Определение и виды эксперимента

Содержание.

Введение………………………………………………………………………….. 3

1. Определение и виды эксперимента.………………………………………

Основные принципы экспериментирования в социальных науках………...4

2.Схема эксперимента…………………………………………………………9 3.Многомерные и факторные эксперименты: общий обзор…….………...17

4.Заключение…………………………………………………………………21

2. Краткий справочник терминов…………………………………………..23

Список используемых источников и дополнительной литературы………….25

Введение

Всякое человеческое действие, предпринятое для достижения определенного результата, - это эксперимент, более или менее успешный. Задача науки заключается в том, чтобы установить точные правила экспериментирования и применять их для достижения заданных параметров. Объектом эксперимента для социолога являют­ся люди и социальные общности - часто их реакция на «научное» вмешательство оказывается непредсказуемой, во всяком случае для экспериментатора.

Логика экспериментального метода была разработана английским социологом и моралистом Джоном Стюартом Миллем, жившим в XIX в.

Самым своеобразным и трудноосваиваемым методом сбора социологической информации является эксперимент. Уже одно название этого метода, имеющего весьма громкое звучание, завораживает и вызывает особое уважение.

Эксперимент - это опытное исследование воздействия отдельного фактора (или нескольких факторов) на интересующую исследователя переменную. Экспери­ментальное исследование, строится в соответствии с правилами индуктивного вывода о наличии причинно-следственной связи между событиями. Во-первых, демонстрируя регулярный характер появления события-«отклика» после пред­шествующего по времени события-воздействия и, во-вторых, исключая посред­ством особых приемов экспериментальной изоляции и контроля альтернативные объяснения появления «отклика» с помощью посторонних влияний и кон­курирующих каузальных гипотез[1] . Соответственно данные экспериментального исследования представляют собой наилучшее приближение к модели статистического вывода о наличии причинной взаимосвязи между воздействием и «откликом» или, в более привычных терминах, между независимой и зависи­мой переменными.

Определение и виды эксперимента .

Основные принципы экспериментирования в социальных науках.

Экспериментальный метод пришел в социальные науки из естественных наук, где он примерно с XVII века стал основным способом опытной проверки научных теорий. Самым популярным видом эксперимента в точных науках был и остается лабораторный эксперимент, получивший распространение также в науках о человеческом поведении.

Лабораторный, или истинный, эксперимент нацелен на проверку теоретичес­кой гипотезы и осуществляется в условиях максимального контроля над уров­нем воздействия независимой переменной и очищения (изоляции) этого воз­действия от посторонних влияний, оказываемых внешними, т. е. иррелевантными с точки зрения проверяемой гипотезы, переменными. Экспериментальный контроль и изоляция позволяют отвергнуть иные возможные объяснения на­блюдаемого эффекта -конкурентные гипотезы. Немаловажным условием обо­снованности, валидности результатов, получаемых в лабораторном эксперимен­те, является возможность достаточно надежного измерения зависимой переменной. В этом случае при бесконечном количестве испытаний результаты неизбежных случайных возмущений в зависимой переменной «погасят» друг друга и исследователь получит точную оценку интересующего его воздействия.

На практике описанные требования к истинному эксперименту могут быть пол­ностью воплощены лишь в бесконечном идеальном эксперименте, при прове­дении которого внешние, так называемые экзогенные переменные остаются неизменными, и изменяется лишь независимая переменная, что обеспечивает полную валидность выводов о изучаемом соотношении между независимой и зависимой переменными[2] .

Идеальный эксперимент - это эталон, относитель­но которого могут оцениваться и сопоставляться эксперименты реальные, од­нако буквальное выполнение всех его требований обычно невозможно или даже бессмысленно с точки зрения конкретной научной задачи, стоящей перед ис­следователем.

В социальных науках от лабораторного эксперимента принято отличать поле­вой эксперимент, проводимый в естественных условиях и в большинстве слу­чаев имеющий своей целью не столько проверку научной гипотезы о причинной связи между переменными, сколько оценку эффективности различных про­грамм или методов воздействия.

