 |
Каузальные гипотезы. Условия, позволяющие делать причинно-следственные выводы.
|
|
|
|
Направленность решений о выборе переменных в психологическом эксперименте диктуется, с одной стороны, содержанием гипотезы, а с другой – возможностью выполнения условий причинного вывода. В психологическом эксперименте проверяется причинно-следственная, или каузальная, психологическая гипотеза. Активность экспериментатора связана именно с тем, чтобы при помощи организации экспериментальных воздействий и других форм экспериментального контроля обеспечить обоснованный вывод о том, что полученные эмпирические данные соответствуют высказыванию «переменная Х воздействует на переменную Y таким образом, что...».
Обозначим Х и Y соответственно НП и ЗП, т.е. переменные, которые в гипотезе связываются направленным отношением «X воздействует на Y». Проверка каузальной гипотезы требует такой организации опытов, чтобы исследователь отвечал благодаря функциональному контролю переменных за причинно-следственный характер устанавливаемого отношения и не было возможности утверждать обратное: «Y воздействует на X». Для этого переменная Х во времени должна предшествовать Y. Это первое требование, или условие, причинного вывода, принятое в психологическом исследовании вслед за логикой естественно-научного эксперимента и оспариваемое в иных контекстах понимания причинности («динамической» причинности в исследованиях К. Левина, «синхронной» причинности у Ж. Пиаже и др.). В любом случае вывод будет касаться результата действия НП, за «причинным» пониманием которой стоит проявление какого-то психологического закона.
Вторым условием каузального вывода на основе опытных данных является установление закономерной связи в изменениях переменных, или ковариации Х и Y. Детерминистские утверждения в психологических гипотезах могут оцениваться вероятностно, т.е. на основе использования статистических критериев. Вывод о достоверном, т.е. не случайном, характере изменений ЗП, при определенных уровнях НП также вносит свой вклад в возможность утверждать, что влияние заданного условиями экспериментального фактора определяло изменения ЗП.
|
|
|
Практически во всех случаях нелабораторных экспериментов не отдельный изолированный фактор, а создание комплекса, или системы, условий вызывает изучаемые явления и процессы, т.е. функциональная связь приобретает характер причинной, или каузальной, при определенных соотношениях детерминистских и вероятностных утверждений. Сама по себе статистическая ковариация не включает предположений о каузальных зависимостях. Итак, управление независимой переменной, или Х-воздействием, приобретает формы функционального контроля условий в эксперименте и позволяет переходить к условным высказываниям типа «если... то...». Произвольное управление со стороны экспериментатора уровнями НП позволяет рассматривать эту переменную Х (в системе других побочных факторов) в качестве причинно-действующего фактора.
Третье условие причинного вывода – ликвидация угроз выводу о том, что Х воздействует на Y, со стороны других объяснений изменений Y – другими («третьими») переменными или другими гипотетическими интерпретациями. Выделение любой НП не исключает того, что на изучаемый базисный-процесс влияют сопутствующие или систематические изменения других переменных, не входящих в гипотетическое отношение между Х и Y. Назовем эти переменные смешивающимися (СП). В некоторых учебниках синонимом выступает название «побочные переменные» (ПП).
Выполнение первых двух условий причинного вывода не означает, что не может быть указано каких-то других переменных, воздействующих на НП, ЗП или на связь между ними. Деятельность экспериментатора направлена и на то, чтобы избежать влияний на изучаемую зависимость этих СП, или ПП. Если это ему удается плохо, то эксперимент характеризуется плохой внутренней валидностью. Это означает низкую степень доказательности того, что эмпирически установлена связь именно между переменными Х и Y, а не Х и Z или Y и Z.
|
|
|
При обосновании того, что внутренняя валидность эксперимента была недостаточной, остается возможность утверждать, что обнаружена иная, чем представленная в экспериментальной гипотезе, зависимость между переменными.
Для демонстрации возможного ошибочного, т.е. артефактного, вывода о причинной зависимости воспользуемся схемой 4.1, которую приводит для демонстрации нарушения внутренней валидности эксперимента Г. Бреденкамп [73]. Стрелка с двойными концами указывает на ковариацию или корреляцию, т.е. на наличие статистической связи между Х и СП; направление этой связи неизвестно или не рассматривается в гипотезе. Стрелка от СП к Y означает, что СП причинно воздействует на Y. Наблюдаемое в результате эксперимента изменение Y вслед за Х обусловлено в соответствии со схемой этой третьей переменной (СП). В данном случае сами условия опытов дают возможность иной интерпретации изменений ЗП (или Y), без того чтобы рассматривать конкурирующие теории.
