1 Experiment a experimentální design výzkumu v pedagogických vědách Kateřina Vlčková Institut výzkumu školního vzdělávání 2 Termín experiment v laickém jazyce nExperiment v laickém jazyce používán volněji než v odborném n nPokus, zkoušení n nExperimentuje se §zkouší se nová učební pomůcka n nExperimentální vyučování §zavádí se zkušební vyučování 3 Termín experiment v odborném jazyce nMá odlišný význam než v laickém jazyce nZkrácený výraz pro „experimentální metoda“ nSpíše se jedná o experimentální design výzkumu n nExperiment musí mít několik prvků: n nAlespoň 2 skupiny osob s podobným složením n nKontrolují se podmínky a vyhodnocuje se jejich vliv na dané skupiny osob n nMetoda, která spočívá v plánovitém manipulování s proměnnými nodhalují se kauzální souvislosti n nsynteticky využívá možnosti ostatních výzkumných metod nPoužívají se různé metody sběru údajů (dotazník, škálování, testy aj.) 4 Přístup ex post facto experimentální přístup 5 Příklad: ex-post facto X experimentální přístup 6 Terminologie v experimentálním designu 1 nSubjekty nosoby, které se účastní experimentu n nZnaky nsoubory vlastností, podle nichž se osoby vybírají nPř. pohlaví, věk, školní úspěšnost aj. n nNáhodný výběr nkaždý člen populace (př. 4. třídy) má stejnou statistickou pravděpodobnost dostat se do vzorku n nExperimentální plán nzpůsob rozvržení experimentu nkolik skupin, zda prestest, posttest a kolikrát apod. 7 Terminologie v experimentálním designu 2 n nExperimentální skupina nSkupina, ve které se realizuje experimentální působení n nKontrolní skupina nSkupina, ve které se působení nerealizuje n nPretest nVstupní test nPřed experimentálním působením n nPosttest nZávěrečný test nZadávaný po experimentálním působení 8 Terminologie v experimentálním designu 3 nProměnná nPrvek experimentu nMůže se měnit, nabývat různé hodnoty/vlastnosti n nNezávisle proměnná nProměnná, kterou se v experimentální skupině manipuluje nV kontrolní skupině se s ní nic nedělá nPříčina nVede k následku, který se označuje jako závisle proměnná n nZávisle proměnná nNásledek vlivu nezávisle proměnné n nIntervenující proměnná nhypotetický mezičlánek mezi obojím. n 9 Proměnné Nezávisle proměnná • otočení regulátoru hlasitosti • Závisle proměnná • změna hlasitosti • Intervenující proměnná • změna v přístroji 10 Proměnné v experimentálním designu osvojování učiva motivace Nezávisle proměnná Rodinné zázemí Doba učení Aktuální fyzický, psychický stav IQ Metody výuky Míra osvojení učiva Závisle proměnná 11 Druhy experimentu nLaboratorní nSimulační nTerénní (přirozený) nFormující nDidaktický nStrukturální nInstitucionální nVýchovný nsociální 12 Laboratorní experiment nZejména v přírodních vědách npopř. v psychologii, nv pedagogice méně. nSnaha vytvořit max. čisté prostředí, nminimálně ovlivňované vnějšími vlivy. nPlus: nZajištění vysokého stupně kontroly nad vstupními i výstupními proměnnými. nMínus: nZávěry platí pouze pro stejné laboratorní podmínky §Přenos do reálné situace problematický n 13 Terénní (přirozený) experiment nV pedagogice poměrně častý nzásah, manipulace a změna v přirozených podmínkách npředností je blízkost přirozenému životu. 