Эффекты последовательности: линейный и нелинейный

Планы однофакторного эксперимента

 

1. Доэкспериментальные

Одна группа с тестированием после воздействия - графическое (схематическое) представление

X O

X = манипуляция (воздействие экспериментальное)

O = измерение (тестирование)

 

Основные проблемы:

1. не известно, каковы были испытуемые до воздействия,

2. не известно, как бы они изменились естественным образом, без воздействия.

 

План с тестированием после воздействия с неэквивалентной контрольной группой

X O

O

Основная проблема - КГ не была сформирована случайным образом из той же популяции.

 

План с одной группой с тестированием до и после воздействия

O X O

 

Основные проблемы:

1. история (фон) - ситуация могла измениться в период между двумя измерениями.

2. созревание- люди меняются естественным образом.

3. тестирование - первое тестирование может повлиять на результаты второго теста.

4. изменения инструментария - инструмент может измениться за время проведения исследования.

5. статистическая регрессия - проблема, когда люди отбираются из полярных групп (экстремальные группы)

лучшие из..., худшие из...

 

Все проблемы могут контролироваться добавлением контрольной группы.

 

2. Экспериментальные планы (истинный эксперимент)

 

Признаки плана «истинного» эксперимента:
1. эквивалентные группы

2. наличие ЭГ и КГ
3. завершение эксперимента тестированием и сравнением КГ и ЭГ

 

план эспериментальный с тестированием после воздействия

 

R X O

R O

 

Проблема: группы могут оказаться неэквивалентными

 

Тест-пост тест дизайн

 

R O X O

R O O

 

Проблема: угроза тестирования

План Соломона – оценка влияния предварительного тестирования

ЭГ1 R O1 X O2

КГ1 R O3 O4

ЭГ2 R X O5

КГ2 R O6

 

Сравнение:

О2 и О5 – влияние предварительного тестирования на экспериментальное воздействие,

О4 и О6 – влияние предварительного тестирования на выполнение заключительного теста.

 

Пример использования плана Соломона: Результаты эксперимента по оценке программы, направленной на снижение тревожности

 

ЭГ1 90 Х 70

КГ1 90 90

ЭГ2 Х 70

КГ2 90

 

Межгрупповые и внутригрупповые планы

Достоинства	Недостатки
Межгрупповые планы
-воздействие на одном уровне НП не может влиять на поведение участника на других уровнях -уменьшение времени участия каждого участника исследования	Группы могут быть неэквивалентными
Внутригрупповые планы
-требуется меньше участников - меньше времени на проведение, - мало уникальных участников - статистические преимущества: минимизируются индивидуальные различия и повышается достоверность получаемых различий	Эффект последовательности – испытуемые необратимо меняются после первого воздействия - научение - усталость - естественные изменения

Внутригрупповые планы: Эффекты последовательности

1. Линейный
2. Нелинейный
3. Симметричный
4. Ассиметричный

 

 

Эффекты последовательности: линейный и нелинейный

	А В

Расположение условий А и В на оси ОХ соответствует моментам измерения значений ЗП.

Эффекты последовательности: симметричный и несимметричный

Происходящее сопутствующее изменение какой-либо внешней переменной, влияющей на ЗП, неодинаково при переходе от условия А к условию В и при переходе от условия В к А.

На графиках показана эффективность выполнения задания в зависимости от условий, при которых был сформирован навык. На рис. слева навык формировался в состоянии легкой степени алкогольного опьянения, на рис. справа – в обычном состоянии (трезвость). Как видно из графиков при повторном выполнении задания результаты могут как улучшаться (переход от состояния трезвости к состоянию легкого опьянения), так и улучшаться (переход от состояния легкого опьянения к состоянию трезвости). (пример заимствован у Д.Мартина)

Уравновешивание (контрбалансировка) -равномерное распределение действия внешней (вмешивающейся) переменной по всем уровням НП. В результате эффект последовательности сам себя уравновешивает и не исказит ни дин из эффектов НП.

