Переменные психологического исследования. Эксперимент: независимая и зависимая переменные

Переменная представляет собой то, что может быть изменено, например, определенная характеристика или значение в рамках исследования. В психологии переменные используются для того, чтобы установить, приводят ли изменения одного фактора к изменениям в другой.

Зависимые и независимые переменные

В экспериментальной психологии выделяют два вида переменных:

• Независимая переменная - фактор, который контролируют авторы исследования. Например, в эксперименте по изучению воздействия недостатка сна на производительность, лишение сна является независимой переменной.
• Зависимая переменная - явление, которое экспериментаторы фиксируют и измеряют. В нашем примере, результаты тестов на производительность и являются как раз зависимой переменной.

Посторонние и искажающие факторы

Важно отметить, что независимые и зависимые переменные не единственные переменные, присутствующие в экспериментах. В некоторых случаях заметное влияние на отношение между независимой и зависимой переменной (следовательно, и на результаты эксперимента) могут оказать посторонние факторы. Например, в нашем примере к таким факторам можно отнести возраст и пол испытуемых.

Есть два основных вида посторонних переменных:

• Субъектные переменные. Это посторонние переменные, связанные с индивидуальными особенностями каждого из участников, которые могут повлиять на то, как те реагируют на условия эксперимента. К ним могут относить половозрастные характеристики, происхождение, настроение, тревожность, интеллект, осведомленность и т.д.
• Ситуационные переменные. Это посторонние переменные, связанные с явлениями окружающей среды, которые могут повлиять на реакцию участников. Например, если участник проходит испытания в прохладном помещении, пониженная температура считается посторонней переменной Некоторые участники могут не реагировать на прохладу, некоторых это может отвлекать и раздражать.

В большинстве случаев посторонние переменные также контролируются в рамках эксперимента: исследователи сами могут выбрать участников в соответствии с определенными критериями или задать другие условия.

Определение переменных

Перед проведением эксперимента важно дать рабочие параметры переменных - ученые определяют независимую и зависимую переменные, решают, в каких рамках они должны держаться и как они будут измерены.

Например, в нашем эксперименте по влиянию нехватки сна на производительность, мы должны создать рабочие определения для переменных. Если наша гипотеза звучит как «студенты, которые испытывают нехватку сна, хуже пройдут испытания», то, во-первых, нужно определиться с тем, кого мы подразумеваем под «студентами». Далее, нам необходимо определить переменную «недостаток сна». В нашем примере это будет, скажем, менее пяти часов сна в ночь перед испытанием. И, наконец, мы должны определиться с «испытанием». Пусть это будет небольшой экзамен по теории…

Экспериментальные переменные. Переменные – параметр реальности, который изменяется в экспериментальном исследовании.

Фактор, изменяемый экспериментатором, называется независимой переменной , а фактор, изменение которого вызывает независимая переменная, называется зависимая переменная.

Независимые переменные:

1. Характеристика задания (стимульный материал задания, тип ответа испытуемого, шкала оценивания, инструкция)

2. Особенности ситуации. Они непосредственно не входят в структуру задания, но могут контролироваться экспериментатором (температура помещения, освещенность, шум, окраска стен, время суток и т.п.)

3. Особенности испытуемого (физиологические, психологические, социальные признаки).

Зависимые переменные – параметры вербального и невербального поведения испытуемого:

1. Формально-динамические (точность, скорость, темп, продуктивность и т.д.)

Виды зависимых переменных:

1. Одномерная – регистрируется один параметр, например, время реакции.

2. Многомерная – несколько параметров фиксируются независимо, например, уровень интеллектуальной продуктивности проявляется во время решения задачи, трудности решенной задачи.

3. Фундаментальная – параметры рассматриваются как аргументы функций, например, уровень агрессии как функция отдельных ее проявлений в мимике, поведении, общении.

Между зависимыми переменами существует 6 видов отношений:

1. Отсутствие зависимости.

2. Монотонно возрастающая.

3. Монотонно убывающая.

4. Нелинейная зависимость U-образного типа.

5. Инвертированная U-образная зависимость.

6. Сложная квазипериодическая зависимость.

