Метод эксперимента в педагогическом исследовании

“Психолого-педагогический эксперимент – комплексный метод исследования, который обеспечивает научно-объективную и доказательную проверку правильности обоснованной в начале исследования гипотезы. Он позволяет глубже, чем другие методы, проверить эффективность тех или иных нововведений в области обучения и воспитания, сравнить значимость различных факторов в структуре педагогического процесса и выбрать наилучшее (оптимальное) для соответствующих ситуаций их сочетание, выявить необходимые условия реализации определенных педагогических задач. Эксперимент позволяет обнаружить повторяющиеся, устойчивые, необходимые, существенные связи между явлениями, т. е. изучать закономерности, характерные для педагогического процесса” (Ю.К. Бабанский)1.

В отличие от обычного изучения педагогических явлений в естественных условиях путем их непосредственного наблюдения эксперимент позволяет искусственно отделять изучаемое явление от других, целенаправленно изменять условия педагогического воздействия на испытуемых.

Педагогический эксперимент требует от исследователя высокой методологической культуры, тщательной разработки его программы и надежного критериального аппарата, позволяющего фиксировать эффективность образовательного процесса.

Таким образом, сущность эксперимента заключается в активном вмешательстве исследователя в психолого-педагогический процесс с целью его изучения в заранее запланированных параметрах и условиях. В эксперименте в совокупности используются методы наблюдения, беседы, опросов и т.д. И.П. Павлов отмечая преимущества эксперимента перед наблюдением, утверждал: “Наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что он хочет”1. Исследователь в процессе эксперимента по своей воле вызывает или формирует те или иные психолого-педагогические явления в различных, заранее определенных условиях (которые в большинстве случа­ев также находятся под его влиянием). Эксперимент позво­ляет варьировать факторами, которые воздействуют на изучаемые процессы и явления, воспроизводить их неоднократно. Его сила в том, что он дает возможность создавать новый опыт в точно учитываемых условиях.

В педагогике выделяют несколько основных видов эксперимента. Прежде всего, различают естественный и лабораторный эксперименты. Естественный эксперимент проводится в реальных для испытуемых условиях деятельности, но при этом создается или воссоздается то явление, которое следует изучать. Этот вид эксперимента в силу того, что проводится в обычных условиях деятельности испытуемых, дает возможность замаскировать его содержание, цели и при этом сохранить суть, которая заключается в активности исследователя в изменении условий выполнения изучаемой деятельности. Таким образом, “на первой стадии эксперимента исследователь изучает начальное состояние деятельности – поведение обучающихся, уровень сформированности у них знаний, навыков, умений или других характеристик, которые вытекают из содержания научной работы. Затем он один или совместно с коллегами осуществляют преднамеренные изменения в содержании, формах, методах или средствах изучаемого вида деятельности. После проведенных изменений вновь изучается, например, уровень воспитанности, развитости или успешности обучения и делается вывод об эффективности применяемой в естественных условиях системы мер”1.

В случае лабораторного эксперимента в учебном коллективе выделяется группа испытуемых. Исследователь работает с ними, применяя специальные методы исследования, – беседы, тестирование, индивидуальное и групповое обучение и наблюдает за эффективностью своих действий. После завершения эксперимента сравниваются предшествующие результаты с вновь полученными.

В психолого-педагогических исследованиях так же выделяют конста-тирующий и формирующий эксперименты. В первом случае исследователь экспериментальным путем устанавливает только состояние изучаемой педагогической системы, констатирует факты наличия причинно-следственных связей, зависимости между явлениями. Полученные данные могут служить материалом для описания ситуации как сложившейся и повторяющейся или быть основой для исследования внутренних механизмов становления тех или иных свойств личности или качеств педагогической деятельности. Это дает основание для такого построения исследования, которое позволяет прогнозировать развитие изучаемых свойств, качеств, характеристик. Когда же исследователь применяет специальную систему мер, направленных на формирование у испытуемых определенных личностных качеств, повышение результативности учебной или трудовой деятельности, речь идет уже о формирующем эксперименте. Последний ориентирован на изучение динамики развития изучаемых психологических свойств или педагогических явлений в процессе активного воздействия исследователя на условия выполнения деятельности. Следовательно, основной особенностью формирующего эксперимента является то, что в нем сам исследователь активно и позитивно влияет на изучаемые явления. В этом проявляется активная роль педагогики как науки, активная жизненная позиция ученого, осуществляющая принцип единства теории, эксперимента и практики.

