Планы экспериментов для одного испытуемого

Планы экспериментов для одного испытуемого

Эксперименты на выборках с контролем переменных — ситуация, которую широкого стали использовать в психологии с 1910-1920-х гг. Особое распространение экспериментальные исследования на уравненных группах получило после создания выдающимся биологом и математиком Р. А. Фишером теории планирования экспериментов и обработки их результатов (дисперсионный и ковариационный анализы). Но психологи применяли эксперимент задолго до появления теории планирования исследования выборок. Первые экспериментальные исследования проводились с участием одного испытуемого — им являлся сам экспериментатор либо его ассистент. Начиная с Г. Фехнера (1860), в психологию пришла техника экспериментирования для проверки теоретических количественных гипотез.

Классическим экспериментальным исследованием одного испытуемого стала работа Г. Эббингауза, которая была проведена в 1913г. Эббингауз исследовал явление забывания с помощью заучивания бессмысленных слогов (изобретенных им. Он заучивал серию слогов, а затем пытался их воспроизвести через определенное время. В итоге была получена классическая кривая забывания: зависимость объема сохраненного материала от времени, прошедшего с момента заучивания (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Кривая забывания (по Г Эббингаузу)

В эмпирической научной психологии взаимодействуют и борются три исследовательские парадигмы. Представители одной из них, традиционно идущей от естественнонаучного эксперимента, считают единственно достоверным знанием только то, которое добывается в экспериментах на эквивалентных и репрезентативных выборках. Основной аргумент сторонников этой позиции — необходимость контроля внешних переменных и нивелирования индивидуальных различий для нахождения общих закономерностей.

Представители методологии «экспериментального анализа поведения» критикуют сторонников статистического анализа и планирования экспериментов на выборках. По их мнению, нужно проводить исследования с участием одного испытуемого и с применением определенных стратегий, которые позволят в ходе эксперимента редуцировать источники артефактов. Сторонниками этой методологии являются такие известные исследователи, как Б.Ф. Скиннер, Г. А. Мюррей и др. Наконец, классическое идиографическое исследование противопоставляется как экспериментам с участием одного испытуемого, так и планам, изучающим поведение в репрезентативных выборках Идиографическое исследование предусматривает изучение индивидуальных случаев: биографий или особенностей поведения отдельных людей. Примером являются замечательные работы Лурии «Потерянный и возвращенный мир» и «Маленькая книжка о большой памяти».

Во многих случаях исследования, проводимые с участием одного испытуемого, являются единственно возможным вариантом. Методология исследования одного испытуемого разрабатывалась в 1970—1980-е гг. многими авторами: А. Кезданом, Т Кратохвиллом, Б. Ф. Скиннером, Ф.-Дж. МакГиганом и др.

В ходе эксперимента выявляются два источника артефактов: а) ошибки в стратегии планирования и в проведении исследования; б) индивидуальные различия.

Если создать «правильную» стратегию проведения эксперимента с одним испытуемым, то вся проблема сведется лишь к учету индивидуальных различий. Эксперимент с одним испытуемым возможен тогда, когда: а) индивидуальными различиями можно пренебречь в отношении переменных, изучаемых в эксперименте, все испытуемые признаются эквивалентными, поэтому возможен перенос данных на каждого члена популяции; б) испытуемый уникален, и проблема прямого переноса данных неактуальна.

Рис. 5.6. «Ящик Скиннера» Рис. 5.7. «Проблемный ящик»

для исследования оперантного Торндайка для исследования

научения у крыс научения у кошек

Стратегия экспериментирования с одним испытуемым разработана Скиннером для исследования процесса обучения. Данные в ходе исследования представляются в форме «кривых обучения» в системе координат «время» — «общее число ответов» (кумулятивная кривая). Кривая обучения первоначально анализируется визуально, рассматриваются ее изменения во времени. Если функция, описывающая кривую, изменяется при изменении воздействия А на В, то это может свидетельствовать о наличии причинной зависимости поведения от внешних воздействий (А или В).

Исследование по схеме «один испытуемый» (single-subject research) называется также планированием временных серий. Основным показателем влияния независимой переменной на зависимую при реализации такого плана является изменение характера ответов испытуемого от воздействия на него изменения условий эксперимента во времени. Существует ряд основных схем применения этой парадигмы Простейшая стратегия — схема А—В, Испытуемый первоначально выполняет деятельность в условиях А, а затем — в условиях В (см. рис. 5.8).