Для многих прикладных социологических исследований, ориентированных на разработку и оценку социальных программ, социальное экспериментирование столь же типично, сколь типичны лабораторные эксперименты для социальной психологии или социологии малых групп. Социальное экспериментирование позволяет ответить на самые разнообразные вопросы, относящиеся преимуще­ственно к сфере практической политики и администрирования - например, как влияет отмена смертной казни на показатели преступности, растет ли посе­щаемость музеев при снижении цен на входные билеты, во всех ли случаях повышение размера вознаграждения ведет к росту производительности тру­да и т. п.

Например, в исследовании воздействия детского сериала «Улица Сезам» на культурное и интеллектуальное развитие американских дошкольников[3] полевой эксперимент охватил детей и родителей, проживавших в городах (Бостон, Дарэм, Феникс), а также в сельских районах Калифорнии и Филадельфии. В ходе эксперимента детей и их родителей побуждали к просмотру сериала (независимая переменная), фиксируя изменения в когнитивном развитии дошкольников с помощью тестов достижений и тестов общего развития (зависимые переменные). Двухлетний полевой экспери­мент позволил продемонстрировать заметный обучающий эффект, связан­ный с просмотром сериала, особенно очевидный в группе детей из небла­гополучных семей.

Полевой эксперимент - ведущий метод ориентированных на практику оценоч­ных исследований (evaluative research)[4] .

Однако далеко не всегда оценка эффек­тивности новой, компьютеризованной системы обучения или, скажем, нового танкового прицела происходит в реальных полевых условиях. Иногда исследо­ватели проводят эксперимент в условиях, имитирующих реальность или даже представляющих некоторые особенности реальной ситуации - обучения, вож­дения танка и т. п. - в преувеличенном, «очищенном» виде.

Р. Готтсданкер пред­ложил различать два типа полевых экспериментов - эксперименты, дублирую­щие реальный мир (т. е. уже описанные «натурные» эксперименты), и экспери­менты, улучшающие реальный мир [5] . Эксперименты, улучшающие реальный мир, прежде всего позволяют повысить валидность и надежность данных. Так, данные «натурного» эксперимента по эффективности нового метода обучения вождению автомобиля будут подвержены влиянию множества трудноконтро­лируемых различий в условиях видимости, ландшафте, состоянии дорог и ис­пользуемых автомобилей, тогда как данные тренажерных испытаний будут мень­ше подвержены такого рода смещениям. Кроме того, надежность эксперимента в «улучшенных» условиях также повысится за счет возможности контролиро­вать частоту «встречного движения» на экране тренажера, соблюдать четкий временной режим, исключающий утомление оператора, и т. д.

Для того чтобы понять, чем руководствуются социологи, осуществляя выбор одного из перечисленных видов эксперимента и конкретного плана построения экспериментального исследования, следует сначала рассмотреть ключевые понятия и принципы, лежащие в основе современного подхода к социальному экспериментированию.

Суммируя вышеизложенное, можно сказать, что в лабораторном эксперименте обоснованность выводов экспериментального исследования, т.е. их валидность и надежность, обеспечиваются благодаря трем принципам планирования экс­перимента: 1) контролю над уровнем независимой переменной, 2) изоляции основного эффекта (т. е. собственно воздействия независимой переменной на зависимую переменную) от влияния посторонних, смешивающих факторов, а также 3) многократному воспроизведению полученных результатов, которое позволяет нивелировать случайные изменения результата[6] отдельных испыта­ний, связанные с несистематическими колебаниями фона, случайными ошиб­ками, усталостью и т. п. При этом первые два принципа планирования лабора­торного эксперимента позволяют обеспечить валидность как соответствие эксперимента его цели, измерение именно того эффекта, который предполага­лось измерить. Идеальный, т. е. совершенно валидный эксперимент, фиксирует лишь то отношение между переменными, которое и планирует изучить экспе­риментатор, и «отсекает» любые другие источники систематической вариации результатов. Валидность эксперимента, следовательно, определяет достовер­ность выводов о наличии либо отсутствии предполагаемой причинной связи и о подтверждении либо не подтверждении проверяемой в эксперименте теорети­ческой гипотезы (рис. 1). Третий принцип обеспечивает надежность результа­тов защиту от случайной ошибки, являющуюся, как говорилось выше, необ­ходимым условием валидности.

