Aspecte fundamentale în cercetarea experimentală

Conspect după capitolul 8, ”The Measurement of Behavior” din ”Introduction to Behavioral Research Methods” de Mark Leary.

Un experiment cu un design potrivit are trei proprietăți. În primul rând, cercetătorul trebuie să varieze cel puțin o variabilă independentă pentru a-i evalua efectele asupra participanților. În al doilea rând, cercetătorul trebuie să împartă participanții în condiții experimentale într-o modalitate care să le asigure echivalența. În al treilea rând, cercetătorul trebuie să controleze variabilele externe care ar putea influența comportamentul participantului.  

Manipularea variabilei independente 

Variabilele independente 

În orice experiment, cercetătorul manipulează una sau mai multe variabile independente. De exemplu, un cercetător interesat de efectele cafeinei asupra memoriei poate varia cantitatea de cofeină pe care participanții o primesc – un grup poate primi 100 de mg, un grup 300 de mg, un grup 600 de mg și un grup 0 mg.  

O variabilă independentă trebuie să aibă cel puțin două nivele. Deseori, cercetătorii se referă la nivele diferite ale variabilei independente drept condiții experimentale. De exemplu, în experimentul despre efectul cafelei existau patru condiții experimentale. Uneori, nivelul variabilei independente diferă cantitativ, ca în cazul experimentului legat de efectele cofeinei. În alte experimente, variabila independentă diferă din punct de vedere calitativ. Un astfel de exemplu este oferirea unor tratamente diferite fiecărui grup.  

Variabilele independente pot fi clasificate în trei tipuri – de mediu, instrucționale și invazive. Manipularea mediului implică modificări ale mediului fizic sau social. De exemplu. Un cercetător interesat de percepția vizuală ar putea varia intensitatea luminii. În studiile din domeniul social și al dezvoltării utilizează complici ai cercetătorului pentru a manipula mediul social.  

Manipularea instrucțiunilor variază variabila independentă prin instrucțiunile verbale oferite. De exemplu, într-un studiu care vizează creativitatea, participanții pot primi instrucțiuni diferite cu privire la modul de rezolvare a problemei.  

Manipulările invazive implică declanșarea unor schimbări fizice în organismul unui participant prin intervenții chirurgicale sau administrarea unor medicamente. De exemplu, în studiile care testează efectele unor substanțe chimice asupra comportamentului, variabila independentă este cantitatea de substanță administrată.  

În anumite experimente, un nivel al variabilei independente implică absența variabilei de interes. În studiul legat de cofeină, grupurile care au primit anumite cantități de cofeină reprezintă grupurile experimentale, iar grupul care nu a primit cofeină reprezintă grupul de control.  

Utilizarea unui grup de control este folositoare atunci când îi ajută pe cercetători să interpreteze rezultatele unui studiu. Aceste grupuri sunt în special importante atunci când este nevoie de un nivel de bază al comportamentului.  

Modalitatea în care variabila independentă este manipulată este extrem de importantă, deoarece este posibil ca rezultatele studiului să fie nesemnificative dacă nu este realizează optim. Deseori cercetătorii utilizează un test pilot al nivelelor variabilei independente înainte de începerea experimentului. În plus, pe parcursul studiului, cercetătorii utilizează fișe de manipulare – întrebări care urmăresc măsura în care variabila independentă a fost manipulată cu succes.  

Variabile independente vs variabile subiect 

Variabilele independente sunt manipulate de cercetători pentru a le evalua efectele asupra variabilei dependente. Însă, uneori, cercetătorii includ alte variabile, pe care nu le manipulează. De exemplu, un studiu poate urmări efectele filmelor violente în funcție de sex. Aceste variabile nu sunt variabile independente, deoarece nu pot fi manipulate, ci se numesc variabile subiect.  

Variabile dependente 

Într-un experiment, cercetătorul este interesat de efectele unei variabile independente asupra unei variabile dependente. De exemplu, în studiul despre efectele cafeinei, variabila dependentă era memoria persoanei.  

