ЛЕКЦІЯ 10. ФАКТОРНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ

1. Змінні та схеми в факторному експерименті.

2. Складний (факторний) план.

3. Категоризація факторних планів.

4. Рандомізований факторний план 2X 2.

5. Варіанти взаємозв’язку змінних у факторному експерименті.

Якщо в експериментальному плані враховуються зміни більш ніж однієї керованої незалежної змінної, то такий експеримент називається факторним. Для факторного експерименту план буде включати вказівку умов, в яких поєднуються рівні двох або більше змінних. Згідно з принципом ізольованих умов, функціональний контроль кожної НЗ відбувається незалежно від іншої. Друга незалежна змінна може вводитися для цілей контролю змін, пов'язаних з тим же базисним процесом, на який впливає перша НЗ, або для уточнення психологічних механізмів, що стоять за змінами ЗЗ. Це уточнення гіпотез може бути представлено також як вибір за отриманими результатами однієї з базисних змінних, які реконструюються як центральні складові ЗЗ. Інші види уточнення психологічних гіпотез на основі використання факторних схем - це контроль супутніх змішень і проведення багаторівневих експериментів. ЗЗ в факторному експерименті може бути одна. Якщо їх кілька, то загальна схема обробки даних зазвичай ідентична для різних показників і змінюється лише в аспекті застосовності до них тих чи інших статистичних критеріїв в залежності від типу шкал (якісні відповіді типу «так - ні», вимірювання часу реакції, тестові бали і т.п.). Факторний експеримент не слід плутати з багатовимірним, для якого характерні множинні зміни і НЗ, і ЗЗ.

Дослідники керуються різними міркуваннями, обираючи факторні експериментальні плани. їх можна упорядкувати навколо наступних трьох категорій.

1. Необхідність перевірки специфічних теорій або складних гіпотез відносно взаємозв’язків між змінними, які називають комплексними або комбінованими.

2. Прагнення підвищити рівень узагальненості висновків шляхом встановлення специфічних особистісних чинників та ситуаційних (концептуальних) факторів, що зумовлюють зміни у поведінці досліджуваних або виявленні інших психічних феноменів.

3. Необхідність вивчення впливу конкретних побічних змінних на результати дослідження шляхом надання їм статусу додаткових незалежних змінних.

В одному з підручників американських авторів, присвячених експериментальним методам в психології, наводяться такі приклади реальних факторних досліджень, які наочно ілюструють різні міркування, що спонукають дослідників віддавати перевагу саме факторним експериментам.

Наприклад, в одному з класичних і широко відомих експериментів, присвячених вивченню чинників агресивної поведінки, його автори Берковіць і Ле Паж висунули гіпотезу, що навіть присутність у полі зору досліджуваних суб’єктів агресивного стимулу (такого як пістолет) може спонукати індивідів, схильних до агресивної поведінки, поводитися агресивно. Це була комплексна гіпотеза, що передбачала перевірку внеску в спричинення агресивної поведінки двох факторів – схильності до агресивних виявлень і присутності (або відсутності) в полі зору індивіда агресивного стимулу. Дослідники мали встановити, чи існує взаємодія між наявністю агресивного стимулу і вірогідністю виявлення агресивної поведінки у осіб, схильних до агресії.

Спочатку автори дослідження маніпулювали схильністю до агресивної поведінки шляхом варіювання кількості електрошоків, які досліджувані суб’єкти отримували від помічника експериментатора. Це маніпулювання базувалося на припущенні, що суб’єкти, які отримали багато неприємних електрошоків від помічника експериментатора, були більш схильні до виявлення агресії, ніж суб’єкти, що отримали лише декілька електрошоків. Потім була надана можливість «помститися» їм (за допомогою електрошоків) у ситуації, коли в лабораторії, де проводився експеримент, на сусідньому столі лежала або тенісна ракетка (неагресивний стимул), або пістолет (агресивний стимул). Результати експерименту дозволили встановити, що суб’єкти, схильні до агресії (тобто більше роздратовані помічником експериментатора), спричиняли більшу кількість тривалих електрошоків у ситуації, коли в кімнаті знаходився пістолет, ніж коли поряд на столі вони бачили тенісну ракетку.

Ми вже зазначали, що експерименти із застосуванням больових стимулів були засуджені психологами різних країн, проте вони увійшли в підручники з експериментальної психології і використовуються як зразки для ілюстрації деяких унікальних дослідницьких феноменів, як наведений вище приклад підсвідомого впливу на виявлення агресивної поведінки знаряддя агресії, яке знаходиться поряд.

Для ілюстрації критерію вибору факторних планів наведемо дослідження з галузі соціальної психології, метою якого було з’ясування суперечливих даних щодо впливу скупченості на поведінку людини.