Наряду с названными видами педагогических экспериментов, существуют и другие подходы к их классификации. В частности, В.И. Загвязинский1 предлагает различать зондирующий и проверочный эксперименты. Первый по своим задачам близок констатирующему, а второй предполагает проверку выдвинутых предложений, частных гипотез, для чего необходимо получение или уточнение отдельных фактов. Среди других видов эксперимента он выделяет сравнительный и перекрестный эксперименты. О сравнительном эксперименте речь идет в тех случаях, когда исследователь осуществляет выбор наиболее оптимальных условий или средств педагогической деятельности, сравнивая между собой контрольный и экспериментальный объекты. В качестве таких объектов могут выступать группы обучающихся или воспитываемых. Как правило, в этом случае в экспериментальных группах организуются специальные педагогические изменения, которые, по мнению исследователя, должны привести к позитивным результатам. В контрольных группах подобные изменения не осуществляются. В этом случае имеется возможность сравнения полученных результатов. Существует и другой способ проведения сравнительного педагогического эксперимента, когда контрольного объекта нет, а сравниваются несколько экспериментальных вариантов между собой, чтобы отобрать лучший. Перекрестный эксперимент проводится в том случае, когда у исследователя нет возможности уровнять состав контрольных и экспериментальных групп (определяется предварительными контрольными срезами). Выход из этого положения состоит в том, что контрольные и экспериментальные группы меняются местами в каждой последующей серии экспериментов. Если получен позитивный результат в экспериментальных группах разного состава, то это свидетельствует об эффективности используемого исследователем нововведения.

С точки зрения логической структуры В.П. Давыдов1 выделяет два основных типа педагогического экспериментирования – классический и многофакторный педагогические эксперименты.

Первый тип – классический эксперимент. Онпредполагает, во-первых, изолирова­ние изучаемого явления от влияния побочных, несущественных и затемняю­щих его сущность влияний, т. е. изучение его в “чистом” виде, во-вторых, многократное производство хода процесса в строго фиксированных, поддающихся контро­лю и учету условиях, в-третьих, планомерное изменение, варьирование, комбинирование различных условий в целях получения искомого результата.

Сущность классического эксперимента и его основные функции заключаются в про­верке гипотез о взаимозависимостях между отдельными факторами психолого-педаго­гического воздействия и его результатами, их причинно-следственных отношениях. Экспериментатор выделяет определенные факторы, которые участвуют в иссле­дуемом процессе. Он меняет условия, чтобы определить, к каким последствиям приведет их изменение, пытается установить, как они влияют на конечный результат. Новые вводимые условия называ­ются независимыми переменными, а измененные факторы – зависимыми пере­менными. Об эффекте произведенных изменений судят по полученным результатам.

В классическом эксперименте после того, как контрольная и экспериментальная группы сформированы, последняя под­вергается воздействию нового фактора или наоборот, изолируется от вли­яния какого-либо фактора. При этом важно, чтобы другие факторы, влияю­щие на контрольные и экспериментальные группы, оставались относительно неизменными. Этим достигается чистота эксперимента. На практике дос­тичь этого весьма трудно, так как те или иные факторы всегда варьируются в про­цессе исследования, во всяком случае, если оно является достаточно длительным. Поэтому, чтобы доказать, что полученный эффект в эксперименте не слу­чаен, его планируют с применением специальных статистических методов обработки полученных результатов.

Математическая теория расширяет возможности эксперимента, придает ему аналитико-синтезирующий характер. В этом случае эксперимент назы­вается, в отличие от классического, многофакторным. В современной психолого-пе­дагогической теории и практике происходят процессы, механизм которых нельзя изучать прямо, так как в них взаимодействует множество различ­ных элементарных процессов, которые в реальных условиях не могут быть ограничены. Здесь и необходим многофакторный эксперимент. Исследователь в этом случае подходит к задаче эмпирически – варьирует с большим количеством факторов, от которых, как он считает, зависит ход педагогического процес­са. Он пытается найти оптимальные условия протекания этого процесса с точки зрения его результата. В этом случае, как правило, предусматривается широкое использование современных методов математической статистики.