 

Способы контрбалансировки

Внутригрупповой Межгрупповой

 

1. АВВА 1. А В
2. Блоковая рандомизация В А

 

Внутригрупповой способ (АВВА)

А+А=1+4 = В+В=2+5

Блоковая рандомизация

А, В, C, D - уровни НП

А С D B С D B А C D A B …. …. – последовательность блоков

Межгрупповой способ

А В
В А

Группа А В

Группа В А

Обработка:

А+А сравнивается

с В+В

	А В В А

Пример: эксперимент с построением сбалансированного латинского квадрата

Сколько времени требуется на чтение текста на экране компьютера, набранного разными шрифтами – Чикаго, Курьер, Женева, Таймс?

Порядок предъявления
Группа	1-й	2-й	3-й	4-й
	Чикаго	Курьер	Женева	Таймс
	Курьер	Таймс	Чикаго	Женева
	Таймс	Женева	Курьер	Чикаго
	Женева	Чикаго	Таймс	Курьер

Способы контроля эффектов (итоговая таблица)

	Внутригрупповой способ	Межгрупповой способ
АВВА	Блоковая рандомизация	АВ ВА
Линейный симметричный	+	+	+
Нелинейный симметричный	-	+	+
Несимметричный	Межгрупповой план

_____________________________________________________________________________

Двухуровневый и многоуровневый планы

Разновидность плана	Схема
2 уровня НП (зарождение ЭП)	R Гр.1 - 1 уровень НП Измерение R Гр.2 - 2 (нулевой) уровень НП Измерение
3 и более уровней НП (современные исследования)	R Гр.1 - 1 уровень НП Измерение R Гр.2 - 2 уровень НП Измерение R Гр.3 - 3 уровень НП Измерение R Гр.4 - 4 (нулевой) уровень НП Измерение

_____________________________________________________________________________

Пример 3-х уровневого плана: Влияние кофе на продуктивность
умственной деятельности

Взаимодействие переменных

Переменные считаются зависимыми (взаимодействующими), если выясняется, что влияние одной из них на зависимую переменную различается при разных значениях второй переменной

Главные эффекты и взаимодействие: два типа гипотез при использовании факторных планов:

1. О раздельном влиянии каждой из НП

Главный эффект фактора А, главный эффект факто ра В

1. О взаимодействии переменных

Планы с малым N

Альтернатива:
- планам с большим N,
- использованию методов статистической обработки

Пример 1: почему обобщения иногда приводят к неверным выводам

Исследование: изучение скорости усвоения простых аналогий с помощью примеров

Вопрос 1. топор относится к ропот также как мот к …()

Вопрос 2. отел относится к лето также как ток к … ()

Вопрос 3. …

Аргумент Скиннера

Экспериментальный анализ поведения: наука должна идти путем индуктивных обобщений: «Исследователь должен изучать 1 крысу на протяжении 1000 часов, а не 1000 крыс по часу или 100 крыс по 10 часов».

Условие реализации - обеспечение строгого контроля за индивидуальной изменчивостью.

__________________________________________________________________

План с одним испытуемым: этапы

1. Операциональное определение поведения (ЗП) – в терминах событий, которые легко зафиксировать («вмешивается в беседу» и т.п.)

2. Определение базового уровня реакции – наблюдение за поведением до воздействия в течении некоторого времени для определения его обычной частоты,

3. Осуществление воздействия и наблюдение поведения

Простейший план А-В, где А – базовый уровень, В – воздействие.

Проблема – угрозы внутренней валидности

Планы с одним испытуемым: разновидности

1. Планы с отменой

2. Планы с несколькими базовыми уровнями

3. Планы с изменяющимся критерием

Планы с отменой

А1-В-А2, где А2 – отмена воздействия

Логика размышлений: если после отмены воздействия поведение возвращается к исходному уровню, то на него влияло именно воздействие, а не другие факторы

 

А-В-А-В

Логика размышлений: повторное воздействие вновь приводит к изменению поведение, кроме того, этот план этичнее (сохраняются желаемые изменения поведения)

Идеальный результат для плана с отменой (А-В-А-В)

Пример 2. Исследование Хьюма и Кроссмана (1992): совершенствование продуктивного поведения 5 пловцов в ходе «сухопутной подготовки»

Базовый уровень: поведение фиксировалось тремя наблюдателями.

