ПЕРЕМЕННЫЕ И ГИПОТЕЗЫ
В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ИССЛЕДОВАНИИ.
ВИДЫЭКСПЕРИМЕНТА
Переменной в психологическом эксперименте называют любое психическое
явление или сопутствующие явления окружающей действительности, которые в принципе могут изменяться (отсюда – переменная).
Переменная, которую экспериментатор изменяет в соответствии со своим планом, называется независимой. Переменная, состояние которой предположительно зависит от изменений первой (независимой), называется зависимой.
Изменения, произвольно вносимые экспериментатором в ситуацию эксперимента, называются экспериментальным воздействием. Обычно с помощью экспериментального воздействия создаются уровни или условия независимой переменной.
Схема эксперимента, когда разные состояния или условия независимой пере-
менной предлагаются одной и той же группе испытуемых называется интраиндивидуальной.
Схема эксперимента, когда разные состояния или условия независимой пере-
менной распределяются по разным группам испытуемых, называется межгрупповой.
Лабораторный эксперимент проводится в специально созданных, искусственных условиях, где воссоздается фрагмент реальной действительности и возможен
строгий, жёсткий контроль условий эксперимента. Лабораторный эксперимент
рекомендуется, когда необходимо отделить независимую переменную от множе-
ства сопровождающих её факторов. Чаще всего лабораторный эксперимент ис-
пользуется для выявления обобщённых научных закономерностей.
Естественный эксперимент проводится в обычных условиях (например, про-
изводства или обучения) или близких к ним. Поэтому естественный эксперимент
иногда называют «полевым». Эксперимент состоит в том, что в реальное проте-
кание деятельности в естественных условиях вводятся некоторые факторы, ко-
торые, по предположению исследователя, влияют на отдельные стороны этой дея-
тельности. Результаты такого «внедрения» замеряются. Выводы, сделанные на
основе естественного эксперимента, имеют значение, прежде всего, для тех усло-
вий, в которых проводился эксперимент, и перенос их на более широкую реаль-
ность затруднён.
Научная гипотеза – это предположение, сформировавшееся на основе имею-
щихся наблюдений, теоретических размышлений, выдвигаемое как временное и
уточняемое последующими экспериментами.
Гипотезы, применяемые в научном исследовании, делятся по степени обоб-
щённости и абстрактности.
Теоретическая гипотеза – это утверждение о существовании некоторой обоб-
щённой закономерности, причинной зависимости, закона функционирования и др.
Теоретическая гипотеза предельно абстрактна и отражает общие положения тео-
рии. Теоретическая гипотеза должна сопровождаться теоретическим объяснением
закономерности. Экспериментальная гипотеза более конкретна и представляет
собой предположение, выдвигаемое для решения проблемы методом эксперимен-
тального исследования. В экспериментальной гипотезе находит отражение част-
ное, конкретное проявление теоретической закономерности. Одна и та же теоре-
тическая гипотеза может выражаться через бесконечное множество эксперимен-
тальных. Экспериментальная гипотеза формулируется в терминах конкретной
экспериментальной процедуры и включает в себя: независимую переменную, за-
висимую переменную, отношение между ними и уровни ключевых дополнительных
переменных.
Выделяют несколько видов экспериментальных гипотез. Основная экспери-
ментальная гипотеза – выражает предположение о наличии некоторой конкрет-
ной связи между зависимой и независимой переменной. При выдвижении экспе-
риментальной гипотезы автоматически возникает гипотеза о противоположном
отношении названных переменных. Такая гипотеза называется контргипотезой.
Существует и третья конкурирующая экспериментальная гипотеза – гипотеза об
отсутствии влияния независимой переменной на зависимую, т.е. гипотеза об от-
сутствии какой-либо связи между исследуемыми явлениями.
Примеры формулировок экспериментальной гипотезы: «Чем…, тем….»; «Ес-
ли…, то….»; «При наличии … имеет место ….».
