Experiment a experimentální design výzkumu v pedagogických vědách Kateřina Vlčková, Ph.D. Centrum pedagogického výzkumu PdF MU 2006 Termín experiment v laickém jazyce n Experiment v laickém jazyce používán volněji než v odborném n Pokus, zkoušení n Experimentuje se § zkouší se nová učební pomůcka n Experimentální vyučování § zavádí se zkušební vyučování Termín experiment v odborném jazyce n Má odlišný význam než v laickém jazyce n Zkrácený výraz pro „experimentální metoda“ n Spíše se jedná o experimentální design výzkumu n Experiment musí mít několik prvků: n Alespoň 2 skupiny osob s podobným složením n Kontrolují se podmínky a vyhodnocuje se jejich vliv na dané skupiny osob n Metoda, která spočívá v plánovitém manipulování s proměnnými n odhalují se kauzální souvislosti n synteticky využívá možnosti ostatních výzkumných metod n Používají se různé metody sběru údajů (dotazník, škálování, testy aj.) Přístup ex post facto experimentální přístup Příklad: ex-post facto X experimentální přístup Terminologie v experimentálním designu 1 n Subjekty n osoby, které se účastní experimentu n Znaky n soubory vlastností, podle nichž se osoby vybírají n Př. pohlaví, věk, školní úspěšnost aj. n Náhodný výběr n každý člen populace (př. 4. třídy) má stejnou statistickou pravděpodobnost dostat se do vzorku n Experimentální plán n způsob rozvržení experimentu n kolik skupin, zda prestest, posttest a kolikrát apod. Terminologie v experimentálním designu 2 n Experimentální skupina n Skupina, ve které se realizuje experimentální působení n Kontrolní skupina n Skupina, ve které se působení nerealizuje n Pretest n Vstupní test n Před experimentálním působením n Posttest n Závěrečný test n Zadávaný po experimentálním působení Terminologie v experimentálním designu 3 n Proměnná n Prvek experimentu n Může se měnit, nabývat různé hodnoty/vlastnosti n Nezávisle proměnná n Proměnná, kterou se v experimentální skupině manipuluje n V kontrolní skupině se s ní nic nedělá n Příčina n Vede k následku, který se označuje jako závisle proměnná n Závisle proměnná n Následek vlivu nezávisle proměnné n Intervenující proměnná n hypotetický mezičlánek mezi obojím. Proměnné Proměnné v experimentálním designu osvojování učiva Druhy experimentu n Laboratorní n Simulační n Terénní (přirozený) n Formující n Didaktický n Strukturální n Institucionální n Výchovný n sociální Laboratorní experiment n Zejména v přírodních vědách n popř. v psychologii, n v pedagogice méně. n Snaha vytvořit max. čisté prostředí, n minimálně ovlivňované vnějšími vlivy. n Plus: n Zajištění vysokého stupně kontroly nad vstupními i výstupními proměnnými. n Mínus: n Závěry platí pouze pro stejné laboratorní podmínky § Přenos do reálné situace problematický Terénní (přirozený) experiment n V pedagogice poměrně častý n zásah, manipulace a změna v přirozených podmínkách n předností je blízkost přirozenému životu. Model experimentu Model experimentu – příklad 1/5 Výzkumné téma n Srovnání týmového vyučování a tradičního n Vliv na úroveň vědomostí a dovedností žáků Operacionalizace proměnných n Týmové vyučování n Současně ve třídě pracují 2 učitelé (nebo i více) n Tradiční vyučování n 1 učitel Model experimentu – příklad 2/5 n Proměnné n Nezávisle proměnná n Forma vyučování § Tradiční X týmová n Závisle proměnná n Vědomosti n Dovednosti Model experimentu – příklad 3/5 n Výběr vzorku n 2 skupiny žáků n Každá po 70 žácích (2 třídy) n Plán výzkumu n Pretest n změřena úroveň vědomostí a dovedností § Zjistilo se, že obě skupiny mají srovnatelnou úroveň těchto ukazatelů n Poté vyučování n experimentální působení v experimentální skupině (týmová výuka) Model experimentu – příklad 4/5 n Plán výzkumu n Shodné podmínky n experiment trval 1 pololetí, n vyučování trvalo stejně dlouho, n ve stejných předmětech § se shodným místem v rozvrhu, n stejné učivo, n stejné učební pomůcky, n učitelé měli stejnou kvalifikaci, délku praxe apod. n jediné v čem se lišily skupiny bylo vyučování týmovou nebo tradiční formou Model experimentu – příklad 5/5 n Plán výzkumu n Posttest n na konci n u obou skupin n Žáci v experimentální skupině dosáhli v testu dovedností lepších výsledků než v kontrolní skupině n V testu vědomostí stejné výsledky n => závěry: n týmové vyučování má větší vliv na rozvoj dovedností Model experimentu s více skupinami n Nezávisle proměnná může mít více rovin n Př. Organizační formy výuky § Přednáška § Skupinová diskuse § Individualizované vyučování n => 3 skupiny subjektů: A, B, C n Skupiny lze považovat za rovnocenné n je problematické říci, která je experimentální a kontrolní