпретация полученной информации.

Процесс эффективного наблюдения невозможен без искусственного вычленения из общего хода событий определённых единиц активности объекта. Имеется в виду обозначение того, что он делает в данный момент, каким образом делает это. Подобные единицы активности выражаются с помощью обычных слов им научной терминологии. Они регистрируются в протоколе наблюдений. Обычно выделяют три разновидности процедур регистрации результатов:

1) Использование признаковых (знаковых) систем. При этом заранее, в ходе подготовки бланков наблюдений, описываются конкретные виды поведения, характерные для данной сферы. В дальнейшем фиксируют, какие из них и насколько часто проявились в период наблюдения. Каждый признак должен быть сформулирован однозначно для понимания разными людьми и не требовать дополнительных разъяснений к примеру, какие признаки интереса студентов к содержанию учебного занятия Вы можете назвать? Каковы признаки отсутствия у них интереса к изучаемому материалу?

Среди обозначений не должно быть слов типа «внимательный», «интересующийся», «понимающий» и др., нуждающихся в конкретизации значения. А такие признаки, как «оживлённая жестикуляция», «жевание карандаша» и т.п. свидетельствуют и об интенсивности интереса и о полнейшем отсутствии последнего.

2) Применение системы категорий. Такая система содержит полное описание всех видов возможного поведения. Добавлять в неё что-либо новое в процессе наблюдений нельзя т.к. совокупность категорий составляется на определённой научной основе. Предполагается, что она охватывает все теоретически возможные проявления изучаемого процесса.

3) Шкала рейтинга. При таком способе регистрации результатов внимание исследователя обращено не на наличие того или иного признака, а на количественную или качественную степень его присутствия, представленности, при этом работа осуществляется по заранее подготовленной порядковой шкале.

Типичные ошибки исследователей, применяющих метод наблюдения:

1 – стремясь подтвердить свою гипотезу, исследователь иногда неосознанно игнорирует всё, что может ей противоречить;

2 – смешивание главного и второстепенного, случайного и закономерного в процессе наблюдений;

3 – преждевременность обобщений и выводов;

4 – оценка одного психического феномена делается на основании признака поведения, относящегося к другому феномену;

5 – акцентирование внимания наблюдателя на противоположных себе чертах характера или формах поведения наблюдаемых;

6 – определяющее влияние на итоги наблюдения первого впечатления о человеке или группе;

7 – непринятие во внимание возможных мотивов действий, самочувствия наблюдаемых, значимых изменений условий ситуации.

Технические средства, используемые на лекции : мультимедийное сопровождение (ноутбук, видеопроектор, акустические системы).

Список литературы :

1. Кульсеева Т.Г., Молчанова Л.Н. Социологический практикум. – Курск, 2006.

2. Ядов В.А. Стратегия социологического исследования: описание, объяснение, понимание социальной реальности. – М., 2000.

3. Основы прикладной социологии. Под редакцией Ф.Э. Шереги, М.К. Горшкова. – М., 1996.

4. Гречихин В.Г. Лекции по методике и технике социологических исследований. – М., 1988.

В.В. Никандров указывает, что достижение главной цели эксперимента – предельно возможной однозначности в понимании связей между явлениями внутренней психической жизни и их внешними проявлениями – достигается благодаря следующим основным характеристикам эксперимента:

1) инициатива экспериментатора в проявлении интересующих его психологических фактов;

2) возможность варьирования условий возникновения и развития психических явлений;

3) строгий контроль и фиксация условий и процесса их протекания;

4) изоляция одних и акцентирование других факторов, обусловливающих изучаемые феномены, которая дает возможность выявления закономерностей их существования;

5) возможность повторения условий эксперимента для многократной проверки получаемых научных данных и их накопления;

6) варьирование условий для количественных оценок выявляемых закономерностей.

Таким образом, психологический эксперимент можно определить как метод, при котором исследователь сам вызывает интересующие его явления и изменяет условия их протекания с целью установить причины возникновения этих явлений и закономерности их развития. Кроме того, получаемые научные факты могут неоднократно воспроизводиться благодаря управляемости и строгому контролю условий, что дает возможность их проверки, а также накопления количественных данных, на основе которых можно судить о типичности или случайности изучаемых явлений.

4.2. Виды психологического эксперимента

Эксперименты бывают нескольких видов. В зависимости от способа организации выделяют лабораторный, естественный и полевой эксперименты. Лабораторный эксперимент проводится в специальных условиях. Исследователь планово и целенаправленно воздействует на объект изучения, чтобы изменить его состояние. Достоинством лабораторного эксперимента можно считать строгий контроль за всеми условиями, а также применение специальной аппаратуры для измерения. Недостатком лабораторного эксперимента является трудность переноса полученных данных на реальные условия. Испытуемый в лабораторном эксперименте всегда осведомлен о своем участии в нем, что может стать причиной мотивационных искажений.

Естественный эксперимент проводится в реальных условиях. Его достоинство состоит в том, что изучение объекта осуществляется в контексте повседневной жизни, поэтому полученные данные легко переносятся в реальность. Испытуемые не всегда проинформированы о своем участии в эксперименте, поэтому не дают мотивационных искажений. Недостатки – невозможность контроля всех условий, непредвиденные помехи и искажения.

Полевой эксперимент проводится по схеме естественного. При этом возможно использование портативной аппаратуры, позволяющей более точно регистрировать получаемые данные. Испытуемые проинформированы об участии в эксперименте, однако привычная обстановка снижает уровень мотивационных искажений.

В зависимости от цели исследования различают поисковый, пилотажный и подтверждающий эксперименты. Поисковый эксперимент направлен на поиск причинно-следственной связи между явлениями. Он проводится на начальном этапе исследования, позволяет сформулировать гипотезу, выделить независимую, зависимую и побочные переменные (см. 4.4) и определить способы их контроля.

Пилотажный эксперимент – это пробный эксперимент, первый в серии. Он проводится на небольшой выборке, без строгого контроля переменных. Пилотажный эксперимент позволяет устранить грубые ошибки в формулировке гипотезы, конкретизировать цель, уточнить методику проведения эксперимента.

Подтверждающий эксперимент направлен на установление вида функциональной связи и уточнение количественных отношений между переменными. Проводится на заключительном этапе исследования.

В зависимости от характера влияния на испытуемого выделяют констатирующий, формирующий и контрольный эксперименты. Констатирующий эксперимент включает в себя измерение состояния объекта (испытуемого или группы испытуемых) до активного воздействия на него, диагностику исходного состояния, установление причинно-следственных связей между явлениями. Целью формирующего эксперимента является применение способов активного развития или формирования каких-либо свойств у испытуемых. Контрольный эксперимент – это повторное измерение состояния объекта (испытуемого или группы испытуемых) и сравнение с состоянием до начала формирующего эксперимента, а также с состоянием, в котором находится контрольная группа, не получавшая экспериментального воздействия.

По возможности влияния экспериментатора на независимую переменную выделяют спровоцированный эксперимент и эксперимент, на который ссылаются. Спровоцированный эксперимент – это опыт, в котором экспериментатор сам изменяет независимую переменную, при этом наблюдаемые экспериментатором результаты (виды реакций испытуемого) считаются спровоцированными. П. Фресс называет данный тип эксперимента «классическим». Эксперимент, на который ссылаются, – это опыт, в котором изменения независимой переменной осуществляются без вмешательства экспериментатора. К этому виду психологического эксперимента прибегают тогда, когда независимые переменные оказывают воздействие на испытуемого, значительно растянутое во времени (например, система воспитания и т. п.). Если воздействие на испытуемого может вызвать серьезное негативное физиологическое или психологическое нарушение, то такой эксперимент проводить нельзя. Однако бывают случаи, когда негативное воздействие (например, травма головного мозга) происходит в реальности. Впоследствии такие случаи могут быть обобщены и изучены.

4.3. Структура психологического эксперимента

Главными компонентами любого эксперимента являются:

1) испытуемый (исследуемый субъект или группа);

2) экспериментатор (исследователь);

3) стимуляция (выбранный экспериментатором способ воздействия на испытуемого);

4) ответ испытуемого на стимуляцию (его психическая реакция);

5) условия опыта (дополнительные к стимуляции воздействия, которые могут влиять на реакции испытуемого).

Ответ испытуемого является внешней реакцией, по которой можно судить о протекающих в его внутреннем, субъективном пространстве процессах. Сами эти процессы есть результат воздействия на него стимуляции и условий опыта.

Если ответ (реакцию) испытуемого обозначить символом R, а воздействия на него экспериментальной ситуации (как совокупности воздействий стимуляции и условий опыта) – символом S, то их соотношение можно выразить формулой R = =f (S). То есть реакция есть функция от ситуации. Но эта формула не учитывает активную роль психики, личности человека (P). В действительности реакция человека на ситуацию всегда опосредована психикой, личностью. Таким образом, соотношение между основными элементами эксперимента может быть зафиксировано следующей формулой: R = f (Р, S).

П. Фресс и Ж. Пиаже в зависимости от задач исследования выделяют три классических типа отношений между этими тремя компонентами эксперимента: 1) функциональные отношения; 2) структурные отношения; 3) дифференциальные отношения.

Функциональные отношения характеризуются вариативностью ответов (R) испытуемого (Р) при систематических качественных или количественных изменениях ситуации (S). Графически эти отношения можно представить следующей схемой (рис. 2).

Примеры функциональных отношений, выявленных в экспериментах: изменение ощущений (R) в зависимости от интенсивности воздействия на органы чувств (S); объем запоминания (R) от числа повторений (S); интенсивность эмоционального отклика (R) на действие различных эмоциогенных факторов (S); развитие адаптационных процессов (R) во времени (S) и т. п.

Структурные отношения раскрываются через систему ответов (R1, R2, Rn) на различные ситуации (Sv S2, Sn). Отношения между отдельными ответами структурируются в систему, отражающую структуру личности (Р). Схематически это выглядит так (рис. 3).

Примеры структурных отношений: система эмоциональных реакций (Rp R2, Rn) на действие стрессоров (Sv S2, Sn); эффективность решения (R1, R2, Rn) различных интеллектуальных задач (S1, S2, Sn) и т. п.

Дифференциальные отношения выявляются через анализ реакций (R1, R2, Rn) разных испытуемых (P1, P2, Pn) на одну и ту же ситуацию (S). Схема этих отношений такова (рис. 4).

Примеры дифференциальных отношений: разница скорости реакции у разных людей, национальные различия в экспрессивном проявлении эмоций и т. п.

