Организация педагогического эксперимента связана с планированием его проведения, которое определяет последовательность всех этапов работы, а также с подготовкой всех условий, обеспечивающих полноценное исследование: подготовка соответствующей обстановки, приборов, средств, инструктаж помощников, планирование наблюдения, выбор экспериментальных и контрольных групп, оценка всех особенностей экспериментальной базы и т.д.
Основные действия исследователя, приступающего к разработке программы экспериментальной части своей работы.
1. Решить вопрос о необходимости экспериментальной части исследования. Известно, что под педагогическим экспериментом понимается научно поставленная проверка каких-либо организационных форм, средств, методов и приемов обучения, тренировки и оздоровительной работы.
2. Далее решается вопрос о выдвижении научной гипотезы.
3. Выбор видов эксперимента. Его решение зависит от ряда моментов; цели и конкретной задачи исследования; этапа работы над проблемой; используемых средств для проведения эксперимента и т.п.
4. Планирование эксперимента включает в себя также выбор и оценку общих условий проведения, к которым прежде всего относятся:
- средства для проведения педагогического эксперимента;
- место проведения;
- контингент испытуемых;
- преподаватели, тренеры, принимающие участие в эксперименте.
Таким образом, планирование эксперимента - весьма сложный и многоступенчатый процесс, включающий в себя ряд обязательных действий экспериментатора, в число которых входят следующие:
- определение целей и задач эксперимента, обоснование его необходимости;
- формулировка научной гипотезы;
- выбор типа эксперимента;
- выбор и оценка общих условий проведения эксперимента;
- оценка и отбор уравниваемых- данных, их показателей в методике сбора этих данных;
- составление общей программы эксперимента, программ ведения занятий в экспериментальных и контрольных группах, а также программы ведения наблюдений.
Одна из труднейших задач проведения эксперимента - подведение его итогов. Выводы по эксперименту должны быть ориентированы прежде всего на выдвинутую с самого начала общую гипотезу и разработанные затем при составлении программы эксперимента частные гипотезы. Они должны подтверждать общую гипотезу или противоречить ей. В первом случае следует кратко воспроизвести основные данные, свидетельствующие в ее пользу, во втором - дать объяснение, попытаться выяснить причины возникающих расхождений, и, если будут приняты объективные данные, опровергающие гипотезу, изменить ее в соответствии с ними.
Второе очень важное требование при подведении итогов заключается в том, что выводы должны быть соизмеримыми с экспериментальной базой и собранными данными, т. е. они не должны быть «глобальными», выходящими за/пределы поставленных задач и области конкретных исследований.
Итак, при подведении итогов педагогического эксперимента необходимо учитывать следующее:
- соотнесение вывода и результатов с общей и частной гипотезой;
- четкое ограничение области, на которую могут быть распространены полученные выводы;
- высказывание предположений и возможности их распространения на некоторые пограничные области и указание основных направлений дальнейших исследований в этой и смежных областях;
- оценку степени надежности выводов в зависимости от чистоты условий эксперимента;
- оценку роли и места эксперимента в системе других применявшихся в данном исследовании методов;
- практические предложения о внедрении в практику результатов проведенного исследования.
Тема 13. Методы математико-статистической обработки результатов
педагогического эксперимента
Методы математико-статистической обработки результатов являются одними из обязательных методов педагогических исследований в сфере физической культуры и спорта. Они важны для определения эффективности внедрения различных методик по организации и проведению учебного процесса по физическому воспитанию среди детей и учащейся молодёжи, по организации и проведению учебно-тренировочного процесса по разным видам спорта, использованию средств физической культуры и спорта и т.п. Методы математической обработки данных помогают определить влияние учебных и учебно-тренировочных занятий на состояние здоровья занимающихся, мотивацию их к занятиям физической культурой и спортом и ведения здорового образа жизни, развитие личностных и двигательных качеств, достижение спортивных результатов и др.
В педагогической науке для изучения, коррекции, планирования, прогнозирования образовательного процесса активно используются методы качественных и количественных измерений. Губа В.П., Пресняков В.В. [2015] говорят, что «качество – это совокупность свойств, указывающих, что представляет собой предмет, чем он является. Количество определяет размеры, отождествляется с мерой, числом; качество традиционно раскрывается с помощью описания признаков». Далее они отмечают, что «анализируя качество, педагог определяет, к какому классу уже известных явлений принадлежит данное и в чем его специфика. Затем устанавливает причинно-следственные зависимости между явлениями. Задача количественного анализа традиционно сводится к измерению и счету выявленных свойств».
Для корректного использования математических методов необходимо знание особенностей проведения педагогических исследований, чтобы не было формального их использования и для правильного формулирования выводов.
