Что относится к элементам эксперимента
Основные элементы экспериментального метода
Главными компонентами любого эксперимента являются: 1) испытуемый (исследуемый субъект или группа); 2) экспериментатор (исследователь); 3) стимуляция (выбранный экспериментатором раздражитель, направленный на испытуемого); 4) ответ испытуемого на стимуляцию (его психическая реакция); 5) условия опыта (дополнительные к стимуляции воздействия на испытуемого, которые могут влиять на его ответы).
Ответ испытуемого является той внешней реальностью, по которой можно судить о протекающих в его внутреннем субъективном пространстве процессах. Сами эти процессы есть результат воздействий на него стимуляции и условий опыта.
Если ответ испытуемого обозначить символом R (от лат. reactio – реакция, противодействие), а воздействия на него экспериментальной ситуации (как совокупности воздействий стимуляции и условий эксперимента) – символом S (от франц. situation – ситуация), то их соотношение можно выразить формулой R=f(S). To есть реакция есть функция от ситуации. Но эта формула верна лишь как первое приближение. Именно ею пользуется бихевиоризм, игнорирующий активную роль психики. В действительности реакция на ситуацию всегда опосредована психикой. В отношении человека лучше говорить об опосредовании ответов его личностью (Р – от лат. persona). И более того, в понятие «ситуация» необходимо включить и влияние на испытуемого экспериментатора, проводящего опыт. Действительно, отношения, сложившиеся между исследователем и испытуемым, могут в значительной степени влиять на ответы последнего. Об этой специфике эксперимента подробнее поговорим позже, а сейчас зафиксируем соотношение между основными элементами эксперимента: Р = f(P, S).
В зависимости от задач исследования различают три классических типа отношений между этими тремя компонентами эксперимента: 1) функциональные отношения, 2) структурные отношения, 3) дифференциальные отношения [388].
Функциональные отношения характеризуются вариативностью ответов (R) испытуемого (Р) при систематических качественных или количественных изменениях ситуации (S). Различия в реакциях свидетельствуют о различиях в способах взаимодействия субъекта и среды. Графически эти отношения можно отразить следующей схемой:
Примеры: изменение величины ощущения (R) от изменения величины стимула (S); эффективность запоминания (R) от объема материала (S) или числа повторений (S); вид и интенсивность эмоционального отклика (R) на действие различных эмоциоген-ных факторов (S); развитие адаптационных процессов (R) во времени (S) и т. д.
 |
Примеры: система эмоциональных реакций на действие стрессоров; семантическое индивидуальное пространство; отношение между уровнями эффективности решения различных интеллектуальных задач и т. п.
Примеры: разница в скорости реакции у разных людей; различия в точности исполнения движений у представителей разных профессий; развитие интеллекта в онтогенезе (когда человек вразные возрастные периоды рассматривается как разные индивиды); национальные различия в проявлении эмоций; половые различия в какой-либо деятельности и т. д.
В теории эксперимента рассмотренные компоненты предпочитают представлять в несколько ином виде, что способствует более четкому выделению предмета экспериментального исследования. В идеале в качестве предмета изучения следует принять зависимость ответов испытуемого от стимуляции. Однако в реальности подобной «чистой» связи не существует, так как в структуре ответа присутствуют элементы зависимости от других привходящих факторов, на которые мы уже обращали внимание. Это дополнительные воздействия, включенные в понятие «ситуация» (внешние условия опыта и влияние экспериментатора), и опосредование ответов личностью испытуемого. Для уточнения соотношения всех факторов, входящих в эксперимент, введено понятие «переменной величины» или просто переменной. Тогда предмет исследования в эксперименте предстает в виде соотношения этих переменных, которое и определяет появление, протекание и характеристики изучаемого явления.