Статистическая гипотеза служит для организации процедуры сравнения реги-
стрируемых параметров и необходима на этапе математической обработки и ин-
терпретации данных эмпирических исследований. Экспериментальная гипотеза –
первична, статистическая – вторична. Статистическая гипотеза формулируется в
терминах сравнения математических величин. При этом, её формулировка зави-
сит от схемы эксперимента. Например, для интраиндивидуальной схемы реко-
мендуется формулировка типа: «При условии Х1, О значимо отличается от О при
условии «Х2»; для межгрупповой схемы: «О в группе «А» значимо отличается от
О в группе «В».
Выделяют два вида статистических гипотез: Н0 и Н1. Эти гипотезы взаимоис-
ключающие, поэтому после статистической обработки обязательно отвергается
одна из них.
Н0 называется нулевой гипотезой или гипотезой об отсутствии различий. Н0
строится на основе третьей конкурирующей экспериментальной гипотезы, т.е. ги-
потезы об отсутствии влияния независимой переменной на зависимую. Если меж-
ду исследуемыми явлениями не существует связи, то изменяя независимую пере-
менную, мы не получим изменений в состоянии зависимой, и между замерами не
будет статистически значимых различий. Именно этот факт отражается в гипотезе Н0.
Н1 называется альтернативной гипотезой или гипотезой о различии. Н1 стро-
ится на основе основной экспериментальной гипотезы и отражает различия между
экспериментальными замерами, вызванные действием независимой переменной
на зависимую.
Если направление действия независимой переменной трудно предсказать (на-
пример, вызывает независимая переменная увеличение или же снижение уровня
зависимой, или же просто значимые изменения в распределении), то Н1 формули-
руется как ненаправленная гипотеза. В этом случае говорится только о наличии
различий: «Х1 отличается от Х2» (или «Х1 не отличается от Х2»); но не рассмат-
ривается направление изменений. Таким образом, ненаправленная альтернативная
гипотеза может объединять в себе содержание и основной экспериментальной и
контргипотезы. Ненаправленные гипотезы проверяются с помощью двусторонних
статистических критериев.
Если предположение о направлении действия независимой переменной на зави-
симую достаточно ясно (например, действие независимой переменной вызывает
увеличение значений зависимой), то формулируется направленная гипотеза.
При этом, в формулировке отражается направление изменений: «Х1 превышает
Х2» (или «Х1 не превышает Х2»). Направленные гипотезы проверяются с помо-
щью односторонних статистических критериев.
ВАЛИДНОСТЬ ЭКСПЕРИМЕНТА
Валидность – это свойство эксперимента, которое обеспечивает достоверность
полученных результатов. Эксперимент должен:
1) обеспечивать истинность выводов,
2) давать возможность обобщения (выводы, основанные на ограниченном ко-
личестве данных, должны оставаться достоверными и за пределами эксперимента).
Выделяют два вида валидности эксперимента: внешнюю и внутреннюю.
Внешняя валидность относится к возможности обобщения вывода: экспери-
мент, обладающий внешней валидностью, обеспечивает возможность распростра-
нения результатов исследования за пределы экспериментальной ситуации. Внеш-
няя валидность связана с таким понятием как репрезентативность.
Репрезентативность (to represent – представлять) – свойство эксперимента
представлять изучаемую реальность. Поэтому, внешняя валидность эксперимента
характеризуется мерой соответствия экспериментальной процедуры реальности.
Необходимо выдерживать соответствие реальности на уровне независимой пере-
меной, зависимой и дополнительных переменных.
Переменные, которые создают саму ситуацию исследования, называются до-
полнительными переменными. В качестве дополнительных переменных рас-
сматриваются:
1) ситуация эксперимента:
− обстановка,
− время,
− окружающие люди,
2) особенности испытуемых,
3) экспериментальный материал.
Ключевой называется дополнительная переменная, наиболее важная для про-
верки экспериментальной гипотезы и ее обобщения. Например, если задачей экс-
перимента является поиск психологических закономерностей, рассматриваемых
только в некоторый возрастной период, в качестве ключевой ДП будут выступать
возрастные особенности испытуемых.