Дополнительные переменные (внешние, побочные) называются переменные, которые мешают экспериментатору (фактор времени, фактор задачи, фактор индивидуальных различий и т.п.)

Особенности естественного и искусственного экспериментов. Естественный эксперимент (или дублирующий реальный мир) проводится в условиях обычной жизни испытуемых.

Например, эксперимент по исследованию эффективности работы в зависимости от использования наушников, снижающих шумовой фон на работе.

Независимая переменная: использование/неиспользование наушников ткачихами.

Зависимая переменная: эффективность работы.

Особенности:

1. Проводится в естественных условиях реального мира.

2. Может быть распространен только на данного испытуемого, т.е. слишком конкретен.

3. Имеет практическую цель.

Искусственный эксперимент (лабораторный) проводится в сконструированных исследователем условиях, что обеспечивает особенно строгий контроль переменных независимых и зависимых.

Например, исследование особенностей при посадке в аэропорт города, расположенного на плоскости и город на склоне в 3 градуса. (Исследование осуществляется с помощью тренажера для пилотов).

Независимая переменная: город на плоскости или на склоне.

Зависимая переменная: высота полета.

Особенности:

1. Позволяет достичь относительной стабилизации уровня побочных переменных.

2. При правильном планировании результаты имеют всеобщее значение.

3. Возможность «сжатия» во времени и получение быстро всех необходимых проб.

4. Возможность вводоосложняющих переменных, чтобы приблизить к реальности.

Изоляция и контроль независимых переменных. Контроль переменных – стратегии планирования эксперимента для максимизации его валидности.

Изолируя одну переменную от другой можно в идеальном эксперименте, можно попытаться это сделать в лабораторном эксперименте.

Реально исследователь сталкивается со смешением побочных переменных с независимой переменной. Например, в экспериментах со слухом – это дополнительный шум в помещении; со зрительным восприятием – это освещенность и зрительный фон.

Виды изоляций:

1.Изоляция от социальных переменных .

В США изучали природу мотивации.

Гипотеза: когда награду можно получить совсем без усилий или при умеренном усилии, то предпочитают последнее.

В результате эксперимента 60% шариков девочки получали, работая и 40% - бездействуя.

Независимая переменная – работать или не работать.

2. Изоляция от отвлекающих переменных.

В США исследовали направленность обоняния.

Гипотеза: действует ли разница во времени, с которой запах достигает рецепторов каждой ноздри на локализацию источника запаха.

В результате установили дифференциальный порог различения – 0,5 мс

Независимая переменная – время подачи.

3.Контроль сопутствующего смешения .

Изучение действия новых лекарственных веществ обычно проводится на животных (крысы).

В результате для контроля воздействия другой группе вводят плацебо – нейтральное вещество, используемое в экспериментах для контроля или «пустое воздействие», о котором не предупрежден испытуемый (эффект плацебо) .

4. Использование в эксперименте более чем одной контрольной группы.

Применяется для определения влияния внешней переменной. Число контрольных групп должно быть N=n+1, где n –число внешних переменных.

Контрольные группы ставятся в условия, в которых исключается действие одной из внешних переменных.

Феномен спонтанной ремиссии – улучшение состояния через некоторое время без какого-либо воздействия.

Безупречный эксперимент. 1. Идеальный эксперимент. В нем устранены все источники систематических смешений и допускается изменение только независимой переменной. Все остальное остается неизменным.

Например, при таком эксперименте ткачиха должна была бы носить и не носить наушники в одно и то же время (для определения повышается ли эффективность работы при снижении шумового фона с помощью наушников).

Т.о. идеальный эксперимент предполагал отсутствие самого физического времени, поэтому он на практике не возможен.

2. Бесконечный эксперимент. В нем бесконечное число проб применяется к бесконечному числу испытуемых, что позволяет усреднить результаты изменений всех побочных переменных, влияющих на независимую переменную.

Однако это невозможно физически и бессмысленно, т.к. эксперимент нужен для того, чтобы сделать обобщение на ограниченном количестве данных.

3. Эксперимент полного соответствия. В нем уровни дополнительных переменных совпадает с изучаемой реальностью.