Однако большая часть экспериментов в социальных науках (как, впрочем, и в ряде инженерных дисциплин или агробиологии) происходит в условиях, когда перечисленные принципы не могут быть реализованы полностью. Возникаю­щие здесь ограничения имеют технический, а иногда - скорее принципиаль­ный характер. Если, например, в социологическом эксперименте независимы­ми переменными служат раса или социальное происхождение, то мы даже тех­нически - не говоря уже о соображениях морали - не можем осуществлять полный контроль над этими переменными, т. е. совершенно произвольно опре­делять их значение для каждого отдельного случая (субъекта). И даже если бы эту трудность можно было бы каким-то образом преодолеть на время проведе­ния испытаний, нам было бы трудно изолировать интересующий нас основной эффект от влияния сопутствующих, «закоррелированных» с независимой пере­менной факторов, - связанного с расой или происхождением специфического социального опыта, соответствующих социальных навыков и т. п.

Рис. 1. Типы экспериментов

Знаменитый английский статистик Р. Фишер первым обосновал возможность применения несколько иного подхода к планированию полевых экспериментов, лабораторных экспериментов с неполным контролем, а также квазиэкспе­риментов. Этот подход основан на целе­направленном использовании законов случая и теории вероятности. Он требует введения в планирование эксперимента принципа рандомизации.

Рандомизация - это стратегия случайного распределения субъектов по раз­личным условиям (режимам) эксперимента и экспериментальным группам.

В идеале отбор испытуемых для каждой серии опытов, и распределение уровней независимой переменной должны основываться на законах случая.

При планировании конкретного экспериментального исследования описанные принципы находят воплощение при разработке плана, или схемы, эксперимен­та, определяющего порядок предъявления испытуемым (или их группам) раз­личных уровней (условий) независимой переменной для адекватной проверки экспериментальной гипотезы[7] .

Схема эксперимента

Вначале эксперимента берутся две совокупности (два объекта) и выравниваются по значимым признакам. Иначе говоря, нужно сделать так, чтобы группы практически не различались. Конечно, они не могут не различаться вовсе. Поэтому внимание экспериментатора сосредоточивается на значимых признаках, т. е. на тех, которые могут оказать влияние на результаты эксперимента.

Например, изучая воздействие телепередачи на политические установки зрителей, исследователь должен убедиться, что возраст испытуемых в различных группах варьирует незначительно. Почему возраст? Потому что из предшествующих исследований известно, что возраст влияет на политические установки. Следовательно, этот признак подлежит контролю. Несколько по-иному оценивается например, численность блондинов, брюнетов или шатенов. Обычно такого рода параметрами при изучении политических установок пренебрегают, почему-то не считая их значимыми. Чем больше параметров учитывает исследователь, тем надежнее эксперимент.

Затем начинается полевой или лабораторный этап эксперимента. Иногда утверждается, что это самый главный этап - собственно эксперимент. Такое суждение опрометчиво. Успех или провал экспе­римента зависит прежде всего от того, насколько тщательно прорабо­таны его идеальная схема, план проведения и ожидаемые результаты. Лабораторное (полевое) исследование не должно сталкиваться с «нештатными» ситуациями, т. е. ситуациями, не предусмотренными предварительно разработанным планом. Если это происходит по­левую работу надо немедленно прекратить и вернуться к проектиро­ванию исследования. Неудача исследования заключается отнюдь не в отрицательном результате - иногда он имеет большее значение, чем положительный, - а в получении ничего не означающих данных.