Рис. 5.8.

При использовании этого плана возникает закономерный вопрос: а сохранила бы кривая ответов прежний вид, если бы не было воздействия? Проще говоря, эта схема не контролирует эффект плацебо. Кроме того, неясно, что привело к эффекту: может быть, воздействие оказала не переменная В, а какая-либо иная переменная, не учтенная в эксперименте.

Поэтому чаще применяется другая схема: А—В—А Первоначально регистрируется поведение испытуемого в условиях А, затем условия изменяются (В), а на третьем этапе происходит возвращение прежних условий (А). Изучается изменение функциональной связи между независимой и зависимой переменными. Если при изменении условий на третьем этапе восстанавливается прежний вид функциональной зависимости между зависимой и зависимой переменными, то независимая переменная считается причиной, которая может модифицировать поведение испытуемого (рис. 5.9).

Рис. 5.9.

Однако и первый, и второй варианты планирования временных серий не позволяют учесть фактор кумуляции воздействий. Возможно, к эффекту приводит сочетание — последовательность условий (А и В). Неочевидно и то, что после возврата к ситуации В кривая примет тот же вид, каким он был при первом предъявлении условий В.

Примером плана, который дважды воспроизводит один и тот же экспериментальный эффект, является схема А—В—А—В. Если при 2-м переходе от условий А к условиям В будет воспроизведено изменение функциональной зависимости ответов испытуемого от времени, то это станет доказательством экспериментальной гипотезы: независимая переменная (А, В) влияет на поведение испытуемого.

Рассмотрим простейший случай. В качестве зависимой переменной выберем общий объем знаний студента. В качестве независимой — занятия физкультурой по утрам (например, гимнастикой у-шу). Предположим, что комплекс у-шу благоприятно влияет на общее психическое состояние студента и способствует лучшему запоминанию (рис. 5.10).

Рис. 5.10

Очевидно, что занятие гимнастикой благоприятно отразилось на обучаемости.

Существуют различные варианты планирования по методу временных серий. Различают схемы регулярного чередования серий (АВ—АВ), серии стохастических последовательностей и схемы позиционного уравнивания (пример: АВВА). Модификациями схемы А—В—А—В являются схема А—В—А—В—А или более длительная: А—В—А—В—А—В—А.

Применение более «длинных» временных планов увеличивает гарантию обнаружения эффекта, но приводит к утомлению испытуемого и другим кумулятивным эффектам.

Кроме того, план А—В—А—В и его различные модификации не снимают три важнейшие проблемы:

Что было бы с испытуемым, если бы никакого воздействия не было (эффект плацебо)?

Не является ли последовательность воздействий А—В сама по себе еще одним воздействием (побочной переменной)?

Какая причина привела к эффекту: если на месте В не было бы воздействия, повторился бы эффект?

Для контроля эффекта плацебо в серию А—В—А—В включают условия, «имитирующие» либо воздействие А, либо воздействие В. Рассмотрим решение последней проблемы. Но сначала проанализируем такой случай: допустим, студент постоянно занимается у-шу. Но периодически на стадионе или в спортивном зале появляется симпатичная девушка (просто зритель) — воздействие В. План А—В—А—В выявил повышение эффективности учебных занятий студента в периоды появления переменной В. Что является причиной: присутствие зрителя как такового или конкретной симпатичной девушки? Для проверки гипотезы о наличии конкретной причины эксперимент строится по следующей схеме: А—В—А—С—А. Например, в четвертый временной период на стадион приходит другая девушка или скучающий пенсионер. Если эффективность занятий значительно снизится (не та мотивация), то это будет свидетельствовать о конкретной причине ухудшения обучаемости. Возможен и вариант проверки воздействия условия А (занятия у-шу без зрителей). Для этого надо применить план А—В—С—В. Пусть студент какое-то время в отсутствие девушки прекратит занятия. Если же повторное появление ее на стадионе приведет к тому же эффекту, что и в первый раз, то причина повышения успеваемости — в ней а не только в занятиях у-шу (рис. 5.11).

Рис. 5.11.

Прошу не принимать пример всерьез. В действительности происходит как раз все наоборот: увлечение девушками резко снижает успеваемость студентов.