Показатели: время продуктивного и непродуктивного поведения.

Подкрепление: проигрывание популярной музыки при достижении определенного уровня продуктивного поведения.

 

 

Данные, полученные в эксперименте Хьюма и Кроссмана, испытуемый №2

План с одним базовым уровнем: Ограничения

• Поведение после воздействия не всегда возвращается к базовому уровню

• Этические проблемы (например, поведение, направленное на саморазрушение)

Планы с несколькими базовыми уровнями

• Устанавливаются базовые уровни

• Воздействие осуществляется в разное время

• БУ – устанавливаются для:

- одного типа поведения у нескольких индивидов,

- 2-х или нескольких типов поведения у одного индивида,

- для одного типа поведения у одного испытуемого, но в разных условиях

Планы с изменяющимся критерием

Задача: формирование сложного целевого поведения с использованием оперантной процедуры (формирование)

Процедура:

• Оценка базового уровня

• Воздействие и достижение критерия,

• Изменение критерия, воздействие с целью его достижения,

• Изменение критерия, воздействие с целью его достижения,

….

• Изменение критерия, достижение целевого поведения

Данные исследования направленного на улучшение физического состояния мальчиков с ожирением по плану с изменяющимся критерием

Недостатки планов с малым N

• Низкая внешняя валидность (насколько возможно обобщение результатов, полученных на одном испытуемом)

(Возможно повышение валидности за счет проведения повторных исследований).

• Отсутствие статистического анализа и формулирование выводов только на основе обзора данных

(Но выводы делаются когда эффект является выраженным)

__________________________________________________________________

Тема 9. Квазиэксперимент

Общая характеристика

Квазиэксперимент (квази – как бы, полу) - разновидность количественного исследовательского дизайна, который используется для объяснения взаимосвязей и/или выяснения почему определенные события происходят. Цель квазиэксперимента – оценка казуальных гипотез. Используется как альтернатива в тех случаях, когда полный контроль невозможен (вследствие существования этических, практических или иных препятствий для использования планов истинного эксперимента).

При проведении КЭ испытуемые не могут быть случайным образом помещены в разные условия. Этот план используется при изучении эффекта экспериментального воздействия на различные группы испытуемых, которые образовались сами собой, без участия экспериментатора.

Разновидности:

1. Квазиэксперимент - Исследование различий между существующими группами (исследуются различия по некоторым переменным, или группы выполняют какие-либо задания)
2. Ex post facto – изучаются характеристики, поведение, или эффекты связанные с реальными жизненными обстоятельствами в разных группах испытуемых.
3. Лонгитюд – изучаются изменения характеристик со временем на одной и той же группе.
4. Поперечных срезов метод (cross sectional)
5. Pretest-posttest - исследуются эффекты воздействия путем сравнения поведения до и после воздействия.

 

В простейшем случае мы формируем квазиэкспериментальные группы, основываясь на каких-либо предшествующих событиях, характеристиках или поведении, влияние которых мы хотим изучить. Статистический анализ будет в этом случае основываться на данных полученных в двух группах.

 

Пример 1. Сравнение разнополых групп детей при изучении особенностей сна. Девочки спят дольше и меньше двигаются во время сна.

Недостаток – нельзя делать выводы о причинно-следственных отношениях – пол сам по себе не определяет паттернов сна. Возможно множество других влияний (уровень стресса, особенности протекания пубертатного периода,

В некоторых КЭ испытуемые подвергаются различным воздействиям, В отличие от истинного эксперимента – это означает больший контроль над экспериментальными условиями. (Где испытуемые распределяются по группам случайным образом. Без этого другие возможные различия между группами определяют различия в поведении, которое изучается.

 

Пример 2: Влияние освещения на продуктивность. Испытуемые – рабочие двух разных компаний. Если через три месяца мы получили различия, насколько мы можем быть уверены, что они вызваны изменением освещения. Могут быть и другие объяснения.