Выделяют три вида переменных: независимые, зависимые и дополнительные. Фактор, изменяемый самим экспериментатором, т. е. стимул, называется независимой переменной (НП).Фактор, изменение которого является следствием изменения НП, называется зависимой переменной(ЗП). По сути, ЗП– это компонент в составе ответа испытуемого, который непосредственно интересует исследователя. Дополнительные переменные(ДП) – это сопутствующие стимуляции (НП) воздействия на испытуемого, оказывающие влияние на его ответ, и соответствующие составляющие ответа, дополняющие ЗП. Совокупность дополнительных воздействий состоит, как правило, из двух групп: внешних условий опыта физичес-койприроды и внутренних факторов психологической природы. Квне-шним ДПотносятся: физическая обстановка опыта (освещенность, температурный режим, звуковой фон, пространственные характеристики помещения и т. д.), непредвиденные помехи (например, непредусмотренное появление посторонних лиц или самого экспериментатора в лаборатории), характеристики стимульного материала, не входящие в комплекс НП (например, форма зрительного тест-объекта при изучении влияния цвета на опознание); параметры аппаратуры и оборудования (например, дизайн измерительных приборов, отвлекающий испытуемого). К внутренним ДП относятся: настроение и мотивация испытуемого, его отношение к экспериментатору и опытам, его психологические установки, склонности, знания, навыки и опыт в данной деятельности, уровень утомления и т. д. Всю совокупность перечисленных факторов можно представить следующей схемой:
Рис. 11. Схема соотношений переменных в эксперименте
Все дополнительные воздействия исследователь в идеале стремится свести на нет или хотя бы к минимуму, чтобы выделить в «чистом виде» связь между независимой и зависимой переменными. История развития экспериментального метода ярко демонстрирует борьбу сподобными «посторонними» влияниями, борьбу за чистоту эксперимента. Увы! В реальных условиях экспериментирования этого добиться невозможно. И тогда для сравнимости результатов необходимо эти дополнительные воздействия привести к предельно одинаковому уровню во всех замерах в границах хотя бы одного опыта (экспериментальной серии). «Математическая теория эксперимента как раз и возникла из понимания того, что принципиально невозможно создать точно учитываемые условия для проведения эксперимента; результат любого эксперимента всегда связан с некоторой неопределенностью, и задача хорошей организации исследования заключается только в том, чтобы эту неопределенность устранить» [231, с. 13]. Подобная нивелировка воздействий дополнительных переменных является одним из основных правил экспериментирования.
В дополнение надо сказать, что как НП, так и ЗП могут включать в себя не обязательно один какой-то компонент. Их структура может быть сложной. Собственно понятие «фактора» подразумевает эту многокомпонентность его состава. Так, например, в социально-психологическом эксперименте в качестве НП может выступать поведение каких-либо людей, подлежащее оценке другого человека. Мало того, что само понятие «поведение» – многосоставная категория (движения, высказывания, система отношений к миру и к конкретному испытуемому), но к этому добавляются характеристики наблюдаемых людей (их социальные статус и роль, образовательный уровень, личностные качества и др.). Эта сложность независимой переменной отразилась в том, что входящие в ее состав отдельные элементы получили наименование организованных переменных, подлежащих изучению. Остальные параметры экспериментальной ситуации не подлежат специальному изучению в данном эксперименте и получили наименование неорганизованных переменных, они должны быть предельно константными.
Основные элементы экспериментального метода
Главными компонентами любого эксперимента являются:
Ответ испытуемого является той внешней реальностью, по которой можно судить о протекающих в его внутреннем субъективном пространстве процессах. Сами эти процессы есть результат воздействий на него стимуляции и условий опыта.
Если ответ испытуемого обозначить символом R (от лат. reactio – реакция, противодействие), а воздействия на него экспериментальной ситуации (как совокупности воздействий стимуляции и условий эксперимента) – символом S (от франц. situation – ситуация), то их соотношение можно выразить формулой R=f(S). To есть реакция есть функция от ситуации. Но эта формула верна лишь как первое приближение. Именно ею пользуется бихевиоризм, игнорирующий активную роль психики. В действительности реакция на ситуацию всегда опосредована психикой. В отношении человека лучше говорить об опосредовании ответов его личностью (Р – от лат. persona). И более того, в понятие «ситуация» необходимо включить и влияние на испытуемого экспериментатора, проводящего опыт. Действительно, отношения, сложившиеся между исследователем и испытуемым, могут в значительной степени влиять на ответы последнего. Об этой специфике эксперимента подробнее поговорим позже, а сейчас зафиксируем соотношение между основными элементами эксперимента: Р = f(P, S).
В зависимости от задач исследования различают три классических типа отношений между этими тремя компонентами эксперимента:
Функциональные отношения характеризуются вариативностью ответов (R) испытуемого (Р) при систематических качественных или количественных изменениях ситуации (S). Различия в реакциях свидетельствуют о различиях в способах взаимодействия субъекта и среды. Графически эти отношения можно отразить следующей схемой:
Примеры: изменение величины ощущения (R) от изменения величины стимула (S); эффективность запоминания (R) от объема материала (S) или числа повторений (S); вид и интенсивность эмоционального отклика (R) на действие различных эмоциогенных факторов (S); развитие адаптационных процессов (R) во времени (S) и т. д.