Существует множество приемов проведения исследований с участием одного испытуемого. Примером развития плана А—В является «план альтернативных воздействий». Воздействия А и В рандомизированно распределяются во времени, например по дням недели, если речь идет о разных способах избавления от курения. Затем определяются все моменты, когда было воздействие А; строится кривая, соединяющая соответствующие последовательные точки. Выделяются все моменты времени когда было «альтернативное» воздействие В, и в порядке следования во времени также соединяются; строится вторая кривая. Затем сравниваются обе кривые и выявляется, какое воздействие более эффективно. Эффективность определяется пс величине роста или падения кривой (рис. 5.12).

Рис. 5.12

Синонимами термина «план альтернативных воздействий» являются: «план сравнения серий», «план синхронизированных воздействий», «план множественных расписаний» и т. д.

Другой вариант — реверсивный план. Он применяется для исследования двух альтернативных форм поведения. Первоначально регистрируется базовый уровень проявления обеих форм поведения. Первое поведение может актуализироваться с помощью специфического воздействия, а второе, несовместимое с ним, провоцируется одновременно другим типом воздействия. Эффект двух воздействий оценивается. Через определенное время сочетание воздействий реверсируется так, что первая форма поведения получает воздействие, которое инициировало вторую форму поведения, а вторая — воздействие, релевантное первой форме поведения. Такой план используется, например, при исследовании поведения маленьких детей (рис 5.13).

Рис. 5.13.

В психологии обучения применяют метод смены критериев, или «план возрастания критериев». Суть его состоит в том, что регистрируется изменение поведения испытуемого в ответ на прирост (фазы) воздействия. Увеличение регистрируемого параметра поведения фиксируется, и следующее воздействие осуществляется лишь цюсле выхода испытуемого на заданный уровень критерия. После стабилизации уровня исполнения испытуемому предъявляют следующую градацию воздействия. Кривая успешного эксперимента (подтверждающего гипотезу) напоминает сбитую каблуками лестницу, где начало ступени совпадает с началом уровня воздействия, а конец ее — с выходом испытуемого на очередной критерий.

Способом, позволяющим нивелировать «эффект последовательности», является инверсия последовательности воздействий — план А—В—В—А. Эффекты последовательности связаны с влиянием предшествующего воздействия на последующее иное название — эффекты порядка, или эффекты переноса). Перенос может быть положительным или отрицательным, симметричным или асимметричным. Последовательность А—В—В—А называется позиционно уравненной схемой. Как отмечает Готтсданкер, воздействие переменных А и В обусловлено эффектами раннего или позднего переноса. Воздействие А связано с поздним переносом, а В — с ранним. Кроме того, если присутствует кумулятивный эффект, то два идущих подряд воздействия В могут влиять на субъекта как единое суммарное воздействие. Эксперимент может быть удачным лишь в том случае, если эти эффекты незначительны. Рассмотренные выше варианты планов с регулярным чередованием или со случаймыми последовательностями чаще всего очень длинны, поэтому их трудно реализовать.

Если подвести краткий итог, можно сказать, что схемы предъявления воздействия применяются в зависимости от возможностей, которые есть у экспериментатора.

Случайная последовательность воздействий получается путем рандомизации заданий. Ее применяют в экспериментах, требующих большого числа проб. Случайное чередование воздействий гарантирует от проявления эффектов последовательности.

При малом числе проб рекомендуется схема регулярного чередования типа А—В—А—В. Следует обратить внимание на периодичность фоновых воздействий, которые могут совпадать с действием независимой переменной. Например, если давать один тест на интеллект утром, а второй — всегда вечером, то под влиянием утомления эффективность выполнения второго теста будет понижаться.

Позиционно уравненная последовательность может быть пригодна лишь тогда, когда число воздействий (заданий) мало и влияние раннего и позднего переноса несущественно.

Но ни одна из схем не исключает проявления дифференцированного асимметричного переноса, когда влияние предшествующего воздействия А на эффект от воздействия В больше, чем влияние предшествующего воздействия В на эффект от воздействия А (или же наоборот).

Разнообразные варианты планов для одного испытуемого обобщили Д Барлоу и М. Херсен в монографии «Экспериментальные планы для единичных случаев» {(Single case experimental designs, 1984) (табл. 5.13).

Таблица 5.13

Примечание: А — нет воздействия, В — воздействие 1; А1 — плацебо; С — воздействие 2.

Основные артефакты в исследовании на одном испытуемом практически неустранимы. Трудно представить, как можно устранить эффекты, связанные с необратимостью событий. Если эффекты порядка или взаимодействия переменных в какой-то мере поддаются контролю, то уже упомянутый эффект асимметричности (дифференцированного переноса) неустраним.