4.4. Экспериментальные переменные и способы их контроля

Для уточнения соотношения всех факторов, входящих в эксперимент, введено понятие «переменная». Выделяют три вида переменных: независимые, зависимые и дополнительные.

Независимые переменные. Фактор, изменяемый самим экспериментатором, называется независимой переменной (НП).

В качестве НП в эксперименте могут выступать условия, в которых осуществляется деятельность испытуемого, характеристика заданий, выполнение которых требуется от испытуемого, характеристики самого испытуемого (возрастные, половые, иные различия испытуемых, эмоциональные состояния и другие свойства испытуемого или взаимодействующих с ним людей). Поэтому принято выделять следующие типы НП: ситуационные, инструктивные и персональные.

Ситуационные НП чаще всего не входят в структуру экспериментального задания, выполняемого испытуемым. Тем не менее они оказывают непосредственное воздействие на его деятельность и могут варьироваться экспериментатором. К ситуационным НП относятся различные физические параметры, например освещенность, температура, уровень шума, а также размер помещения, обстановка, размещение аппаратуры и т. п. К социально-психологическим параметрам ситуационных НП может быть отнесено выполнение экспериментального задания в изоляции, в присутствии экспериментатора, внешнего наблюдателя или группы людей. В.Н. Дружинин указывает на особенности общения и взаимодействия испытуемого и экспериментатора как на особую разновидность ситуационных НП. Этому аспекту уделяется большое внимание. В экспериментальной психологии существует отдельное направление, которое называется «психология психологического эксперимента».

Инструктивные НП связаны непосредственно с экспериментальным заданием, его качественными и количественными характеристиками, а также способами его выполнения. Инструктивной НП экспериментатор может манипулировать более или менее свободно. Он может варьировать материал задания (например, числовой, словесный или образный), тип ответа испытуемого (например, вербальный или невербальный), шкалу оценивания и т. п. Большие возможности заключаются в способе инструктирования испытуемых, информирования их о цели экспериментального задания. Экспериментатор может изменять средства, которые предлагаются испытуемому для выполнения задания, ставить перед ним препятствия, использовать систему поощрений и наказаний в ходе выполнения задания и т. д.

Персональные НП представляют собой управляемые особенности испытуемого. Обычно в качестве таких особенностей выступают состояния участника эксперимента, которые исследователь может менять, например различные эмоциональные состояния или состояния работоспособности-утомления.

Каждый испытуемый, участвующий в эксперименте, обладает множеством уникальных физических, биологических, психологических, социально-психологических и социальных признаков, которыми экспериментатор управлять не может. В некоторых случаях следует считать эти неуправляемые признаки дополнительными переменными и применять к ним способы контроля, о которых будет рассказано ниже. Однако в дифференциально-психологических исследованиях при применении факторных планов неуправляемые персональные переменные могут выступать в качестве одной из независимых переменных (подробно о факторных планах см. 4.7).

Исследователи различают также разные виды независимых переменных. В зависимости от шкалы представления можно выделить качественные и количественные НП. Качественным НП соответствуют различные градации шкал наименований. Например, эмоциональные состояния испытуемого могут быть представлены состояниями радости, гнева, страха, удивления и т. п. Способы выполнения заданий могут включать наличие или отсутствие подсказок испытуемому. Количественные НП соответствуют ранговым, пропорциональным или интервальным шкалам. Например, время, отведенное на выполнение задания, количество заданий, размер вознаграждения по результатам решения задач могут быть использованы как количественные НП.

В зависимости от количества уровней проявления независимых переменных различают двухуровневые и многоуровневые НП. Двухуровневые НП имеют два уровня проявления, многоуровневые – три или более уровней. В зависимости от количества уровней проявления НП строятся различные по сложности экспериментальные планы.

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 в ходе психологических экспериментов.

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

S наблюдаемые непосредственно;

S требующие физической аппаратуры для измерения;

S 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).

Дополнительные переменные (ДП) – это сопутствующая стимуляция испытуемого, оказывающая влияние на его ответ. Совокупность ДП состоит, как правило, из двух групп: внешних условий опыта и внутренних факторов. Соответственно их принято называть внешними и внутренними ДП. К внешним ДП относят физическую обстановку опыта (освещенность, температурный режим, звуковой фон, пространственные характеристики помещения), параметры аппаратуры и оборудования (дизайн измерительных приборов, рабочий шум и т. п.), временные параметры эксперимента (время начала, продолжительность и др.), личность экспериментатора. К внутренним ДП относят настроение и мотивацию испытуемых, их отношение к экспериментатору и опытам, их психологические установки, склонности, знания, умения, навыки и опыт в данном виде деятельности, уровень утомления, самочувствие и т. п.

В идеале исследователь стремится все дополнительные переменные свести на нет или хотя бы к минимуму, чтобы выделить «в чистом виде» связь между независимой и зависимой переменными. Существует несколько основных способов контроля влияния внешних ДП: 1) элиминация внешних воздействий; 2) константность условий; 3) балансировка; 4) контрбалансировка.

Элиминация внешних воздействий представляет собой наиболее радикальный способ контроля. Он состоит в полном исключении из внешней среды каких бы то ни было внешних ДП. В лаборатории создаются условия, изолирующие испытуемого от звуков, света, вибрационных воздействий и т. п. Наиболее ярким примером может служить эксперимент по сенсорной депривации, проводимый на добровольцах в специальной камере, полностью исключающей поступление каких-либо раздражителей из внешней среды. Следует отметить, что элиминировать воздействия ДП практически невозможно, да и не всегда нужно, так как результаты, полученные в условиях элиминации внешних воздействий, вряд ли могут быть перенесены в реальность.

Следующий способ контроля – создание константных условий. Суть этого способа состоит в том, чтобы сделать воздействия ДП постоянными и одинаковыми для всех испытуемых на протяжении всего опыта. В частности, исследователь стремится сделать постоянными пространственно-временные условия эксперимента, технику его проведения, оборудование, предъявление инструкции и т. д. При тщательном применении этого способа контроля удается избежать больших погрешностей, однако проблема переноса результатов эксперимента в условия, сильно отличающиеся от экспериментальных, остается проблематичной.

В тех случаях, когда нет возможности создать и поддерживать постоянные условия на протяжении всего эксперимента, прибегают к способу балансировки. Этот способ применяется, например, в ситуации, когда внешняя ДП не поддается идентификации. В этом случае балансировка будет состоять в использовании контрольной группы. Исследование контрольной и экспериментальной групп проводится в одних и тех же условиях с той лишь разницей, что в контрольной группе отсутствует воздействие независимой переменной. Тем самым изменение зависимой переменной в контрольной группе обусловлено лишь внешними ДП, а в экспериментальной – совместным действием внешних дополнительных и независимой переменной.

Если внешняя ДП известна, то балансировка заключается в воздействии каждого ее значения в сочетании с каждым уровнем независимой переменной. В частности, такая внешняя ДП, как пол экспериментатора, в сочетании с независимой переменной (пол испытуемого) приведет к созданию четырех экспериментальных серий:

1) мужчина-экспериментатор – мужчины испытуемые;

2) мужчина-экспериментатор – женщины испытуемые;

3) женщина-экспериментатор – мужчины испытуемые;

4) женщина-экспериментатор – женщины испытуемые.

В более сложных экспериментах может применяться балансировка нескольких переменных одновременно.

Контрбалансировка как способ контроля внешних ДП практикуется чаще всего тогда, когда эксперимент включает в себя несколько серий. Испытуемый оказывается в разных условиях последовательно, однако предыдущие условия могут изменять эффект воздействия последующих. Для ликвидации возникающего в этом случае «эффекта последовательности» разным группам испытуемых экспериментальные условия предъявляются в различном порядке. Например, в первой серии эксперимента первой группе предъявляется решение интеллектуальных задач от более простых к более сложным, а второй – от более сложных к более простым. Во второй серии, напротив, первой группе предъявляется решение интеллектуальных задач от более сложных к более простым, а второй – от более простых к более сложным. Контрбалансировка применяется в тех случаях, когда есть возможность проведения нескольких серий эксперимента, однако следует учитывать, что большое число попыток вызывает утомление испытуемых.

Внутренние ДП, как указывалось выше, – это факторы, кроющиеся в личности испытуемого. Они оказывают весьма значительное влияние на результаты эксперимента, их воздействие достаточно трудно проконтролировать и учесть. Среди внутренних ДП можно выделить постоянные и непостоянные. Постоянные внутренние ДП в течение эксперимента существенно не изменяются. Если эксперимент проводится с одним испытуемым, то постоянными внутренними ДП будут его пол, возраст, национальность. К этой группе факторов также можно отнести темперамент, характер, способности, склонности испытуемого, его интересы, взгляды, убеждения и другие компоненты общей направленности личности. В случае проведения эксперимента с группой испытуемых эти факторы приобретают характер непостоянных внутренних ДП, и тогда для нивелировки их влияния прибегают к специальным способам формирования экспериментальных групп (см. 4.6).

К непостоянным внутренним ДП относятся психологические и физиологические характеристики испытуемого, которые могут либо значительно изменяться по ходу эксперимента, либо актуализироваться (или исчезать) в зависимости от целей, задач, вида, формы организации эксперимента. Первую группу таких факторов составляют физиологические и психические состояния, утомляемость, привыкание, приобретение опыта и навыков в процессе выполнения экспериментального задания. В другую группу входят установка на данный опыт и данное исследование, уровень мотивации к данной экспериментальной деятельности, отношение испытуемого к экспериментатору и своей роли подопытного и т. п.

Для уравнивания эффекта воздействия этих переменных на ответы в разных пробах существует ряд способов, успешно применяемых в экспериментальной практике.

Для устранения так называемого серийного эффекта, в основе которого лежит привыкание, используется особая очередность предъявления стимулов. Эта процедура получила название «уравновешенного чередного порядка», когда стимулы разных категорий предъявляются симметрично относительно центра стимульного ряда. Схема такой процедуры выглядит так: А В В А, где А и В – стимулы разных категорий.

Чтобы предупредить влияние на ответ испытуемого тревожности или неопытности, проводятся ознакомительные или предварительные эксперименты. Их итоги не учитываются при обработке данных.

Для предупреждения изменчивости ответов из-за накопления опыта и навыков в процессе эксперимента испытуемому предлагается так называемая «исчерпывающая практика». В результате такой практики у испытуемого до начала собственно эксперимента вырабатываются устойчивые навыки, и в дальнейших экспериментах показатели испытуемого от фактора накопления опыта и навыков уже напрямую не зависят.