Например, пилоты после тренировки на тренажере должны были бы повторить посадку на двух тинах аэродромов. Тогда бы мы узнали, действительно ли искусственный эксперимент соответствует реальному.

Такой эксперимент возможен, но бессмысленен.

Т.о., все 3 вида безупречного эксперимента нереальны, но они значимы теоретически для более точного определения недостатков реального эксперимента.

Понятия обобщения, репрезентативности, валидности . Эксперимент – проведение исследования в условиях заранее запланированных изменений с целью получения результатов, которые можно обобщить.

Обобщение достигается 2 способами:

1. Изоляция независимой переменной.

2. Дополнительные переменные должны соответствовать их уровням в реальности.

Репрезентативность – степень приближения реального эксперимента к одному из видов безупречного эксперимента, который служит образцом.

Например, эксперимент с ткачихами. Большая репрезентативность достигается при чередовании недель 101010, чем при 111000, где 1- работают с наушниками, 0 – работают без наушников, т.к. ближе к идеальному эксперименту.

Эксперимент с тренажером более репрезентативен, чем при эксперименте с городом, нарисованном на бумаге, т.к. ближе к эксперименту полного соответствия.

Эксперимент с большим количеством недель (с ткачихами и наушниками) более репрезентативен, т.к. ближе к бесконечному эксперименту.

Т.о., чем лучше в эксперименте представлена изучаемая реальность, тем он более репрезентативен.

Валидность – достоверность результатов, которую обеспечивает реальный эксперимент по сравнению с безупречным экспериментом. Чем выше репрезентативность, тем выше валидность.

Валидность может быть:

1. Внутренняя – результаты эксперимента сравниваются с результатами бесконечного эксперимента. Ее повышение связано с устранением действия побочных переменных (фактор времени, фактор задачи, фактор индивидуальных различий).

Т.о., внутренняя валидность – достоверность интерпретации связи между причиной и следствием.

2. Внешняя – результаты эксперимента сравниваются с результатом эксперимента полного соответствия, т.е. возможность переноса результатов на реальный мир.

Достижение полной внешней валидности невозможно. Факторы, угрожающие ей, связаны с особенностями объекта исследования.

Факторы, угрожающие валидности. 1. Фактор времени.

Побочными переменными являются события, происходящие в период между двумя тестированиями. Влияние этого фактора снижает чередование условий независимой переменной. Однако создание константных условий (например. проведение эксперимента в одно и то же время суток) не позволяет полностью избежать эффекта смешения. Поэтому данные, полученные при константных условиях внешних переменных можно переносить только на те ситуации, имеющие такие же уровни внешних переменных.

2. Фактор задачи.

а) Эффект тестирования. Уменьшение или увеличение восприимчивости испытуемых экспериментальному воздействию под влиянием тестирования.

б) Условия проведения исследования вызывают реакцию испытуемых на эксперимент. Поэтому его данные нельзя переносить на лиц, не принимавших участие в эксперименте.

в) Взаимодействие состава группы и содержания экспериментального воздействия вызывают определенные артефакты.

г) Эффекты последовательности. В многосерийном эксперименте первые воздействия влияют на последующие. Может наступить научение или торможение. Для их устранения применяют планирование.

3. Фактор индивидуальных различий.

Испытуемые могут различаться по возрасту, полу, умственному развитию, поведению, стилю выполнения заданий. Они могут неравномерно выбывать из групп, развиваться со временем. Надежность результатов повышается за счет увеличения числа испытуемых и их рандомизации.

4. Действие второй (n-ой) переменной.

Эксперимент с шариками (когда его можно было получить просто так и совершая простое задание), но в эксперименте участвуют белые мальчики. Т.о. имеем переменные:

1 переменная – работать/не работать

2 переменная – культурный фон.

5. Предубеждения экспериментатора.

Это ожидания относительно результатов эксперимента, нежелание учитывать некоторые данные как якобы полученные при нетипичных условиях.

Первое, с чем необходимо определиться при планировании эксперимента, - это сколько будет уровней независимой переменной и каковы они будут. Уровни независимой переменной - это ее конкретные значения. Они могут быть заданы в любой измерительной шкале, т.e. могут быть как количественными, так и качественными.

