Измерительные шкалы

Понятие измерения

Измерительные шкалы

Количественные данные, полученные в результате тщательно спланированного эксперимента по определенным измерительным процедурам, используются затем для статистической обработки.

Измерение в самом широком смысле может быть определено как приписывание чисел объектам или событиям, которое осуществляется по определенным правилам. Эти правила должны устанавливать соответствие между некоторыми свойствами рассматриваемых объектов, с одной стороны, и ряда чисел — с другой. В целом можно сказать, что измерение — это процедура, с помощью которой измеряемый объект сравнивается с некоторым эталоном и получает численное выражение в определенном масштабе или шкале.

В каждом конкретном случае измерение является операцией, с помощью которой экспериментальным данным придается форма связного числового сообщения. Именно закодированная в числовой форме информация позволяет использовать математические методы и выявлять то, что без обращения к числовой интерпретации могло бы остаться скрытым; кроме того, числовое представление объектов или событий позволяет оперировать сложными понятиями в более сокращенной форме. Именно это и является причиной использования измерений в любой науке, в том числе и биологии.

Любой вид измерения предполагает наличие единиц измерения. Единица измерения это та «измерительная палочка», как говорил С. Стивенс, которая является условным эталоном для осуществления тех или иных измерительных процедур. В естественных науках и технике существуют стандартные единицы измерения, например, градус, метр, ампер и т.д.

Согласно С. Стивенсу (1951), существует четыре типа измерительных шкал (или способов измерения):

1) номинативная, номинальная или шкала наименований;

2) порядковая, ординарная или ранговая шкала;

3) интервальная или шкала равных интервалов;

4) шкала равных отношений, или шкала отношений.

Все находящиеся в одной строчке наименования являются синонимами и поэтому в дальнейшем изложении будут использоваться на равных основаниях.

Процесс присвоения количественных (числовых) значений, имеющейся у исследователя информации, называется кодированием. Иными словами — кодирование это такая операция, с помощью которой экспериментальным данным придается форма числового сообщения (кода).

Каждая измерительная шкала имеет собственную, отличную от других форму числового представления, или кода. Поэтому закодированные признаки изучаемого явления, измеренные по одной из названных шкал, фиксируются в строго определенной числовой системе, определяемой особенностями используемой шкалы. Измерения, осуществляемые с помощью двух первых шкал, считаются качественными, а осуществляемые с помощью двух последних шкал — количественными.

Специфические особенности измерительных шкал обязательно должны учитываться при получении экспериментального материала в прикладных исследованиях. После измерения, проведенного в той или иной шкале, исследователь будет оперировать реальными свойствами изучаемого явления, представленного числовыми кодами. Именно это и позволяет исследователю применять соответствующие статистические операции к полученным экспериментальным данным.

Поэтому закодированные признаки изучаемого явления, измеренные по одной из названных выше шкал, фиксируются в строго определенной знаковой или числовой системе, задаваемой правилами построения используемой шкалы. Нестандартизованная процедура оперирования с числами (кодами), полученными в разных измерительных шкалах, неизбежно приведет к искажению результатов исследования, а то и просто к неправильному выводу.

Получив в соответствующей шкале массив экспериментальных данных, исследователь начинает окончательное оформление результатов своей работы в виде таблиц, графиков, статистических выкладок и других процедур, необходимых для получения строгого вывода из его экспериментального исследования. Самое главное, однако, о чем должен помнить исследователь при выборе способа измерения, это то, что он должен соответствовать поставленной задаче исследования.

Рассмотрим подробно все четыре шкалы.

1.3. Номинативная шкала (шкала наименований)

Измерение в номинативной шкале (номинальной, или шкале наименований) состоит в присваивании какому-либо свойству или признаку определенного обозначения или символа (численного, буквенного и т.п.). По сути дела, процедура измерения сводится к классификации свойств, группировке объектов, к объединению их в классы, группы при условии, что объекты, принадлежащие к одному классу, идентичны (или аналогичны) друг другу в отношении какого-либо признака или свойства, тогда как объекты, различающиеся по этому признаку, попадают в разные классы.

Иными словами, при измерениях по этой шкале осуществляется классификация или распределение объектов (например, особенностей вида) на непересекающиеся классы, группы. Таких непересекающихся классов может быть несколько. Классический пример измерения по номинативной шкале в психологии — разбиение людей по четырем темпераментам: сангвиник, холерик, флегматик и меланхолик.

Номинальная шкала определяет, что разные свойства или признаки качественно отличаются друг от друга, но не подразумевает каких-либо количественных операций с ними. Так, для признаков, измеренных по этой шкале нельзя сказать, что какой-то из них больше, а какой-то меньше, какой-то лучше, а какой-то хуже. Можно лишь утверждать, что признаки, попавшие в разные группы (классы) различны. Последнее и характеризует данную шкалу как качественную.

Пример большего числа классов разбиения по номинативной шкале — нумерация игроков спортивных команд.