Не меньше проблем возникает и при установлении изначального уровня интенсивности регистрируемого поведения (уровня зависимой переменной). Исходный уровень агрессивности, который мы зарегистрировали у ребенка в лабораторном эксперименте, может быть нетипичным для него, поскольку вызван недавними предшествующими событиями, например ссорой в семье, подавлением его активности сверстниками или воспитателями в детском саду.

Главная же проблема — возможности переноса результатов исследования одного испытуемого на каждого из представителей популяции. Речь идет об учете значимых для исследования индивидуальных различий. Теоретически возможен следующий ход: представление индивидуальных данных в «безразмерном» виде; при этом индивидуальные значения параметра нормируются на величину, равную разбросу значений в популяции.

Рис. 5.14. Кривые выработки условнорефлекторного дергания

струны у кошек по методу автоматического и вторичного

подкрепления

Пунктирная линия отражает результаты по методике автоматического подкрепления (на одном животном дергание струны дает пищу), сплошная линия соответствует методике вторичного подкрепления для другого животного (дергание струны ведет к появлению признака, заменяемого пищей)

Рассмотрим пример. В начале 1960-х гг. в лаборатории Б. Н. Теплова возникла проблема: почему все графики, описывающие изменения времени реакции в зависимости от интенсивности раздражителя, у испытуемых различны В. Д. Небылицын [Небылицын В. Д., 1966] предложил предъявлять испытуемым сигнал, который изменяется не в единицах физической интенсивности, а в единицах предварительно измеренного индивидуального абсолютного порога («один порог», «два порога» и т. д.). Результаты эксперимента блестяще подтвердили гипотезу Небылицына: кривые зависимости времени реакции от уровня воздействия, измеренного в единицах индивидуального абсолютного порога, оказались идентичными у всех испытуемых.

Аналогичная схема применяется и при интерпретации данных. В Институте психологии РАН А. В. Дрынков проводил исследования процесса формирования простых искусственных понятий. Кривые научения показывали зависимость успешности от времени. Они оказались различными у всех испытуемых: описывались степенными функциями. Дрынков предположил, что нормировка индивидуальных показателей на величину начального уровня обученности (по оси Y) и на индивидуальное время достижения критерия (по оси X) позволяет получить функциональна зависимость успешности от времени, одинаковую для всех испытуемых. Это подтвердилось: показатели изменения индивидуальных результатов испытуемых, представленные в «безразмерном» виде, подчинялись степенному квадратному закону.

Следовательно, выявление общей закономерности путем нивелирования индивидуальных различий решается каждый раз на основе содержательной гипотезы о влиянии дополнительной переменной на интериндивидуальную вариацию результатов эксперимента.

 Рис. 5.15. Б Ф Скиннер Рис. 5.16. В Д Небылицын

Остановимся еще раз на одной особенности экспериментов с участием одного испытуемого. Результаты этих экспериментов очень зависят от предубеждений экспериментатора и отношении, которые складываются между ним и испытуемым При проведении длительной серии последовательных воздействий экспериментатор может неосознанно или осознанно действовать так, чтобы у испытуемого актуализировалось поведение, подтверждающее экспериментальную гипотезу. Вот почему в подобного рода исследованиях рекомендуют применять «слепые опыты» и «двойной слепой опыт». При первом варианте экспериментатор знает, а испытуемый не знает, когда последний получает плацебо, а когда — воздействие. «Двойной слепой опыт» состоит в том, что эксперимент проводит исследователь, незнакомый с гипотезой и не знающий, когда испытуемый получает плацебо или воздействие

Эксперименты с участием одного испытуемого играют важную роль в психофизиологии, психофизике, психологии научения, когнитивной психологии. Методология таких экспериментов проникла в психологию программированного обучения и социального управления, в клиническую психологию, особенно — в поведенческую терапию, главным пропагандистом которой выступает Айзенк [Айзенк Г. Ю., 1999]

Доэкспериментальные и

квазиэкспериментальные планы

Между доэкспериментальными и квазиэкспериментальными планами есть одно существенное различие. Доэкспериментальные планы являются рудиментами вчерашнего дня психологической науки. Между тем как квазиэкспериментальное планирование — атрибут ее сегодняшнего и, по мнению многих исследователей, завтрашнего дня.

