Многоуровневый эксперимент как факторный

Факторный эксперимент.

Лекция № 6.

Если в экспериментальном плане учитываются изменения более чем одной управляемой НП, то такой эксперимент называется факторным. Вторая НП может вводиться для целей контроля изменений, связанных с тем же базисным процессом, на который влияет первая НП, или для уточнения психологических механизмов, которые стоят за изменениями ЗП. Это уточнение гипотез может быть представлено также как выбор по полученным результатам одной из подразумеваемых базисных переменных, реконструируемых как центральные составляющие ЗП. Другие виды уточнения психологических гипотез на основе использования факторных схем – это контроль сопутствующих смешений и проведение многоуровневых экспериментов. ЗП в факторном эксперименте обычно одна; если же их несколько, то общая схема обработки данных внешне идентична для разных показателей и изменяется лишь в аспекте применимости от типа шкал (качественные ответы типа «да - нет», измерение времени реакции, тестовые баллы и т.д.). Факторный эксперимент, таким образом, не следует путать с многомерным, для которого характерны множественные изменения и НП и ЗП.

Проведение экспериментов с использованием более чем двух уровней одной и той же НП также приводит к возникновению факторных схем. Следует при этом различать качественные и количественные НП. В понятие многоуровневого эксперимента обычно включаются два признака: 1) НП представлена более чем двумя уровнями, 2) порядок предъявления этих трех или более условий одной и той же НП контролируется специальной схемой, подразумевающей уравнивание порядковой позиции каждого уровня в общей последовательности условий. Многоуровневый эксперимент тем самым противопоставляется бивалентному. В бивалентном эксперименте, где использованы два уровня НП, экспериментальное и контрольное условия могут отличаться качественно и количественно. О количественных измерениях переменных говорят обычно в тех случаях, когда показатели удовлетворяют шкалам порядка, интервалов или отношений. Классификация уровней НП дает качественную переменную во всех тех случаях, когда условия изменяются по ряду параметров (и учитывается сам факт различия ситуаций) или по одному признаку, но без возможности привести доводы в пользу хотя бы порядкового характера изменений этих уровней НП.

Многоуровневый эксперимент часто строится по факторным схемам, поскольку второй переменной выступает «порядок уровней» первой НП. Наиболее известные схемы: а) полного уравнивания по схеме латинского квадрата и б) уравнивания по схеме сбалансированного латинского квадрата. Обе эти схемы представляют собой варианты экспериментальных планов, в которых все уровни первой НП предъявляются каждому испытуемому, но вторая НП образуется благодаря разбиению испытуемых на группы, которым предъявляется одна из возможных последовательностей уровней первой НП.

Схема сбалансированного квадрата отличается тем, что в ней каждому уровню НП один раз непосредственно предшествует каждый другой уровень. Эффекты последовательности, связанные с влиянием одного уровня НП на другой, могут быть однородными и неоднородными, симметричными и асимметричными. В этой их классификации они описаны Готтсданкером для интраиндивидуальных схем, где каждый уровень НП предъявляется одному и тому же испытуемому многократно, как и все другие уровни. Многоуровневый эксперимент, проводимый по одной из представленной схем, называется кроссиндивидуальным, поскольку вариация последовательностей одних и тех же уровней НП осуществляется в группах разных испытуемых. Контроль эффектов последовательностей осуществляется при этом усреднением показателей ЗП по совокупности предъявлений одного и того же уровня (например, А) НП во всех местах последовательностей. Понятно, что эффекты последовательности – одна из основных угроз внутренней валидности в любом многоуровневом эксперименте, будь то интраиндивидуальный или кроссиндивидуальный эксперимент. Латинский квадрат может быть применен также в обоих этих типах схем.

Схемы позиционного уравнивания и случайной последовательности (или рандомизации) при переходе от бивалентного эксперимента к многоуровневому принципиально не меняются, но обычно предполагают дополнительные усилия экспериментатора – при составлении им последовательности проб – по выравниванию числа уровней в разных участках последовательности, т.е. и во временной перспективе их реализации. Так, вместо случайной стратегии в интраиндивидуальном многоуровневом эксперименте обычно применяется квазислучайная, где предлагается случайный порядок разных уровней экспериментального фактора в выбранном отдельном отрезке общей последовательности. Иначе случайно могла бы проявляться неравномерность в распределении более высоких и более низких уровней фактора (по номерам предъявлений уровней). Например, в многоуровневом психофизическом эксперименте, нацеленном на измерение порогов чувствительности, использование фехнеровского метода констант включает использование указанной квазислучайной стратегии. При этом решаются две задачи: контроля эффектов последовательности (как эффектов ряда) и достижения необходимой надежности данных (при многократном предъявлении одного и того же уровня НП).

Контроль фактора времени при интраиндивидуальных многоуровневых схемах становится отдельной проблемой, которая частично может решаться переходом к кроссиндивидуальному эксперименту. Тогда простейшим вариантом становится, например, схема реверсивного уравнивания: 1-я группа испытуемых получает условия ABCD, а вторая - DCBA, т.е. ту же последовательность в обратном порядке. Если психологическая гипотеза допускает анализ среднегрупповых показателей, то при такой схеме остается еще вопрос о линейности изменений показателей ЗП во времени. Позиционное уравнивание является адекватной схемой только в случае выполнения последнего условия и симметричности эффектов переноса. Для построения психофизических зависимостей с целью пороговых измерений усреднение значений ЗП по испытуемым бессмысленно именно с точки зрения задачи выявления индивидуальных пороговых показателей. Таким образом, ограничение при переходе к кроссиндивидуальным схемам связано в первую очередь с решением проблем содержательного планирования.

Если бы все эффекты влияния одного уровня НП на другой были бы симметричными и связанными только с одним предшествующим уровнем НП, то сбалансированный квадрат считался бы лучшей факторной схемой для многоуровневого эксперимента. Однако в многоуровневом эксперименте экспериментальные пробы образуют ряд, в котором отличаются не только сами по себе уровни НП, но и предшествующие им последовательности уровней НП. В результате возникают такие эффекты ряда, как эффект центрации, где в наиболее благоприятных условиях оказываются средние члены ряда. Обратной стороной такого рода эффектов является закономерность, выявленная в ситуации запоминания бессмысленных слогов в индивидуальных экспериментах Эббингауза. Эта закономерность была названа «эффектом края» и заключалась в том, что значения ЗП изменялись не от уровня НП (слоги были равной трудности для запоминания), а от номера слога в общем ряду. Эффективность воспроизведения слогов в середине ряда была хуже, чем по краям запоминаемой последовательности. Не рассматривая ее интерпретацией, она представляет собой как бы чистый вариант эффекта центрации, т.е. очищенный от основного фактора величины уровней НП.