В тех случаях, когда необходимо свести к минимуму влияние на ответ испытуемого утомления, прибегают к «методу вращения». Суть его состоит в том, что каждой подгруппе испытуемых предъявляется определенная комбинация стимулов. Совокупность таких комбинаций полностью исчерпывает все множество возможных вариантов. Например, при трех типах стимулов (А, Б, В) каждому из них представляется первое, второе и третье место в предъявлении испытуемым. Таким образом, первой подгруппе стимулы предъявляются в порядке АБВ, второй – АВБ, третьей – БАВ, четвертой – БВА, пятой – ВАБ, шестой – ВБА.

Приведенные способы процедурного уравнивания внутренних непостоянных ДП применимы как для индивидуальных, так и для групповых экспериментов.

Установка и мотивация испытуемых как внутренние непостоянные ДП должны поддерживаться на одном и том же уровне во время всего опыта. Установка как готовность воспринимать раздражитель и отвечать на него определенным образом создается через инструкцию, которую экспериментатор дает испытуемому. Чтобы установка была именно такой, какая требуется по задаче исследования, инструкция должна быть доступна испытуемым и адекватна задачам эксперимента. Однозначность и легкость понимания инструкции достигаются ее ясностью и простотой. Во избежание вариативности предъявления инструкцию рекомендуется зачитывать дословно или давать в письменном виде. Поддержание исходной установки контролируется экспериментатором путем постоянного наблюдения за испытуемым и корректируется путем напоминания при необходимости соответствующих указаний инструкции.

Мотивация испытуемого рассматривается главным образом как интерес к данному эксперименту. Если интерес отсутствует или слаб, то трудно рассчитывать на полноценность выполнения испытуемым предусмотренных в эксперименте заданий и на надежность его ответов. Слишком высокий интерес, «перемотивация», также чревата неадекватностью ответов испытуемого. Поэтому для получения исходно приемлемого уровня мотивации экспериментатор должен самым серьезным образом подойти к формированию контингента испытуемых и подбору стимулирующих их мотивацию факторов. В качестве таких факторов могут выступать состязательность, различные виды вознаграждения, интерес к своим показателям, профессиональный интерес и др.

Психофизиологические состояния испытуемых рекомендуется не только поддерживать на одном уровне, но и оптимизировать этот уровень, т. е. испытуемые должны находиться в «нормальном» состоянии. Следует убедиться, что до проведения опыта у испытуемого не было сверхзначимых для него переживаний, у него достаточно времени для участия в эксперименте, он не голоден и т. п. Во время проведения эксперимента не следует излишне возбуждать или подавлять испытуемого. Если же эти условия выполнить не удается, то проведение эксперимента лучше отложить.

Из рассмотренных характеристик переменных и способов их контроля становится понятой необходимость тщательной подготовки эксперимента при его планировании. В реальных условиях экспериментирования добиться 100 %-го контроля всех переменных невозможно, однако различные психологические эксперименты значительно отличаются друг от друга степенью контроля переменных. Рассмотрению вопроса оценки качества эксперимента посвящен следующий раздел.

4.5. Валидность и надежность эксперимента

Для конструирования и оценки экспериментальных процедур используются понятия: идеальный эксперимент, эксперимент полного соответствия и бесконечный эксперимент.

Идеальный эксперимент – это эксперимент, организованный таким образом, что экспериментатор изменяет лишь независимую переменную, зависимая переменная контролируется, а все остальные условия эксперимента остаются неизменными. Идеальный эксперимент предполагает эквивалентность всех испытуемых, неизменность их характеристик во времени, отсутствие самого времени. Он никогда не может быть осуществлен в реальности, так как в жизни изменяются не только интересующие исследователя параметры, но и ряд других условий.

Соответствие реального эксперимента идеальному выражается в такой его характеристике, как внутренняя валидность. Внутренняя валидность показывает достоверность результатов, которую обеспечивает реальный эксперимент по сравнению с идеальным. Чем больше влияют на изменение зависимых переменных не контролируемые исследователем условия, тем ниже внутренняя валидность эксперимента, следовательно, больше вероятность того, что факты, обнаруженные в эксперименте, являются артефактами. Высокая внутренняя валидность – главный признак хорошо проведенного эксперимента.

Д. Кэмпбелл выделяет следующие факторы, угрожающие внутренней валидности эксперимента: фактор фона, фактор естественного развития, фактор тестирования, погрешность измерения, статистическая регрессия, неслучайный отбор, отсеивание. Если они не контролируются, то приводят к появлению соответствующих эффектов.

Фактор фона (истории) включает события, которые происходят между предварительным и окончательным измерением и могут вызвать изменения в зависимой переменной наряду с влиянием независимой переменной. Фактор естественного развития связан с тем, что изменения в уровне зависимой переменной могут возникнуть в связи с естественным развитием участников эксперимента (взросление, нарастание утомления и т. п.). Фактор тестирования заключается во влиянии предварительных измерений на результаты последующих. Фактор погрешности измерения связан с неточностью или изменениями в процедуре или методе измерения экспериментального эффекта. Фактор статистической регрессии проявляется в том случае, если для участия в эксперименте были отобраны испытуемые с крайними показателями каких-либо оценок. Фактор неслучайного отбора соответственно встречается в тех случаях, когда при формировании выборки отбор участников проводился неслучайным образом. Фактор отсеивания проявляется в том случае, если испытуемые неравномерно выбывают из контрольной и экспериментальной групп.

Экспериментатор должен учитывать и по возможности ограничивать влияние факторов, угрожающих внутренней валидности эксперимента.

Эксперимент полного соответствия – это экспериментальное исследование, в котором все условия и их изменения отвечают реальности. Приближение реального эксперимента к эксперименту полного соответствия выражается во внешней валидности. От уровня внешней валидности зависит степень переносимости результатов эксперимента в реальность. Внешняя валидность, по определению Р. Готтсданкера, влияет на достоверность выводов, которую дают результаты реального эксперимента по сравнению с экспериментом полного соответствия. Для достижения высокой внешней валидности нужно, чтобы уровни дополнительных переменных в эксперименте соответствовали их уровням в реальности. Эксперимент, который не имеет внешней валидности, считается неверным.

К факторам, угрожающим внешней валидности, относят следующие:

Реактивный эффект (заключается в уменьшении или увеличении восприимчивости испытуемых к экспериментальному влиянию вследствие предыдущих измерений);

Эффект взаимодействия отбора и влияния (состоит в том, что экспериментальное влияние будет существенным только для участников данного эксперимента);

Фактор условий эксперимента (может привести к тому, что экспериментальный эффект может наблюдаться только в данных специально организованных условиях);

Фактор интерференции влияний (проявляется при предъявлении одной группе испытуемых последовательности взаимоисключающих влияний).

Заботу о внешней валидности экспериментов особо проявляют исследователи, работающие в прикладных областях психологии – клинической, педагогической, организационной, поскольку в случае невалидного исследования его результаты ничего не дадут при переносе их в реальные условия.

Бесконечный эксперимент предполагает неограниченное количество опытов, проб для получения все более точных результатов. Увеличение количества проб в эксперименте с одним испытуемым ведет к повышению надежности результатов эксперимента. В экспериментах с группой испытуемых повышение надежности происходит при увеличении числа испытуемых. Однако суть эксперимента состоит именно в том, чтобы на основе ограниченного числа проб или при помощи ограниченной группы испытуемых выявить причинно-следственные связи между явлениями. Поэтому бесконечный эксперимент не только невозможен, но и бессмыслен. Для достижения высокой надежности эксперимента количество проб или число испытуемых должно соответствовать изменчивости изучаемого явления.

Следует отметить, что при увеличении числа испытуемых повышается и внешняя валидность эксперимента, так как его результаты могут быть перенесены на более широкую популяцию. Для проведения экспериментов с группой испытуемых необходимо рассмотреть вопрос об экспериментальных выборках.

4.6. Экспериментальные выборки

Как указывалось выше, эксперимент может проводиться либо с одним испытуемым, либо с группой испытуемых. Эксперимент с одним испытуемым проводится лишь в некоторых специфических ситуациях. Во-первых, это ситуации, когда индивидуальными различиями испытуемых можно пренебречь, т. е. испытуемым может быть любой человек (если в эксперименте изучаются его особенности в отличие, например, от животного). В других ситуациях, напротив, испытуемый представляет собой уникальный объект (гениальный шахматист, музыкант, художник и др.). Возможны также ситуации, когда от испытуемого требуется особая компетентность как результат обучения или неординарного жизненного опыта (единственный выживший в авиационной катастрофе и т. п.). Одним испытуемым ограничиваются и в тех случаях, когда повторение данного эксперимента с участием других испытуемых невозможно. Для экспериментов с одним испытуемым разработаны особые экспериментальные планы (подробно о них см. 4.7).

Чаще эксперименты проводятся с группой испытуемых. В этих случаях выборка испытуемых должна представлять собой модель генеральной совокупности, на которую затем будут распространяться результаты исследования. Первоначально исследователь решает проблему численности экспериментальной выборки. В зависимости от цели исследования и возможности экспериментатора она может составлять от нескольких испытуемых до нескольких тысяч человек. Количество испытуемых в отдельной группе (экспериментальной или контрольной) варьируется от 1 до 100 человек. Для применения статистических методов обработки рекомендуется число испытуемых в сравниваемых группах не менее 30–35 человек. Кроме того, целесообразно увеличивать количество испытуемых по крайней мере на 5-10 % от требуемого, так как часть из них или их результатов будет «отбракована» в ходе эксперимента.

Для формирования выборки испытуемых необходимо учитывать несколько критериев.

1. Содержательный. Он заключается в том, что подбор группы испытуемых должен соответствовать предмету и гипотезе исследования. (Например, бессмысленно набирать в группу испытуемых детей двухлетнего возраста для выявления уровня произвольного запоминания.) Желательно создать идеальные представления об объекте экспериментального исследования и при формировании группы испытуемых минимально отклоняться от характеристик идеальной экспериментальной группы.

2. Критерий эквивалентности испытуемых. При формировании группы испытуемых следует учесть все значимые характеристики объекта исследования, различия в выраженности которых могут существенно повлиять на зависимую переменную.

3. Критерий репрезентативности. Группа лиц, участвующих в эксперименте, должна представлять всю часть генеральной совокупности, на которую будут распространяться результаты эксперимента. Величина экспериментальной выборки определяется видом статистических мер и выбранной точностью (достоверностью) принятия или отвержения экспериментальной гипотезы.

Рассмотрим стратегии отбора испытуемых из популяции.