Предположим, что все идет «штатно» и мы находимся на полевом этапе эксперимента. Здесь одна группа объектов подвергается воздей­ствию экспериментальной переменной. Все, кто работает в «опытных» науках, делают примерно одно и то же. Химик подвергает вещество воздействию реактива и затем наблюдает, как оно меняет цвет. Физик нагревает газы с целью продемонстрировать их расширение при нагревании. Агробиолог охлаждает семена и затем фиксирует динами­ку роста яровых (правда, потом это оказывается ошибкой). Социолог показывает студентам учебный фильм и констатирует усвоение материала.

На этом эксперимент не заканчивается. Чтобы убедиться в том, что данные результаты возникли вследствие воздействия именно экспери­ментальной переменной, а не какой-либо иной, следует сопоставить параметры экспериментальной группы с параметрами группы, где никаких воздействий не применялось. Различие между этими парамет­рами и есть результат воздействия экспериментальной переменной. Если различие нулевое или несущественное, мы констатируем отсутствие связи. Если применение экспериментальной переменной значительно изменяет распределение изучаемого признака, имеются основания предполагать причинную связь между ними. Такова общая схема, которая лежит в основании более сложных планов эксперимента.

Классический проект проверки гипотез предполагает работу с двумя объектами: экспериментальным и контрольным. Это не значит, что все экспериментаторы обязаны работать с двумя объектами. Естественные науки XIX в. не знали такого разделения объектов. Впервые экспериментальную и контрольную группы стали выделять в начале XX в.

В социологии и социальной психологии в качестве объектов выбираются группы, идентичные по составу. Экспериментальной группой называется та группа, к которой «применяется» изучаемая независимая переменная; контрольная группа остается вне экспери­ментального воздействия.

Экспериментальная и контрольная группы должны быть практи­чески идентичными. Идентичность экспериментальной и контроль­ной групп достигается двумя способами. Первый способ - попарное выравнивание объектов по значимым переменным, установленным до проведения экспериментальных операций. Выравнивание можно осуществить путем подбора для каждого объекта экспериментальной группы идентичного объекта в контрольной группе. Например, если в экспериментальную группу входит мужчина 40 лет с высшим гуманитарным образованием, в контрольной группе должен быть его «двойник» с такими же параметрами. Очевидно, подбор «двойников» возможен лишь при очень ограниченном числе переменных. В противном случае комплектование групп превращается в неразреши­мую задачу.

Второй, более доступный, метод выравнивания групп основан на выравнивании частотных распределений, а не каждой пары в отдель­ности. Например, экспериментатор обеспечивает 30-процентную долю испытуемых с высшим образованием и в той, и в другой группе. Аналогичные выравнивания осуществляются и подругам признакам, а отдельные испытуемые уже не контролируются. Разумеется, в данном случае не достигается высокого сходства между группами, но комплектование групп намного облегчается.

Третий способ обеспечения идентичности экспериментальной и контрольной групп - случайное распределение объектов по группам. Чаще всего такой способ называют рандомизацией. В отличие от выравнивания рандомизация, как предполагается, устраняет система­тические различия между группами по всем признакам, а не только контролируемым исследователем. Для осуществления рандомизации массив надо как следует переме­шать и разделить равновероятно. Данный способ особенно предпочти­телен в тех случаях, когда у исследователя нет уверенности, что различия между группами контролируются по значимым переменным. А такой уверенности нет никогда. Обеспечить равновероятное распределение контингента на две группы не так просто, как это кажется. Каждый объект должен иметь одинаковую вероятность попасть в эксперимен­тальную и контрольную группы, поэтому рекомендуется осущест­влять отбор с помощью таблицы случайных чисел либо жребия.