Психолого-педагогический эксперимент решает ряд задач:

– установления неслучайных взаимосвязей между воздействием иссле­дователя и достигаемыми при этом результатами; между определенными ус­ловиями и полученной эффективностью в решении педагогических задач;

– сравнения продуктивности двух или нескольких вариантов психолого-педаго­гического воздействия и выбора из них оптимального по критериям результативности, времени, приложенным усилиям, используемым средствам и методам;

– обнаружения причинно-следственных, закономерных связей между явлениями, представления их в качественной и количественной формах;

Среди наиболее важных условий эффективности проведения педагогического эксперимента можно выделить:

– предварительный, тщательный теоретический анализ исследуемого явления, его истории, изучение массовой педагогической практики для максимального сужения поля эксперимента и его задач;

– конкретизация гипотезы с точки зрения ее новизны, необычности, противоречивости по сравнению с привычными установками, взглядами;

– четкое формулирование задач эксперимента, разработка признаков и критериев, по которым будут оцениваться результаты, явления, средс­тва и прочее;

– корректное определение минимально необходимого, но достаточно­го числа экспериментальных объектов с учетом целей и задач эксперимен­та, а также минимально необходимой длительности его проведения;

– умение организовать в ходе эксперимента непрерывную циркуляцию информации между исследователем и объектом экспериментирования, что предупреждает прожектерство и односторонность практических рекоменда­ций, затруднения в использовании выводов. Исследователь получает возможность не ограничиваться лишь сообщением о средствах и методах, результатах их применения, а вскрыть возможные затруднения в ходе психолого-педагогических воздействий, неожиданные факты, важные аспекты, нюансы, детали, дина­мику исследуемых явлений;

– доказательство доступности сделанных из материалов эксперимента выводов и рекомендаций, их преимущества перед традиционными, привычны­ми решениями.

Проведение психолого-педагогического эксперимента предполагает три основных этапа работы.

Первый этап – подготовительный. Он включает в себя решение следующих задач: формулирование гипотезы, то есть того положения, выводы о правильности которого следует проверить, выбор необходимого числа экспериментальных объектов (числа испытуемых, учебных групп, учебных заведений и др.); определение необходимой длительности проведения эксперимента; разработка методики его проведения; выбор конкретных научных методов для изучения начального состояния экспериментального объекта – анкетный опрос, интервью, экспертная оценка и др.; проверка доступности и эффективности разработанной методики эксперимента на небольшом числе испытуемых; определение признаков, по которым можно судить об изменениях в экспериментальном объекте под влиянием соответствующих педагогических воздействий.

Второй этап – непосредственное проведение эксперимента. Этот этап должен дать ответ на вопросы об эффективности новых путей, средств и методов, вводимых экспериментатором в психолого-педагогическую практику. Здесь создается экспериментальная ситуация, суть которой заключается в таких внутренних и внешних условий эксперимента, когда изучаемая зависимость, закономер­ность проявляется наиболее чисто, “без примеси” воздействия случайных, неконтролируемых факторов.

На данном этапе исследователем последовательно решаются следующие задачи: изучение начального состояния условий, в которой проводится эксперимент; оценка состояния самих участников педагогических воздействий; формулирование критериев эффективности предложенной системы мер; инструктирование участников эксперимента о порядке и условиях эффективного его проведения (если эксперимент проводит не один человек); осуществление предлагаемой автором системы мер по решению определенной экспериментальной задачи (формирование знаний, умений или воспитание определенных качеств личности, коллектива и др.); фиксирование данных о ходе эксперимента на основе промежуточных срезов, характеризующих изменения, происходящие в объекте под влиянием экспериментальной системы мер; указание затруднений и возможных типичных недостатков в ходе проведения эксперимента; оценка текущих затрат времени, средств и усилий.

Завершающий этап – подведение итогов эксперимента: описание результатов осуществления экспериментальной системы мер (конечное состояние уровня знаний, умений, навыков, уровня воспитанности и др.); характеристика условий, при которых эксперимент дал благоприятные результаты (учебно-материальные, гигиенические, морально-психологические и др.); описание особенностей субъектов экспериментального воздействия (педагогов, воспитателей и др.); данные о затратах времени, усилий и средств; указание границ применения проверенной в ходе эксперимента системы мер.