Деякі дослідники повідомляли раніше про свої спостереження відносно того, що в оточенні великої кількості людей індивіду гірше впоратися із завданням, ніж за інших умов, в той час як інші дослідники встановили протилежний ефект. У кожному із згаданих досліджень поняття «скупченості» операційно визначалося як «щільність групи» (кількість суб’єктів у певному просторі, наприклад, в одній кімнаті).

Цією змінною маніпулювали шляхом зміни кількості людей, що працювали в одній кімнаті в діапазоні «декілька – багато». Дослідник Хеллер і його колеги висловили припущення, що розбіжності у попередніх результатах були зумовлені неточним операційним визначенням незалежної змінної «скупченість» як «щільність групи». Вони зазначали, що скупченість це комплексний феномен, який включає як кількість суб’єктів у даному просторі, так і фізичну їх взаємодію. Була висунута гіпотеза, що якість діяльності у приміщеннях з великою кількістю суб’єктів знижуватиметься тільки у випадках, якщо їм необхідно фізично взаємодіяти один з одним. У проведеному ними дослідженні перевірялася гіпотеза про вплив на якість діяльності групи досліджуваних (яким пропонувалося сортувати за тематикою і нумерувати брошури) у чотирьох різних експериментальних умовах:

1) низької щільності групи (тобто невеликої кількості людей, що працювали в одному приміщенні) і відсутності фізичної взаємодії між суб’єктами;

2) низької щільності групи і необхідності фізичної взаємодії;

3) високої щільності групи і відсутності фізичної взаємодії;

4) високої щільності групи і необхідності фізичної взаємодії.

Дослідники повинні маніпулювати «щільністю групи» шляхом варіювання кількості суб’єктів у кімнаті, а «фізичною взаємодією» – шляхом різного розміщення матеріалів, необхідних для сортування брошур.

Суб’єкти в умовах відсутності необхідності фізичних контактів сиділи за столом з усіма необхідними для ознайомлення матеріалами. Суб’єкти ж в умовах необхідності фізичних контактів змушені були збирати необхідні їм матеріали з різних столів і завдяки цьому втручатися у роботу інших суб’єктів. Результати підтвердили гіпотезу, що ефективність діяльності була більш низькою за умов високої щільності групи і необхідності фізичних контактів. Таким чином, це дослідження допомогло уточнити результати попередніх досліджень і підвищити рівень узагальненості зроблених під час їх проведення висновків щодо впливу на ефективність діяльності кількості людей, які працюють разом в одному приміщенні.

Для ілюстрації ще однієї категорії міркувань щодо доцільності застосування факторних планів експерименту, а саме необхідності вивчення впливу декількох незалежних змінних на одну залежну, наведемо приклад класичного експерименту Еша, присвяченого вивченню явища «конформності». Еш пред’являв групі досліджуваних (серед яких були і його помічники) для порівняння з еталоном декілька ліній, які сприймалися як еквівалентні за довжиною еталонній лінії. Після декількох спроб встановити довжину ліній у порівнянні з еталонною, які робилися почергово учасниками експерименту (з наданням відповідей в усній формі), помічники експериментатора, які завжди реагували раніше суб’єкта, рівень конформності якого перевірявся, починали одноголосно давати неправильні відповіді.

Перевірялось, за яких умов суб’єкт спостереження починав давати неправильні відповіді під тиском групи або залишався незалежним і давав правильну відповідь. Оскільки раніше були отримані дані про те, чому жінки більше схильні до конформності у поведінці, ніж чоловіки, стать досліджуваного була введена в умови розглянутого вище експерименту як додаткова незалежна змінна.

Проте якщо для порівняння з еталоном пред’являлись предмети, якими частіше користуються жінки (наприклад, парасолька), або чоловіки (наприклад, сигара), конформність чоловіків і жінок виявлялась інакше, ніж при реакції на «нейтральні» об’єкти (як у класичному варіанті експерименту Еша з порівнянням довжини ліній).

Категоризація факторних планів

Теоретично експеримент може передбачати будь-яку кількість незалежних змінних. Проте принаймні одна з них має бути маніпульованою змінною, інакше дослідження неможливо визнати експериментальним. Зазвичай дослідники обмежують кількість незалежних змінних до двох чи трьох, оскільки результати дослідження, що базуються на великій кількості змінних, важко інтерпретувати. Двофакторні експериментальні плани називають пла­нами А X В, тобто планами з двома незалежними змінними.

Наприклад, в одному із досліджень, яке наводилося вище для ілюстрації методологічних міркувань щодо вибору факторних планів, був застосований двофакторний план (А X В). Однією з незалежних змінних при вивченні ефективності діяльності у групах з різною кількістю учасників була «щільність групи» (скажімо, фактор А), другою – фізичний контакт досліджуваних під час виконання діяльності (фактор В). Можна було б додати ще одну, третю змінну С – попереднє знайомство досліджуваних один з одним, яке теж могло вплинути на результати дослідження.