Доэкспериментальные планы, точнее — исследования, которые проводились и проводятся до сих пор по определенным схемам, не учитывают требований, предъявляемых к плану классического экспериментального исследования. Причина — незнание этих требований или невозможность их учета при проведении реального исследования в конкретных условиях. Исследования по схеме доэкспериментальных планов проводились еще до возникновения теории планирования эксперимента.

Квазиэкспериментальные планы являются попыткой учета реалий жизни при проведении эмпирических исследований. Условия, в которые ставит жизнь, а также практические задачи экспериментаторов не всегда позволяют реализовать планы «истинных экспериментов», использовать схемы контроля внешних переменных.

 Однако научные и научно-прикладные задачи нужно решать. Квазиэкспериментальные планы создаются специально с отступлением от схемы «истинного эксперимента». Исследователь осознает те источники артефактов — внешние переменные, которые он не может контролировать. Для частичной компенсации и контроля эффектов, возникающих при нарушении планов «истинных экспериментов», исследователи используют искусственные схемы, которые и называются квазиэкспериментальными планами.

Квазиэксперимент является своеобразным компромиссом между реальностью и «строгостью» методологических предписаний. Однако квазиэксперимент используется не только для решения прикладных проблем, но и для проведения научных исследований. Наиболее авторитетные авторы, чьи работы стали классическими, Кокс [Cox D. R., 1958] и Кэмпбелл (1979), сформулировали основные теоретические принципы квазиэкспериментального планирования. Квазиэкспериментальный план используется тогда, когда применение лучшего плана невозможно.

Доэкспериментальные планы служат, скорее, в качестве иллюстрации. В практике научных исследований по возможности их следует избегать.

5.2.1 Доэкспериментальные планы

Кэмпбелл выделяет три вида доэкспериментальных планов. Два из них другой авторитетный автор, МакГиган, относит к квазиэкспериментальным. Мы будем придерживаться взглядов Кэмпбелла; его книга переведена на русский язык и вышла вторым изданием, учебник же МакГигана, к сожалению, широкому кругу читателей недоступен.

К доэкспериментальным планам относятся: а) исследование единичного случая; б) план с предварительным и итоговым тестированием одной группы и в) сравнение статистических групп.

Исследование единичного случая относится к области прошлого. Однократно тестируется одна группа, подвергнутая воздействию по плану: X О. Контроль внешних переменных и независимой переменной полностью отсутствует. В таком «исследовании» нет никакого материала для сравнения. А ведь с него обычно начинается любая научная работа. Такого рода исследования, как правило, проводятся на первых этапах научной деятельности для сопоставления их результатов с обыденными представлениями о реальности. Но научной информации они не несут.

План с предварительным и итоговым тестированием одной группы часто применяется в социологических, социально-психологических и педагогических исследованиях: О1 X О2. В этом плане отсутствует контрольная выборка, поэтому нельзя утверждать, что изменения (разница О, и О2) зависимой переменной, регистрируемые в ходе тестирования, вызваны именно изменением независимой переменной. Между начальным и конечным тестированием происходят и другие «фоновые» события, воздействующие на испытуемых наравне с независимой переменной. Кроме того, этот план не позволяет контролировать эффект «естественного развития»: в течение короткого времени — изменение состояния испытуемого (утомление, монотония, скука и др.), а в течение длительного времени — изменения личностных черт. Наконец, эффект тестирования — воздействие предыдущего обследования на последующее — может быть еще одним неконтролируемым фактором, влияющим на изменение зависимой переменной. Можно перечислить и другие источники артефактов — внешние переменные, которые не контролируются этим планом.

Третий вариант доэкспериментального плана — сравнение статистических групп, или, точнее, план для двух неэквивалентных групп с тестированием после воздействия.

X О1

О2

Этот план лучше предыдущего хотя бы тем, что позволяет учитывать эффект тестирования благодаря введению контрольной группы, а также отчасти контролировать влияние «истории» — фоновых воздействий на испытуемых, и ряд других внешних переменных (инструментальную погрешность, регрессию и др.). Но с помощью этого плана невозможно учесть эффект естественного развития, так как нет материала для сравнения состояния испытуемых на данный момент с их начальным состоянием (нет предварительного тестирования).

Этот доэкспериментальный план распространен в психологической исследовательской практике. Для сравнения результатов контрольной и экспериментальной групп используется t-критерий Стьюдента. Всегда надо иметь в виду, что различия в результатах тестирования могут быть обусловлены не экспериментальным воздействием, а различием состава групп. Этот план, если отбросить экспериментальное воздействие, вполне применим в корреляционном исследовании, но его не следует использовать для проверки гипотез о причинной связи двух переменных.