Схема 4.1. Связи переменных, демонстрирующие условия артефактного вывода.
Схема 4.2. Связи переменных, демонстрирующие условия достоверного вывода (о направленном влиянии Х и Y) при контроле влияний «третьей» переменной.
Таким образом, неправильный, или артефактный, вывод может быть следствием «технических компонентов» эксперимента, или процедурных особенностей его проведения [32]. Рассмотренная схема 4.1 демонстрирует угрозу внутренней валидности эксперимента и возможность неверных выводов об экспериментальной гипотезе. (По Корниловой).
9.Доэкспериментальные планы.
Рудименты психологической науки. Проводились еще до возникновения теории планирования эксперимента.
Три вида:
· Исследование единичного случая
Относится к области прошлого. План: X O
|
|
|
Однократно тестируется одна группа, отсутствует контроль внешних переменных и независимой, нет материалов для сравнения.
· План с предварительным и итоговым тестированием одной группы
O1 X O2
Применим в социологических, соц.-психологических и педагогических исследованиях, отсутствует контрольная выборка, поэтому нельзя утверждать, что изменения зависимой переменной вызваны именно изменением независимой переменной.
Между тестированиями происходят «фоновые события», влияющие на испытуемых.
Этот план не позволяет контролировать эффект естественного развития – утомление, монотонию, скуку, изменения личностных черт.
· Сравнение статистических групп (план для двух неэквивалентных групп с тестированием после воздействия)
X O1
O2
Позволяет учитывать эффект тестирования, так как вводится контрольная группа. Частично позволяет контролировать влияение фоновых воздействий на испытуемых. Невозможно учесть эффект естественного развития, так как нет предварительного тестирования. Используется t-критерий Стьюдента, если сравниваются результаты контрольной и экспериментальной групп. Этот план применим в корреляционном исследовании. Но этот план нельзя использовать для проверки гипотез о причинной связи двух переменных.
10.Квазиэкспериментальные планы.
Два типа квазиэкспериментальных планов:
а) планы экспериментов для неэквивалентных групп;
б) планы дискретных временных серий.
Квазиэкспериментом является любое исследование, направленное на установление причинной зависимости между двумя переменными («если А, то В»), в котором отсутствует предварительная процедура уравнивания групп или «параллельный контроль» с участием контрольной группы заменен сравнением результатов неоднократного тестирования группы (или групп) до и после воздействия.
Если пользоваться строгими определениями экспериментального и квазиэкспериментального исследований, то эксперимент с одним испытуемым следует отнести к квазиэкспериментам. В то же время квазиэкспериментальные планы временных серий по сути являются модификацией доэкспериментального плана
|
|
|
О1 Х О2
О3 О4
Выбираются две естественные группы, например два параллельных школьных класса. Обе группы тестируются. Затем одна группа подвергается воздействию (ставится в особые условия деятельности), а другая — нет. Через определенное время обе группы проходят тестирование повторно. Результаты первого и второго тестирования обеих групп сопоставляются; для сравнения используют t-критерий Стьюдента и дисперсионный анализ. Различие О2 и О4 свидетельствует о естественном развитии и фоновом воздействии. Разница результатов первичного тестирования двух групп позволяет установить меру их эквивалентности в отношении измеряемой переменной. Для выявления эффекта действия независимой переменной с помощью t-критерия сравнивать нужно не О2 и О4, a dO12 и dO34, т.е. величины сдвигов показателей во времени. 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. Главными источниками артефактов являются различия в составе групп. В первую очередь на результаты эксперимента может повлиять «эффект смешения», т. е. взаимодействия состава группы с факторами тестирования, фоновых событий, естественного развития и др. Например, если для участия в эксперименте отобраны параллельные классы А и В, то в В могут оказаться дети с меньшим IQ, чем в А, поэтому различия в результатах (увеличение запаса слов от первого тестирования ко второму) могут быть обусловлены большей обучаемостью первой группы по сравнению со второй. Чем больше сходство экспериментальной и контрольной групп, тем более валидны результаты, получаемые с помощью этого плана.
Кэмпбелл различает два варианта отбора групп. В первом случае в исследовании участвуют естественные группы, которые по отношению к самой процедуре эксперимента не отбираются. Поэтому эффект состава группы может присутствовать, но он не столь значим. Во втором случае экспериментальная группа формируется из добровольцев, а аналогичную контрольную группу приходится комплектовать другим способом (принуждением, обещанием оплаты и т. д.). При этом фактор состава группы может оказать решающее влияние на различие в результатах экспериментальной и контрольной групп.
11. Лоскутные планы.
