Планы для одной независимой переменной

План "истинного" экспериментального исследования отличает­ся от других следующим и важнейшими признаками:

1) применением одной из стратегий создания эквивалентных групп, чаще всего — рандомизации;

2) наличием экспериментальной и как минимум одной контроль­ной группы;

3) завершением эксперимента тестированием и сравнением по­ведения группы, получившей экспериментальное воздействие (X,),

с группой, не получившей воздействия (Х„).

Классическим вариантом плана является план для двух незави­симых групп. В психологии планирование эксперимента начинает применяться с первых десятилетийXX в.

Существуют три основные версии этого плана. При их описании будем пользоваться символизацией, предложенной Кэмпбеллом.

1. План для двух рандомизированных групп с тестированием после воздействия. Его автор — известный биолог и статистик Фишер. Структура плана выглядит следующим образом:

1. Экспериментальная группа	R ХО,
2. Контрольная группа	R 0,

 

Здесь R — рандомизация, Х — воздействие, 0, — тестирование пер­вой группы, 0^ — тестирование второй группы.

Равенство экспериментальной и контрольной групп является со­вершенно необходимым условием применения этого плана. Чаще всего для достижения эквивалентности групп применяют процеду­ру рандомизации (см. гл. 4). Этот план рекомендуют использовать в том случае, когда нет возможности или необходимости проводить предварительное тестирование испытуемых. Если рандомизация про­ведена качественно, то этот план является наилучшим, позволяет контролировать большинство источников артефактов; кроме того, для него применимы различные варианты дисперсионного анализа.

После проведения рандомизации или иной процедуры уравнива­ния групп осуществляется экспериментальное воздействие. В про­стейшем варианте используется лишь две градации независимой переменной: есть воздействие, нет воздействия.

Если необходимо использовать не один уровень воздействия, то применяются планы с несколькими экспериментальными группа­ми (по числу уровней воздействия) и одной контрольной.

Если же нужно контролировать влияние одной из дополнитель­ных переменных, то применяют план с двумя контрольными груп­пами и одной экспериментальной. Измерение поведения дает мате-риал-для сравнения двух групп. Обработка данных сводится к при­менению традиционныхддя математической статистики оценок. Рас­смотрим случай, когда измерение проводится интервальной шкалой. Для оценки различия в средних показателях групп используют t-кри-терий Стьюдента. Оценивание различий в вариации измеряемого параметра между экспериментальной и контрольной группами про­водится с помощью критерия F. Соответствующие процедуры по-

дробно рассмотрены в учебниках математической статистики для психологов.

Применение плана для двух рандомизированных групп с тести­рованием после воздействия позволяет контролировать основные источники внутренней невалидности (как их определяет Кэмпбелл). Поскольку предварительное тестирование отсутствует, исключен эффект взаимодействия процедуры тестирования и содержания экс­периментального воздействия и сам эффект тестирования. План по­зволяет контролировать влияния состава групп, стихийного выбы­вания, влияния фона и естественного развития, взаимодействие со­става группы с другими факторами, исключить эффект регрессии за счет рандомизации и сравнения данных экспериментальной и кон­трольной групп. Однако при проведении большинства педагогичес­ких и социально-психологических экспериментов необходимо жест­ко контролировать исходный уровень зависимой переменной, будь то интеллект, тревожность, знания или статус личности в группе. Рандомизация — лучшая процедура из возможных, но не дающая абсолютной гарантии правильности выбора. Когда существуют со­мнения в результатах рандомизации, применяют план с предвари­тельным тестированием.

2. План для двух рандомизированных групп с предварительным и итоговым тестированием. Рассмотрим структуру этого плана:

1. Экспериментальная группа	R 0,ХО,
2. Контрольная группа	R 0, 0,

 

План с предварительным тестированием пользуется популяр­ностью у психологов. Биологи больше доверяют процедуре рандо­мизации. Психолог прекрасно знает, что каждый человек своеобра­зен и отличен от других, и подсознательно стремится уловить эти различия с помощью тестов, не доверяя механической процедуре ран­домизации. Однако гипотеза большинства психологических иссле­дований, особенно в области психологии развития ("формирующий эксперимент"), содержит прогноз определенного изменения свой­ства индивида под влиянием внешнего фактора. Поэтому план "тест — воздействие — ретест" с рандомизацией и контрольной группой очень распространен.

При отсутствии процедуры уравнивания групп этот план пре­образуется в квазиэкспериментальный (он будет рассмотрен в разд. 5.2).

Главный источник артефактов, нарушающий внешнюю валид-ность процедуры, — взаимодействие тестирования с эксперименталь­ным воздействием. Например, тестирование уровня знаний по оп­ределенному предмету, перед проведением эксперимента по заучи­ванию материала, может привести к актуализации исходных знаний и к общему повышению продуктивности запоминания. Достигается это за счет актуализации мнемических способностей и создания ус­тановки на запоминание.

Однако с помощью этого плана можно контролировать другие внешние переменные. Контролируется фактор "истории" ("фона"), так как в промежутке между первым и вторым тестированием обе группы подвергаются одинаковым ("фоновым") воздействиям. Вмес­те с тем Кэмпбелл отмечает необходимость контроля "внутригруп-повых событий", а также эффекта неодновременности тестирова­ния в обеих группах. В реальности невозможно добиться, чтобы тест и ретест проводились в них одновременно. План превращается в квазиэкспериментальный, например:

R О, Х О, R О, О,

Обычно контроль неодновременности тестирования осуществля­ют два экспериментатора, проводящие тестирование двух групп одновременно. Оптимальной считается процедура рандомизации по­рядка тестирования: тестирование членов экспериментальной и кон­трольной групп производится в случайном порядке. То же самое де­лается и с предъявлением — не предъявлением экспериментального воздействия. Разумеется, такая процедура требует значительной чис­ленности экспериментальной и контрольной выборок (не менее 30— 35 человек в каждой).

