Планування психологічного експерименту

Планування експерименту - один з найважливіших етапів організації психологічного дослідження, на якому дослідник намагається сконструювати найбільш оптимальну для втілення на практиці модель (тобто план) експерименту.

Грамотно складена схема дослідження, план, дозволяє домогтися оптимальних значень валідності, надійності і точності в дослідженні, передбачити нюанси, за якими складно встежити при побутовому «спонтанному експериментуванні». Найчастіше, щоб скорегувати план, експериментатори проводять так зване пілотажне, або пробне, дослідження, яке можна розглядати як «чернетку» майбутнього наукового експерименту.

Основні питання, на які відповідає експериментальний план

Експериментальний план створюється для того, щоб відповісти на основні питання про:

• кількості незалежних змінних, які використовуються в експерименті (одна чи кілька?);
• кількості рівнів незалежної змінної (чи змінюється незалежна змінна або залишається постійною?);
• методах контролю додаткових, або обурюючих, змінних (які необхідно і доцільно застосувати?):
• метод прямого контролю (прямий виняток відомої додаткової змінної),
• метод вирівнювання (враховувати відому додаткову змінну при неможливості її виключення),
• метод рандомізації (випадковий відбір груп у разі невідомості додаткової змінної).

Одним з найважливіших питань, на які повинен відповісти експериментальний план, - визначити, в якій послідовності має відбуватися зміна розглянутих стимулів (незалежних змінних), що впливають на залежну змінну. Такий вплив може варіюватися від простої схеми «A1 - A2», де A1 - перше значення стимулу, A2 - друге значення стимулу, до більш складних, таких, як «A1 - A2 - A1 - А2» і т. д. Послідовність пред'явлення стимулів - дуже важливе питання, що безпосередньо стосується дотримання валідності дослідження: наприклад, якщо постійно пред'являти людині один і той же стимул, він може стати менш сприйнятливим до нього.

Етапи планування

Планування включає в себе два етапи

1. Змістовне планування експерименту:

• Визначення низки теоретичних і експериментальних положень, що утворюють теоретичну основу дослідження.
• Формулювання теоретичних і експериментальних гіпотез дослідження.
• Вибір необхідного методу експерименту.
• Вирішення питання вибірки випробовуваних:
• Визначення складу вибірки.
• Визначення обсягу вибірки.
• Визначення способу формування вибірки.

2. Формальне планування експерименту:

• Досягнення можливості порівняння результатів.
• Досягнення можливості обговорення отриманих даних.
• Забезпечення економічного проведення дослідження.

Головною метою формального планування вважається виключення максимально можливого числа причин спотворення результатів.

Види планів

1. Прості (однофакторні) плани
2. Досліди з відтворюваними умовами
3. Досліди із залученням двох незалежних груп (експериментальної та контрольної)
4. Комплексні плани
5. Плани для багаторівневих експериментів
6. Факторні плани
7. Квазіекспериментальні плани
8. Плани ex post facto
9. Плани експериментів з малим N
10. Плани кореляційних досліджень

Прості плани

Прості плани, або однофакторні, передбачають вивчення впливу на залежну змінну тільки однієї незалежної змінної. Перевага таких планів полягає в їх ефективності при встановленні впливу незалежної змінної, а також в легкості аналізу та інтерпретації результатів. Брак полягає в неможливості зробити висновок про функціональну залежність між незалежною і залежною змінними.

Досліди з відтворюваними умовами

У порівнянні з дослідами із залученням двох незалежних груп такі плани вимагають меншої кількості учасників. План не передбачає наявності різних груп (наприклад, експериментальної і контрольної). Мета таких дослідів - встановити вплив одного фактора на одну змінну.

Досліди із залученням двох незалежних груп

Досліди із залученням двох незалежних груп - експериментальної і контрольної - досліди, в яких експериментального впливу піддається лише експериментальна група, в той час як контрольна група продовжує робити те, що вона зазвичай робить. Мета таких дослідів - перевірка дії однієї незалежної змінної.

Комплексні плани

Комплексні плани складаються для експериментів, в яких вивчається або вплив декількох незалежних змінних (факторні плани), або послідовний вплив різних градацій однієї незалежної змінної (багаторівневі плани).

Плани для багаторівневих експериментів

Якщо в експериментах використовується одна незалежна змінна, ситуація, коли вивчаються тільки два її значення, вважається швидше винятком, ніж правилом. У більшості однофакторних досліджень використовується три або більше значень незалежної змінної, - такі плани часто називають однофакторними багаторівневими. Такі плани можуть використовуватися як для дослідження нелінійних ефектів (тобто випадків, коли незалежна змінна приймає більше двох значень), так і для перевірки альтернативних гіпотез. Перевага таких планів - в можливості визначити вид функціональної залежності між незалежною і залежною змінними. Недолік, однак же, полягає у великих часових витратах, а також у необхідності залучити більше учасників.

Факторні плани

Факторні плани передбачають використання більш ніж однієї незалежної змінної. Таких змінних, або факторів, може бути скільки завгодно, проте зазвичай обмежуються використанням двох, трьох, рідше - чотирьох.