Împărțirea participanților în diferite condiții 

Asignarea randomizată simplă 

Este esențial ca grupurile experimentale să fie echivalente. Dacă ar exista o diferență la nivelul abilităților de memorare încă de la început între cei care primesc 600 de mg de cofeină și ceilalți, rezultatele studiului ar putea reflecta această diferență, nu intervenția.  

Cea mai ușoară modalitate de a asigura echivalența este asignarea randomizată simplă. Randomizarea implică includerea participanților într-o categorie astfel încât fiecare participant are aceeași probabilitate de a fi inclus în oricare dintre condiții.  

Asignarea randomizată matched 

Uneori, cercetătorii încearcă să crească similaritatea la nivelul grupurilor experimentale, utilizând date despre măsurătorile relevante de la participanți. De obicei, variabila pe baza căreia se face potrivirea este o măsurătoare pretest a variabilei dependente. De exemplu, dacă se face un studiu despre consiliere pentru studenții cu anxietate față de matematică, o scală de anxietate față de matematică poate reprezenta măsurătoarea relevantă.  

După ce sunt obținute scorurile, scorurile participanților sunt ordonate descrescător. Apoi participanții sunt împărțiți într-un număr de grupuri egal cu numărul de condiții. În studiul despre efectele cafeinei, s-ar obține date despre abilitatea de a memora. Existând patru condiții, se iau primele patru scoruri și se asignează aleator la o condiție. Apoi se iau următorii patru, până sunt toți împărțiți.  

Designul cu măsurători repetate 

În unele studii este folosit un singur grup pentru toate condițiile experimentale. De exemplu, în loc să utilizeze patru grupuri diferite în grupul despre efectele cafeinei, un cercetător poate folosi aceeași persoană pentru toate cele patru condiții. Un astfel de design de numește design cu măsurători repetate.  

Avantajele designului cu măsurători repetate 

Principalul avantaj al designului cu măsurători repetate este faptul că este mai puternic decât un design cu eșantioane independente. Puterea unui design se referă la abilitatea de a detecta efectele variabilei independente.  Acest design prezintă un nivel mai înalt de putere deoarece participanții din condițiile experimentale sunt complet identici, astfel încât diferențele nu se pot datora diferențelor între grupuri. Un alt avantaj al designului este faptul că necesită un număr mai scăzut de participanți.  

Dezavantajele designului cu măsurători repetate 

Un prin dezavantaj al acestui design este efectul ordinii. Deoarece fiecare participant primește toate nivelele variabilei independente, este posibil ca efectele observate să se datoreze ordinii administrării. De exemplu, în studiul despre efectele cofeinei, participanții pot exersa sarcina de memorare. Mărind doza pentru participanți, este posibil ca exersarea să fie confundată cu efectul cafeinei.  

Pentru a îndepărta acest efect, cercetătorii utilizează contrabalansarea, prezentând nivelele variabilei independente în ordine diferită. De exemplu, o parte dintre participanții încep fără a primi cofeină, apoi primesc 100 de mg, apoi 300 de mg și apoi 600 de mg. Alți participanți primesc întâi 600 de mg, apoi 300 de mg, apoi 100 de mg și apoi 0 mg. În această situație, pot exista mai multe combinații.  

Alternativ, poate fi utilizat un design Latin Square. Într-un astfel de design, fiecare condiție apare o dată la fiecare poziție ordinala (primul, al doilea, al treilea, etc) și fiecare condiție precede și urmează fiecare altă condiție o dată. De exemplu, dacă un design are patru condiții, se creează patru grupuri. Primul grup începe de la 0 mg, apoi se administrează 100 mg, 600 mg și 300 mg. În al doilea grup, ordinea este 100mg, 300 mg, 0 mg și 600 mg. În al treilea grup avem 300 mg, 600 mg, 100 mg și 0 mg. În ultimul grup avem 600 mg, 0mg, 300 mg și 100 mg. Participanții sunt împărțiți aleator în fiecare dintre aceste grupe.  

Un alt efect este cel de carryover. Acest efect apare atunci când efectele unui nivel al variabilei independente sunt încă prezente când este introdus un alt nivel.  

Controlul experimental 

Controlul experimental se referă la eliminarea unor factori externi constanți care pot influența rezultatele unui studiu.  