Случайная стратегия заключается в том, что каждому члену генеральной совокупности предоставляется равный шанс попадания в экспериментальную выборку. Для этого каждому индивиду присваивается номер, а затем с помощью таблицы случайных чисел формируется экспериментальная выборка. Данная процедура трудноосуществима, поскольку каждый представитель интересующей исследователя популяции должен быть учтен. Кроме того, случайная стратегия дает хорошие результаты при формировании экспериментальной выборки большого объема.

Стратометрический отбор используется в том случае, если в экспериментальной выборке обязательно должны быть представлены испытуемые с определенным набором характеристик (пол, возраст, уровень образования и т. п.). Выборка составляется таким образом, чтобы в ней были равно представлены испытуемые каждой страты (слоя) с заданными характеристиками.

Стратометрический случайный отбор совмещает две предыдущие стратегии. Представителям каждой страты присваиваются номера и из них случайным образом формируется экспериментальная выборка. Данная стратегия эффективна при отборе экспериментальной выборки небольшого объема.

Репрезентативное моделирование применяется в том случае, когда исследователю удается создать модель идеального объекта экспериментального исследования. Характеристики реальной экспериментальной выборки должны минимально отклоняться от характеристик идеальной экспериментальной выборки. Если исследователю известны не все характеристики идеальной модели экспериментального исследования, то применяется стратегия приближенного моделирования. Чем точнее набор критериев, описывающих популяцию, на которую предполагается распространить выводы эксперимента, тем выше его внешняя валидность.

Иногда в качестве экспериментальной выборки используются реальные группы, при этом в эксперименте либо участвуют добровольцы, либо все испытуемые привлекаются принудительно. И в том и в другом случае нарушается внешняя и внутренняя валидность.

После формирования экспериментальной выборки экспериментатор составляет план исследования. Достаточно часто эксперимент проводится с несколькими группами, экспериментальными и контрольными, которые помещаются в разные условия. Экспериментальные и контрольные группы должны быть эквивалентными на момент начала экспериментального воздействия.

Процедура подбора эквивалентных групп и испытуемых называется рандомизацией. По мнению ряда авторов, эквивалентность групп может быть достигнута при попарном отборе. В этом случае экспериментальная и контрольная группы составляются из индивидов, эквивалентных по значимым для эксперимента побочным параметрам. Идеальный вариант для попарного отбора – привлечение близнецовых пар. Рандомизация с выделением страт заключается в подборе однородных подгрупп, в которых испытуемые уравнены по всем характеристикам, кроме интересующих исследователя дополнительных переменных. Иногда для выделения значимой дополнительной переменной все испытуемые тестируются и ранжируются по уровню ее выраженности. Экспериментальная и контрольная группы формируются так, чтобы испытуемые, обладающие одинаковыми или близкими значениями переменной, попали в разные группы. Распределение испытуемых на экспериментальную и контрольную группы может проводиться и случайным методом. Как уже указывалось выше, при большой численности экспериментальной выборки этот способ дает вполне удовлетворительные результаты.

4.7. Экспериментальные планы

Экспериментальный план – это тактика экспериментального исследования, воплощенная в конкретной системе операций планирования эксперимента. Основными критериями классификации планов являются:

Состав участников (индивид или группа);

Количество независимых переменных и их уровней;

Виды шкал представления независимых переменных;

Метод сбора экспериментальных данных;

Место и условия проведения эксперимента;

Особенности организации экспериментального воздействия и способа контроля.

Планы для групп испытуемых и для одного испытуемого. Все экспериментальные планы можно разделить по составу участников на планы для групп испытуемых и планы для одного испытуемого.

Эксперименты с группой испытуемых имеют следующие преимущества: возможность обобщения результатов эксперимента на популяцию; возможность использования схем межгрупповых сравнений; экономия времени; применение методов статистического анализа. К недостаткам данного типа экспериментальных планов можно отнести: влияние индивидуальных различий между людьми на результаты эксперимента; проблему репрезентативности экспериментальной выборки; проблему эквивалентности групп испытуемых.

Эксперименты с одним испытуемым – это частный случай «планов с маленьким N». Дж. Гудвин указывает на следующие причины использования таких планов: потребности в индивидуальной валидности, так как в экспериментах с большим N возникает проблема, когда обобщенные данные не характеризуют ни одного испытуемого. Эксперимент с одним испытуемым проводится также в уникальных случаях, когда в силу ряда причин невозможно привлечь много участников. В этих случаях целью эксперимента является анализ уникальных явлений и индивидуальных характеристик.

Эксперимент с маленьким N, по мнению Д. Мартина, имеет следующие преимущества: отсутствие сложных статистических подсчетов, легкость в интерпретации результатов, возможность изучения уникальных случаев, привлечение одного-двух участников, широкие возможности манипуляции независимыми переменными. Ему свойственны и некоторые недостатки, в частности сложность процедур контроля, затруднение при обобщении результатов; относительная неэкономичность по времени.

Рассмотрим планы для одного испытуемого.

Планирование временных серий. Основным показателем влияния независимой переменной на зависимую при реализации такого плана является изменение характера ответов испытуемого во времени. Простейшая стратегия: схема А – В. Испытуемый первоначально выполняет деятельность в условиях А, а затем в условиях В. Для контроля «эффекта плацебо» применяется схема: А – В – А. («Эффект плацебо» – это реакции испытуемых на «пустые» воздействия, соответствующие реакциям на реальные воздействия.) В данном случае испытуемый не должен заранее знать, какое из условий является «пустым», а какое реальным. Однако эти схемы не учитывают взаимодействия воздействий, поэтому при планировании временных серий, как правило, применяют схемы регулярного чередования (А – В – А – В), позиционного уравнивания (А – В – В – А) или случайного чередования. Применение более «длинных» временных серий увеличивает возможность обнаружения эффекта, но приводит к ряду негативных последствий – утомлению испытуемого, снижению контроля за другими дополнительными переменными и т. п.

План альтернативных воздействий является развитием плана временных серий. Его специфика заключается в том, что воздействия А и В рандомизированно распределяются во времени и предъявляются испытуемому раздельно. Затем сравниваются эффекты от каждого из воздействий.

Реверсивный план применяется для изучения двух альтернативных форм поведения. Первоначально регистрируется базовый уровень проявления обеих форм поведения. Затем предъявляется комплексное воздействие, состоящее из специфического компонента для первой формы поведения и дополнительного для второй. Через определенное время сочетание воздействий видоизменяют. Эффект двух комплексных воздействий оценивается.

План возрастания критериев часто используется в психологии обучения. Суть его состоит в том, что регистрируется изменение поведения испытуемого в ответ на прирост воздействия. При этом следующее воздействие предъявляется лишь после выхода испытуемого на заданный уровень критерия.

При проведении экспериментов с одним испытуемым следует учитывать, что основные артефакты практически неустранимы. Кроме того, в этом случае, как ни в каком другом, проявляется влияние установок экспериментатора и отношений, которые складываются между ним и испытуемым.

Р. Готтсданкер предлагает различать качественные и количественные экспериментальные планы . В качественных планах независимая переменная представлена в номинативной шкале, т. е. в эксперименте используются два или более качественно разных условия.

В количественных экспериментальных планах уровни независимой переменной представлены в интервальных, ранговых или пропорциональных шкалах, т. е. в эксперименте используются уровни выраженности того или иного условия.

Возможна ситуация, когда в факторном эксперименте одна переменная будет представлена в количественном, а другая – в качественном виде. В таком случае план будет комбинированным.

Внутригрупповые и межгрупповые экспериментальные планы. Т.В. Корнилова определяет два типа экспериментальных планов по критерию количества групп и условий проведения эксперимента: внутригрупповые и межгрупповые. К внутригрупповым относятся планы, в которых влияние вариантов независимой переменной и измерение экспериментального эффекта происходят в одной группе. В межгрупповых планах влияние вариантов независимой переменной осуществляется в разных экспериментальных группах.

Преимуществами внутригруппового плана являются: меньшее количество участников, устранение факторов индивидуальных отличий, уменьшение общего времени проведения эксперимента, возможность доказательства статистической значимости экспериментального эффекта. К недостаткам относятся неконстантность условий и проявление «эффекта последовательности».

Преимуществами межгруппового плана являются: отсутствие «эффекта последовательности», возможность получения большего количества данных, сокращение времени участия в эксперименте для каждого испытуемого, уменьшение эффекта выбывания участников эксперимента. Главным недостатком межгруппового плана является неэквивалентность групп.

Планы с одной независимой переменной и факторные планы. По критерию количества экспериментальных воздействий Д. Мартин предлагает различать планы с одной независимой переменной, факторные планы и планы с серией экспериментов. В планах с одной независимой переменной экспериментатор манипулирует одной независимой переменной, которая может иметь неограниченное количество вариантов проявления. В факторных планах (подробно о них см. с. 120) экспериментатор манипулирует двумя и более независимыми переменными, исследует все возможные варианты взаимодействия их разных уровней.

Планы с серией экспериментов проводятся для постепенного исключения конкурирующих гипотез. В конце серии экспериментатор приходит к верификации одной гипотезы.

Доэкспериментальные, квазиэкспериментальные планы и планы истинных экспериментов. Д. Кэмпбелл предложил разделить все экспериментальные планы для групп испытуемых на следующие группы: доэкспериментальные, квазиэкспериментальные и планы истинных экспериментов. В основе этого деления лежит близость реального эксперимента к идеальному. Чем меньше артефактов провоцирует тот или иной план и чем строже контроль дополнительных переменных, тем ближе эксперимент к идеальному. Доэкспериментальные планы менее всего учитывают требования, предъявляемые к идеальному эксперименту. В.Н. Дружинин указывает, что они могут служить лишь иллюстрацией, в практике научных исследований их следует по возможности избегать. Квазиэкспериментальные планы являются попыткой учета реалий жизни при проведении эмпирических исследований, они специально создаются с отступлением от схем истинных экспериментов. Исследователь должен осознавать источники артефактов – внешних дополнительных переменных, которые он не может контролировать. Квазиэкспериментальный план применяется тогда, когда применение лучшего плана невозможно.

Систематизированные признаки доэкспериментальных, квазиэкспериментальных планов и планов истинных экспериментов приводятся в нижеследующей таблице.

При описании экспериментальных планов будем пользоваться символизацией, предложенной Д. Кэмпбеллом: R – рандомизация; X – экспериментальное воздействие; O – тестирование.

К доэксперименталъным планам относятся: 1) исследование единичного случая; 2) план с предварительным и итоговым тестированием одной группы; 3) сравнение статистических групп.

