Основы теории измерений

2.3.1. Методы и методики измерений. Методами называют основные способы измерений, исследований, опирающиеся на определенный вид условий их осуществления и (или(естественнонаучных закономерностей (например, методы: полевой, лабораторный; соревновательный, игровой; механический, электрический, магнитный; динамометрический, спидометрический, акселерометрический).

Методики измерений — это алгоритмические системы операций с использованием определенных технических устройств, приборов, установок, позволяющих эти системные операции успешно реализовать.

В методике могут быть представлены разные методы измерений, одни и те же методы могут быть представлены в разных методиках..

Лабораторный и полевой методы. Обследования с целью контроля и исследования можно проводить в естественных условиях тренировочного занятия или соревнований, не нарушая сколько-нибудь чувствительно их ход, — эти условия принято называть полевыми. Изучать можно как состояние интересующих нас занимающихся, имея в виду их состояние здоровья, самочувствие, физическое развитие, физическую подготовленность[1], оперативное функциональное и психическое состояние, уровень технической и тактической подготовленности, так и их разного рода активность, чаще спортивную двигательную. Возможности современных информационных технологий позволяют в полевых условиях проводить разнообразные измерения, доступные ранее лишь в лабораторных условиях.

Однако во многих случаях, когда нужные измерения с нужной точностью в полевых условиях провести не представляется возможным, следует попытаться получить нужные данные измерениями в лабораторных условиях, то есть в условиях, специально созданных для проведения этих измерений и получения таких их результатов, которые можно было бы перенести на аналогичный контингент людей, функционирующих в реальных «рабочих» условиях.

2.3.2. Шкалы измерений. Различают 4 типа шкал: 1 качественную и 3 количественных. То, в какой шкале произведены измерения, предопределяет выбор типа математико-статистических процедур, которые можно корректно использовать. Ошибка выбора делает вывод недостоверным.

Первой назовем шкалу наименований ( или номинальную шкалу). Это неколичественная шкала. Примеры: распределение футболистов по функциональным номерам, распределение людей по цвету волос, спортсменов по их спортивным разрядам. Признакам присваивают наименования, по которым можно группировать объекты. Это качественные определения. Возможности статистической обработки невелики: однородные объекты группируют, в дальнейшем работают с числами, обозначающими количества объектов в каждой группе.

Чтобы использовать в таком случае математико-статисти­ческие методы, нужно подсчитать количество объектов, однотипных по интересующему нас признаку и затем оперировать полученными числами — таким образом, оперировать уже другим, не индивидуальным, а групповым, т.е. вторичным, косвенным, опосредствующим количественным значением, полученным на основе первичного — качественного.

Шкала порядка (шкала рангов). Она гораздо богаче возможностями. Примеры: распределение спортсменов по местам, завоеванным на соревнованиях, присвоение порядковых номеров по росту или весу, распределение упражнений по их нагрузочности, спортсменов по величине оценки за выполнение упражнений и т.п. Порядковые номера преобразуют в ранги, после чего можно применять к таким совокупностям чисел статистические процедуры, позволяющие сделать важные выводы. Присвоив ранги, можно применять непараметрические статистические методы. Количественные значения изучаемого признака в полученной совокупности располагают по возрастанию или по убыванию (ранжируют) и присваивают ранг соответственно порядковому номеру. Но в тех случаях, когда несколько чисел имеют одинаковые значения, им присваивают одинаковый ранг, вычисляемый делением суммы порядковых номеров одинаковых чисел на их количество. Пример: приведем результаты (с) в беге на 100 м, а под ними соответствующие им ранги:

11,0; 11,3; 11,4; 11,4; 11,6; 11,7; 11,7; 11,7; 12,2; 12,5

1 2 3,5 3,5 5 7 7 7 9 10

Операция называется присвоением рангов. Ранг — тоже косвенный, опосредствующий, но уже не групповой (как полученные на основе шкалы наименований), а индивидуальный признак.

Недостаток этой шкалы — ее неравномерность, т.е. различное «расстояние» между ее делениями: в приведенном примере результаты, имеющие 1-й и 2-й ранги разделяют между собой 0,3 с, а 2-й и 3,5-й ранги — 0,1 с, 3,5 и 5-й ранги — 0,2 с и.т.д. В связи с этим возможности математико-статистической обработки данных, полученных измерениями в шкале рангов, в определенной мере ограничены (об этом будет сказано далее).

Шкала интервалов (интервальная) и шкала отношений. Более мощные, параметрические методы применимы лишь к обработке данных измерений, проведенных с использованием шкалы интервалов или шкалы отношений. В той и другой мы имеем дело с мерами, т.е. с числами, за которыми стоит содержание, этим числам точно соответствующее. Так обстоит дело с физическими величинами (метры, секунды, килограммы, вольты и т.п.). «Цена деления» в каждой из этих шкал одинакова по всей ее длине. Пример: температура по Цельсию (шкала интервалов) и по Кельвину (шкала отношений) — деления в шкалах одинаковы, различие лишь в том, что в шкале интервалов начало (ноль шкалы) выбирается условно (Цельсий выбрал температуру таяния льда из дистиллированной воды при атмосферном давлении 760 мм рт. ст.), а в шкале отношений оно естественно — абсолютный ноль, что соответствует сущности рассматриваемого фактора: при «абсолютном ноле» нет движения молекул, т.е. их кинетическая энергия равна 0). Поэтому вдвое теплее, чем при 10^оС (283,2^оК) отнюдь не при 20^оС, а при 293,2^оС: (283,2^оК´2 = 566,4^оК; 566,4^оК = =293,2^оС). Еще пример: измерение силы ног при вставании из приседа по максимальному весу штанги на плечах (при одинаковом весе тела спортсмена). В этих случаях прибавив 273,2^о или, соответственно, вес тела, перейдем от шкалы интервалов к шкале отношений.

Шкалы интервалов и отношений — равномерные (т.е. с одинаковым количественным содержанием признака в каждом делении), они градуированы в физических или в иных по содержанию равных между собой единицах (пример — в разах при подтягивании)[2]. Начало шкалы отношений (ее ноль) — естественные начала отсчета, меньшей данная величина не может быть в принципе. А в шкале интервалов начало шкалы назначается из тех или иных соображений (легкости определения начальной точки отсчета, удобства отсчета и др.).

Для обработки результатов, полученных измерениями в шкале интервалов, можно использовать все статистические процедуры. Отличие шкалы отношений только в том, что по ней видно, во сколько раз одно значение больше другого (их отношение). Между тем, знать такое соотношение бывает полезно. Чтобы перейти от шкалы интервалов к шкале отношений, нужно добавить к каждому результату значение начала шкалы интервалов от начала шкалы отношений.

Дата добавления: 2015-04-30