Varianța sistematică 

Într-un experiment, varianța sistematică este partea din varianța totală care reflectă diferențe între grupurile experimentale. În acest context, este important să identificăm măsura în care variabilitatea totală poate fi explicată prin varianță sistematică datorată variabilei independente. Variabilitatea sistematică are două surse – variabila independentă și variabile externe, sau confundate.  

Varianța erorii 

Varianța erorii, numită și varianță intragrup este rezultatul diferențelor nesistematice între participanți. Aceasta rezultă din diferențe de abilitate, personalitate, dispoziție, istoric sau chiar comportament al cercetătorului. Aceste diferențe se reflectă la nivelul diferențelor rezultatelor persoanelor din același grup experimental. Spre deosebire de varianța de la variabilele confundate, aceasta nu influențează validitatea experimentului.  

Pe scurt, varianța totală este formată din varianță sistematică și varianță nesistematică. Varianța sistematică rezultă din varianța tratamentului și varianța confundată. Varianța nesistematică rezultă din varianța erorii.  

Eliminarea variabilelor confundate 

Validitatea internă 

Validitatea internă reprezintă măsura în care un cercetător ajunge la concluzii acurate cu privire la efectele variabilei independente. Un experiment prezintă validitate internă atunci când elimină potențialele variabile confundate.  

Într-o mare măsură, această validitate poate fi îndeplinită prin control experimental, astfel încât nimic nu diferă sistematic între condiții cu excepția variabilei independente.  

Amenințări pentru validitatea internă 

Asignarea nepotrivită a participanților reprezintă o primă amenințare, introducând posibilitatea ca efectele să se datoreze unor grupuri lipsite de echivalență. De exemplu, dacă un cercetător dorește să compare două tipuri de predare utilizate în două școli diferite, nu are loc asignarea randomizată.  

O altă problemă este atriția – pierderea participanților de-a lungul studiului. Când atriția apare în mod aleator și egal la toate condițiile experimentale, amenințarea pentru validitatea internă nu este atât de mare. Dar când apare diferențial, apare o problemă. De exemplu, este posibil ca variabila independentă să determine oamenii să părăsească studiul. În consecință, grupurile experimentale nu mai sunt echivalente.  

Sensibilizarea pretest este un alt aspect important. În unele studii, participanții sunt pretestați pentru a obține date înainte de administrarea nivelelor variabilei independente. Aceste teste pot sensibiliza participanții la variabila independentă, reacționând diferit.  

De exemplu, într-un studiu un profesor ar dori să urmărească efectele unui curs de culturalizare literară. Acesta include 100 de participanți, cunoștințele despre literatură fiind testate pentru toți. Apoi, jumătate urmează cursul și jumătate urmează alt curs. La final, cercetătorul ajunge la concluzia că intervenția sa este eficientă. Însă apare posibilitatea ca studenții să rețină elementele pe care nu le-au știut în testul inițial și să le urmărească în special în timpul cursului.  

Pentru a exclude posibilitatea sensibilizării, cercetătorii includ și un grup care nu este testat inițial. 

O altă sursă de amenințare este istoricul. Este posibil ca efectele să nu se datoreze variabilei independente, ci interacțiunii acesteia cu efectele istoricului. De exemplu, un cercetător ar fi interesat să măsoare efectele unor filme cu agresiune față de femei asupra atitudinilor față de agresiunea sexuală. Un grup de participanți urmărește un film despre un viol, iar alt grup urmărește un film despre conservarea naturii. Este posibil ca în primul grup să existe persoane care au trăit o astfel de agresiune, care le va influența atitudinea.  

Maturizarea este o altă problemă, mai ales dacă studiul se întinde pe o perioadă mai lungă de timp. Această problemă apare mai ales la studiile din domeniul dezvoltării. 

Multe dintre aceste variabile sunt dificil de controlat sau chiar detectat. Însă altele se află în controlul experimentatorului. În mod ideal, toți participanții sunt tratați la fel, cu excepția diferențelor variabilei independente.  