Для обеспечения внешней валидности необходимо, чтобы уровень каждой до-
полнительной переменной в эксперименте (особенно, ключевой ДП) соответство-
вал её уровню в изучаемой реальности. Для проверки наиболее общих экспери-
ментальных гипотез рекомендуется дублирование экспериментов при разных
уровнях дополнительной переменной.
Популяция – контингент потенциальных испытуемых, изучаемый в экспери-
ментальном исследовании. Индивиды, входящие в какую-либо популяцию обыч-
но характеризуются некоторыми общими для всех признаками: например, общей
возрастной или профессиональной принадлежностью, общими свойствами лично-
сти, социальным положением и др. Распространение экспериментальных резуль-
татов на популяцию (обобщение) – основное преимущество эксперимента.
Выборка – испытуемые, отобранные из изучаемой популяции для участия в
эксперименте.
Репрезентативность выборки испытуемых – степень адекватности отраже-
ния свойств и характеристик изучаемой популяции в выборке испытуемых, при-
влечённых для эксперимента.
Внутренняя валидность обеспечивает достоверность экспериментальных ре-
зультатов. Мы должны быть уверены, что именно запланированное эксперимен-
тальное воздействие привело к изменениям состояния зависимой переменной. Та-
ким образом, внутренне валидный эксперимент – это эксперимент, обеспечи-
вающий достоверные выводы. Такой эксперимент предполагает исключение по-
сторонних влияний на зависимую переменную кроме действия независимой.
Объяснения экспериментального эффекта альтернативные действию независи-
мой переменной называются конкурирующими гипотезами.
Факторы, отличные от независимой переменной, но способные повлиять на за-
висимую и вызвать изменения в её состоянии называются побочными перемен-
Ными.
При планировании эксперимента удобно иметь образец для сравнения – абсо-
лютно валидный гипотетический эксперимент. Такой гипотетический экспери-
мент, полностью соответствующий всем требованиям валидности называют безу-
пречным. В зависимости от того, насколько реальные эксперименты представля-
ют безупречный, их называют более или менее валидными. Существует три вида
безупречного эксперимента: идеальный, бесконечный и эксперимент полного со-
ответствия.
1. В идеальном эксперименте допускается изменение только независимой пе-
ременной (и, разумеется, зависимой переменной, которая принимает различные
значения при разных условиях). Все прочее остается неизменным, и поэтому на
зависимую переменную влияет только независимая.
2. Бесконечный эксперимент состоит из неограниченного числа проб: про-
должается бесконечно или использует бесконечное число испытуемых.
3. Эксперимент полного соответствия полностью воспроизводит внешнюю
реальность. Эксперимент полного соответствия предполагает тождественность
уровня независимой, зависимой и всех дополнительных переменных в экспери-
менте той реальности, на которую переносятся выводы.
ФАКТОРЫ, НАРУШАЮЩИЕ ВНУТРЕННЮЮ ВАЛИДНОСТЬ
ЭКСПЕРИМЕНТА
Внутренняя валидность эксперимента может быть нарушена двояким образом:
побочные факторы могут вызывать ненадёжность или систематическое смешение.
Ненадёжность можно определить как изменчивость отдельных результатов от
пробы к пробе вследствие случайных влияний. Характерно, что изменчивость
здесь разнонаправленная, непредсказуемая. Если количество проб мало, такие из-
менения не усредняются и среднее значение зависимой переменной существенно
искажается. Если мы имеем дело с ненадёжностью, то влияния, вызывающие ис-
кажения, случайно направлены и могут воздействовать на оба условия независи-
мой переменной в равной степени.
Систематическое смешение возникает тогда, когда разные побочные влияния
тесно связаны с разными условиями независимой переменной. Например, одно
условие независимой переменной постоянно (систематически) сопровождается
побочной переменной «А», другое – переменной «В» (или же вообще не испыты-
вает побочного влияния). Таким образом, разные условия независимой перемен-
ной искажаются по-разному, характерным и постоянным для каждого условия
способом. Это приводит к тому, что одно состояние независимой переменной мо-
жет оказаться в более выгодных условиях, чем второе.
Выделяют следующие группы факторов, нарушающих внутреннюю валид-
ность эксперимента:
1. Факторы времени.
2. Факторы отбора.