Для определения эффекта, производимого экспериментальной переменной, осуществляются несколько замеров и в той, и в другой группах. Предварительный замер - претест - производится до того, как экспериментальная группа подвергнется воздействию изучаемой переменной. При этом различия между значениями зависимой пере­менной в контрольной и экспериментальной группах должны быть минимальными. После того как экспериментальная группа подвер­глась воздействию определенного стимула, осуществляются замеры в обеих группах. Если значение зависимой переменной в эксперимен­тальной группе статистически значимо отличается от значения протес­та и превышает (статистически значимо) значение протеста в кон­трольной группе, делается вывод (с указанием вероятности случайной ошибки), что переменная-стимул связана с переменной-реакцией. Таким образом, гипотеза принимается (как неопровергнутая, а не как подтвержденная) или опровергается.

Социологические исследования, в которых независимая и зависи­мая переменные выделяются путем группировки данных, нельзя назвать экспериментом в полном смысле слова. Однако анализ результатов поддается методам, применяемым при управляемом экс­периментальном воздействии.

Обычно результатом неуправляемых социологических экспериментов с естественной возникающей независимой переменной является мера корреляции между признаками. При достаточно высокой корреляции гипотеза о неслучайном характере связи не отвергается. Низкая корре­ляция также не является решающим аргументом в пользу отсутствия причинной зависимости. Лучше всего использовать анализ корреляций для поиска тесных зависимостей, а уже потом выбирать из них гипотезы, требующие дополнительной валидизации.

В социологии самое популярное обозначение систематического смещения, возникающего из-за реакции испытуемых на ситуацию эксперимента - это «хоуторнский эффект».

Чтобы избежать нерелевантных воздействий («шума»), исследователи нередко прибегают к косвенным, квазиэкспериментальным призна­кам. Вряд ли целесообразно спрашивать посетителей музея, нравятся ли им импрессионисты (конечно же, нравятся). Вместо этого социо­логи пытаются замерить степень истертости лакового покрытия полов у художественных полотен, считающихся знаменитыми. Самые попу­лярные книжки - не те, о которых идет разговор респондента и интервьюера, а имеющие совершенно затрепанный вид библиотечные экземпляры приключенческих и любовных романов. Методическое требование формулируется вполне отчетливо: экспериментальная переменная не должна привносить существенные изменения в объект и обязана быть незаметной.

С помощью сравнения устанавливается, влечет ли за собой изме­нение значения независимой переменной изменение значения пере­менной зависимой. Например, если существует связь между некото­рым методом преподавания и степенью усвоения материала студента­ми, то студенты обнаруживают более высокую успеваемость после применения данного метода. Для того чтобы установить совместную изменяемость метода преподавания и успеваемости, сравниваются успеваемость в группе студентов, подвергшихся воздействию пере­менной х (метода преподавания) с успеваемостью в группе студентов, не подвергшихся такому воздействию.

Иными словами, чтобы установить ковариацию, значения зави­симой переменной замеряются до и после применения независимой переменной. Иная версия сравнения: данные по группе, где приме­нялась независимая переменная, сравниваются с данными по группе, где независимая переменная не применялась. В первом случае группа сравнивается с самою собой, во втором - экспериментальная группа сравнивается с контрольной. Без сравнения никакой эксперименталь­ный план невозможен.

Распределение испытуемых по группам - довольно сложная этическая и методическая проблема. Если проинформировать челове­ка, что он включен в контрольную группу, это может повлиять на результат эксперимента. Нетрудно предугадать, какой эффект вызо­вет переход половины класса в отдельное помещение. Если не сообщать испытуемым о замысле исследования, возникают некоторые этические сложности, связанные с тем, что личность становится объектом манипуляции. В большинстве случаев испытуемый не должен ничего знать об истинных исследовательских гипотезах. Поэтому в полевой работе, как правило, предусматривается «легенда», маскирующая истинные намерения экспериментатора. Даже если испытуемый знает, что находится под наблюдением, он не должен догадываться, какая задача на самом деле решается в эксперименте. Демаскировка равнозначна срыву полевой работы.

Этические проблемы, возникающие


10-09-2015, 15:33