Експериментальна психологія - Максименко С.Д. - 5.3. Експериментальний план для кількох рандомізованих груп з різними рівнями незалежної змінної і тестуванням після випробування

Як зазначалось у розділі 4, присвяченому аналізу прийомів контролю побічних змінних, навіть при достатньо великих вибірках рандомізований відбір досліджуваних повністю не усуває вірогідності появи помилкової варіативності (завдяки можливим випадковим великим особистісним розбіжностям).

Розглянемо обставини, завдяки яким інколи необхідно включати в план експерименту не один рівень експериментального впливу, а декілька, що допомагає суттєво підвищити точність результатів. Перша обставина пов'язана з необхідністю мінімізації помилкової варіативності, що може виникати при порівнянні середніх величин залежної змінної в різних умовах експериментального впливу. Якщо всі рандомізовані групи отримують диференційовані рівні експериментального впливу, вірогідність розбіжностей у показниках середніх величин залежної змінної скоріш за все може бути віднесена за рахунок незалежної змінної, ніж індивідуальних розбіжностей між досліджуваними. Чим більше рівнів незалежної змінної заплановано в експерименті, тим нижчою є вірогідність впливу помилкової варіативності на результати дослідження (помилка може виявитися, скажімо, на одному з рівнів незалежної змінної, а не на всіх одночасно).

Друга обставина, яка робить застосування експериментального плану з різними рівнями незалежної змінної більш привабливим з точки зору підвищення точності експериментальних висновків, полягає в тому, що в нього можна "вбудувати" поряд з рандомізованим розподілом досліджуваних по рівнях експериментального впливу прийом вирівнювання груп за однією з найбільш вірогідних побічних змінних.

Для ілюстрації експериментального плану з декількома рівнями однієї незалежної змінної розглянемо план оригінального експерименту, проведеного американськими дослідниками Сігал- лом, Аронсоном і Ван Хузом [108]. Автори дослідили умови, за яких досліджувані демонстрували готовність співпрацювати з експериментатором під час проведення експерименту.

Вони відібрали три експериментальні рандомізовані групи (кожній з яких пропонувався свій рівень незалежної змінної) і одну контрольну (з нульовим впливом незалежної змінної). Незалежною змінною був характер ставлення до виконання експериментального завдання, який формувався експериментатором перед початком експерименту за допомогою різних установок. В першій експериментальній групі сформована установка, що сприяла прискоренню темпу виконання експериментального завдання (останнє передбачало механічне переписування телефонних номерів з телефонного довідника протягом семи хвилин). У другій групі була установка на зменшення темпу виконання завдання, а досліджуваних третьої групи повідомляли, що прискорення темпу свідчить про наявність у суб'єкта ознак готовності піддаватися тиску з боку оточуючих, що, як зрозуміло, сприймалось досліджуваними як соціально неприваблива властивість. У контрольній групі завдання пред'являлось без будь-яких попередніх установок ("нульовий" вплив). Результати показали, що досліджувані змінювали свою поведінку в напрямі, який відображав їх прагнення продемонструвати себе у найприваблішому світлі.

У групі, в якій повідомлялося, що темп виконання механічного експериментального завдання свідчить про наявність тенденції піддаватися тиску, швидкість виконання завдання зменшилась найбільше порівняно з контрольною, а в першій і другій групах — змінилась у відповідності з установкою.

Отже, у розглянутому прикладі представлений план з однією незалежною змінною (передекспериментальна установка на формування ставлення до виконання експериментального завдання) та чотирма рівнями (варіантами) її очікуваного виявлення.

Спосіб контролю побічних змінних — рандомізація.

Структура плану:

Розглянутий план відомий під назвою системний експериментальний план.

Оскільки ми посилаємося на реальний експеримент, проведений за вказаним планом, ми маємо можливість прокоментувати його результати.

Введення різних рівнів незалежної змінної шляхом варіювання типу передекспериментальної установки, серед яких одна установка стосувалася найменш соціально бажаної поведінки (невміння протистояти тиску), дозволило чітко зафіксувати вплив незалежної змінної на залежну і мінімізувати вплив побічних факторів індивідуальних розбіжностей досліджуваних. Нагадаємо, що за емпіричними даними авторів, експеримент яких розглядався

найбільш суттєве зменшення темпу виконання механічного завдання зафіксовано в групі, якій повідомлялася найменш соціально приваблива інтерпретація зростання темпу виконання завдання. Це змусило досліджуваних продемонструвати, що вони спроможні не піддаватися соціальному тиску.

Цей результат дав авторам можливість переконливо надати перевагу експериментальному плану з декількома рівнями незалежної змінної.