3. Факторы задачи.
4. Эффекты последовательности.
5. Влияние экспериментатора и испытуемого.
Указанные факторы проявляются в эксперименте в качестве конкретных по-
бочных переменных, способных оказывать влияние на зависимую переменную
помимо независимой.
Факторы времени связаны с изменениями, которые происходят с течением
времени. Эти факторы могут быть как известны заранее, так и непредсказуемы.
Искажающее влияние факторов времени особенно опасно для естественных и лю-
бых долговременных экспериментов. К факторам времени относят фон, естест-
венное развитие и инструментальную погрешность.
1. Фоном (или, иногда: «эффектом истории») называют конкретные события,
происходящие в период проведения эксперимента. К фоновым явлениям относят
колебания температуры, сезонные погодные изменения, шумы, изменение осве-
щения и др. Как фон рассматривают и случайные события, помехи, которые име-
ют место во время проведения экспериментальной процедуры. Особое место за-
нимают такие фоновые явления, как события личной жизни испытуемых и обще-
ственные изменения.
2. Естественное развитие – изменение характеристик испытуемых, являющее-
ся следствием течения времени и имеющее процессуальный характер. Это могут
быть изменения состояния (голод, усталость, болезнь и др.), свойств индивида
(возрастные перемены, накопление опыта и др.), изменения связанные с динами-
ческими процессами в группе. Само пребывание в ситуации эксперимента может
вызвать изменения в поведении испытуемого процессуального характера. Однако,
процессы, соответствующие естественному развитию, могут происходить и неза-
висимо от эксперимента. В этом случае они выступаю как фактор, нарушающий
внутреннюю валидность, если определяют различия между двумя последователь-
ными замерами.
3. Инструментальной погрешностью называют неточности измерения, раз-
личающиеся от пробы к пробе. Инструментальная погрешность может появляться
в результате ненадёжности инструментария, износа техники, случайных ошибок
экспериментатора или испытуемых, утомления экспериментатора или, наоборот,
приобретения им опыта измерения.
Факторы отбора связаны с характеристиками групп испытуемых, участвую-
щих в экспериментальном исследовании.
1. Ошибка селекции возникает вследствие неправильного распределения ис-
пытуемых по группам. Группы, соответствующие разным условиям независимых
переменных, должны быть эквивалентны по составу. Стойкие различия между
группами, результаты которых сравниваются в эксперименте, неизбежно вы-
зывают систематическую ошибку в результатах. Такой эффект и называется
ошибкой селекции.
2. Эквивалентность групп, достигнутая до начала эксперимента, может быть
нарушена в результате экспериментального отсева – неравномерного выбыва-
ния испытуемых из сравниваемых групп.
3. К факторам отбора относится и статистическая регрессия, которая возника-
ет, если группы отбирались на основе «крайних» показателей. Статистическая
регрессия отражает общую статистическую закономерность, которая выражается
в том, что «крайние» (очень высокие или слишком низкие) показатели, получен-
ные в первом замере, имеют тенденцию приближаться к средним величинам при
вторичном измерении. В целом, чем сильнее отклоняется оценка от среднего зна-
чения, тем больше вероятность того, что она связана с ошибкой измерения. Так,
как правило, получающему самые высокие оценки в некотором смысле необы-
чайно «везет» (большая позитивная ошибка), а получающему самые низкие оцен-
ки «не везет» (большая негативная ошибка). Поэтому, при последующем тестиро-
вании показатели тех, кто получил высокие оценки, несколько сместятся к сред-
нему по группе, а получившие низкие оценки улучшат свои позиции. Если для
эксперимента была специально отобрана группа испытуемых, имеющих крайне
низкие или крайне высокие показатели, то при повторном тестировании их ре-
зультаты изменятся и без воздействия независимой переменной. Таким образом,
статистическая регрессия опасна для экспериментов с предварительным тестиро-
ванием и только в том случае, если специально отбирались группы на основе
«крайних» показателей.
Факторы задачи связаны с различием экспериментальных задач, которые
предъявляются испытуемым при разных условиях независимой переменной.