При исследовании единичного случая однократно тестируется одна группа после экспериментального воздействия. Схематично этот план можно записать в виде:

Контроль внешних переменных и независимой переменной полностью отсутствует. В таком эксперименте нет никакого материала для сравнения. Результаты могут быть сопоставлены лишь с обыденными представлениями о реальности, научной информации они не несут.

План с предварительным и итоговым тестированием одной группы часто применяется в социологических, социально-психологических и педагогических исследованиях. Его можно записать в виде:

В этом плане отсутствует контрольная группа, поэтому нельзя утверждать, что изменения зависимой переменной (разница между O1 и O2), регистрируемые в ходе тестирования, вызваны именно изменением независимой переменной. Между начальным и итоговым тестированием могут произойти и другие «фоновые» события, воздействующие на испытуемых вместе с независимой переменной. Этот план не позволяет контролировать также эффект естественного развития и эффект тестирования.

Сравнение статистических групп будет точнее назвать планом для двух неэквивалентных групп с тестированием после воздействия. Он может быть записан в таком виде:

Этот план позволяет учитывать эффект тестирования, благодаря введению контрольной группы контролировать ряд внешних переменных. Однако с его помощью невозможно учесть эффект естественного развития, так как нет материала для сравнения состояния испытуемых на данный момент с их начальным состоянием (предварительное тестирование не проводилось). Для сравнения результатов контрольной и экспериментальной групп используют t-критерий Стьюдента. Однако следует учитывать, что различия в результатах тестирования могут быть обусловлены не экспериментальным воздействием, а различием в составе групп.

Квазиэкспериментальные планы являются своеобразным компромиссом между реальностью и строгими рамками истинных экспериментов. Существуют следующие типы квазиэкспериментальных планов в психологическом исследовании: 1) планы экспериментов для неэквивалентных групп; 2) планы с предварительным и итоговым тестированием различных рандомизированных групп; 3) планы дискретных временных серий.

План эксперимента для неэквивалентных групп направлен на установление причинно-следственной зависимости между переменными, однако в нем отсутствует процедура уравнивания групп (рандомизация). Этот план может быть представлен следующей схемой:

К проведению эксперимента в данном случае привлекаются две реальные группы. Обе группы тестируются. Затем одна группа подвергается экспериментальному воздействию, а другая – нет. Затем обе группы повторно тестируются. Результаты первого и второго тестирования обеих групп сопоставляют, для сравнения используют t-критерий Стьюдента и дисперсионный анализ. Различие O2 и O4 свидетельствует о естественном развитии и фоновом воздействии. Для выявления действия независимой переменной необходимо сравнивать 6(O1 O2) и 6(O3 O4), т. е. величины сдвигов показателей. Значимость различия приростов показателей будет свидетельствовать о влиянии независимой переменной на зависимую. Этот план аналогичен плану истинного эксперимента для двух групп с тестированием до и после воздействия (см. с. 118). Главным источником артефактов является различие в составе групп.

План с предварительным и итоговым тестированием различных рандомизированных групп отличается от плана истинного эксперимента тем, что предварительное тестирование проходит одна группа, а итоговое – эквивалентная группа, которая подверглась воздействию:

Главный недостаток этого квазиэкспериментального плана – невозможность контролировать эффект «фона» – влияние событий, происходящих наряду с экспериментальным воздействием в период между первым и вторым тестированием.

Планы дискретных временных серий подразделяются на несколько видов в зависимости от количества групп (одной или нескольких), а также в зависимости от количества экспериментальных воздействий (одиночного или серии воздействий).

План дискретных временных серий для одной группы испытуемых состоит в том, что первоначально определяется исходный уровень зависимой переменной на группе испытуемых с помощью серии последовательных замеров. Затем применяют экспериментальное воздействие и проводят серию аналогичных замеров. Сравнивают уровни зависимой переменной до и после воздействия. Схема этого плана:

Главный недостаток плана дискретных временных серий в том, что он не дает возможности отделить результат влияния независимой переменной от влияния фоновых событий, которые происходят в течение исследования.

Модификацией этого плана является квазиэксперимент по схеме временных серий, в котором воздействие перед замером чередуется с отсутствием воздействия перед замером. Его схема такова:

ХO1 – O2ХO3 – O4 ХO5

Чередование может быть регулярным или случайным. Этот вариант подходит лишь в том случае, когда эффект воздействия обратим. При обработке данных, полученных в эксперименте, серии разбивают на две последовательности и сравнивают результаты замеров, где было воздействие, с результатами замеров, где оно отсутствовало. Для сравнения данных используется t-критерий Стьюдента с числом степеней свободы n – 2, где n – число ситуаций одного типа.

Планы временных серий часто реализуются на практике. Однако при их применении нередко наблюдается так называемый «эффект Хотторна». Впервые его обнаружили американские ученые в 1939 г., когда проводили исследование на заводе Хотторна в Чикаго. Предполагалось, что изменение системы организации труда позволит повысить его производительность. Однако в ходе эксперимента любые изменения в организации труда приводили к повышению его производительности. В результате оказалось, что само по себе участие в эксперименте повысило мотивацию к труду. Испытуемые поняли, что ими лично интересуются, и стали работать продуктивнее. Чтобы контролировать этот эффект, должна использоваться контрольная группа.

Схема плана временных серий для двух неэквивалентных групп, из которых одна не получает воздействия, выглядит так:

O1O2O3O4O5O6O7O8O9O10

O1O2O3O4O5O6O7O8O9O10

Такой план позволяет контролировать эффект «фона». Обычно он используется исследователями при изучении реальных групп в образовательных учреждениях, клиниках, на производстве.

Еще один специфический план, который нередко используется в психологии, называют экспериментом ex-post-facto. Он часто применяется в социологии, педагогике, а также в нейропсихологии и клинической психологии. Стратегия применения этого плана состоит в следующем. Экспериментатор сам не воздействует на испытуемых. В качестве воздействия выступает некоторое реальное событие из их жизни. Экспериментальная группа состоит из «испытуемых», подвергшихся воздействию, а контрольная группа – из людей, не испытавших его. При этом группы по возможности уравниваются на момент своего состояния до воздействия. Затем проводится тестирование зависимой переменной у представителей экспериментальной и контрольной групп. Данные, полученные в результате тестирования, сопоставляются и делается вывод о влиянии воздействия на дальнейшее поведение испытуемых. Тем самым план ex-post-facto имитирует схему эксперимента для двух групп с их уравниванием и тестированием после воздействия. Его схема такова:

Если удается достичь эквивалентности групп, то этот план становится планом истинного эксперимента. Он реализуется во многих современных исследованиях. Например, при изучении посттравматического стресса, когда люди, перенесшие воздействия природной или техногенной катастрофы, или участники боевых действий тестируются на наличие посттравматического синдрома, их результаты сопоставляются с результатами контрольной группы, что позволяет выявить механизмы возникновения подобных реакций. В нейропсихологии травмы головного мозга, поражения определенных структур, рассматриваемые как «экспериментальное воздействие», предоставляют уникальную возможность для выявления локализации психических функций.

Планы истинных экспериментов для одной независимой переменной отличаются от других следующим:

1) использованием стратегий создания эквивалентных групп (рандомизация);

2) наличием как минимум одной экспериментальной и одной контрольной групп;

3) итоговым тестированием и сравнением результатов групп, получавших и не получавших воздействие.

Рассмотрим подробнее некоторые экспериментальные планы для одной независимой переменной.

План для двух рандомизированных групп с тестированием после воздействия. Его схема выглядит так:

Этот план применяют в том случае, если нет возможности или необходимости проводить предварительное тестирование. При равенстве экспериментальной и контрольной групп данный план является наилучшим, поскольку позволяет контролировать большинство источников артефактов. Отсутствие предварительного тестирования исключает как эффект взаимодействия процедуры тестирования и экспериментального задания, так и сам эффект тестирования. План позволяет контролировать влияние состава групп, стихийного выбывания, влияние фона и естественного развития, взаимодействие состава группы с другими факторами.

В рассмотренном примере использовался один уровень воздействия независимой переменной. Если же она имеет несколько уровней, то количество экспериментальных групп увеличивается до числа уровней независимой переменной.

План для двух рандомизированных групп с предварительным и итоговым тестированием. Схема плана выглядит следующим образом:

R O1 Х O2

Этот план применяется в том случае, если существуют сомнения в результатах рандомизации. Главный источник артефактов – взаимодействие тестирования и экспериментального воздействия. В реальности также приходится сталкиваться с эффектом неодновременности тестирования. Поэтому наилучшим считается проведение тестирования членов экспериментальной и контрольной групп в случайном порядке. Предъявление-непредъявление экспериментального воздействия также лучше проводить в случайном порядке. Д. Кэмпбелл отмечает необходимость контроля «внутригрупповых событий». Данный экспериментальный план хорошо контролирует эффект фона и эффект естественного развития.

При обработке данных обычно используются параметрические критерии t и F (для данных в интервальной шкале). Вычисляют три значения t: 1) между O1 и O2; 2) между O3 и O4; 3) между O2 и O4. Гипотезу о значимости влияния независимой переменной на зависимую можно принять в том случае, если выполняются два условия: 1) различия между O1 и O2 значимы, а между O3 и O4 незначимы и 2) различия между O2 и O4 значимы. Иногда удобнее сравнивать не абсолютные значения, а величины прироста показателей б(1 2) и б (3 4). Эти значения также сравниваются по t-критерию Стьюдента. В случае значимости различий принимается экспериментальная гипотеза о влиянии независимой переменной на зависимую.

План Соломона представляет собой объединение двух предыдущих планов. Для его реализации необходимы две экспериментальные (Э) и две контрольные (К) группы. Его схема выглядит так:

С помощью этого плана можно контролировать эффект взаимодействия предварительного тестирования и эффект экспериментального воздействия. Эффект экспериментального воздействия выявляется при сравнении показателей: O1 и O2; O2 и O4; O5 и O6; O5 и O3. Сравнение O6, O1 и O3 позволяет выявить влияние фактора естественного развития и фоновых воздействий на зависимую переменную.

Теперь рассмотрим план для одной независимой переменной и нескольких групп.

План для трех рандомизированных групп и трех уровней независимой переменной применяется в тех случаях, когда необходимо выявление количественных зависимостей между независимой и зависимой переменными. Его схема выглядит так:

При реализации этого плана каждой группе предъявляется лишь один уровень независимой переменной. При необходимости можно увеличить количество экспериментальных групп в соответствии с количеством уровней независимой переменной. Для обработки данных, полученных с помощью такого экспериментального плана, могут применяться все вышеперечисленные статистические методы.