У зв'язку з аналізом даного плану необхідно нагадати, що при доборі того чи іншого плану експерименту дослідник бере на себе зобов'язання застосувати адекватний йому метод статистичного опрацювання даних і, головне, створити умови, яких необхідно дотримуватися для застосування відповідного статистичного методу. Однією з таких умов в планах з декількома рівнями незалежної змінної є величина вибірки, кратна кількості рівнів (груп). При чотирьох рівнях в кожній з груп повинно бути не менше десяти досліджуваних, а загальний розмір вибірки становитиме відповідно 40 осіб [78, с. 160].

Емпіричні дані, отримані при застосуванні даного експериментального плану, можна проаналізувати за допомогою багаторівневого статистичного тесту для неспіввіднесених груп, який існує у таких варіантах: хі-квадрат ;(Х2); тест Крускала Уолліса і однофакторний дисперсійний аналіз АNOVA.

В експерименті, що був розглянутий вище, був застосований дисперсійний аналіз, бо операційна змінна (скорочення чи збільшення темпу виконання експериментального завдання) вимірювалася у шкалі інтервалів.

Якби залежна змінна була представлена у порядковій шкалі, слід було б застосувати тест Крускала Уолліса, а в шкалі найменувань — X2

Процес використання однофакторного дисперсійного аналізу включає:

Висування нульової гіпотези про відсутність розбіжностей між середніми показниками залежної змінної при різних рівнях незалежної і альтернативної гіпотези про наявність цих розбіжностей.

Обчислення величин міжгрупової (міжрівневої) і внутрішньогрупової (окремої для кожного рівня) варіативності.

Визначення величини - критерію як співвідношення міжгрупової і внутрішньогрупової варіативності.

Визначення вірогідності отримання емпіричної величини якщо нульова гіпотеза підтверджується.

Спростування нульової гіпотези, якщо вірогідність отримання емпіричної величини Р становить < 0,05 і визнання результатів значущими.

Проте, у тих випадках, де за результатами конкретних емпіричних даних величина F виявляється статистично значущою, дослідник ще не має можливості сказати, які саме з трьох чи більше середніх величин порівнюваних груп з різними рівнями експериментального впливу відрізняються. Щоб отримати цю інформацію, йому необхідно було б провести порівняння між всіма парами середніх з використанням t-критерію Стьюдента.

Переваги і недоліки рандомізованих експериментальних планів з декількома рівнями незалежної змінної

Рандомізованим багаторівневим експериментальним планам притаманні ті самі загальні переваги і недоліки, які властиві рандомізованому плану для двох груп. Єдина різниця між ними полягає у рівнях незалежної змінної.

Досліджуючи три або більше рівнів незалежної змінної, ми можемо отримати значно більше інформації, ніж при порівнянні двох груп (експериментальної і контрольної). Коли ми порівнюємо дві групи, ми можемо встановити, чи справила незалежна змінна експериментальний вплив або чи справив один з її рівнів більший вплив, ніж інший. Коли ж ми оцінюємо результати експериментів з декількома рівнями незалежної змінної, ми можемо також визначити, мала залежна змінна лінійний зв'язок з незалежною чи цей зв'язок є нелінійним.

Нагадаємо, лінійний зв'язок означає, що величина залежної змінної зростає (або зменшується), якщо зростає показник незалежної змінної. Нелінійний зв'язок означає, що зв'язок між показниками залежної і незалежної змінних описується іншою математичною функцією. Згадаємо відомий приклад зв'язку рівня активації з ефективністю діяльності (закон Иєркса-Додсона). При незначному рівні активації суттєвого покращення ефективності діяльності не виникає, при помірному — цей зв'язок є позитивно лінійним, а при дуже високому — прослідковується зворотний ефект (ефективність діяльності зменшується). Отже, при багаторівневому аналізі співвідношення між досліджуваними явищами виявляється більш точна картина зв'язку між ними (у наведеному прикладі цей зв'язок є криволінійним).

За допомогою використання багаторівневого експериментального плану був виявлений також комплексний характер зв'язку рівня агресивності аудіовізуальної інформації, яку сприймають, скажімо, маленькі діти, дивлячись мультфільми, з рівнями збудження, яке вони при цьому переживають.

Якщо при порівнянні двох рівнів агресивності — нульового і більш високого дослідники змогли зафіксувати тільки сам факт зв'язку збудження дітей з агресивністю сприйнятої ними інформації, то багаторівневий експериментальний план дозволив встановити, що чим вищий рівень агресивності мультфільмів (встановлений методом експертних оцінок), тим більше збудження відчували діти (оцінювалось за показниками шкіряно-гальванічної реакції) [88, с. 136].

Ще однією перевагою багаторівневих експериментальних планів є те, що вони можуть бути використані в деяких галузях психологічних досліджень, де значну кількість досліджуваних неможливо залучити (наприклад, в експериментах на тваринах з формування умовних рефлексів, у психофізіологічних експериментах, в експериментах корекції поведінки тощо).