Эффектами последовательности называются влияния одного из условий не-
зависимой переменной на условия, следующие за ним. В этом случае сам факт
предъявления предыдущих проб влияет на характеристики ответов испытуемого в
последующих пробах.
Эффекты последовательности различаются по качеству действия и могут быть
положительными и отрицательными. Положительными называются эффекты,
когда выполнение одного задания облегчает выполнение следующего (например:
обучающий эксперимент). Отрицательным считается эффект, если после вы-
полнения определённого задания выполнение последующего затрудняется (на-
пример, привычка заучивать тексты с помощью чтения вслух может помешать за-
учиванию без него).
Эффекты последовательности также различаются по времени действия и могут
быть недолгими или продолжительными. Недолгими считаются эффекты, кото-
рые распространяются только на одну последующую пробу; продолжительными
– те, действие которых сохраняется длительное время.
Если действие продолжительных эффектов последовательности накапливается
по мере предъявления проб, его называют эффектом переноса.
Эффекты переноса различаются по равномерности влияния от пробы к пробе. В
этом смысле выделяют однородные и неоднородные эффекты переноса. Если
влияние любого условия на каждую последующую пробу всегда одинаково по ве-
личине, то мы имеем дело с однородным переносом. Если величина влияния од-
ного условия на другое меняется с течением времени, то такой перенос называют
неоднородным (например, известно, что эффект научения наиболее выражен вна-
чале процесса обучения, и затем постепенно угасает).
Условия независимой переменной могут оказывать неодинаковое влияние друг
на друга. В связи с этим различают симметричный и асимметричный перенос.
Симметричным называется эффект, когда влияние условия «А» на последующее
условие «Б» является точно таким же, как и влияние условия «Б» на последующее
условие «А». Если влияние условия «А» на условие «Б» отличается от влияния
«Б» на «А», то такой эффект называют асимметричным. Наличие асимметрич-
ных эффектов между условиями независимой переменной существенно затрудня-
ет применение в эксперименте интраиндивидуальной схемы.
Эффект тестирования рассматривают как частный случай эффектов последо-
вательности. Эффект тестирования наблюдается тогда, когда предварительное
тестирование способно повлиять на результат итогового. Чаще всего это происхо-
дит в тех случаях, когда даже однократное выполнение какой-либо деятельности
способствует научению подобным процедурам.
На результаты эксперимента может оказать влияние и сам экспериментатор, а
так же испытуемые.
Если исследователь заинтересован в подтверждении (или опровержении) своей
гипотезы, то он может неосознанно вносить искажения в ход эксперимента и ин-
терпретацию данных, добиваясь, чтобы испытуемый «работал под гипотезу».
Американский психолог Розенталь назвал это явление «эффектом Пигмалиона»
в честь персонажа греческого мифа.
Влияние испытуемых на результаты эксперимента связано с тем, что уже само
участие в исследовании порождает у испытуемых ряд поведенческих проявлений,
которые являются причинами специфических эффектов. Среди наиболее известных:
− «эффект плацебо»,
− «эффект Хотторна»,
− «эффект аудитории».
Эффект плацебо был обнаружен медиками: когда испытуемые считают, что
препарат или действия врача способствуют их выздоровлению, у них наблюдается
улучшение состояния. Соответственно, если испытуемые считают, что действие
экспериментатора произведёт на них какое-либо влияние, то обычно так и проис-
ходит. Эффект основан на механизмах внушения и самовнушения.
Эффект Хотторна проявился при проведении социально-психологических
исследований на фабриках. Привлечение к участию в эксперименте, который про-
водили психологи, расценивалось испытуемыми как проявление внимания к ним
лично. Поэтому, участники исследования вели себя так, как ожидали от них экс-
периментаторы.
Эффект аудитории (или эффект социальной фасилитации) был обнаружен
Г. Зайонцем. Присутствие любого внешнего наблюдателя, в частности экспери-
ментатора и ассистента, изменяет поведение человека, выполняющего ту или
иную работу. При этом, в отдельных случаях результаты деятельности могут
улучшаться или же, наоборот, наблюдается противоположная тенденция: сниже-
ние эффективности деятельности.