Кожна з незалежних змінних може мати у свою чергу два, три, чотири і більше рівнів. Так, двофакторний план, у якому кожна змінна має два рівні, буде позначатися як 2X 2. Наприклад, у розглянутому нами дослідженні Берковіца і Ле Пажа щодо впливу на виявлення агресивної поведінки роздратованих суб’єктів ситуаційного фактора присутні дві незалежні змінні: роздратованість суб’єкта і тип об’єкта з двома рівнями кожної змінної (високий рівень роздратованості або схильності до виявлення агресії і помірний та два типи об’єктів – агресивний (пістолет) і нейтральний (ракетка).

У розглянутому вище дослідженні, що мало на меті вивчення факторів, які впливають на виявлення конформності у поведінці суб’єкта, був застосований факторний план 2X 3. Першою змінною була стать досліджуваного з двома «рівнями» виявлення (чоловіки – жінки), другою – тип об’єктів, що пред’являлись в експерименті для порівняння з еталоном, з трьома «рівнями»: об’єкти, якими частіше користуються чоловіки або жінки і нейтральні об’єкти.

Визначивши тип факторного експериментального плану 2Í2 або 2Í3, ми матимемо кількість різних експериментальних умов, помноживши кількість рівнів однієї незалежної змінної на кількість рівнів іншої змінної.

Якщо ми обрали двофакторний план, то можемо проілюструвати його двомірною таблицею, в якій стовпчики вказують на рівні змінної В, а рядки – на рівні змінної А (див. табл. 1). Малими літерами «а» і «в» позначені рівні кожної із змінних: а₁ і а₂ для змінної А і в₁ та в₂ для змінної В.

Таблиця 1

Визначення експериментальних умов у двофакторному експериментальному плані (факторний план 2x2)

(факторний план 2x3)

Рандомізований факторний план 2Í2

Рандомізований факторний план 2X 2 є найпростішим, як вважають дослідники теорії експерименту, з факторних планів як з точки зору його статистичного аналізу, так й інтерпретації результатів досліджень, що виконуються з його застосуванням.

Щоб проілюструвати основні особливості факторних експериментів, розглянемо приклад дослідження впливу збуджувальної речовини – кофеїну на ефективність сенсомоторних реакцій стомлених досліджуваних двох рандомізованих груп, одній з яких давали кофеїн, а іншій – плацебо (кофе без кофеїну).

Експериментальне завдання передбачало розпізнавання одного типу сигналу серед декількох, що пред’являлись у випадковому порядку: імітувалася ситуація роботи водія автотранспорту: на червоне світло досліджуваний натискав відповідну кнопку на контрольній панелі, а зелене і жовте мав ігнорувати.

Цей експеримент згадувався у попередніх розділах. Тоді ми, зокрема, не охарактеризували параметри оточуючого середовища під час проведення експерименту. Уявимо, що експеримент проводився у приміщенні, де було чимало відволікаючих увагу факторів (так званих дистракторів).

Згідно з гіпотезою експерименту, досліджувані у стані стомлення, які отримували перед початком експерименту кофе, виявлялись менш чутливими до дистракторів, ніж досліджувані, які отримували плацебо (кофе без кофеїну). Якщо розбіжності в характеристиках уваги (і, відповідно, у сенситивності до дистракторів) дійсно з’являються під впливом кофеїну, то експериментальні умови з наявністю дистракторів можна розглядати як вірогідне джерело побічної варіативності, яка взаємодіє з незалежною змінною (збуджуючим впливом кофе на увагу).

Побічний вплив умов середовища, в яких проводився експеримент, можна перевірити шляхом включення фактора «умови середовища» як другої незалежної змінної в експериментальний план дослідження і спланувати рандомізований факторний експеримент 2 X 2 з двома незалежними змінними і двома рівнями виявлення кожної з них. Основна концептуальна незалежна змінна – функціональний стан досліджуваного (позначимо його літерою В) буде представлена двома рівнями: стан підвищеної активності завдяки підвищенню уваги під впливом кофеїну (в₁) і звичайний стан стомлення – при наданні плацебо (в₂).

Друга незалежна зміна (А) характеризуватиме параметри оточуючого середовища, в якому проводиться експеримент, і буде представлена двома рівнями: несприятливе середовище з наявністю дистракторів (а₁) і сприятливе середовище без дистракторів (а₂).

Якщо ці фактори (змінні) і їх рівні поєднуються в одному експериментальному плані, ми отримуємо факторний план 2X 2 з чотирма експериментальними умовами, які представлені у табл. 2.

Таблиця 2