Независимая переменная обязательно имеет как минимум два уровня, которые отражают особенности се воздействия на зависимую переменную. Иначе она просто перестает быть переменной. В примере с решением задач у независимой переменной два качественных уровня, заданных в шкале наименований: 1 - душное помещение; 2 - проветренное помещение. Если исследователь желает проследить более топкие, количественные соотношения между тем, насколько воздух в помещении насыщен кислородом, и уровнем интеллектуальной активности испытуемых, он может выразить свою независимую переменную в более сильной шкале, определяя, например, различные значения содержания кислорода на 1 м 3 воздуха.

Если исследователь обнаруживает разницу в успешности решения задач в душном и проветриваемом помещении, то у него есть некоторые основания полагать, что духота влияет на качество решения задач. Во всяком случае выполняются первые два условия каузального вывода. Иначе говоря, изменение зависимой переменной в соответствии с изменением независимой переменной позволяет говорить о влиянии независимой переменной на зависимую.

Экспериментальные планы с независимой переменной, имеющей два уровня, называют одноуровневыми - вероятно, потому, что один из уровней независимой переменной отражает нормальное, обычное состояние дел, которое характеризуется отсутствием воздействия (в нашем примере этому состоянию соответствует проветриваемое помещение). Воздействие на испытуемых, приводящее к ухудшению решения задач, оказывает другой уровень независимой переменной, отражающий ненормальное состояние дел (в нашем примере - душное помещение).

У независимой переменной может быть больше двух уровней. Экспериментальные планы, в которых у независимой переменной больше двух уровней, называют многоуровневыми. Например, если нас интересует, влияет ли то, с кем ребенок гуляет на детской площадке, на то, в какие игры предпочитает играть ребенок, то в этом случае исследователь управляет одной независимой переменной с четырьмя уровнями: 1 - гуляет один, 2-е няней, 3 - с родителями, 4-е друзьями. И если, к примеру, ребенок, гуляющий с няней, гораздо дольше предпочитает играть в догонялки (а не в другие игры), то исследователь имеет основания считать, что этот фактор определяет интересы ребенка в предпочтении данной игры.

Отметим, что, если задача экспериментатора состоит в том, чтобы не просто отметить влияние одной переменной на другую, а выяснить еще и характер такой связи, он обязан использовать именно многоуровневые независимые переменные. В противном случае характер связи не будет установлен. Так, например, исследователь, изучающий психофизические зависимости между различными концентрациями пахучего вещества и соответствующими ощущениями, должен взять несколько таких концентраций, чтобы понять, описывается ли искомая зависимость логарифмическим или степенным законом. Одноуровневый план не предоставит ему такой возможности.

При планировании эксперимента исследователь должен четко определиться с тем, сколько уровней имеет независимая переменная и как именно, согласно его гипотезе, они влияют на зависимую переменную. После этого перед ним встанет вопрос о том, как наиболее надежно отличить разные уровни переменной друг от друга. Чем лучше разные уровни независимой переменной разведены, т.е. чем яснее зафиксированы их различия, тем нагляднее будет их влияние на зависимую переменную. Если же уровни независимой переменной с трудом можно отличить друг от друга, то и их влияние на зависимую переменную будет менее заметным. В этом случае исследователь рискует пропустить результат, важный для подтверждения гипотезы, пройти мимо своего открытия.

Кроме того, исследователь должен определиться с тем, сколько независимых переменных он задействует в своем исследовании. Если независимая переменная одна, говорят об однофакторных экспериментальных планах. В зависимости от количества уровней независимой переменной однофакторные планы могут быть либо одноуровневыми, либо многоуровневыми.

Если исследователь задействует две и более независимых переменных, которые все вместе влияют на одну и ту же зависимую переменную, такие планы называют многофакторными. Многофакторные планы могут включать в себя либо одноуровневые, либо многоуровневые независимые переменные. Например, исследователь проверяет гипотезу о том, что примерно одинаковая успешность мальчиков и девочек в выполнении теста интеллекта сопряжена с тем, что мальчики существенно лучше решают арифметические задания, а девочки - анаграммы. Это будет пример многофакторного плана, в котором первая переменная (пол) имеет два уровня (мальчики и девочки), а вторая переменная (тин задачи) гоже имеет два уровня (арифметические задания и анаграммы).