Факторні плани описуються за допомогою системи нумерації, що показує кількість незалежних змінних і кількість значень (рівнів), що приймаються кожною змінною. Наприклад, факторний план 2х3 («два на три») має дві незалежні змінні (фактори), перша з яких приймає два значення («2»), а друга - три значення («3»); факторний план 3х4х5 має відповідно три незалежні змінні, що приймають «3», «4» і «5» значень відповідно.

експерименті, проведеному за факторним планом 2х2, припустимо, один фактор, A, може приймати два значення - A1 і A2, а інший фактор, B, може приймати значення B1 і B2. Протягом експерименту згідно з планом 2х2 має бути проведено чотири досвіди:

1. A1B1
2. A1B2
3. A2B1
4. A2B2

Порядок слідування дослідів може бути різним залежно від доцільності, визначеної завданнями та умовами кожного конкретного експерименту.

Квазіекспериментальні плани

Квазіекспериментальні плани - плани для експериментів, в яких внаслідок неповного контролю за змінними не можна зробити висновки про існування причинно-наслідкового зв'язку. Поняття квазіекспериментального плану було введено Кемпбеллом і Стенлі в роботі «Experimental and quasi-experimental designs for research» (Cambell, D. T. & Stanley, J. C., 1996). Це робилося з метою подолання деяких проблем, що вставали перед психологами, які бажали провести дослідження в менш суворій обстановці, ніж лабораторна. Квазіекспериментальні плани часто застосовуються в прикладній психології.

Види квазіексперементальних планів:

1. Плани експерименту для нееквівалентних груп

2. Плани дискретних часових серій.

Типи:

1. Експеримент з планом тимчасових серій

2. План серій тимчасових вибірок

3. План серій еквівалентних впливів

4. План з неіквівалентною контрольною групою

5. Збалансовані плани.

Плани ex post facto

Дослідження, в яких збір і аналіз даних проводиться після того, як подія вже здійснилася, звані дослідженнями ex post facto, багато фахівців відносять до квазіекспериментальних. Такі дослідження часто здійснюються в соціології, педагогіці, клінічній психології та нейропсихології. Суть дослідження ex post facto полягає в тому, що експериментатор сам не впливає на випробовуваних: як вплив виступає деяка реальна подія з їхнього життя.

У нейропсихології, наприклад, довгий час (і навіть сьогодні) дослідження ґрунтувалися на парадигмі локалізаціонізму, яка виражається в підході «локус - функція» і стверджує, що ураження певних структур дозволяють виявити локалізацію психічних функцій - конкретний матеріальний субстрат, в якому вони «знаходяться», в мозку [див. А. Р. Лурія, «Ураження мозку і мозкова локалізація вищих функцій»]; подібні дослідження можна віднести до досліджень ex post facto.

При плануванні дослідження ex post facto імітується схема суворого експерименту з зрівнюванням або рандомізацією груп і тестуванням після впливу.

Плани експериментів з малим N

Плани з малим N також називають «планами з одним суб'єктом», так як індивідуально розглядається поведінка кожного випробуваного. Однією з головних причин використання експериментів з малим N вважається неможливість у деяких випадках застосувати результати, отримані з узагальнень на великих групах людей, до жодного з учасників індивідуально (що, таким чином, призводить до порушення індивідуальної валідності.

Психолог Б. Ф. Скіннер вважається найвідомішим захисником цього напрямку досліджень: на його думку, дослідник повинен "вивчати один щур протягом тисячі годин, <... > а не тисячу щурів по годині на кожен або сто щурів по десять годин на кожен. Інтроспективні дослідження Еббінгауза також можна віднести до експериментів з малим N (тільки досліджуваним ним суб'єктом був він сам).

План з одним суб'єктом повинен враховувати як мінімум три умови:

• Необхідно точно визначити цільову поведінку в термінах подій, які легко зафіксувати.
• Необхідно встановити базовий рівень реакції.
• Необхідно вплинути на випробуваного і зафіксувати його поведінку.

Плани кореляційних досліджень

Про кореляційні дослідження див. основну статтю Кореляційне дослідження.

Кореляційне дослідження - дослідження, проведене для підтвердження або спростування гіпотези про статистичний зв'язок (кореляції) між кількома (двома або більше) змінними. Від квазіекспериментального плану такого дослідження відрізняється тим, що в ньому відсутній керований вплив на об'єкт дослідження.

У кореляційному дослідженні вчений висуває гіпотезу про наявність статистичного зв'язку між кількома психічними властивостями нагороду або між певними зовнішніми рівнями і психічними станами, при цьому припущення про причинну залежність не обговорюються. Випробовувані повинні бути в еквівалентних незмінних умовах. Загалом план такого дослідження можна описати як PxO ("випробовувані" x "" вимірювання ").

Види кореляційних досліджень

1. Порівняння двох груп
2. Одномірне дослідження
3. Кореляційне дослідження попарно-еквівалентних груп
4. Багатовимірне кореляційне дослідження
5. Структурне кореляційне дослідження
6. Лонгітюдне кореляційне дослідження (Лонгітюдні дослідження вважаються проміжним варіантом між квазіекспериментом і кореляційним дослідженням).