Экспериментальные переменные: ЗП, НЗП. Факторы, нарушающие внешнюю и внутреннюю валидность и их контроль.

Подходы к определению термина «планирование эксперимента»

Можно выделить следующие традиции в понимании того, что следует считать планированием психологического эксперимента.

1. Выбор схемы, или плана, получения данных для проверки каузальной гипотезы. Такому представлению о планировании, когда исследователь выбирает ту или иную из набора имеющихся схем, сравнивая их возможности с точки зрения решения проблем приближения эксперимента к безупречному, следует Р. Готтсданкер.

Определение типа переменных — выбор методичесих средств, отражающих взаимосвязь аспектов содержательного и формального планирования.

Планирование с целью последующего использования статистических решений об экспериментальном факте, а значит, указание того минимального эффекта (в различиях ЗП), который будет принят в качестве критериального для принятия решения об экспериментальном факте.

Планирование эксперимента направлено как на решение содержательных проблем — конкретизацию и операционализацию НП, ЗП и выбор уровней ДП, так и на выбор процедуры опытов с целью реализации индуктивного вывода отом, обусловливает или нет переменная X переменную Y. Содержательное и формальное планирование не всегда выглядит как разнесенные во времени этапы подготовки экспериментальных процедур. Однако в организации выводов эти два контекста обычно разводятся. Полученный эмпирически эффект обсуждается в два этапа: как результат действия НП на ЗП (или основной результат действия — ОРД) и как эмпирический довод в системе других доводов, следующих из теоретического рассмотрения проблемы и анализа результатов, представленных в других работах.

Содержательное планирование предполагает развертывание содержательных доводов как с точки зрения обоснования экспериментальных гипотез, так и с точки зрения соотнесения используемых психологических конструктов и методических процедур измерения переменных.

Формальное планирование направлено на выбор схемы, т.е. плана организации воздействий, при котором гарантировано выделение исследуемого отношения между независимой и зависимой переменными. Экспериментальный план включает указание как последовательности уровней НП, предъявляемых испытуемому или группам испытуемых, так и числа опытов (п). План эксперимента есть также план фиксации ЗП. В зависимости от способа получения данных, т.е. в соответствии с определенными планами, выбираются способы обработки данных.

Решение проблем содержательного планирования эксперимента представлено на этапе конкретизации и гипотез, и переменных таким образом, чтобы не была утеряна специфика исследуемой «психологической реальности». Психологическое объяснение, заданное в гипотетических конструктах и формулировке причинно-следственной зависимости (как психологического закона), содержательно соотносится с видом устанавливаемой эмпирической зависимости и условиями ее выявления, включая способы задания уровней НП и выбор методик фиксации показателей ЗП. Это первый этап планирования эксперимента.

Следующий этап планирования — определение адекватной схемы сбора данных, количества необходимых проб, контроля факторов, угрожающих валидности эксперимента, и т.д. На этом этапе психолог принимает условность ряда положений. Так, принцип изолированных условий в очень редких случаях применим к психологическим переменным, однако исследователь может мыслить выбранные переменные (например, личностные черты) как сравнительно независимые друг от друга.

Широко используемые в психологических тестах факторные представления о «независимости» диагностируемых психологических свойств людей, базирующиеся на математических моделях факторного анализа, дают примеры условного выделения переменных, которые потом могут являться основанием подбора групп, контроля смешений и т.д.

Принцип функционального контроля НП чаще применим в психологических исследованиях, чем собственно «манипулирование» внешними факторами. Вместе с принципом изолированных условий он служит базой для формального планирования эксперимента.

В качестве этапов формального планирования выделяются решения о величине минимального эффекта Х-воздействия. Это величина сдвига в ЗП, измеренная на разных уровнях НП. Она принимается в качестве достаточной или разумной с точки зрения возможности отвергнуть нуль-гипотезу (как гипотезу об отсутствии различий, а также об уровнях допустимых ошибок при проверке статистических гипотез).

Условия, необходимые для планирования эксперимента

Прежде чем перейти к описанию конкретных используемых в психологии планов, перечислим принципы, на которые опирается построение экспериментальных схем.

Эксперимент возможен только в том случае, если имеется более
чем одно условие НП. Вывод о результате действия НП основывается на
сравнении показателей ЗП в отличающихся друг от друга условиях
(«контрольном» и «экспериментальном», «активном» и «пассивном»
или в нескольких отличающихся по заданному критерию условиях).

Фиксация и измерение переменных осуществляются в классификации шкал, предложенной Стивенсом: наименований, порядка, интервалов и отношений. Вид переменной (учебные классы, градации яркости светового пятна и т.д.) не задает, однако, способа ее измерения (на качественных или количественных уровнях). Обычно «количественным» экспериментом называют такой, где именно НП измерена количественно.

Эксперимент возможен только в случае функционального контроля уровней НП. Это может быть изменение характеристик физических стимулов, управление условиями (и ситуациями) или контроль путем подбора состава групп. В эксперименте обычно используются стратегии уравнивания групп, и испытуемые эквивалентных групп попадают в разные экспериментальные условия. Обеспечение неравенства групп как способа задания НП (пол, возраст, личностные свойства и т.п.) принимает форму квазиэксперимента, или эксперимента с ограничениями форм контроля. Если изменения НП не зависят от исследователя, а берутся «готовыми» (например, как результаты психодиагностики), то у исследователя не может быть уверенности в том, что именно выбранная НП определила показатели ЗП.