Expectanțe, caracteristicile sarcinii și efectul placebo 

Validitatea este afectată și de credințele cercetătorului și ale participanților. De obicei, cercetătorii au o idee despre cum vor răspunde participanții, exprimată în ipoteză. Dar aceste așteptări pot distorsiona rezultatele prin prisma interpretării comportamentelor participanților. Acest efect se mai numește și efectul Rosenthal.  

Pentru a ilustra efectul expectanțelor, două grupuri de studenți au avut sarcina de a condiționa niște viermi. Deși animalele nu erau diferite, un grup a fost anunțat că viermii au mai fost condiționați și că ar putea avea rezultate pozitive, iar alt doilea grup a fost anunțat că este prima dată când se face asta. Rezultatele arată că primul grup a raportat semnificativ mai mult succes.  

Asumpțiile participanților pot fi și ele o sursă de eroare. Caracteristicile sarcinii pot fi o sursă de informare despre cum trebuie să se comporte. Într-un studiu, participanții au fost informați că sunt implicați într-un studiu despre deprivare. Însă ei doar stăteau pentru patru ore într-o cameră slab luminată. Unui grup i s-a spus că este grupul de control, în timp ce altui grup i s-a spus să semneze documente care să îi absolve de răspundere pe cercetători în cazul rănirii și i s-a oferit un buton de panică pentru cazul în care nu mai suportau deprivarea. Astfel, participanții din al doilea grup au prezentat reacții semnificativ diferite de cei din grupul de control.  

Pentru a elimina această sursă de eroare, cercetătorii elimină orice indicii despre scopul studiului. De asemenea, se utilizează procedura dublu-orb, în care nici participanții, nici experimentatorii nu știu ce grupuri experimentale supraveghează.  

Efectul placebo reprezintă o schimbare psihologică sau fiziologică care apare ca rezultat al sugestiilor despre schimbare. Atunci când există posibilitatea apariției unui efect placebo, este folosit un grup placebo, pe lângă cel de control. Participanții în acest grup primesc un tratament fără niciun efect.  

Varianța erorii 

Deși nu este la fel de gravă ca variabilele confundate, această eroare poate scădea puterea unui experiment.  

Surse ale varianței erorii 

Cea mai comună sursă a varianței erorii este reprezentată de diferențele individuale. Ca rezultat al diferențelor preexistente, chiar și participanții din aceeași condiție experimentală răspund diferit la variabila independentă. Pentru a elimina parțial această sursă de eroare, cercetătorul poate utiliza un eșantion omogen de persoane.  

Pe lângă diferențele relativ stabile, stările tranzitorii pot fi o altă sursă de eroare, precum dispoziția afectivă, starea de sănătate sau nivelul de oboseală. Pentru a evita această sursă de eroare, cercetătorul trebuie să evite crearea unor reacții diferite la participanți. 

Varianța erorii este influențată și de diferențele din mediu. Pentru a reduce această sursă, cercetătorul trebuie să păstreze mediul cât mai constant cu putință.  

În mod ideal, cercetătorii trebuie să trateze toți participanții la fel. Însă această sarcină este dificlă, dispoziția sau starea de sănătate a cercetătorului determinând anumite diferențe în comportament. Mai mult, cercetătorii se comportă diferit în funcție de comportamentul participanților și chiar înfățișarea lor fizică. O altă diferență poate fi utilizarea unor cuvinte diferite pentru introducerea participanților în sarcină. O soluție pentru această problemă este automatizarea, pe cât este posibil, a procesului experimental.  

O ultimă sursă de eroare este eroarea de măsurare. Pentru a evita această eroare, cercetătorii ar trebui să utilizeze măsurători fidele și valide.  

Controlul experimental și generalizarea 

Controlul experimental poate fi văzut ca o sabie cu două tăișuri. Pe de-o parte, acesta crește validitatea internă. Pe de altă parte, este scăzută validitatea externă. Validitatea externă se referă la măsura în care rezultatele studiului pot fi generalizate la populație. Datorită controlului care crește validitatea internă, condițiile din viața reală nu mai sunt respectate. Conflictul dintre validitatea internă și cea externă a fost numit dilema experimentatorului. Când apare această dilemă, majoritatea aleg validitatea internă.