5.2.2 Квазиэкспериментальные планы

Т. Д. Кук и Д. Т. Кэмпбелл [Cook Т. D., Campbell D. Т., 1976] разработали теоретические основания применения квазиэкспериментальных планов в психологическом исследовании. Существуют два типа квазиэкспериментальных планов: а) планы экспериментов для неэквивалентных групп; б) планы дискретных временных серий.

Квазиэкспериментом является любое исследование, направленное на установление причинной зависимости между двумя переменными («если А, то В»), в котором отсутствует предварительная процедура уравнивания групп или «параллельный контроль» с участием контрольной группы заменен сравнением результатов неоднократного тестирования группы (или групп) до и после воздействия.

Если пользоваться строгими определениями экспериментального и квазиэкспериментального исследований, то эксперимент с одним испытуемым следует отнести к квазиэкспериментам. В то же время квазиэкспериментальные планы временных серий по сути являются модификацией доэкспериментального плана

Выбираются две естественные группы, например два параллельных школьных класса. Обе группы тестируются. Затем одна группа подвергается воздействию (ставится в особые условия деятельности), а другая — нет. Через определенное время обе группы проходят тестирование повторно. Результаты первого и второго тестирования обеих групп сопоставляются; для сравнения используют t-критерий Стьюдента и дисперсионный анализ. Различие O2 и О4 свидетельствует о естественном развитии и фоновом воздействии. Разница результатов первичного тестирования двух групп позволяет установить меру их эквивалентности в отношении измеряемой переменной. Для выявления эффекта действия независимой переменной с помощью t-критерия сравнивать нужно не О2 и O4, а dO12 и dO34, т. е. величины сдвигов показателей во времени. Значимость различия приростов показателей будет свидетельствовать о влиянии независимой переменной на зависимую. Примером такого исследования является психолого-педагогический эксперимент. На первом этапе мы тестируем с помощью дидактического теста уровень знаний учащихся по иностранному языку (словарный запас). Экспериментальную группу обучаем мнемотехни-ческим приемам при заучивании слов, а контрольная занимается с учителем, как и прежде. Затем проводится второе тестирование, и если прирост словарного запаса будет выше в экспериментальном классе, чем в контрольном, то мнемотехника полезна для запоминания иностранных слов.

Этот план аналогичен плану истинного эксперимента для двух групп с тестированием до и после воздействия. Главными источниками артефактов являются различия в составе групп. В первую очередь на результаты эксперимента может повлиять «эффект смешения», т. е. взаимодействия состава группы с факторами тестирования, фоновых событий, естественного развития и др. Например, если для участия в эксперименте отобраны параллельные классы А и В, то в В могут оказаться дети с меньшим IQ, чем в А, поэтому различия в результатах (увеличение запаса слов от первого тестирования ко второму) могут быть обусловлены большей обучаемостью первой группы по сравнению со второй. Чем больше сходство экспериментальной и контрольной групп, тем более валидны результаты, получаемые с помощью этого плана.

Кэмпбелл различает два варианта отбора групп. В первом случае в исследовании участвуют естественные группы, которые по отношению к самой процедуре эксперимента не отбираются. Поэтому эффект состава группы может присутствовать, но он не столь значим. Во втором случае экспериментальная группа формируется из добровольцев, а аналогичную контрольную группу приходится комплектовать другим способом (принуждением, обещанием оплаты и т. д.). При этом фактор состава группы может оказать решающее влияние на различие в результатах экспериментальной и контрольной групп.

Существует множество других вариантов квазиэкспериментальных планов для неэквивалентных групп: так называемые «лоскутные планы», планы «множественных серий замеров», план с контрольными выборками для предварительного и итогового тестирования и т. д. Интересующихся проблемой квазиэкспериментального планирования я отсылаю к монографии Кэмпбелла «Модели эксперимента в социальной психологии и прикладных исследованиях» (1980). Рассмотрим в качестве примеров еще два плана.

План с предварительным и итоговым тестированием различных рандомизированных выборок отличается от истинного эксперимента тем, что предварительное тестирование проходит одна группа, а итоговое (после воздействия) — эквивалентная (после рандомизации) группа, которая подверглась воздействию:

Этот план называют также «имитацией плана с начальным и конечным тестированием». Главный его недостаток — невозможность контролировать влияние фактора «истории» — фоновых событий, происходящих наряду с воздействием в период между первым и вторым тестированием.