 

Квазиэксперимент позволяет контролировать максимальное количество угроз внутренней валидности, однако остается возможность альтернативных объяснений полученных фактов. Осуществляется активная манипуляция НП – значения определяются экспериментатором.

Отличие от истинного эксперимента -используются реально существующие группы, т.е. не проводится рандомизация или отсутствует контрольная группа.

Квазиэксперимент: пример 3. Оценивается программа по формированию воспитанности школьников старших классов.

Школа № 8 – экспериментальная площадка

Школа № 23 – проводятся только контрольные тестирования

О1 Х О2

О3 О4

- Два класса (иные естественные группы),

- Добровольцы (ЭГ) и лица, принимающие участие в исследовании принудительно

Анализ результатов:

О1 и О3 – оценка эквивалентности групп в отношении интересующего нас параметра,

О3 и О4 – оценка естественного развития и фоновых воздействий,

О2 и О4 – оценка различий групп после воздействия в первой группе,

О2-О1 и О4-О3 – оценка эффекта действия НП (величины сдвигов показателей (с помощью t-критерия)).

 

Область применения: педагогическая психология, психология труда и организационная психология (оценка эффекта различных программ).

Проблема: группы не равны изначально и есть риск ошибиться, приписав результат НП

Угрозы внутренней валидности – следствие неэквивалентности групп.

• Отбор + созревание (одна группа развивается быстрее, чем другая)

• Отбор + фон (случайное воздействие на одну из групп)

2.2. План дискретных временных серий -модификация доэкспериментального плана О1 Х О2.

Схема плана: О1 О2 О3 О4 Х О5 О6 О7 О8

Внутригрупповой – измеряются характеристики одной группы до и после воздействия.

Этапы реализации плана ДВС

1. Определяется исходный уровень ЗП на группе с помощью серии замеров.

2. Оказывается воздействие на испытуемых, путем варьирования НП.

3. Проведение серии повторных измерений, аналогичных серии до воздействия

4. Сравниваются уровни ЗП до и после воздействия:

(О1+ О2+О3+ О4)/4 и (О5+ О6+О7+ О8)/4

Модификация плана ДВС:

Х О1 – О2 Х О3 – О4 Х О5 – О6

Воздействие перед замером чередуется с отсутствием воздействия перед замером.

• Чередование может быть случайным и систематическим

• Обработка: (О1+О3+О5) и (О2+О4+О6)

Области применения

• Педагогическая психология («формирующий эксперимент»)

• Социальная психология

• Клиническая психология

• Возрастная психология

Достоинства и недостатки плана ДВС

Достоинства	Недостатки
Дает информацию об естественно вариации признака (ЗП) – вывод о влиянии НП является более обоснованным	Недостаточный контроль внешней валидности (угрозы по Кемпбеллу) - взаимодействие предварительного тестирования и экспериментального воздействия, -эффект систематического смешения (взаимодействие состава группы и экспериментального воздействия) -реакция испытуемых на эксперимент

_____________________________________________________________________________

Пример. Оценка эффективности рекомендаций психолога тренерам секции «Юный стрелок». Для повышения результативности выступлений на спортивных состязаниях рекомендовано использовать приемы релаксации.

 

Рис. Результаты выступления до и после воздействия.

 

1. Использование схемы доэкспериментального плана О1 Х О2

Экспериментальные данные: После реализации программы результативность повысилась.

Но:

- Не знаем, какие еще могли быть воздействия

- Не знаем естественной флуктуации (варьирования) ЗП

Рис. Результаты выступления до и после воздействия.

2. Использование схемы доэкспериментального плана О1 О2 О3 О4 Х О5 О6 О7 О8

Вывод: результативность выступлений повысилась, методика является эффективной

Ex post-facto

Воздействие – некоторое реальное событие из жизни испытуемых. ЭГ – люди, подвергшиеся воздействию, КГ – люди, не испытавшие воздействия.