Неверкович С.Д. [2015] отмечает, что «знание и умение правильно пользоваться математико-статистическим аппаратом специалистами в области физической культуры и спорта явилось бы существенным шагом в объективизации и положительной результативности процесса физического воспитания и спортивной тренировки, что в свою очередь послужило бы качественным толчком в эффективности изложения материала начиная от выпускных квалификационных работ и заканчивая серьезными диссертационными исследованиями».
Методы математической статистики в сфере физической культуры и спорта широко нашли своё отражение в следующей научно-методической литературе:
1. Губа В.П., Пресняков В.В. Методы математической обработки результатов спортивно-педагогических исследований: учебно-методическое пособие/ В.П. Губа, В.В. Пресняков – М.: «Человек», 2015. – 288с.
2. Железняк Ю. Д. Основы научно-методической деятельности в физической культуре и спорте: учеб. пособие для вузов / Ю. Д. Железняк, П. К. Петров. - 5-е изд., стер.; Гриф УМО. - Москва: Академия, 2009. - 266с.
3. Трифонова, Н. Н. Спортивная метрология: учебное пособие / Н. Н. Трифонова, И. В. Еркомайшвили; под редакцией Г. И. Семенова. - Екатеринбург: Уральский федеральный университет, ЭБС АСВ, 2016. - 112 c. и др.
К основным видам измерительных шкал относятся: шкала наименований, шкала порядка, интервальная шкала и шкала отношений [Железняк Ю.Д, Петров П.К., 2009; Губа В.П., Пресняков В.В., 2015].
Шкала наименований. Построение этой шкалы основано на группировке объектов, явлений в соответствующие классы в зависимости от проявления у них определенных признаков или свойств. Всем объектам или явлениям, попавшим в один и тот же класс, группу, приписывается одно и то же число, объектам и явлениям другого класса - другое число. Например, в зависимости от специализации студентов можно подразделить на следующие классы: баскетболисты, волейболисты, гимнасты, футболисты, лыжники, легкоатлеты и т.д. В данном случае классу баскетболистов можно приписать цифру 1; волейболистов - 2; гимнастов - 3; футболистов - 4; лыжников - 5; легкоатлетов - 6 и т. д. Аналогичным способом можно разделить студентов на определенные классы в зависимости от пола, возраста, разряда, принадлежности к тому или иному спортивному клубу и т.п. Приписывание чисел производится произвольно и их величина, и порядок не имеют никакого значения. Они используются только для того, чтобы отличить один класс явлений, объектов от другого, что позволяет заменять такие числа любыми другими символами: буквами, звездочками и т. п. Поэтому количественная обработка экспериментальных данных проводится не с самими приписываемыми числами, а с числами, характеризующими количество объектов, попавших в каждый класс. Измерения, производимые по шкале наименований, допускают несколько статистических операций. Прежде всего это подсчет числа объектов в каждом классе и выявление простого или процентного отношения этого числа к общему числу рассматриваемых объектов. На основе полученных результатов можно выделить класс с наибольшим числом объектов (наибольшей абсолютной частотой), который принято называть модой. Несмотря на определенную примитивность шкалы наименований, измерения по этой шкале могут быть использованы для проверки некоторых статистических гипотез и для вычисления показателей корреляции качественных признаков.
Шкала порядка. Порядковые измерения (ранжирование) возможны тогда, когда измеряющий может обнаружить в объектах или явлениях различие степеней признака или свойства и на этой основе расположить эти объекты в порядке возрастания или убывания величины рассматриваемого признака. Каждому объекту или явлению в этом случае приписывается порядковое число, обозначающее его место в данном ряду. Это число называют рангом.
В такой шкале составляющие ее числа упорядочены по рангам (т.е. занимаемым местам), но интервалы между ними измерить нельзя. Например, если три спортсмена заняли, соответственно, первое, второе и третье места, то каковы различия в их спортивном мастерстве, сказать невозможно: второй спортсмен по мастерству может быть почти равен первому, а может быть существенно слабее и почти равен третьему.
Шкала порядка позволяет не только установить факт равенства или неравенства измеряемых объектов, но и определить характер неравенства в виде суждений: «больше – меньше», «хуже – лучше» и т.п.