Усложненным вариантом этого плана является схема с контрольными выборками для предварительного и итогового тестирования. В этом плане используются 4 рандомизированные группы, но воздействию подвергаются лишь 2 из них, причем тестируется после воздействия одна. План имеет следующий вид:

В том случае, если рандомизация проведена удачно, т. е. группы действительно эквивалентны, данный план по качеству не отличается от планов «истинного эксперимента». Он обладает наилучшей внешней валидностью, поскольку позволяет исключить влияние основных внешних переменных, ее нарушающих: взаимодействие предварительного тестирования и воздействия; взаимодействие состава групп и экспериментального воздействия; реакцию испытуемых на эксперимент. Не удается лишь исключить фактор взаимодействия состава групп с факторами естественного развития и фона, так как отсутствуют возможности сравнить влияния предварительного и последующего тестирования на экспериментальную и контрольную группы. Особенность плана состоит в том, что каждая из четырех групп тестируется всего лишь один раз: либо в начале, либо в конце исследования.

План этот применяется крайне редко. В большинстве учебников по экспериментальной психологии он даже не упоминается. Кэмпбелл также утверждает, что этот план ни разу не был реализован.

Гораздо чаще, чем приведенные выше «экстравагантные» планы, применяются схемы квазиэкспериментов, которые имеют общее название «дискретные временные серии». Для классификации этих планов можно выделить два основания: исследование проводится 1) с участием одной группы или нескольких; 2) с одним воздействием либо серией. Следует заметить, что планы, в которых реализуется серия однородных или разнородных воздействий с тестированием после каждого воздействия, получили в советской и российской психологической науке по традиции название «формирующие эксперименты». По своей сути они, конечно, являются квазиэкспериментами со всеми присущими таким исследованиям нарушениями внешней и внутренней валидности.

Используя такие планы, мы с самого начала должны отдавать себе отчет в том, что в них отсутствуют средства контроля внешней валидности. Невозможно проконтролировать взаимодействие предварительного тестирования и экспериментального воздействия, ликвидировать эффект систематического смешения (взаимодействия состава групп и экспериментального воздействия), проконтролировать реакцию испытуемых на эксперимент и определить эффект взаимодействия между различными экспериментальными воздействиями.

Квазиэкспериментальные планы, построенные по схеме временных серий на одной группе, по структуре сходны с экспериментальными планами для одного испытуемого.

План дискретных временных серий чаще всего используется в психологии развития, педагогической, социальной и клинической психологии. Суть его состоит в том, что первоначально определяется исходный уровень зависимой переменной на группе испытуемых с помощью серии последовательных замеров. Затем исследователь воздействует на испытуемых экспериментальной группы, варьируя независимую переменную, и проводит серию аналогичных измерений. Сравниваются уровни, или тренды, зависимой переменной до и после воздействия. Схема плана выглядит так:

O1 O2 O3 X O4 O5 O6

Главный недостаток плана дискретных временных серий в том, что он не дает возможности отделить результат влияния независимой переменной от влияния фоновых событий, которые происходят в течение исследования. Чтобы ликвидировать эффект «истории», рекомендуют использовать экспериментальную изоляцию испытуемых.

Модификацией этого плана является другой квазиэксперимент по схеме временных серий, в котором воздействие перед замером чередуется с отсутствием воздействия перед замером:

Чередование может быть регулярным или случайным. Этот вариант подходит лишь в том случае, когда эффект воздействия обратим. При обработке данных, полученных в эксперименте, серии разбивают на две последовательности и сравнивают результаты тех замеров, где было воздействие, с результатами тех замеров, где оно отсутствовало. Для сравнения данных используется t-критерий Стьюдента с числом степеней свободы n 2 (где n — число ситуаций одного типа).

Планы временных серий часто реализуются на практике (как я уже заметил, в советской педагогической психологии формирующий эксперимент считался чуть ли не единственным вариантом доказательного исследования). При их реализации часто наблюдается известный «эффект Хотторна». Впервые его обнаружили Диксон и Ротлизбергер в 1939 г., когда проводили исследование на заводах Хотторна в Чикаго. Предполагалось, что изменение системы организации труда позволит повысить его производительность. В результате оказалось, как выявили опросы рабочих, что само по себе участие в эксперименте повысило их мотивацию к труду. Испытуемые поняли, что ими лично интересуются, и стали работать продуктивнее. Чтобы контролировать этот эффект (по своей сути он не отличается от плацебо-эффекта в квазиэкспериментах, проводимых по методу временных серий), используется контрольная группа.