Если же исследователя интересует, как меняется качество решения задач у людей с разным режимом дня ("совы" и "жаворонки"), то он будет строить эксперимент с одной одноуровневой и одной многоуровневой переменными: первая переменная (режим дня) имеет два уровня ("совы" и "жаворонки"), вторая переменная (время дня) имеет четыре уровня (утро, день, вечер и ночь). При этом зависимой переменной в обоих случаях будет качество решения задач.

Таким образом, независимая переменная играет ключевую роль в планировании экспериментального исследования, и еще до того, как приступать к практическим действиям, исследователь должен четко представлять, сколько в его исследовании будет независимых переменных, какие именно, сколько уровней будет у каждой и как эти уровни он будет фиксировать в исследовании.

Зависимая переменная

Что может варьировать эксперимен­татор?

Во-первых , это физические парамет­ры ситуации: расположение аппарату­ры, внешний вид помещения, освещен­ность, звуки и шумы, температура, размещение мебели, окраска стен, время прове­дения эксперимента (время суток, длительность и т. д.). То есть всœе физические параметры ситуации, не являющиеся стимулами.

Во-вторых , это социально-психологические параметры: изоляция - работа в-присутствии экспериментатора, работа в одиночку - работа с группой и т. д.

В-третьих , это особенности общения и взаимодействия испытуемого (испытуе­мых) и экспериментатора.

Судя по публикациям в научных журналах, за последние годы резко возросло количество экспериментальных исследований, в которых применяется варьирова­ние внешних условий.

К ʼʼорганизменным переменным ʼʼ, или неуправляемым характеристикам испыту­емых, относятся:

* физические,

* биологические,

* психологические,

* социально-психоло­гические и

*социальные признаки.

Традиционно их относят к ʼʼпеременнымʼʼ, хотя большинство из них является неизменным или относительно неизменным на протя­жении жизни. Влияние дифференциально-психологических, демографических и прочих константных параметров на поведение индивида изучают в корреляционных исследованиях. При этом авторы большинства учебников по теории психологическо­го метода, к примеру М. Мэтлин, относят эти параметры к числу независимых пере­менных эксперимента.

Как правило, в современном экспериментальном исследовании дифференциаль­но-психологические особенности индивидов, такие как интеллект, пол, возраст, со­циальное положение (статус) и т.д., учитываются в качестве дополнительных переменных, которые контролируются экспериментатором в общепсихологическом эксперименте. Но эти переменные могут превращаться во ʼʼвторую основную пере­меннуюʼʼ в дифференциально-психологическом исследовании, и тогда используется факторный план.

Психологи имеют дело с поведением испытуемого, в связи с этим в каче­стве зависимой переменной выбираются параметры вербального и невербального поведения.

К ним относятся :

*число ошибок, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ совершила крыса, пробегая ла­биринт;

*время, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ затратил испытуемый при решении задачи, изменения ми­мики его лица при просмотре эротического фильма;

*время двигательной реакции на звуковой сигнал и т. д.

Выбор поведенческого параметра определяется исходной экспериментальной ги­потезой. Исследователь должен ее максимально конкретизировать, т. е. добиться того, чтобы зависимая переменная была операционализирована - поддавалась ре­гистрации в ходе эксперимента.

Параметры поведения условно можно разделить на формально-динамические и содержательные. Формально-динамические (или пространственно-временные) па­раметры достаточно легко поддаются аппаратурной регистрации.

Приведем приме­ры этих параметров.

1. Точность . Наиболее часто регистрируемый параметр.
Размещено на реф.рф
Поскольку большинство заданий, предъявляемых испытуемому в психологических экспериментах, явля­ются задачами на достижения, то точность или противоположный параметр -ошибочность действий - будет главным регистрируемым параметром поведения.

2. Латентность . Психические процессы протекают скрытно от внешнего наблю­дателя. Время от момента предъявления сигнала до выбора ответа принято называть латентным временем. В некоторых случаях латентное время является важней­шей характеристикой процесса, к примеру при решении мыслительных задач.