Факторные (мулътивариативные) эксперименты, включающие
управление более чем одной НП, строятся как комбинации, повторы
(репликации) и другие видоизменения исходных планов с одной НП.
Статистические приемы обработки данных могут при этом как предполагать, так и исключать взаимодействия между отдельными переменными.

Вводимое экспериментальное воздействие выступает в планах,
или схемах, в качестве НП даже в том случае, когда испытуемые не
воспринимают разницы условий. Часто только после эксперимента
делается вывод, можно ли осуществленную манипуляцию условиями
рассматривать как «воздействие» или функциональный контроль НП
не имеет результатом действие этой переменной.

3.Отличие экспериментальных гипотез от других научных предположений, в частности функционирующих как теоретические положения, заключается в том, что они имеют эмпирическое содержание («эмпирический базис»), т.е. являются высказываниями об опытных закономерностях («переменная X воздействует на переменную Y так, что...»). Экспериментальный контроль обеспечивает достоверность вывода об эмпирически выявляемой зависимости с точки зрения отвержения других правдоподобных объяснений, так или иначе исходящих из «технических условий» ее получения, но не достоверность ее с точки зрения конкретизации теоретической интерпретации причинно-следственного характера. Спор психологических теорий между собой включает и ряд других уровней обсуждения, кроме определения весомости тех или иных интерпретаций. Это отношение к исходным теоретическим понятиям — конструктам — с точки зрения возможностей их конкретизации, или, по словам Хольцкампа, вопросы «реальности эмпирической загруженности теорий». Это также вопросы о сути психологической причинности, или о понимании принципа действия психологических законов (как детерминистских, вероятностных и т.д.), и многое другое.

Следует выделить три вида контроля переменных, связанных: 1) с возможностями планирования как построения экспериментальных схем; 2) с заданием разных типов переменных и соответственно разных типов экспериментов; 3) с необходимостью снятия угроз валидному выводу со стороны других факторов, присутствующих при реализации эксперимента и подлежащих так называемому первичному контролю, т.е. контролю до выбора конкретных схем или безотносительно к экспериментальным планам.

Контроль уровней переменных выводит исследователя на решение вопросов об операционализации переменных теми или иными методическими условиями и о выборе схем либо планов как интраиндивидуальных или межгрупповых сравнений.

Контроль посредством экспериментальных схем

Контроль угроз внутренней валидности со стороны тех или иных источников смешений или ненадёжности данных рассматривается в отношении к конкретным экспериментальным схемам. Контроль средством экспериментальных схем охватывает и управление НП, и учет всех «третьих» переменных (кроме НП и ЗП) как оснований предпочтений тех или иных планов.

Гипотезы с одним отношением, т.е. формулирующие каузальную зависимость между одной НП и показателем ЗП, проверяются при использовании так называемых истинных экспериментальных планов (по Кэмпбеллу), или интраиндивидуальныхи межгрупповых схем сравнений (по Готтсданкеру).

Контроль типа переменных. Определение типа переменных с точки зрения соответствия их реальным условиям, рассматриваемым теоретическим конструктам или мысленно моделируемым схемам взаимосвязей между переменными позволяет исследователю прогнозировать возможности обобщений как выводов об экспериментальной зависимости за пределами экспериментальной ситуации. Цель любого психологического эксперимента — обобщение за его пределами. Перенос рассматриваемой зависимости на другие условия, другие виды деятельности человека, другие ситуации, другие виды переменных означает определенные требования к внешней валидности эксперимента. Обобщение на другие группы испытуемых связано с контролем того обстоятельства, насколько хорошо представленные в эксперименте выборки испытуемых репрезентируют, или представляют, те более широкие группы людей либо те популяции (группы людей, отвечающие определенному критерию их сходства), на которые осуществляется перенос зависимости. Способ отбора испытуемых в группы или из популяции определяет допустимые границы обобщений. Применительно к межгрупповым экспериментальным схемам следует учитывать связь внешней и внутренней f валидности исследования именно благодаря возможностям использованных схем отбора или подбора испытуемых в группы.

Обобщение на те уровни НП, которые реально не использовались  в эксперименте, также может иметь отношение к оценке его внешней валидности. Так, обобщение на другие популяции можно представить обобщение на другие уровни НП, если критерий отличия групп кал в основе межгрупповых сравнений.

В зависимости от статуса тех или иных переменных по отношению к экспериментальной гипотезе и возможностей управления ими экспериментатором могут быть использованы такие формы контроля, как мобилизация переменных или их максимальное варьирование.

 «Эффект экспериментатора» и первичный контроль стал классикой в обсуждении форм контроля возможных воздействий экспериментатора (и ожиданий испытуемого), влияющих на оценку валидности самых разных исследований — от психофизических до «личностных» и возможности обобщений полученных в них данных. Множество исследований показало влияние таких характеристик экспериментатора на результаты эксперимента, как его пол, возраст, престиж в глазах испытуемого, привлекательность, доброжелательность, враждебность, тревожность, предварительное знакомство с испытуемым и т.д. Р. Розенталь назвал «эффектом Пигмалиона» непроизвольное способствование экспериментатора в проявлении именно тех закономерностей, в истинности которых он убежден.