Ранговые числа подбираются так, чтобы объектам с большей величиной изучаемого признака приписывались числа большие, чем у объектов с меньшей величиной этого признака. Примерами измерения на основе шкалы порядка могут служить распределение студентов в зависимости от того или иного спортивного разряда по возрастающему порядку — от III разряда до звания мастера спорта. Поскольку шкала порядка устанавливает только отношение равенства и порядка, для приписывания объектам могут быть использованы любые цифры, которые можно расположить в порядке возрастания (убывания) измеряемого свойства. Например, III разряд - 1, II - 2, I - 3, КМС - 4, МС - 5 или другие цифры, расположенные в порядке возрастания, - 5, 13, 17, 19, 26. Пользуясь шкалой порядка, можно выяснить положение изучаемого объекта в рассматриваемом ряду, но нельзя определить величину интервалов, на которые разбит этот ряд. Поэтому с этими числами (баллами, рангами), приписываемыми объектам, так же как и в шкале наименований, нельзя производить арифметические действия (складывать, вычитать, умножать, делить). Типичной ошибкой в данном случае является попытка складывать, выводить среднеарифметические значения по оценкам, выставляемым на основе традиционной пятибалльной системы, или производить арифметические действия с баллами, полученными на соревнованиях по гимнастике, фигурному катанию и т. д. Эти измерения - качественные и представляют шкалу порядка.
Возможности аппарата математической статистики для обработки измерений, выполненных по этой шкале значительно расширены по сравнению со шкалой наименований. Здесь можно складывать и вычитать ранги или производить над ними какие-либо математические действия, но следует помнить, что если между первым и третьим
Интервальная шкала. Измерения в этой шкале не только упорядочены по рангам, но и разделены определенными интервалами. В интервальной шкале установлены единицы измерения, имеющие размерность (градус, секунда и т.д.). Измеряемому здесь объекту присваивается число, равное количеству единиц измерения, которое он содержит.
Особенностью шкалы интервалов является то, что нулевая точка здесь выбирается произвольно, например, календарное время (начало летоисчисления в разных календарях устанавливается по-разному), суставной угол (угол в локтевом суставе при полном разгибании предплечья может приниматься либо равным нулю, либо 180°), температура и т.д.
Результаты измерения по шкале интервалов можно обрабатывать всеми математическими методами, кроме вычисления отношений. Обработка результатов измерений в интервальной шкале позволяет определить, «на сколько больше», но не позволяет утверждать, что одно значение измеренной величины во столько-то раз больше или меньше другого.
Шкала отношений. Эта шкала имеет строго определенную нулевую точку, и, следовательно, в некоторый момент времени измеряемое качество может быть равным нулю. Благодаря этому шкала отношений не накладывает никаких ограничений на использование математического аппарата. При оценке результатов измерений по этой шкале можно определить, «во сколько раз» один объект больше другого.
Для осуществления измерений по шкале отношений используются метрические системы оценок: длины и высоты в принятых единицах (измерение роста спортсменов, дальности метания снарядов, длины и высоты прыжков и т.п.); веса (измерение веса учеников, снарядов, усилий с помощью динамометров и т.д.); времени выполнения определенных действий (продолжительность бега, продолжительность выполнения гимнастической комбинации, измерение времени двигательной реакции и т.п.), угловые перемещения в градусах, число попаданий в цель, число подтягиваний и т.п. В таблице 29 приводится характеристика и примеры шкал измерения по В.П. Губа, ВВ. Пресняков [2015].
Таблица 29 - Характеристика и примеры шкал измерения
| Шкала | Характеристики | Математические методы | Примеры |
| Наименований | Объекты сгруппированы, а группы обозначены номерами. То, что номер одной группы больше или меньше другой, еще ничего не говорит об их свойствах, за исключением того, что они различаются | Число случаев. Мода. Тетрахорические и полихорические коэффициенты корреляции. | Номер спортсмена, амплуа и т.д. |
| Порядка | Числа, присвоенные объектам, отражают количество свойства, принадлежащего им. Возможно установление соотношения «больше» или «меньше» | Результаты ранжирования спортсменов в тесте | |
| Отношений | Числа, присвоенные предметам, обладают всеми свойствами интервальной шкалы. На шкале существует абсолютный нуль, который указывает на полное отсутствие данного свойства у объекта. Отношение чисел, присвоенных объектам после измерений, отражает количественные отношения измеряемого свойства | Все методы статистики | Длина и масса тела, сила движений, ускорение и т.п. |
Анализ измерительных шкал показывает, что для обработки результатов исследований в области физического воспитания и спорта при определенных условиях могут использоваться все разновидности этих шкал. При этом выбор той или иной из них зависит от того, что и как измеряется. В свою очередь характер измерение, т.е. на основе какой шкалы они сделаны, оказывает влияние на методику обработки полученных результатов с применением параметрических (в случае количественных измерений по интервальной шкале и шкале отношений) или непараметрических (в случае использования для этой цели шкалы наименований и порядка) критериев.