Планы экспериментов для одного испытуемого

Эксперименты на выборках с контролем переменных — ситуа­ция, которую широко стали использовать в психологии с 10—20-х годов XX в. Особое распространение экспериментальные исследо­вания на уравненных группах получили 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 (I860), в психологию пришла техника экспе­риментирования для проверки теоретических количественных ги­потез.

Классическим экспериментальным исследованием одного испы­туемого стала работа Эббингауза, которая проведена в 1913г. Эб-бингауз исследовал забывание с помощью заучивания бессмыслен­ных слогов (изобретенных им же). 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.

В эмпирической научной психологии взаимодействуют и борют­ся три исследовательские парадигмы. Представители одной из них, традиционно идущей от естественно-научного 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 прово-

дить исследования с участием одного испытуемого и применением определенных стратегий, которые позволят в ходе эксперимента ре­дуцировать источники артефактов. Сторонниками этой методоло­гии являются такие известные исследователи, как Б.Ф.Скиннер, Д.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 отдель-ныхлюдей. 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 70—80-е годы многими авторами: А.Кездайном, Т.Кратохвиллом, Б.Скинне-ром, Ф.-Дж.МакГиганом и др.

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

Если создать "правильную" стратегию проведения эксперимента с одним испытуемым, то вся проблема сведется лишь к учету инди­видуальных различий. Эксперименте 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.

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.

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 плаце-бо. Кроме того, неясно, что привело к эффекту: может быть, воздей­ствие оказала не переменная В, а какая-либо иная, 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 независимой и зависимой пере­менными, то независимая переменная считается причиной, которая может модифицировать поведение испытуемого.

Однако и первый, и второй варианты планирования временных серий не позволяют учесть фактор кумуляции воздействий. Возмож-

но, 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 втором 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.

Очевидно, 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: 1. Что было бы с испытуемым, если бы никакого воздействия не было (эффект плацебо)? 2. Не является ли последовательность воздействий А-В сама по себе еще одним воз-

действием (побочной переменной)? 3. 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, когда "имитируется" 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 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 первый раз, то причина повышения успеваемости — в ней, а не только в занятиях у-шу.

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 рандоми-зированно распределяются во времени, например по дням недели, если речь идет о разных способах избавления от курения. Затем оп-

ределяются 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 по величине роста или падения кривой.

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

Другой вариант—реверсивный план. Он при меняется 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 де-

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 после 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 нивелировать "эффект последовательности" является инверсия последовательности воздействий — планА-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 случайными 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 типаА-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 будет понижаться эффективность выполнения второго теста.

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". N.Y.:

Pergamon, 1984).

№	План	Тип	Возможность
			применения
			"слепого метода"
	А-А,	Квазиэксперимент	Нет
	А- В	Квазиэксперимент	Нет
	А, -В	Квазиэксперимент	Один или двойной
	А - А, - А	Эксперимент	Нет
	А-В-А	Эксперимент	Нет
	А, - В —А,	Эксперимент	Один или двойной
	А | - А - А,	Эксперимент	Один или двойной
	В-А-В	Эксперимент	Нет
	В-А, - В	Эксперимент	Один или двойной
	А-А, -А-А,	Эксперимент	Один или двойной
	А-В-А-В	Эксперимент	Нет
	А, - В-А,-В	Эксперимент	Один или двойной
	А-А,- В —А, — В	Эксперимент	Один или двойной
	А— А, -А- А, -В- А, — В	Эксперимент	Один или двойной
	А, - В-А,-С-А, -С	Эксперимент	Один или двойной

Примечание: А— нет воздействия; В — воздействие 1;А, — пла-цебо; С — воздействие 2.

Основные артефакты в исследовании на одном испытуемом прак­тически неустранимы. Трудно представить, как можно устранить эффекты, связанные с необратимостью событий. Если эф4?екты 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 — возможность 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.

Рассмотрим пример. В начале 60-х годов в лаборатории Б.Н.Теп-лова возникла проблема: почему все графики, описывающие изме­нения времени реакции в зависимости от интенсивности раздражи­теля, у испытуемых различны? В.Д.Небылицын 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. Он предположил, что нормировка индивидуальных по­казателей на величину начального уровня обученности (по оси Y) и на индивидуальное время достижения критерия (по оси X) позволя­ет получить функциональную зависимость успешности от времени, одинаковую для всех испытуемых. Это подтвердилось: показатели изменения индивидуальных результатов испытуемых, представлен-

ные 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.

Остановимся еще раз на одной особенности экспериментов с учас­тием одного испытуемого. Результаты этих экспериментов очень за­висят от предубеждений экспериментатора и отношений, 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 тем, 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).

5.2. 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 его сегодняшнего и, по мнению многих исследователей, завтрашне­го дня.

Доэкспериментальные планы, точнее — исследования, которые проводились и проводятся до сих пор по определенным схемам, не учитывают требован и и, предъявляемых к плану классического экс­периментального исследования. Причина — незнание этихтребова-

ний или невозможность их учета при проведении реального иссле­дования в конкретных условиях. Исследования по схеме доэкспери-ментальных планов проводились еще до возникновения теории пла­нирования эксперимента.

Квазиэкспериментальные планы являются попыткой учета реа­лий жизни при проведении эмпирических исследований. Те усло­вия, в которые ставит жизнь и 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 — квазиэкспери­ментальные планы.

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, Кох 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.

Дата добавления: 2014-12-29