Следует подчеркнуть, что присваиваемые объектам в номинативной шкале символы являются условными, их можно заменитьодин на другой без ущерба для изучаемого объекта или явления. Более того, поскольку эти символы не несут никакой информации, операции с ними не имеют смысла. В частности, упорядочить (ранжировать) пункты рассмотренных выше примеров невозможно, более того, нельзя сказать, какой из этих пунктов является наиболее значимым, а какой наименее.

Самая простая номинативная шкала называется дихотомической. При измерениях по дихотомической шкале измеряемые признаки можно кодировать двумя символами или цифрами, например 0 и 1, или 2 и б, или буквами А и Б, а также любыми двумя отличающимися друг от друга символами. Признак, измеренный по дихотомической шкале, называется альтернативным.

Вдихотомической шкале все объекты, признаки или изучаемые свойства разбиваются на два непересекающихся класса, при этом исследователь ставит вопрос о том, «проявился» ли интересующий его признак у испытуемого или нет. Например, в одном конкретном исследовании признак «полная семья» проявился у 23 школьников из 30, т.е. 23 школьникам можно поставить, например, цифру 1, соответствующую признаку «полная семья», остальным цифру 0, соответствующую признаку — «неполная семья».

Приведем еще примеры, относящиеся к измерениям по дихотомической шкале: испытуемый ответил на пункт опросника либо «да», либо «нет»; кто-то проголосовал «за», кто-то «против»; этот человек «экстраверт», а другой «интроверт»; этот человек умеет водить машину, тот не умеет и т.п. Во всех перечис­ленных случаях получаются два непересекающихся множества, применительно к которым можно только подсчитать количество индивидов, обладающих тем или иным признаком.

В номинативной шкале можно подсчитать частоту встречаемости признака т.е. число испытуемых, явлений и т.п, попавших в данный класс (группу) и обладающих данным свойством. Например, мы хотим выяснить число мальчиков и девочек в спортивной секции. Для этого мы кодируем мальчиков, например, цифрой 1, а девочек — цифрой 0. После этого подсчитываем общее количество цифр (кодов) 1 и 0. Это и есть подсчет частоты признака. Понятно, что можно было закодировать мальчиков буквой А или символом &, а девочек буквой Б или символом #, а потом подсчитать количество букв А или символов & для мальчиков и букв Б или символов # — для девочек: результат, очевидно, будет тем же самым.

Единица измерения, которой мы оперируем в случае номинативной шкалы, — это количество наблюдений (испытуемых, свойств, реакций и т.п.)- Общее число наблюдений (респондентов и т.п.) принимается за 100%, и тогда мы можем вычислить процентное соотношение, например, мальчиков и девочек в классе. Если же количество групп разбиения больше чем две, то также можно подсчитать процентный состав испытуемых (респондентов) в каждой группе.

1.4. Порядковая (ранговая, ординарная) шкала

Измерение по этой шкале расчленяет всю совокупность измеренных признаков на такие множества, которые связаны между собой отношениями типа «больше — меньше», «выше — ниже», «сильнее — слабее» и т.п. Если в предыдущей шкале было несущественно, в каком порядке располагаются измеренные признаки, то в порядковой (ранговой) шкале все признаки располагаются по рангу — от самого большего (высокого, сильного, умного и т.п.) до самого маленького (низкого, слабого, глупого и т.п.) или наоборот.

Типичный и очень хорошо известный всем пример порядковой шкалы — это школьные оценки: от 5 до 1 балла. Еще пример — судейство в некоторых видах спорта или зрелищных программах (КВН, ДОГШОУ и др.), которые также представляют собой вариант ранжирования.

Еще пример: исследователь изучает группу спортсменов, имеющих следующую градацию званий: мастер спорта, кандидат в мастера и перворазрядник. В этом случае удобно каждую отдельную группу обозначить собственным символом, например, 1, 2 и 3 (или наоборот — 3, 2 и 1). Эти же градации можно обозначить и другими символами, например, буквами А, Б и В. При этом на основе этих символов можно сказать, что представитель первой группы имеет более высокую спортивную квалификацию, чем представители двух других.

В порядковой (ранговой) шкале должно быть не меньше трех классов (групп): например, ответы на опросник: «да», «не знаю», «нет»; или — низкий, средний, высокий; и т.п., с тем расчетом, чтобы можно было расставить измеренные признаки по порядку. Именно поэтому эта шкала и называется порядковой, или ранговой, шкалой.

От классов просто перейти к числам, если считать, что низший класс получает ранг (код или цифру) 1, средний — 2, выс­ший — 3 (или наоборот). Чем больше число классов разбиений всей экспериментальной совокупности, тем шире возможности статистической обработки полученных данных и проверки стати­стических гипотез.

При кодировании порядковых переменных им можно приписывать любые цифры (коды), но в этих кодах (цифрах) обязательно должен сохраняться порядок, или, иначе говоря, каждая последующая цифра должна быть больше (или меньше) предыдущей.

Дата добавления: 2014-01-05