«Лоскутный» план используется в тех случаях, когда в жизнедеятельности испытуемых присутствует определенная цикличность (курсы обучения, переподготовки и т. д.).
Иногда источником этих планов является вновь возникшая конкурирующая гипотеза, для эмпирической оценки которой исследователь добавляет новые данные для сравнения с результатами групп в ранее проведенном эксперименте. Другая причина разработки лоскутных планов — невозможность реализации полной экспериментальной схемы сравнений по экономическим соображениям или невозможность сочетания определенных условий двух НП.
|
|
|
Пример: Мертон, мысленный эксперимент. Тех, чьи способности проявились раньше, лучше признают в научном сообществе? Первая переменная – «возраст», вторая – «успешность последующей научной деятельности». Но сталкиваемся с проблемой нереальности подбора выборки (высокоуспешная последующая деятельность при позднем поступлении в высшую школу: Ломоносов только и всё)
Выходит, здесь можно использовать лоскутный план (подобрать три группы, а не четыре).
Кэмпбелл относит лоскутные планы к квазиэкспериментальным схемам, демонстрируя их незаменимость в случае невозможности подбора эквивалентных групп.
Пример: проверка гипотезы о влиянии командирской и летной подготовки курсантов военно-воздушной школы на установки к лидерству и изменение отношения к начальникам и подчиненным. Подобрать группу курсантов, не проходивших командирскую подготовку невозможно (не лишать же их образования!). Сравнивали две группы с разным сроком службы. 1 группа: оставалась неделя до окончания срока подготовки (контрольная). 2 группа: тестировалась дважды: в начале и в конце обучения (экспериментальная).
Первое сравнение осуществлялось по одновременно замеренной ЗП в обеих группах (в эксп. группе было начало обучения). Второе сравнение касалось эффекта «до-после» в экспериментальной группе.
Планы временных серий
Схемы квазиэкспериментов - имеют общее название «дискретные временные серии».
Для классификации этих планов можно выделить два основания: исследование проводится 1) с участием одной группы или нескольких; 2) с одним воздействием либо серией.
Квазиэкспериментальные планы, построенные по схеме временных серий на одной группе, по структуре сходны с экспериментальными планами для одного испытуемого.
Для использования этого плана в организации нужны:
а) определенная изоляция подразделения;
б) постоянство условий;
в) обязательное повторение эксперимента в другом подразделении, в другой сезон и т.п.;
г) как можно большее число временных серий (измерений).
План дискретных временных серий используется в психологии развития, педагогической, социальной и клинической психологии. Суть его в том, что первоначально определяется исходный уровень зависимой переменной на группе испытуемых с помощью серии последовательных замеров. Затем исследователь воздействует на испытуемых экспериментальной группы, варьируя независимую переменную, и проводит серию аналогичных измерений. Сравниваются уровни, или тренды, зависимой переменной до и после воздействия.
O1O2O3 X O4O5O6
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. Чтобы ликвидировать эффект «истории», рекомендуют использовать экспериментальную изоляциюиспытуемых.
Модификацией этого плана является другой квазиэксперимент по схеме временных серий, в котором воздействие перед замером чередуется с отсутствием воздействия перед замером:
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.
Планы истинных экспериментов
Планы ИЭ - планы, где используется максимальное количество возможных мер контроля, благодаря чему эксперименты, проводимые по этим планам достаточно хорошо защищены от факторов, нарушающих внутреннюю валидность.
Необходимым условием истинного эксперимента является возможность актуального управление экспериментальным воздействием X. Во всех трех истинных экспериментальных планах присутствуют рандомизация, в двух планах сочетается использование контрольной группы и предварительного тестирования. Чаще всего истинные эксперименты проводятся в лабораторных условиях.
К ИЭ относят следущие планы:
ПЛАН № 4 План с предварительным, итоговым тестирование и контрольной группой
При описании экспериментальных планов используется символизация, предложенная Д. Кэмпбеллом: R – рандомизация; X – экспериментальное воздействие; O – тестирование.
R O1 X O2
R O3 O4
Производится выравнивание групп, рандомизация. Данный план используется часто. Главным источником артефактов, нарушающих валидность, является взаимодействие тестирования с экспериментальным воздействием. Кэмпбелл отмечает необходимость контроля внутригрупповых событий, а также эффекта неодновременности тестирования в обеих группах. В реальности невозможно проводить эксперимент так, чтобы тест и контрольный тест проводилось одновременно. Обычно контроль неодновременности тестирования осуществляется с помощью двух экспериментаторов, проводящих тестирование в двух группах одновременно.