Факторные экспериментальные планы применяются для проверки сложных гипотез о взаимосвязях между переменными. В факторном эксперименте проверяются, как правило, два типа гипотез: 1) гипотезы о раздельном влиянии каждой из независимых переменных; 2) гипотезы о взаимодействии переменных. Факторный план заключается в том, чтобы все уровни независимых переменных сочетались друг с другом. Число экспериментальных групп при этом равно числу сочетаний.

Факторный план для двух независимых переменных и двух уровней (2 х 2). Это наиболее простой из факторных планов. Его схема выглядит так.

Данный план выявляет эффект воздействия двух независимых переменных на одну зависимую. Экспериментатор сочетает возможные переменные и уровни. Иногда используются четыре независимые рандомизированные экспериментальные группы. Для обработки результатов применяется дисперсионный анализ по Фишеру.

Существуют более сложные версии факторного плана: 3 х 2 и 3 х 3 и т. д. Дополнение каждого уровня независимой переменной увеличивает число экспериментальных групп.

«Латинский квадрат». Является упрощением полного плана для трех независимых переменных, имеющих два и более уровней. Принцип латинского квадрата состоит в том, что два уровня разных переменных встречаются в экспериментальном плане только один раз. Тем самым значительно сокращаются количество групп и экспериментальная выборка в целом.

Например, для трех независимых переменных (L, M, N) с тремя уровнями у каждой (1, 2, 3 и N(A, В, С)) план по методу «латинского квадрата» будет выглядеть так.

В этом случае уровень третьей независимой переменной (А, В, С) встречается в каждой строке и в каждой колонке по одному разу. Комбинируя результаты по строкам, столбцам и уровням, можно выявить влияние каждой из независимых переменных на зависимую, а также степень попарного взаимодействия переменных. Применение латинских букв А, В, С для обозначения уровней третьей переменной традиционно, поэтому метод и получил название «латинский квадрат».

«Греко-латинский квадрат». Этот план применяется в случае, если необходимо исследовать влияние четырех независимых переменных. Он строится на основе латинского квадрата для трех переменных, при этом к каждой латинской группе плана присоединяется греческая буква, обозначающая уровни четвертой переменной. Схема для плана с четырьмя независимыми переменными, каждая из которых имеет три уровня, будет выглядеть так:

Для обработки данных, полученных в плане «греко-латинский квадрат», применяется метод дисперсионного анализа по Фишеру.

Главная проблема, которую позволяют решить факторные планы, – определение взаимодействия двух и более переменных. Эту задачу невозможно решить, применяя несколько обычных экспериментов с одной независимой переменной. В факторном плане вместо попыток «очистить» экспериментальную ситуацию от дополнительных переменных (с угрозой для внешней валидности) экспериментатор приближает ее к реальности, вводя некоторые дополнительные переменные в разряд независимых. При этом анализ связей между изучаемыми признаками позволяет выявить скрытые структурные факторы, от которых зависят параметры измеряемой переменной.

4.8. Корреляционные исследования

Теория корреляционного исследования разработана английским математиком К. Пирсоном. Стратегия проведения такого исследования заключается в том, что управляемое воздействие на объект отсутствует. План корреляционного исследования несложен. Исследователь выдвигает гипотезу о наличии статистической связи между несколькими психическими свойствами индивида. При этом предположение о причинной зависимости не обсуждается.

Корреляционным называется исследование, проводимое для подтверждения или опровержения гипотезы о статистической связи между несколькими (двумя или более) переменными. В психологии в качестве переменных могут выступать психические свойства, процессы, состояния и т. п.

Корреляционные связи. «Корреляция» в прямом переводе означает соотношение. Если изменение одной переменной сопровождается изменением другой, то говорят о корреляции этих переменных. Наличие корреляции двух переменных не является свидетельством наличия причинно-следственных зависимостей между ними, но дает возможность выдвинуть такую гипотезу. Отсутствие корреляции позволяет опровергнуть гипотезу о причинно-следственной связи переменных.

Различают несколько типов корреляционных связей:

Прямая корреляционная связь (уровень одной переменной непосредственно соответствует уровню другой переменной);

Корреляция, обусловленная третьей переменной (уровень одной переменной соответствует уровню другой переменной в силу того, что обе эти переменные обусловлены третьей, общей переменной);

Случайная корреляция (не обусловлена никакой переменной);

Корреляция, обусловленная неоднородностью выборки (если выборка состоит двух неоднородных групп, то может быть получена корреляционная связь, не существующая в генеральной совокупности).

Корреляционные связи бывают следующих видов:

– положительная корреляция (повышение уровня одной переменной сопровождается повышением уровня другой переменной);

– отрицательная корреляция (рост уровня одной переменной сопровождается снижением уровня другой);

– нулевая корреляция (свидетельствует об отсутствии связи переменных);

– нелинейная связь (в определенных пределах повышение уровня одной переменной сопровождается повышением уровня другой, а при других параметрах – наоборот. Большинство психологических переменных имеют именно нелинейную связь).

Планирование корреляционного исследования. План корреляционного исследования является разновидностью квазиэкспериментального плана при отсутствии воздействия независимой переменной на зависимые. Корреляционное исследование разбивается на серию независимых измерений в группе испытуемых. В случае простого корреляционного исследования группа однородна. В случае сравнительного корреляционного исследования мы имеем несколько подгрупп, различающихся по одному или нескольким критериям. Результаты таких измерений дают матрицу вида Р х О. Обрабатываются данные корреляционного исследования путем вычисления корреляций по строкам или по столбцам матрицы. Корреляция по строкам дает сравнение испытуемых. Корреляция столбцов дает информацию о связи измеряемых переменных. Часто выявляются временные корреляции, т. е. изменение структуры корреляций во времени.

Ниже рассмотрены основные типы корреляционного исследования.

Сравнение двух групп. Применяется для установления сходства или различия двух естественных или рандомизированных групп по выраженности того или иного параметра. Средние результаты у двух групп сравнивают с помощью t-критерия Стьюдента. При необходимости для сравнения дисперсий показателя в двух группах также может быть использован t-критерий Фишера (см. 7.3).

Одномерное исследование одной группы в разных условиях. План этого исследования близок к экспериментальному. Но в случае корреляционного исследования мы не управляем независимой переменной, а лишь констатируем изменение поведения индивида в разных условиях.

Корреляционное исследование попарно эквивалентных групп. Этот план используется при исследовании близнецов методом внутрипарных корреляций. Близнецовый метод основывается на следующих положениях: генотипы монозиготных близнецов сходны на 100 %, а дизиготных близнецов – на 50 %, среда развития как дизиготных, так и монозиготных пар одинакова. Дизиготные и монозиготные близнецы разбиваются на группы: в каждой – один близнец из пары. У близнецов обеих групп измеряется интересующий исследователя параметр. Затем вычисляются корреляции между параметрами (О -корреляция) и между близнецами (Р -корреляция). Сравнивая внутрипарные корреляции монозиготных и дизиготных близнецов, можно выявить доли влияния среды и генотипа на развитие того или иного признака. Если корреляция монозиготных близнецов надежно выше корреляции дизиготных близнецов, то можно говорить о существующей генетической детерминации признака, в противном случае говорят о средовой детерминации.

Многомерное корреляционное исследование. Проводится для проверки гипотезы о связи нескольких переменных. Отбирается экспериментальная группа, которая тестируется по определенной программе, состоящей из нескольких тестов. Данные исследования заносятся в таблицу «сырых» данных. Затем эта таблица обрабатывается, подсчитываются коэффициенты линейных корреляций. Корреляции оцениваются на статистические различия.

Структурное корреляционное исследование. Исследователь выявляет различие в уровне корреляционных зависимостей между одними и теми же показателями, измеренными у представителей разных групп.

Лонгитюдное корреляционное исследование. Оно строится по плану временных серий с тестированием группы через заданные промежутки времени. В отличие от простого лонгитюда исследователя интересуют изменения не столько самих переменных, сколько связей между ними.

Экспериментом мы называем ту часть исследования, которая заключается в том, что исследователь осуществляет манипулирование переменными, и наблюдает эффекты производимые ϶тим воздействием на другие переменные. Эксперимент может быть многомерным в следующих двух отношениях. План эксперимента может содержать более чем одну «независимую» переменную (пол, год обучения, метод обучения арифметике, тип и размер шрифта в учебнике и т. д.). Или более чем одну «зави¬симую» переменную (число ошибок, скорость, количе¬ство правильных ответов, данные различных тестов и т. д.).

Что же представляет из себя эксперимент и какие основные принципы проведения экспериментов?

Целью всякого эксперимента является проверка гипотез о причинной связи между явлениями: исследователь создает или изыскивает определенную ситуацию, приводит в действие гипотетическую причину и наблюдает за изменениями в естественном ходе событий, фиксирует их соответствие или несоответствие предположениям, гипотезам.

Само по себе понятие «эксперимент» означает действие, направленное на создание условий в целях осуществления того или иного явления и по возможности наиболее частого, т. е. не осложняемого другими явлениями. Основной целью эксперимента являются выявление свойств исследуемых объектов, проверка справедливости гипотез и на ϶той основе широкое и глубокое изучение темы научного исследования.

Постановка и организация эксперимента определяются его назначением. Эксперименты, которые проводятся в различных отраслях науки, являются химическими, биологическими, физическими, психологическими, социальными и т. п. Они различаются по способу формирования условий (естественных и искусственных); по целям исследования (преобразующие, констатирующие, контролирующие, поисковые, решающие); по организации проведения (лабораторные, натурные, полевые, производственные и т.п.); по структуре изучаемых объектов и явлений (простые, сложные); по характеру внешних воздействий на объект исследования (вещественные, энергетические, информационные); по характеру взаимодействия средства экспериментального исследования с объектом исследования (обычный и модельный); по типу моделей, исследуемых в эксперименте (материальный и мысленный); по контролируемым величинам (пассивный и активный); по числу варьируемых факторов (однофакторный и многофакторный); по характеру изучаемых объектов или явлений (технологические, социометрические) и т. п. Конечно, для классификации могут быть использованы и другие признаки.