Структурные отношения раскрываются через систему ответов (Rp …, Rn) на различные ситуации (Sl5…, Sn). Отношения между отдельными ответами структурируются в систему, отражающую структуру личности (Р). Схематически это выглядит так:
Примеры: система эмоциональных реакций на действие стрессоров; семантическое индивидуальное пространство; отношение между уровнями эффективности решения различных интеллектуальных задач и т. п.
Примеры: разница в скорости реакции у разных людей; различия в точности исполнения движений у представителей разных профессий; развитие интеллекта в онтогенезе (когда человек в разные возрастные периоды рассматривается как разные индивиды); национальные различия в проявлении эмоций; половые различия в какой-либо деятельности и т. д.
В теории эксперимента рассмотренные компоненты предпочитают представлять в несколько ином виде, что способствует более четкому выделению предмета экспериментального исследования. В идеале в качестве предмета изучения следует принять зависимость ответов испытуемого от стимуляции. Однако в реальности подобной «чистой» связи не существует, так как в структуре ответа присутствуют элементы зависимости от других привходящих факторов, на которые мы уже обращали внимание. Это дополнительные воздействия, включенные в понятие «ситуация» (внешние условия опыта и влияние экспериментатора), и опосредование ответов личностью испытуемого. Для уточнения соотношения всех факторов, входящих в эксперимент, введено понятие «переменной величины» или просто переменной. Тогда предмет исследования в эксперименте предстает в виде соотношения этих переменных, которое и определяет появление, протекание и характеристики изучаемого явления.
Основные компоненты эксперимента
Типология экспериментов
Поскольку в сфере жизнедеятельности социума существует большое разнообразие ситуаций и, естественно, целей их преобразования, то вполне понятным становится разнообразие видов экспериментов, применяемых здесь. Характеристика каждого вида содержит в себе условия, при которых его можно использовать в научных и практических целях, а также предел тех задач, которые с его помощью можно решать.
Ведущим, широко применяемым видом эксперимента, является такой его вид, как естественный эксперимент. Это значит проводимый в естественных, реально ложившихся условиях. Нередко такую преобразовательную деятельность называют опытно-экспериментальной, что яв яется правомочным. Лабораторный эксперимент студентами проводится редко, разве что при исследовании очень узких физиологических и психологических проблем.
Кроме этих видов существуют другие эксперименты, не составляющие пары. Это так называемый «ложный» эксперимент (плацебо), когда экспериментируемым внушают его проведение, на самом деле ничего не меняя в условиях их жизнедеятельности. Фактически он проводится на манипулировании сознанием людей. Эксперимент «с новичком», когда в действующую группу детей вводится новичок, первичное восприятие которым новых условий становится предметом изучения и средством оценки состояния группы.
Любому специалисту и исследователю надо владеть таким видом, как мысленный эксперимент. Этот эксперимент в мыслях может проводиться почти по любому виду. Исследователь гипотетически представляет всю технологию экспериментирования и получаемые результаты. Такой эксперимент особенно нужен в ситуациях риска, в масштабных экспериментах, в ситуациях неопределенности. Необходим он в квазиэкспериментах. Мысленное экспериментирование позволяет предвидеть, прогнозировать все неожиданности, просчеты, возможные трудности будущего реального экспериментирования.
Рис. 12. Способ балансировки с применением контрольной группа
Рис. 13. Способ балансировки с выделением эффекта внешней переменной
Разумеется, при этом нельзя выделить специфическое влияние каждой внешней переменной и особенности такого влияния независимой переменной из-за эффекта взаимодействия переменных.
План контроля за внешней переменной для двух условий представлен на рис. 14.
Рис. 14. План контроля за внешней переменной для двух условий
Итак, техника контрбалансировки заключается в том, что каждый испытуемый получает более одного варианта воздействия (АВ или ВА) и эффект последовательности целенаправленно распределяется на все экспериментальные условия.
Еще одним способом контроля внешних переменных является рандомизация.Рандомизацией называется процедура отбора, которая гарантирует каждому члену популяции равную возможность стать участником эксперимента. Каждому представителю выборки присваивается порядковый номер, а выбор испытуемых в экспериментальную и контрольную группы проводится с помощью таблицы «случайных» чисел. Рандомизация является способом, позволяющим исключить влияние индивидуальных особенностей испытуемых на результат эксперимента.