Оптимальной считается процедура рандомизации порядка тестирования: число членов, входящих в экспериментальную и контрольную группу производится в случайном порядке, также производится их тестирование и предъявление экспериментального воздействия.
Фактор селекции и фактор регрессии контролируется при помощи процедуры рандомизации.
При обработке полученных данных используются параметрические критерии Т и F и сравнение производится по трем показателям:
1. Сравниваются О1 и О2
2. Сравниваются О3 и О4
3. Сравниваются О2 и О4
Гипотезу о значимости влияний НП на ЗП можно принять в том случае, если выполняются два условия: 1- Различия между О1 и О2 значимы, а между О3 и О4 не значимы; 2 -Различия между О2 и О4 значимы
Применение этого плана позволяет контролировать влияние ПП, нарушающих внутреннюю валидность. Внешнюю валидность связывают с переносом данных на реальность. Главным моментом, отличающим экспериментьальную ситуацию от реальной является введение предварительного тестирования.
Взаимодействие эффекта тестирования и экспериментальго воздействия является тем фактором, который нарушает внешнюю валидность в плане №4, делая испытуемых более чувствительными к экспериментальному воздействию.
ПЛАН № 5 – План Соломона для 4 групп
R O1 X O2
R O3 O4
R X O5
R О6
Используется для контроля внешней валидности. Исследуются две экспериментальных и две контрольных группы – является мультигрупповым планом. Эффект тестирования и экспериментального воздействия.
ПЛАН № 6 – План с контрольной группой и тестированием после воздействия
R X O1
R O3
Используется если нет возможности провести предварительное тестирование, в тех ситуациях, когда исследование проводится уже после воздействия НП (независимых переменных)
14. Однофакторные планы
Однофакторные (простые) планы предусматривают изучение влияния на зависимую переменную только одной независимой переменной.
Преимущество планов:
- эффективность при установлении влияния независимой переменной
- лёгкости анализа и интерпретации результатов.
Недостатки:
невозможности сделать вывод о функциональной зависимости между независимой и зависимой переменными
Существуют несколько варинатов однофакторных планов, к ним относят:
1. План для двух рандомизированных групп с тестированием после воздействия.
Э.Г. – экспериментальная группа
К.Г. – контрольная группа
R - рандомизированная группа
О1, О2 – тестирование
Х – экспериментальное воздействие
Гипотеза доказывается через сравнение О1 с О2:
Э.Г. R х О1
К.Г. R О2
2. Гипотеза для нескольких рандомизированных групп с тестированием после воздействия.
1 вариант: когда применяется более одной экспериментальной группы и одна контрольная группа:
Э.Г. №1 R х О1
Э.Г. №2 R х О2
К.Г. R О3
Это делается для того, чтобы проконтролировать разные уровни воздействия независимых переменных.
2 вариант: когда используется одна экспериментальная группа и несколько контрольных групп.
Э.Г. R х О1
К.Г. №1 R О2 (шум)
К.Г. №2 R О3 (температура)
Для доказательства этой гипотезы сравниваются О1 с О2; О1 с О3; О2 с О3.
- План для двух рандомизированных групп с предварительным и итоговым тестированием.
Такого рода планы часто используются в психологических исследованиях, потому что существует необходимость контролировать исходный уровень зависимой переменной. (Уровень тревожности).
Однако при применении этого плана может возникнуть эффект тестирования, т.е. методика используемая для диагностики испытуемых может навести их на мысль, что вопросы или содержание этой методики будут предметом исследования в эксперименте.
Э.Г. R О1 х О2
К.Г. R О3 О4
Например: применение теста Розенцвейга на изучение фрустрационных реакций может повысить чувствительность испытуемых к данного рода ситуациям.
План Соломона
Э.Г. №1 R О1 х О2
К.Г. №1 R О3 О4
Э.Г. №2 R х О5
К.Г. №2 R О6
Для избегания эффекта тестирования
Соломон предложил план для 4-х рандомизированных групп с предварительным тестированием в 2-х группах и итоговым тестированием в 4-х группах.
Для доказательства гипотезы сравнивается О2 с О4; О5 с О6; О2 с О1; О4 сО3; О5 с О1; О6 с О3; О2 с О5; О4 с О6.
5.План для 4-х рандомизированных групп с предварительным тестированием во всех группах и итоговым в разное время.
Э.Г. №1 R О1 х О2
К.Г. №1 R О3 О4
Э.Г. №2 R О5 х О6
К.Г. №2 R О7 О8
План применяется в случаях, когда неободимо проверить изменения во времени эффекта эксперимента .
Для доказательства гипотеза сравнивается по схеме плана Соломона.
|
|
|