n V experimentu lze mít několik experimentálních a kontrolních skupin n Náročné na organizování n Ale ukazují lépe vlivy, lépe se odhalují souvislosti Subjekty experimentu n Experiment organizujeme tak, že skupiny jsou na začátku rovnocenné n Mají podobné vlastnosti, které ovlivňují podstatně závisle proměnnou § Př. věk, pohlaví, prospěch, úroveň motivace, IQ, výkon v testu § Seskupíme žáky do skupin, kde mají podobné charakteristiky – zvolené znaky musí být distribuovány přibližně stejně § V praxi v tomto mnoho chyb n Kdyby nebyly rovnocenné, rozdíly mezi skupinami by způsobovaly rozdíly ve výsledcích Příklad: výběr skupin n Zvolte znaky pro výběr rovnocenných skupin subjektů v experimentu zaměřeného na prostorový výtvarný projev žáků n Hlína, dřevo, skládání papíru n Jedná se o vlastnosti: n . Příklad: výběr skupin n Zvolte znaky pro výběr rovnocenných skupin subjektů v experimentu zaměřeného na prostorový výtvarný projev žáků n Hlína, dřevo, skládání papíru n Jedná se o vlastnosti: n Výtvarné schopnosti….. n …věk.. n ….pohlaví n …handicapovaní n Vliv sociokult. zázemí. Příklad: výběr skupin n Zvolte znaky pro výběr rovnocenných skupin subjektů v experimentu zaměřeného na prostorový výtvarný projev žáků n Hlína, dřevo, skládání papíru n Uvažujte o vlastnostech jako: n Věk n Prospěch n Verbální schopnosti n Numerické schopnosti n Motivace n Prostorové vidění n Manuální zručnost n Paměť n ….. n …. n …. Náhodný výběr subjektů pro experiment n Při výběru subjektů do skupin existuje mnoho nástrah, které mohou vést pak ke zkreslení výsledků kvůli výběru n Př. prospěch n jeden učitel preferuje jiné vlastnosti než druhý n Není to přesný údaj pro dělení do skupin n Př. vědomstní testy n Také nevhodným kritériem n Mívají nízkou reliabilitu n Může se objevit něco, co výzkumník nezná Náhodný výběr do skupin n Výběr do rovnocenných skupin dle více znaků n Problém: není dost lidí s daným znakem n Čím vyšší počet znaků, tím těžší najít dostatek osob n Řeší se to náhodným přiřazováním subjektů do skupin n Zvládnou se vlivy, které výzkumník nezná n Dělá se na začátku před realizací experimentu n Počet subjektů min. 40 na skupinu n Když je nižší, výrazně to zkreslí výsledky n Lépe výrazně vyšší počet n Dá se určit výpočtem Experimentální plán Experimentální plán Experimentální plán Efekty u experimentálních designů Řada efektů může ovlivnit a zkreslit výsledky: n Hawthornský efekt n Placebo efekt n Historie n Zrání, maturace n Testování n Instrumentace n Mortalita n Regrese k průměru Efekty u experimentálních designů Řada efektů může ovlivnit a zkreslit výsledky: Nebezpečí sociální interakce n difuze nebo imitace intervence/ošetření n kompenzační rivalita/soupeření n demoralizace z rozhořčení/naštvání n kompenzační vyrovnání intervence/ošetření Hawthornský efekt 1 n Experiment je náročný na organizaci n Řada negativních činitelů může ovlivnit výsledky n H.e. dle továrny v Hawthornu blízko Chicaga n Dělali výzkum, zda zlepšení osvětlení má vliv na výkon dělníků n Skupiny rovnocenné, shodné prac. podmínky n Jediný rozdíl –v experimentální sk. bylo osvětlené intenzivnější n X zvýšil se výkon i kontrolní skupiny!! n Zvyšovalo se a snižovalo osvětlení náhodně n Ukázalo se, že výkon se zvýšil vždy, když se dělala změna (změna osvětlení, změna ve skupinách) n Dělníci nebyli ovlivněni ani tak experimentálním působením n Byli ovlivněni tím, že se účastnili experimentu § To zvýšilo jejich pracovní motivaci Hawthornský efekt 2 n Efekt způsobený tím, že subjekty vědí, že jsou sledovány, a chovají se jinak, než očekávají výzkumníci n Př. ve škole n přítomnost výzkumníků vzbuzuje zvědavost žáků i učitelů, n ti záměrně i nezáměrně pak mění své chování ve snaze ukázat se lepší n Často to vede ke zlepšení výkonu v kontrolní skupině, u které se neočekává Placebo efekt n Odstranění efektu v medicíně n Kontrolní skupina dostává placebo n = látku,která neobsahuje účinné složky n Placebo efekt n Efekt vyvolaný přesvědčením pacienta, že je léčen John Henry efekt n Později se rozlišil n Nežádoucí vliv na kontrolní skupinu n John Henry efekt n Nežádoucí vliv na experimentální skupinu n Hawthornský efekt Nevýhody experimentální metody Nevýhody n Patří mezi náročné metody n Používá další metody n a navíc zavádí experimentální změnu (nezávisle proměnnou) § její působení se kontroluje n Klíčový je výběr (sestavení) výzkumných skupin a kontrola závisle proměnné Přínosy experimentální metody Výhody n Umožňuje zajít dále než např. pozorování (popis jevů) n Zjišťuje proč se dané jevy chovají jak se chovají n Odhaluje kauzální souvislosti