Рандомизация применяется в двух случаях:
1) когда известно, как управлять внешними переменными в экспериментальной ситуации, однако у нас нет возможности использовать одну из предшествующих техник контроля;
2) когда мы предполагаем оперировать какой-либо внешней переменной в экспериментальной ситуации, однако не можем ее специфицировать и применить другие техники.
Если предположить, что значение дополнительной переменной (переменных) подчиняется вероятностным законам (например, описывается нормальным распределением), то в состав экспериментальной и контрольных групп войдет выборка, которая имеет те же уровни дополнительных переменных, что и генеральная совокупность.
По мнению многих специалистов, уравнивание групп посредством процедуры рандомизации является единственно надежным способом элиминации влияния внешних (дополнительных) переменных на зависимую. Д. Кэмпбелл определяет рандомизацию как универсальный способ уравнивания групп перед экспериментальным воздействием. Другие способы, например метод попарного сравнения, характеризуются им как малонадежные и ведущие к невалидным выводам.
Основные компоненты эксперимента
Состав эксперимента: а) объект и предмет исследования как зависимая переменная; б) методы и средства преобразования «предмета в объекте» как независимые переменные; в) технология использования независимых переменных; г) диагностика и методы диагностики результатов влияния независимых переменных на зависимые переменные.
Методы и средства преобразования объекта и предмета экспериментирования, их развития и совершенствования называются независимыми переменными. Независимые, то есть вполне самостоятельные от тех качеств и свойств, которые развиваются в эксперименте. Независимая переменная не придумывается вольно, а выводится из гипотезы всего исследования, ибо весь эксперимент и служит ее практическому доказательству. Именно в гипотезе указывается, какие пути и способы выбрал студент для достижения цели. Независимые переменные и есть то новое (новация, инновация), что вносит студент в теорию и практику.
Алгоритм экспериментирования примерно таков. Перед началом эксперимента студент-экспериментатор замеряет с помощью диагностических методов состояние зависимых переменных, затем вводит независимые переменные, под влиянием которых происходят изменения состояния зависимых переменных. Эти изменения опять замеряются и затем сопоставляются с начальными данными. Зависимые и независимые переменные в практической деятельности приходят во взаимодействие. Качество взаимодействия зависит от технологии использования (ввода) независимых переменных. Результат взаимодействия зависимых и независимых переменных оценивается с помощью специальных аналитических методов.
Типология экспериментов
Поскольку в сфере жизнедеятельности социума существует большое разнообразие ситуаций и, естественно, целей их преобразования, то вполне понятным становится разнообразие видов экспериментов, применяемых здесь. Характеристика каждого вида содержит в себе условия, при которых его можно использовать в научных и практических целях, а также предел тех задач, которые с его помощью можно решать.
Ведущим, широко применяемым видом эксперимента, является такой его вид, как естественный эксперимент. Это значит проводимый в естественных, реально ложившихся условиях. Нередко такую преобразовательную деятельность называют опытно-экспериментальной, что яв яется правомочным. Лабораторный эксперимент студентами проводится редко, разве что при исследовании очень узких физиологических и психологических проблем.
Кроме этих видов существуют другие эксперименты, не составляющие пары. Это так называемый «ложный» эксперимент (плацебо), когда экспериментируемым внушают его проведение, на самом деле ничего не меняя в условиях их жизнедеятельности. Фактически он проводится на манипулировании сознанием людей. Эксперимент «с новичком», когда в действующую группу детей вводится новичок, первичное восприятие которым новых условий становится предметом изучения и средством оценки состояния группы.
Любому специалисту и исследователю надо владеть таким видом, как мысленный эксперимент. Этот эксперимент в мыслях может проводиться почти по любому виду. Исследователь гипотетически представляет всю технологию экспериментирования и получаемые результаты. Такой эксперимент особенно нужен в ситуациях риска, в масштабных экспериментах, в ситуациях неопределенности. Необходим он в квазиэкспериментах. Мысленное экспериментирование позволяет предвидеть, прогнозировать все неожиданности, просчеты, возможные трудности будущего реального экспериментирования.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Структура эксперимента и его элементы. Этапы проведения эксперимента
Эксперимент есть непосредственное материальное воздействие на реальный объект или окружающие его условия, производимое с целью познания этого объекта.