Следует указать, что при проведении психолого-педагогических исследований возможен и более сложный способ проведения педагогического эксперимента. Этот способ предусматривает проверку двух или даже трех вариантов мер с целью выбора того, который дает наилучшие результаты за меньшее время. Эксперимент по проверке оптимальности предлагаемой системы мер включает следующие этапы:

– формулирование критериев оптимальности предлагаемой системы мер с точки зрения ее результативности, затрат времени, средств и усилий;

– выбор возможных вариантов решения поставленной перед экспериментатором задачи (разработка двух-трех методических подходов к изучению данной учебной темы, разработка нескольких возможных вариантов проведения различных педагогических мероприятий и др.);

– осуществление выбранных вариантов примерно в одних и тех же условиях (в двух примерно одинаковых по уровню подготовленности учебных группах и др.);

– оценка результативности по каждому из вариантов эксперимента;

– сравнительная оценка всех вариантов эксперимента;

– выбор из вариантов одного, который дает наилучшие результаты при меньших затратах времени, средств и усилий, или более результативного варианта при тех же затратах.

Перед исследователем при подготовке эксперимента всегда встают два вопроса: как осуществить репрезентативную (показательную для всей совокупности) выборку экспериментальных объектов (сколько испытуемых включать в эксперимент, сколько педагогов должно участвовать в нем, сколько учебных заведений должно быть охвачено экспериментальной работой и т.п.)? Какова должна быть длительность эксперимента?

Однозначного ответа на эти вопросы дать невозможно, поскольку указанные критерии зависят от многих факторов – гипотезы, целей и задач эксперимента, явлений, подлежащих изучению, избранных методов исследования, предполагаемых результатов и т. п.

Вместе с тем можно предложить некоторые практические рекомендации, которые помогут исследователю сориентироваться в решении этих задач.

А). Количество испытуемых в контрольной и эксперимен­тальной группах, с одной стороны, желательно иметь как можно большее (так как только в этом случае с достаточной надежностью можно избежать воздействия на результат эксперимента неконтролируемых, случайных фак­торов, существенно искажающих их, и получить статистически надежные результаты), но с другой – эти группы не должны быть чрезмерно больши­ми, так как в этом случае существенно усложняется управление экспери­ментом. Однако, если качество управления и контроль за ходом экспери­мента достаточно эффективны, то наука и практика только выигрывают от широты эксперимента.

Вместе с тем, экспериментальная выборка должна быть достаточно представительной. Например, если исследователь проводит проверку новой системы мер, которую он желает затем распространить на все типы средних школ страны, то в эксперименте должны принять учащиеся дневных и вечерних, городских и сельских школ. Если экспериментатор осознает невозможность осуществить такой широкий эксперимент, то он сужает задачу исследования и конкретизирует ее до изучения реально возможного числа объектов и их характера: оставляет лишь городские или только сельские школы, только младшие, средние или старшие классы. Таким образом, задачи эксперимента и число объектов, включаемых в него, тесно взаимосвязаны и могут влиять друг на друга. Однако решающим элементом все же являются задачи эксперимента, которые исследователь намечает заранее. Именно они определяют необходимый характер выборки.

Далее исследователю необходимо сузить число экспериментальных объектов до минимально необходимого. Например, из числа сельских школ взять не десять, а две или одну школу, из числа младших классов взять не три, а два или даже один. Как же правильно выбрать это минимально необходимое число школ, классов, учеников? Для этого важно учесть специфику темы исследования. Если речь идет, например, о проверке методики изучения какой-то темы по курсу истории, физики или другому предмету, то в этом случае можно ограничиться одним экспериментальным и одним контрольным классом. В экспериментальном классе проводятся необходимые изменения в соответствии с разработанной системой, а в контрольном идет обычный процесс. Очень важно, чтобы экспериментальный класс был бы типичным – по уровню успеваемости не превосходил контрольный класс.

Если исследователь хочет выявить типичные причины неуспеваемости учащихся современной школы, то ему, например, придется собрать информацию об учащихся каждой возрастной группы, из городских, сельских школ и др. В этом случае специальным опросом требуется получить данные о причинах неуспеваемости школьников всех классов с первого по выпускной. Например, в ходе одного экспериментального исследования нужно было охватить три тысячи учеников. Но когда по таблице случайных чисел были выбраны из трех тысяч примерно 250 человек, то распределение причин неуспеваемости стало повторяться. Это дало основание остановиться на информации о 250 учениках для более углубленного анализа. Как правило, в случаях изучения проблем дидактики минимальное количество человек в контрольной и экспериментальной группах должно быть не менее 60 человек. Только при таком количестве респондентов начинает рельефно проявляться закон больших чисел, и, следователь­но, достигается статистическая надежность исследования.