Естественное развитие и эффект тестирования контролируются за счет того, что они одинаково проявляются в экспериментальной и контрольной группах, а эффекты состава групп и регрессии (Кэмп­белл, 1980) — процедурой рандомизации.

Результаты применения плана "тест — воздействие — ретест" представлены в 4-клеточной таблице 2 х 2:

При обработке данных обычно используются параметрические критерии t и F (для данных в интервальной шкале). Вычисляются три значения t: сравнение 1) 0, и Qy 2) 0, и 0^; 3) Од и 0^. Гипотезу о значимом влиянии независимой переменной на зависимую можно принять в том случае, если выполняются два условия: а) различия

между 0, и 0, значимы, а между Од и 0^ — незначимы и б) различия между 0^ и 0^ значимы. Гораздо удобнее сравнивать не абсолютные значения, а величины прироста показателей от первого тестирова­ния ко второму (5д). Вычисляются 5„,з и 5ц,„ и сравниваются по t-кри-терию Стьюдента. В случае значимости различий принимается экс­периментальная гипотеза о влиянии независимой переменной на зависимую.

Группа	Т	ест
	1-й	2-й
1-я	0,	0.
2-я	0,	0<

 

Рекомендуется также применять ковариационный анализ по Фи­шеру. При этом показатели предварительного тестирования берутся в качестве дополнительной переменной, а испытуемые разбиваются на подгруппы в зависимости от показателей предварительного тес­тирования. Тем самым получается следующая таблица для обработ­ки данных по методу MANOVA:

Группа	Урог	вень
Эксперимент		2.....П
	0,	0, .....0„
Контроль	0„„	0„.,.....0„

 

Применение плана "тест — воздействие — ретест" позволяет кон­тролировать влияние "побочных" переменных, нарушающих внут­реннюю валидность.

Внешняя валидность связана с возможностью переноса данных на реальную ситуацию. Главным же моментом, отличающим экспе­риментальную ситуацию от реальной, является введение предвари­тельного тестирования. Как мы уже отметили, план "тест — воздей­ствие — ретест" не позволяет контролировать эффект взаимодейст­вия тестирования и экспериментального воздействия: предваритель­но тестируемый испытуемый "сенсибилизируется" — становится более чувствительным к воздействию, так как мы измеряем в экспе­рименте именно ту зависимую переменную, на которую собираемся воздействовать с помощью варьирования независимой переменной.

Для контроля внешней валидности используется план Р.Л.Соло­мона, который был предложен в 1949 г.

3. План Соломона для четырех групп. Этот план объединил два ранее рассмотренных плана.

1. Эксперимент 1: R О, Х 0,

2. Контроль!: R 0^ 0^

3. Эксперимент 2: R X О,

4. Контроль 2: R Од

План включает две экспериментальные и две контрольные группы и по сути является мультигрупповым (типа 2 х 2), но для удобства изложения он рассматривается в этом разделе.

План Соломона представляет собой объединение двух планов:

первого, когда не производится предварительного тестирования, и второго — "тест — воздействие — ретест". С помощью "первой час­ти" плана можно контролировать эффект взаимодействия первого тестирования и экспериментального воздействия. Соломон с по­мощью своего плана выявляет эффект экспериментального воздей­ствия четырьмя разными способами: при сравнении 1) 0- —0 ; 2) 0 — 0„3)0,-0„и4)0,-0з.

Если провести сравнение 0^ с 0, и 0,, то можно выявить совмест­ное влияние эффектов естественного развития и "истории" (фоно­вых воздействий) на зависимую переменную.

Кэмпбелл, критикуя предложения Соломона по поводу схемы обработки данных, предлагает не обращать внимания на предвари­тельное тестирование и свести данные к схеме 2 х 2, пригодную для применения дисперсионного анализа.

Предварительное	Воздей	ствие
тестирование
	Да	Нет
Есть	0,	0<
Нет	0,	0„

 

Сравнение средних по столбцам позволяет выявлять эффект экспе­риментального воздействия — влияние независимой переменной на зависимую. Средние по строкам показывают эффект предваритель­ного тестирования. Сравнение средних по ячейкам характеризует взаимодействие эффекта тестирования и экспериментального воз­действия, что свидетельствуете мере нарушения внешней валиднос­ти.

В том случае, когда эффектами предварительного тестирования и взаимодействия можно пренебречь, переходят к сопоставлению О и 0^ методом ковариационного анализа. В качестве дополнительной переменной берутся данные предварительного тестирования по схе­ме, приведенной для плана "тест— воздействие — ретест".

Наконец, в некоторых случаях необходимо проверить сохране­ние во времени эффекта воздействия независимой переменной на зависимую: например, выявить, приводитлн новый метод обучения к долгосрочному запоминанию материала. Для этих целей приме­няют следующий план:

1. Эксперимент 1: R О Х 0-

2. Контроль!: R Од О,

3. Эксперимент 2: R О, Х О,

4. Контроль 2: R 0^ О,