Из числа названных признаков естественный эксперимент предполагает проведение опытов в естественных условиях существования объекта исследования (чаще всего используется в биологических, социальных, педагогических и психологических науках). Искусственный эксперимент предполагает формирование искусственных условий (широко применяется в естественных и технических науках). Преобразующий (созидательный) эксперимент включает активное изменение структуры и функций объекта исследования в соответствии с выдвинутой гипотезой, формирование новых связей и отношений между компонентами объекта или между, исследуемым объектом и другими объектами. Исследователь в соответствии со вскрытыми тенденциями развития объекта исследования преднамеренно создает условия, которые должны способствовать формированию новых свойств и качеств объекта. Констатирующий эксперимент используется для проверки определенных предположений. В процессе ϶того эксперимента констатируется наличие определенной связи между воздействием на объект исследования и результатом, выявляется наличие определенных фактов. Контролирующий эксперимент сводится к контролю за результатами внешних воздействий на объект исследования с учетом его состояния, характера воздействия и ожидаемого эффекта. Поисковый эксперимент проводится в том случае, если затруднена классификация факторов, влияющих на изучаемое явление вследствие отсутствия достаточных предварительных (априорных) данных. По результатам поискового эксперимента устанавливается значимость факторов, осуществляется отсеивание незначимых. Решающий эксперимент ставится для проверки справедливости основных положений фундаментальных теорий в том случае, когда две или несколько гипотез одинаково согласуются со многими явлениями. ϶то согласие приводит к затруднению, какую именно из гипотез считать правильной.

Решающий эксперимент дает такие факты, которые согласуются с одной из гипотез и противоречат другой.

Примером решающего эксперимента служат опыты по проверке справедливости ньютоновской теории истечения света и волнообразной теории Гюйгенса. ϶ти опыты были поставлены французским ученым Фуко (1819—1868). Они касались вопроса о скорости распространения света внутри прозрачных тел. Согласно гипотезе истечения, скорость света внутри таких тел должна быть больше, чем в пустоте. Но Фуко своими опытами доказал обратное, т. е. что в менее плотной среде скорость света большая. ϶тот опыт Фуко и был тем решающим опытом, который решил спор между двумя гипотезами (в настоящее время гипотеза Гюйгенса заменена электромагнитной гипотезой Максвелла).

Другим примером решающего эксперимента может служить спор между Птолемеем и Коперником о движении Земли. Решающий опыт Фуко с маятником окончательно решил спор в пользу теории Коперника.

Лабораторный эксперимент проводится в лабораторных условиях с применением типовых приборов, специальных моделирующих установок, стендов, оборудования и т. д/Чаще всего в лабораторном эксперименте изучается не сам объект, а его образец. ϶тот эксперимент позволяет доброкачественно, с требуемой повторноϲтью изучить влияние одних характеристик при варьировании других, получить хорошую научную информацию с ᴍᴎнимальныᴍᴎ затратаᴍᴎ времени и ресурсов. Однако такой эксперимент не всегда полноϲтью моделирует реальный ход изучаемого процесса, по϶тому возникает потребноϲть в проведении натурного эксперимента. Натурный эксперимент 1 проводится в естественных условиях и на реальных объектах. ϶тот вид эксперимента часто используется в процессе натурных испытаний изготовленных систем. В зависимоϲти от места проведения испытаний натурные эксперименты подразделяются на производственные, полевые, полигонные, полунатурные и т. п. Натурный эксперимент всегда требует тщательного продумывания и планирования, рационального подбора методов исследования. Практически во всех случаях оϲновная научная проблема натурного эксперимента — обеспечить доϲтаточное соответствие (адекватноϲть) условий эксперимента реальной ситуации, в которой будет работать впоϲледствии создаваемый объект. По϶тому центральныᴍᴎ задачаᴍᴎ натурного эксперимента являются: изучение характеристик воздействия среды на испытуемый объект; идентификация статистических и динаᴍᴎческих параметров объекта; оценка эффективноϲти функционирования объекта и проверка его на соответствие заданным требованиям.

Эксперименты могут быть открытыᴍᴎ и закрытыᴍᴎ, они широко распроϲтранены в психологии, социологии, педагогике. В открытом эксперименте его задачи открыто объясняются испытуемым, в закрытом - в целях получения объективных данных ϶ти задачи скрываются от испытуемого. Любая форма открытого эксперимента влияет (часто активизирует) на субъективную сторону поведения испытуемых. В ϶той связи открытий эксперимент целесообразен только тогда, когда имеются возможноϲть и доϲтаточная уверенноϲть в том, что удастся вызвать у испытуемого живое участие и субъективную поддержку намечаемой работе. Закрытый эксперимент характеризуется тем, что его тщательно маскируют; испытуемый не доᴦадывается об эксперименте, и работа протекает внешне в естественных условиях. Такой эксперимент не вызывает у испытуемых повышенной настороженноϲти и излишнего самоконтроля, стремления вести себя не так, как обычно.

Проϲтой эксперимент используется для изучения объектов, не имеющих разветвленной структуры, с небольшим количеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, выполняющих простейшие функции.

В сложном эксперименте изучаются явления или объекты с разветвленной структурой (можно выделить иерархические уровни) и большим количеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, выполняющих сложные функции. Высокая степень связности элементов приводит к тому, что изменение состояния какого-либо элемента или связи влечет за собой изменение состояния многих других элементов системы. В сложных объектах исследования возможно наличие нескольких разных структур, нескольких разных целей. Но все же конкретное состояние сложного объекта может быть описано. В очень сложном эксперименте изучается объект, состояние которого по тем или иным. причинам до сих пор не удается подробно и точно описать. Например, для описания требуется больше бремени, чем то, которым располагает исследователь между сменаᴍᴎ состояний объекта или когда современный уровень знаний.недостаточен для проникновения в существо связей объекта (либо они непонятны).

Информационный эксперимент используется для изучения воздействия определенной (различ¬ной по форме и содержанию) информации на объект" исследования (чаще всего информационный эксперимент используется в биологии, психологии, социологии, кибернетике и т.п.). С помощью ϶того эксперимента изучается изменение состояния объекта исследования под влиянием сообщаемой ему информации.

Вещественный эксперимент предполагает изучение влияния различных вещественных факторов на состояние объекта исследования. Например, влияние различных добавок на качество стали и т.п.

Энергетический эксперимент используется для изучения воздействия различных видов энергии (электромагнитной, механической, тепловой и т.д.) на объект исследования. ϶тот тᴎп эксперимента широко распространен в естественных науках.

Обычный (или классический) эксперимент включает экспериментатора как познающего субъекта; объект или предмет экспериментального исследования и средства (инструменты, приборы, экспериментальные установки), при помощи которых осуществляется эксперимент.

В обычном эксперименте экспериментальные средства непосредственно взаимодействуют с объектом исследования. Они являются посредниками между экспериментатором и объектом исследования.

Модельный эксперимент в отличие от обычного имеет дело с моделью исследуемого объекта. Модель входит в состав экспериментальной установки, замещая не только объект исследования, но часто и условия; в которых изучается некоторый объект.

Модельный эксперимент при расширении возможностей экспериментального исследования одновременно имеет и ряд недостатков, связанных с тем, что различие между моделью и реальным объектом может стать источником ошибок и, кроме того, экстраполяция результатов изучения поведения модели на моделируемый объект требует дополнительных затрат времени и теоретического обоснования правомочности такой экстраполяции.

Различие между орудиями эксперимента при моделировании позволяет выделить мысленный" и материальный эксперимент. Орудиями мысленного (умственного) эксперимента являются мысленные модели исследуемых объектов или явлений (чувственные образы, образно-знаковые модели, знаковые модели). Для обозначения мысленного эксперимента иногда пользуются терминами: идеализированный или воображаемый эксперимент. Мысленный эксперимент является одной из форм умственной деятельности познающего субъекта, в процессе которой воспроизводится в воображении структура реального эксперимента. Структура мысленного эксперимента включает: построение мысленной модели объекта исследования, идеализированных условий эксперимента и воздействий на объект; сознательное и планомерное изменение, комбинирование условий эксперимента и воздействий на объект; сознательное и точное применение на всех стадиях эксперимента объективных законов науки, благодаря чему исключается абсолютный произвол. В результате такого эксперимента формируются выводы.

Материальный эксперимент имеет аналогичную структуру. Однако в материальном эксперименте используются материальные, а не идеальные объекты исследования. Основное отличие материального эксперимента от мысленного в том, что реальный эксперимент представляет собой форму объективной материальной связи сознания с внешнᴎᴍ миром, между тем как мысленный эксперᴎᴍент является специфической формой теоретической деятельности субъекта.

Сходство мысленного эксперᴎᴍента с реальным в значительной мере определяется тем, что всякий реальный эксперᴎᴍент, прежде чем быть осуществленным на практике, сначала проводится человеком мысленно в процессе обдумывания и планирования. По϶тому мысленный эксперᴎᴍент нередко выступает в роли идеального плана реального эксперᴎᴍента, в известном смысле предваряя его.

Мысленный эксперᴎᴍент ᴎᴍеет более широкую сферу прᴎᴍенения, чем реальный эксперᴎᴍент, так как прᴎᴍеняется не только при подготовке и планировании последнего, но и в тех случаях, когда проведение реальных опытов представляется невозможным. Так, Галилей в мысленном эксперᴎᴍенте пришел к выводу о существовании движения по инерции, опрокинувшему аристотелевскую точку зрения, согласно которой движущееся тело останавливается, если сила, его толкающая, прекращает свое действие.

϶тот вывод мог быть получен только с помощью мысленного эксперᴎᴍента. По ϶тому поводу А. Эйнштейн говорил следующее: «Мы видели, что закон инерции нельзя вывести непосредственно из эксперᴎᴍента, его можно вывести лишь умозрительно — мышлением, связанным с наблюдением. ϶тот эксперимент никогда нельзя выполнить в действительности, хотя он ведет к глубокому пониманию действительных экспериментов».

Мысленный эксперимент, заменяя собой реальный, расширяет границы познания, ибо обеспечивает получение такой информации, которую иными средствами добыть невозможно. Мысленный эксперимент позволяет преодолеть неизбежную ограниченность реального опыта путем абстрагирования от действия нежелательных, затемняющих причин, полное устранение которых в реальном эксперименте практически недостижимо.

Мысленный эксперимент является существенным моментом всякой творческой деятельности. А. Эйнштейн в автобиографических воспоминаниях в связи с разработкой специальной теории относительности писал: «В ϶том году в Аарау у меня возник вопрос: если бы можно было погнаться за световой волной со скоростью света, то мы имели бы перед собой не зависящее от времени волновое поле. Но все-таки ϶то кажется невозможным! ϶то было первым детским мысленным экспериментом, который относится к специальной теории относительности. Открытие не является делом логического мышления, даже если конечный продукт связан с логической формой».

Мысленный эксперимент используется не только учеными, но и писателями, художниками, педагогами, врачами. Мысленное экспериментирование ярко проявляется в мышлении шахматистов. Огромна роль мысленного эксперимента в техническом конструировании и изобретательстве. Результаты мысленного эксперимента находят отражение в формулах, чертежах, графиках, набросках, эскизных проектах и т. п.