В эксперименте можно выделить следующие элементы: 1) цель эксперимента; 2) объект экспериментирования; 3) условия, в которых находится или помещается объект; 4) средства эксперимента; 5) материальное воздействие на объект. Каждый из этих элементов может быть положен в основу классификации экспериментов. Например, эксперименты можно разделять на физические, химические, биологические и т.д. в зависимости от различия объектов экспериментирования. Одна из наиболее простых классификаций основывается на различиях в целях эксперимента.
Первый этап – выбор эмпирической интерпретации теоретических величин – очень важен при подготовке эксперимента. Только после этого наши теоретические построения и расчеты приобретают эмпирический смысл, а сам эксперимент становится принципиально возможным. В эксперименте Лебедева световое давление эмпирически было представлено как закручивание подвеса, а интенсивность света – как тепловое расширение в термоэлементе. Закручивание подвеса и тепловое расширение можно было наблюдать и измерять непосредственно.
Второй этап в проведении эксперимента – выбор условий и используемых приборов – определяется эмпирической интерпретацией теоретических величин. Если мы хотим, чтобы световое давление было представлено как закручивание подвеса, то мы должны обеспечить создание таких условий, чтобы это закручивание не могло быть вызвано никакими другими факторами. В эксперименте Лебедева трудность состояла в том, что силы светового давления очень малы, и их действие легко перекрывалось рядом других факторов. Среди них наиболее существенными были конвекционные токи воздуха и радиометрические силы. Когда подвес был окружен воздухом, движение воздушных потоков могло закручивать его. Чтобы устранить или хотя бы ослабить действие этого фактора, Лебедев поместил подвес в стеклянный баллон, из которого воздух можно было откачать. Радиометрический эффект заключается в том, что освещенная сторона пластинки нагревается сильнее неосвещенной стороны, и противоположные стороны испытывают неодинаковое давление газа, что может также вызвать закручивание подвеса. Чтобы избежать этого, крылышки приходилось делать как можно более тонкими. Трудности, связанные с исключением всех побочных эффектов, были в данном случае столь велики, что на их преодоление у Лебедева ушло более трех лет.
После того, как выбраны условия эксперимента и исключено влияние всех побочных факторов, наступает третий этап: воздействие на объект, наблюдение его поведения и измерение контролируемых величин. Этот этап можно назвать решающим в проведении эксперимента. Именно для него проводится вся подготовительная работа, и именно на этом этапе мы получаем ответ на вопрос теории, обращенный к природе. В эксперименте Лебедева ответ был положительным, а в эксперименте Майкельсона, например, природа ответила: «Нет!», хотя уверенность в существовании эфира была ничуть не меньшей, чем уверенность в существовании светового давления.
Последний, четвертый, этап в проведении эксперимента заключается в обработке полученных данных, их теоретическом осмыслении и включении в науку. Закручивание подвеса, наблюдавшееся в эксперименте, истолковывается как вызванное световым давлением. Отсюда делается вывод, что давление света действительно существует, и утверждение об этом включается в теорию как получившее экспериментальное обоснование.
Рассмотрение структуры и этапов проведения эксперимента позволяет дать обоснованный ответ на вопрос о соотношении теории и эксперимента. Эксперимент, как легко заметить из сказанного выше, отнюдь не противопоставлен теории и не выступает как нечто, находящееся целиком вне теории. Эксперимент неотделим от теории, ибо существенно зависит от нее. Как человеческий глаз для того, чтобы служить органом зрения, должен соединяться с мозгом в единую функциональную систему, так и эксперимент, для того чтобы служить средством получения знания, должен соединяться в единую систему с теорией. Роль теории в создании эксперимента особенно ярко проявляется в существовании такой формы познания, как мысленный эксперимент, т.е. мысленное представление операций с мысленно представимыми объектами. Вообще всякий эксперимент при его обдумывании и планировании выступает вначале как мысленный эксперимент. Но если обычный (материальный) эксперимент обязательно включает в себя материальную деятельность с реальными вещами и процессами, что заставляет нас при планировании эксперимента рассчитывать на реальные приборы, реальные окружающие условия и конкретную эмпирическую интерпретацию теоретических понятий, то мысленный эксперимент отличается тем, что один из этапов его проведения – реальное воздействие на реальный объект – отсутствует. Это позволяет нам включать в эксперимент идеализированные объекты, идеальные приборы и идеальные условия. Такого рода эксперимент целиком находится внутри теории, и его отличие от обычного теоретического рассуждения заключается лишь в том, что он опирается на наглядные образы и представления.
24. Сфера и границы применения эмпирических методов познания.