Схема плана:

(R) X O1

(R) O2

Эквивалентность достигается:

-рандомизацией (если выборка велика)

-попарное уравнивание: сходные индивиды – в разные группы

 

Пример. Исследование посттравматического стресса. Сравнивается выборка перенесших стресс и выборка лиц, не подвергавшихся стрессу.

Разновидности КИ

Многомерное	Структурное	Лонгитюдное
Исследование связей между рядом переменных (например, компонентов структуры интеллекта)	Исследование различий (сходства) связей между рядом переменных у разных групп испытуемых (например, различия в структурных связях компонентов интеллекта у юношей и девушек)	Исследование возрастной динамики (возрастных различий) в связях между рядом переменных (например, различия структурных связях компонентов интеллекта у студентов на разных этапах обучения в вузе)
1 - - - - - 2   3 4	1 - - - - - 2   3 4 Юноши   1 - - - - - 2   3 4 Девушки	1 - - - - - 2     3 4 1 курс   1 2   3 4 5 курс
1,2,3,4 – переменные, Сплошная линия – положительная связь, прерывистая – отрицательная. Толщина линии – сила корреляционной связи (уровень значимости).

 

Планы однофакторного эксперимента

 

1. Доэкспериментальные

Одна группа с тестированием после воздействия - графическое (схематическое) представление

X O

X = манипуляция (воздействие экспериментальное)

O = измерение (тестирование)

 

Основные проблемы:

1. не известно, каковы были испытуемые до воздействия,

2. не известно, как бы они изменились естественным образом, без воздействия.

 

План с тестированием после воздействия с неэквивалентной контрольной группой

X O

O

Основная проблема - КГ не была сформирована случайным образом из той же популяции.

 

План с одной группой с тестированием до и после воздействия

O X O

 

Основные проблемы:

1. история (фон) - ситуация могла измениться в период между двумя измерениями.

2. созревание- люди меняются естественным образом.

3. тестирование - первое тестирование может повлиять на результаты второго теста.

4. изменения инструментария - инструмент может измениться за время проведения исследования.

5. статистическая регрессия - проблема, когда люди отбираются из полярных групп (экстремальные группы)

лучшие из..., худшие из...

 

Все проблемы могут контролироваться добавлением контрольной группы.

 

2. Экспериментальные планы (истинный эксперимент)

 

Признаки плана «истинного» эксперимента:
1. эквивалентные группы

2. наличие ЭГ и КГ
3. завершение эксперимента тестированием и сравнением КГ и ЭГ

 

план эспериментальный с тестированием после воздействия

 

R X O

R O

 

Проблема: группы могут оказаться неэквивалентными

 

Тест-пост тест дизайн

 

R O X O

R O O

 

Проблема: угроза тестирования

План Соломона – оценка влияния предварительного тестирования

ЭГ1 R O1 X O2

КГ1 R O3 O4

ЭГ2 R X O5

КГ2 R O6

 

Сравнение:

О2 и О5 – влияние предварительного тестирования на экспериментальное воздействие,

О4 и О6 – влияние предварительного тестирования на выполнение заключительного теста.

 

Пример использования плана Соломона: Результаты эксперимента по оценке программы, направленной на снижение тревожности

 

ЭГ1 90 Х 70

КГ1 90 90

ЭГ2 Х 70

КГ2 90

 

Межгрупповые и внутригрупповые планы

Достоинства	Недостатки
Межгрупповые планы
-воздействие на одном уровне НП не может влиять на поведение участника на других уровнях -уменьшение времени участия каждого участника исследования	Группы могут быть неэквивалентными
Внутригрупповые планы
-требуется меньше участников - меньше времени на проведение, - мало уникальных участников - статистические преимущества: минимизируются индивидуальные различия и повышается достоверность получаемых различий	Эффект последовательности – испытуемые необратимо меняются после первого воздействия - научение - усталость - естественные изменения

Внутригрупповые планы: Эффекты последовательности

1. Линейный
2. Нелинейный
3. Симметричный
4. Ассиметричный

 

 

Эффекты последовательности: линейный и нелинейный

	А В

Расположение условий А и В на оси ОХ соответствует моментам измерения значений ЗП.