3. Длительность , или скорость, исполнения . Является характеристикой испол­нительного действия. Время между выбором действия и окончанием его выпол­нения называют скоростью действия (в отличие от латентного времени).

4. Темп, или частота͵ действий . Важнейшая характеристика, особенно при ис­следовании простейших форм поведения.

5. Продуктивность . Отношение числа ошибок или качества выполнения действий ко времени выполнения. Служит важнейшей характеристикой при исследова­нии научения, познавательных процессов, процессов принятия решения и т. д.

Распознавание различных форм поведения - дело специально обученных экс­пертов или наблюдателœей. Требуется немалый опыт, чтобы характеризовать один поступок как проявление покорности, а другой - как проявление подобострастия.

Проблема фиксации качественных особенностей поведения решается посред­ством:

а) обучения наблюдателœей и разработки карт наблюдения;

б) измерения фор­мально-динамических характеристик поведения с помощью тестов.

Зависимая переменная должна быть валидной и надежной. Надежность перемен­ной проявляется в устойчивости ее регистрируемости при изменении условий экс­перимента в течение времени. Валидность зависимой переменной определœена только в конкретных условиях эксперимента и применительно к определœенной ги­потезе.

Можно выделить три типа зависимых переменных :

1) одновременную;

2) много­мерную;

3) фундаментальную.

В первом случае регистрируется лишь один пара­метр, и именно он считается проявлением зависимой переменной (между ними су­ществует функциональная линœейная связь), как, к примеру, при изучении времени простой сенсомоторной реакции.

Во втором случае зависимая переменная много­мерна. К примеру, уровень интеллектуальной продуктивности проявляется во вре­мени решения задачи, его качестве, трудности решенной задачи. Эти параметры могут фиксироваться независимо.

В третьем случае , когда известно отношение меж­ду отдельными параметрами многомерной зависимой переменной, параметры рас­сматриваются в качестве аргументов, а сама зависимая переменная - в качестве функции. К примеру, фундаментальное измерение уровня агрессии F{a) рассматри­вается как функция отдельных ее проявлений (а.) мимики, пантомимики, брани, ру­коприкладства и др.

F(a) = f/(a r a 2 ,..,a n).

Существует еще одно важное свойство зависимой переменной, а именно - сензитивность (чувствительность) зависимой переменной к изменениям независимой. Суть в том, что манипуляция независимой переменной влияет на изменение зависи­мой. В случае если же мы манипулируем независимой переменной, а зависимая не изменяет­ся, то зависимая переменная несензитивна по отношению к независимой. Два вари­анта проявления несензитивности зависимой переменной получили названия ʼʼэф­фект потолкаʼʼ и ʼʼэффект полаʼʼ .

Первый случай встречается тогда, когда предъявляемая задача так проста͵ что уровень ее выполнения много выше всœех уров­ней независимой переменной.

Второй эффект, напротив, возникает тогда, когда за­дание настолько сложно, что уровень его выполнения оказывается ниже всœех уров­ней независимой переменной.

Итак, как и прочие компоненты психологического исследования, зависимая пе­ременная должна быть валидна, надежна, обладать чувствительностью к измене­нию уровня независимой переменной.

Существуют два базовых приема фиксации изменений зависимой переменной.

Первый применяется наиболее часто в экспериментах с участием одного испытуе­мого. Изменение зависимой переменной регистрируется во время эксперимента вслед за изменением уровня независимой переменной. Примером является фикса­ция результатов в экспериментах по научению. Кривая научения представляет со­бой классический вариант тренда - изменения успешности выполнения заданий исходя из числа проб (времени проведения эксперимента). Для обработки та­ких данных применяется статистический аппарат анализа трендов.

Второй прием фиксации изменения уровня независимой переменной называются отсроченным из­мерением. Между воздействием и эффектом проходит определœенный промежуток времени, его длительность устанавливается по времени отдаленности следствия от причины. К примеру, прием дозы алкоголя увеличивает время сенсомоторной реак­ции не сразу, а по прошествии определœенного времени. То же самое можно сказать о влиянии заучивания конкретного количества иностранных слов на успешность пе­ревода текста на редкий язык: эффект проявляется не сразу (если проявляется).

Зависимая переменная - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Зависимая переменная" 2017, 2018.