Схема плана временных серий для двух неэквивалентных групп, из которых одна не получает воздействия, выглядит так:

Квазиэксперимент позволяет контролировать действие фактора фоновых воздействий (эффект «истории»). Обычно именно этот план рекомендуется исследователям, проводящим эксперименты с участием естественных групп в детских садах, школах, клиниках или на производстве. Его можно назвать планом формирующего эксперимента с контрольной выборкой. Реализовать этот план весьма трудно, но в том случае, если удается провести рандомизацию групп, он превращается в план «истинного формирующего эксперимента».

Возможна комбинация этого плана и предыдущего, в котором чередуются серии с воздействием и его отсутствием на одной выборке.

5.2.3 Планы ex-post-facto

В заключение рассмотрим еще один специфический метод, который часто применяется в психологии. У него есть несколько наименований: эксперимент, на который ссылаются, эксперимент ex-post-facto и т. д. Он часто применяется в социологии, педагогике, а также в нейропсихологии и клинической психологии. В социологических исследованиях его часто использовали в 1930-40-е гг. Тогда же социолог Ф. С. Чейз ввел название этого метода и разработал схемы анализа данных. В социологии и педагогике стратегия его применения состоит в следующем. Экспериментатор сам не воздействует на испытуемых. В качестве воздействия (позитивного значения независимой переменной) выступает некоторое реальное событие из их жизни. Отбирается группа «испытуемых», подвергшаяся воздействию, и группа, не испытавшая его. Отбор осуществляется на основании данных об особенностях «испытуемых» до воздействия; в качестве сведений могут выступать личные воспоминания и автобиографии, сведения из архивов, анкетные данные, медицинские карты и т. д. Затем проводится тестирование зависимой переменной у представителей «экспериментальной» и контрольной групп. Данные, полученные в результате тестирования групп, сопоставляются и делается вывод о влиянии «естественного» воздействия на дальнейшее поведение испытуемых. Тем самым план ex-post-facto имитирует схему эксперимента для двух групп с их уравниванием (лучше — рандомизацией) и тестированием после воздействия.

Эквивалентность групп достигается либо методом рандомизации, либо методом попарного уравнивания, при котором сходные индивиды относятся к разным группам. Метод рандомизации дает более надежные результаты, но применим лишь тогда, когда выборка, из которой мы формируем контрольную и основную группы, достаточно велика.

Этот план реализуется во многих современных исследованиях. Типичным является исследование посттравматического стресса, который возникает у некоторых лиц, оказавшихся в ситуациях, выходящих за пределы обычного жизненного опыта, связанных с угрозой для здоровья человека и его жизни. Посттравматический стресс встречается у многих (но не у всех) участников войны, жертв насилия, свидетелей и жертв природных и техногенных катастроф и т. д. Изучение причин возникновения посттравматического стресса проводится по следующей схеме: выделяется выборка лиц, перенесших воздействие боевой ситуации, катастрофы и т. п., тестируется на предмет наличия посттравматического синдрома; результаты сопоставляются с результатами контрольной выборки. Наилучшей стратегией формирования основной и контрольной выборки является предварительный отбор «испытуемых» для тестирования на основе анкетных данных и рандомизация групп. Но в реальности может проводиться диагностика только тех лиц, перенесших воздействие травматического фактора, которые сами обращаются с просьбой пройти обследование к психологам либо врачам. Таким образом, может существовать риск, что выборка добровольцев будет сильно отличаться от всей популяции перенесших травматическое воздействие. В первую очередь эти отличия проявляются в повышенной частоте встречаемости синдрома посттравматического стресса. Эффект воздействия травматического фактора на популяцию будет преувеличен. И вместе с тем эксперимент ex-post-facto — единственно возможный способ проведения таких исследований (над этими проблемами работает лаборатория психологии посттравматических состояний Института психологии РАН, руководитель — Н. В. Тарабрина).

Метод ex-post-facto часто применяется в нейропсихологии: травмы головного мозга, поражения определенных структур предоставляют уникальную возможность для выявления локализации психический функций. Травмы коры больших полушарий во время войны (в первую очередь второй мировой) дали, как это ни кощунственно звучит, богатейший материал нейропсихологам и нейрофизиологам, в том числе — отечественным (работы Лурии и его школы).