Когда речь идет об эксперименте по воспитательным проблемам, то здесь возможны случаи, когда в эксперимент вовлекаются лишь 30–40 человек (при такой выборке возможно обрабатывать статистические данные). Обычно в эксперименте должен принять участие какой-то сформировавшийся коллектив – учебный класс, возрастная группа. Если же исследователь разрабатывает рекомендации для целой возрастной группы, то в эксперимент надо включать представителей каждого отдельного возраста.

Таким образом, нет, и не может быть какого-то единого, шаблонного, стандартного решения о выборе числа экспериментальных объектов. Однако важно знать и помнить, что всегда при проведении психолого-педагогического исследования требуется доказывать репрезентативность выборки, как с точки зрения представительности всех категорий испытуемых, так и с точки зрения объективности результатов, которые могут быть получены в ходе экспериментальной работы.

Между тем следует предостеречь не только от занижения числа выбираемых для эксперимента объектов, но также и от завышения этого числа, так как в последнем случае экспериментатор чрезвычайно перегружается, недостаточно глубоко анализирует ход эксперимента и дает малодоказательные рекомендации.

Б). Определяя необходимую длительность эксперимента, следует иметь в виду, что слишком краткий его срок приводит к необъективным научным рекомендациям, к преувеличению роли и значения отдельных педагогических факторов. Слишком длительный срок – отвлекает исследователя от решения других задач, повышает трудоемкость работы. Поэтому в каждом исследовании необходимо специально доказывать минимально необходимую продолжительность эксперимента.

Сделать это возможно, во-первых, путем анализа предшествующего опыта проведения аналогичных экспериментов, в которых были сделаны корректные научно-практические выводы; во-вторых, путем соотнесения цели и задач эксперимента с необходимой его длительностью. Если, например, исследователь изучает особенности восприятия учебного материала младшими школьниками, то ему целесообразно вести эксперимент в течение трех лет, охватив первые, вторые и третьи классы. Соответственно избирается длительность эксперимента и для других возрастных группах. Правда, этот срок можно сократить, если исследователь имеет возможность одновременно вести эксперимент во всех классах возрастной группы или если доказано, что классы, в которых ведется работа, являются типично одинаковыми. Как видим, длительность эксперимента и число экспериментальных классов взаимосвязаны между собой, и исследователю важно определиться, по какому из критериев следует осуществлять выбор.

Если в процессе эксперимента изучается влияние обучения на формирование фактических знаний, то необходимо охватить наиболее типичные и вариативные разделы данного учебного предмета, а не ограничиваться одной наиболее простой темой. Или в тоже время, если изучается методика преподавания одной темы, то, естественно, длительность эксперимента должна распространиться на весь период ее изучения. Причем полезно провести повторный срез в том же году в подготовительном классе или в следующем году для большей убедительности полученных данных.

Когда исследуется влияние каких-то педагогических средств на развитие мышления, воли, эмоциональной, мотивационной сферы, то эксперимент (как показывает опыт предшествующих исследований) должен длиться не менее года, а обычно в течение двух лет, так как трудно обнаружить действительные изменения в психической сфере личности за короткий срок.

То же самое можно сказать и о воспитании личностных качеств. Здесь обычно также требуется один-два года, чтобы получить существенные сдвиги в положительную сторону. Хотя и возможен эффект от применения метода взрыва, о котором в свое время писал А.С. Макаренко, экспериментатор все равно должен продолжить длительное наблюдение и закрепление полученного результата, чтобы доказать прочность и действенность применяемой системы воспитательных мер.

В завершении важно указать, что результаты педагогических экспериментов в психолого-педагогических исследованиях не следует абсолютизировать. Они обязательно нуждаются в подкреплении и проверке с использованием других научных методов педагогики и психологии. Эффективность экспериментальной работы в решающей степени зависит от мастерства исследователя, его методологической и методической оснащен­ности.