Пассивный эксперимент предусматривает измерение только выбранных показателей (параметров, переменных) в результате наблюдения за объектом без искусственного вмешательства в его функционирование. Примерами пассивного эксперимента является наблюдение: за интенсивностью, составом, скоростями движения транспортных потоков; за числом заболеваний вообще или какой-либо определенной болезнью; за работоспособностью определенной группы лиц; за показателями, изменяющимися с возрастом; за числом дорожно-транспортных происшествий и т. п.

Пассивный эксперимент, по существу, является наблюдением, которое сопровождается инструментальным измерением выбранных показателей состояния объекта исследования.

Активный эксперимент связан с выбором специальных входных сигналов (факторов) и контролирует вход и выход исследуемой системы.

Однофакторный эксперимент предполагает: выделение нужных факторов; стабилизацию мешающих факторов; поочередное варьирование интересующих исследователя факторов.

Стратегия многофакторного эксперимент а состоит в том, что варьируются все переменные сразу и каждый эффект оценивается по результатам всех опытов, проведенных в данной серии экспериментов.

Технологический эксперимент направлен на изучение элементов технологического процесса (продукции, оборудования, деятельности работников и т.п.) или процесса в целом.

Социометрический эксперимент используется для измерения существующих межличностных социально-психологических отношений в малых группах с целью их последующего изменения.

Как уже отмечалось, приведенная классификация экспериментальных исследований - не может быть признана полной, поскольку с расширением научного знания расширяется и область применения экспериментального метода. Кроме того, в зависимости от задач эксперимента различные его типы могут объединяться, образуя комплексный или комбинированный эксперимент.

Для проведения эксперимента любого типа необходимо: разработать гипотезу, подлежащую проверке; создать программы экспериментальных работ; определить способы и приемы вмешательства в объект исследования; обеспечить условия для осуществления процедуры экспериментальных работ; разработать пути и приемы фиксирования хода и результатов эксперимента; подготовить средства эксперимента (приборы, установки, модели и т.п.); обеспечить эксперимент необходимым обслуживающим персоналом.

Особое значение имеет правильная разработка методик эксперимента. Методика — ϶то совокупность мыслительных и физических операций, размещенных в определенной последовательности, в соответствии с которой достигается цель исследования. При разработке методик проведения эксперимента необходимо предусматривать: проведение целенаправленного предварительного наблюдения над изучаемым объектом или явлением с целью определения исходных данных (гипотез, выбора варьирующих факторов); создание условий, в которых возможно экспериментирование (подбор объектов для экспериментального воздействия, устранение влияния случайных факторов); определение пределов измерений; систематическое наблюдение за ходом развития изучаемого явления и точные описания фактов; проведение систематической регистрации измерений и оценок фактов различными средствами и способами; создание повторяющихся ситуаций, изменение характера условий и перекрестные воздействия, создание усложненных ситуаций с целью подтверждения или опровержения ранее полученных данных; переход от эмпирического изучения к логическим обобщениям, к анализу и теоретической обработке полученного фактического материала.

Правильно разработанная методика экспериментального исследования предопределяет его ценность. По϶тому разработка, выбор, определение методики должно проводиться особенно тщательно. При определении методики необходимо использовать не только личный опыт, но и опыт товарищей и других коллективов. Необходимо убедиться в том, что она соответствует современному уровню науки, условиям, в которых выполняется исследование. Целесообразно проверить возможность использования- методик, применяемых в смежных проблемах и науках.

Выбрав методику эксперимента, исследователь должен удостовериться в ее практической применимости. ϶то необходимо сделать даже в том случае, если методика давно апробирована практикой других лабораторий, так как она может оказаться неприемлемой или сложной в силу специфических особенностей климата, помещения, лабораторного оборудования, персонала, объекта исследований и т. п.

Перед каждым экспериментом составляется его план (программа), который включает: цель и задачи эксперимента; выбор варьирующих факторов; обоснование объема эксперимента, числа опытов; порядок реализации опытов, определение последовательности изменения факторов; выбор шага изменения факторов, задание интервалов между будущими экспериментальными точками; обоснование средств измерений; описание проведения эксперимента; обоснование способов обработки и анализа результатов эксперимента.

Применение математической теории эксперимента -позволяет уже при планировании определенным образом оптимизировать объем экспериментальных исследований и повысить их точность.

Важным ϶тапом подготовки к эксперименту является определение его целей и задач. Количество задач для конкретного эксперимента не должно быть слишком большим (лучше 3...4, максимально 8...10).

Перед экспериментом надо выбрать варьируемые факторы, т.е. установить основные и второстепенные характеристики, влияющие на исследуемый процесс, проанализировать расчетные (теоретические) схемы процесса. На основе ϶того анализа все факторы классифицируются и составляется из них убывающий по важности для данного эксперимента ряд. Правильный выбор основных и второстепенных факторов играет важную роль в эффективности эксперимента, поскольку эксперимент и сводится к нахождению зависимостей между ϶тими факторами. Иногда бывает трудно сразу выявить роль основных и второстепенных факторов. В таких случаях необходимо выполнять небольшой по объему предварительный поисковый опыт.

Основным принципом установления степени важности характеристики является ее роль в исследуемом процессе. Для ϶того процесс изучается в зависимости от какой-то одной переменной при остальных постоянных. Такой принцип проведения эксперимента оправдывает себя лишь в тех случаях, когда таких характеристик мало — 1...3. Если же переменных величин много, целесообразен принцип многофакторного анализа, рассматриваемый ниже.

Необходимо также обосновать набор средств измерений (приборов) другого оборудования, машин и аппаратов. В связи с ϶тим экспериментатор должен быть хорошо знаком с выпускаемой в стране измерительной аппаратурой (при помощи ежегодно издающихся каталогов, по которым можно заказать выпускаемые отечественным приборостроением те или иные средства измерений). Естественно, что в первую очередь следует использовать стандартные, серийно выпускаемые машины и приборы, работа на которых регламентируется инструкциями, ГОСТами и другими официальными документами.

В отдельных случаях возникает потребность в создании уникальных приборов, установок, стендов, машин для разработки темы. При ϶том разработка и конструирование приборов и других средств должны быть тщательно обоснованы теоретическими расчетами и практическими соображениями о возможности изготовления оборудования. При создании новых приборов желательно использовать готовые узлы выпускаемых приборов или реконструировать существующие приборы. Ответственный момент — установление точности измерений и погрешностей.

Методы измерений должны базироваться на законах специальной науки — метрологии, изучающей средства и методы измерений.

При экспериментальном исследовании одного и того же процесса (наблюдения и измерения) повторные отсчеты на приборах, как правило, неодинаковы. Отклонения объясняются различными причинами — неоднородностью свойств изучаемого тела (материал, конструкция и т.д.), не совершенностью приборов и классов их точности, субъективными особенностями экспериментатора и др. Чем больше случайных факторов, влияющих на опыт, тем больше расхождения цифр, получаемых при измерениях, т. е. тем больше отклонения отдельных измерений от среднего значения. ϶то требует повторных измерений, а следовательно, необходимо знать их минимальное количество. Под потребным минимальным количеством измерений понимают такое количество измерений, которое в данном опыте обеспечивает устойчивое среднее значение измеряемой величины, удовлетворяющее заданной степени точности. Установление потребного минимального количества измерений имеет большое значение, поскольку обеспечивает получение наиболее объективных результатов при минимальных затратах времени и средств.

В методике подробно разрабатывается процесс проведения эксперимента, составляется последовательность (очередность) проведения операций измерений и наблюдений, детально описывается каждая операция в отдельности с учетом выбранных средств для проведения эксперимента, обосновываются методы контроля качества операций, обеспечивающие при минимальном (ранее установленном) количестве измерений высокую надежность и заданную точность. Разрабатываются формы журналов для записи результатов наблюдений и измерений.

Важным разделом методики является выбор методов обработки и анализа экспериментальных данных. Обработка данных сводится к систематизации всех цифр, классификации, анализу. Результаты экспериментов должны быть сведены в удобочитаемые формы записи — таблицы, графики, формулы, номограммы, позволяющие быстро и доброкачественно сопоставлять полученное и проанализировать результаты. Все переменные должны быть оценены в единой системе единиц физических величин.

Особое внимание в методике должно быть уделено математическим методам обработки и анализу опытных данных, например, установлению эмпирических зависимостей, аппроксимации связей между варьирующими характеристиками, установлению критериев и доверительных интервалов и др. Диапазон чувствительности (нечувствительности) критериев должен быть стабилизирован (эксплицирован).

Результаты экспериментов должны отвечать трем статистическим требованиям: требование эффективности оценок, т. е. минимальность дисперсии отклонения относительно неизвестного параметра; требование состоятельности оценок, т. е. при увеличении числа наблюдений оценка параметра должна стремиться к его истинному значению; требование несмещенности оценок - отсутствие систематических ошибок в процессе вычисления параметров. Важнейшей проблемой при проведении и обработке эксперимента является совместимость ϶тих трех требований.

После разработки и утверждения методики устанавливается объем и трудоемкость экспериментальных исследований, которые зависят от глубины теоретических разработок, степени точности принятых средств измерений (чем четче сформулирована теоретическая часть исследования, тем меньше объем эксперимента). В зависимости от предварительной теоретической подготовки возможны три случая проведения эксперимента: 1) если теоретически получена аналитическая зависимость, которая однозначно определяет исследуемый процесс (например, r =3е2х), то объем эксперимента для подтверждения данной зависимости оказывается минимальным, поскольку функция однозначно определяется экспериментальными данными; 2) если теоретическим путем установлен лишь характер зависимости (например, у - aehx), т.е. задано семейство кривых, то экспериментальным путем необходимо определить как а, так и k и, следовательно, объем эксперимента возрастает; 3) если теоретически не удалось получить каких-либо зависимостей и разработаны лишь предположения о качественных закономерностях процесса, то целесообразен поисковый эксперимент, при котором объем экспериментальных работ резко возрастает. В таких случаях уместно применять метод математического планирования эксперимента.

На объем, и трудоемкость проведения экспериментальных работ существенно влияет вид эксперимента. Например, полевые эксперименты, как правило, всегда имеют большую трудоемкость, что следует учитывать при планировании.

После установления объема экспериментальных работ составляется перечень необходимых средств измерений, объем материалов, список исполнителей, календарный план и смета расходов.

План-программу рассматривает научный руководитель, обсуждают в научном коллективе и утверждают в установленном порядке.

При копировании индексируемая гиперссылка обязательна.