14 Model experimentu Vezmi 2 rovnocenné skupiny subjektů Skupina B Skupina A Udělej závěr o důsledcích experimentální změny Udělej všechno s oběma skupinami stejně Krom experimentální změny ve skupině B Vyhodnoť skupinu A Vyhodnoť skupinu B 15 Model experimentu – příklad 1/5 nVýzkumné téma nSrovnání týmového vyučování a tradičního nVliv na úroveň vědomostí a dovedností žáků n nOperacionalizace proměnných nTýmové vyučování nSoučasně ve třídě pracují 2 učitelé (nebo i více) nTradiční vyučování n1 učitel n 16 Model experimentu – příklad 2/5 nProměnné n nNezávisle proměnná nForma vyučování §Tradiční X týmová § nZávisle proměnná nVědomosti nDovednosti 17 Model experimentu – příklad 3/5 nVýběr vzorku n2 skupiny žáků nKaždá po 70 žácích (2 třídy) n nPlán výzkumu nPretest nzměřena úroveň vědomostí a dovedností §Zjistilo se, že obě skupiny mají srovnatelnou úroveň těchto ukazatelů nPoté vyučování nexperimentální působení v experimentální skupině (týmová výuka) n 18 Model experimentu – příklad 4/5 nPlán výzkumu nShodné podmínky nexperiment trval 1 pololetí, nvyučování trvalo stejně dlouho, nve stejných předmětech §se shodným místem v rozvrhu, nstejné učivo, nstejné učební pomůcky, nučitelé měli stejnou kvalifikaci, délku praxe apod. n njediné v čem se lišily skupiny bylo vyučování týmovou nebo tradiční formou 19 Model experimentu – příklad 5/5 nPlán výzkumu nPosttest nna konci nu obou skupin nŽáci v experimentální skupině dosáhli v testu dovedností lepších výsledků než v kontrolní skupině nV testu vědomostí stejné výsledky n n=> závěry: ntýmové vyučování má větší vliv na rozvoj dovedností 20 Model experimentu s více skupinami nNezávisle proměnná může mít více rovin nPř. Organizační formy výuky §Přednáška §Skupinová diskuse §Individualizované vyučování n n=> 3 skupiny subjektů: A, B, C nSkupiny lze považovat za rovnocenné nje problematické říci, která je experimentální a kontrolní nV experimentu lze mít několik experimentálních a kontrolních skupin nNáročné na organizování nAle ukazují lépe vlivy, lépe se odhalují souvislosti 21 Subjekty experimentu nExperiment organizujeme tak, že skupiny jsou na začátku rovnocenné nMají 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 nKdyby nebyly rovnocenné, rozdíly mezi skupinami by způsobovaly rozdíly ve výsledcích 22 Příklad: výběr skupin nZvolte znaky pro výběr rovnocenných skupin subjektů v experimentu zaměřeného na prostorový výtvarný projev žáků nHlína, dřevo, skládání papíru n nJedná se o vlastnosti: n. 23 Příklad: výběr skupin nZvolte znaky pro výběr rovnocenných skupin subjektů v experimentu zaměřeného na prostorový výtvarný projev žáků nHlína, dřevo, skládání papíru n nJedná se o vlastnosti: nVýtvarné schopnosti….. n…věk.. n….pohlaví n…handicapovaní nVliv sociokult. zázemí. 24 Příklad: výběr skupin nZvolte znaky pro výběr rovnocenných skupin subjektů v experimentu zaměřeného na prostorový výtvarný projev žáků nHlína, dřevo, skládání papíru n nUvažujte o vlastnostech jako: nVěk nProspěch nVerbální schopnosti nNumerické schopnosti nMotivace nProstorové vidění nManuální zručnost nPaměť n….. n…. n…. 25 Náhodný výběr subjektů pro experiment nPři výběru subjektů do skupin existuje mnoho nástrah, které mohou vést pak ke zkreslení výsledků kvůli výběru nPř. prospěch njeden učitel preferuje jiné vlastnosti než druhý nNení to přesný údaj pro dělení do skupin nPř. vědomostní testy nTaké nevhodným kritériem nMívají nízkou reliabilitu nMůže se objevit něco, co výzkumník nezná 26 Náhodný výběr do skupin nVýběr do rovnocenných skupin dle více znaků nProblém: není dost lidí s daným znakem nČím vyšší počet znaků, tím těžší najít dostatek osob nŘeší se to náhodným přiřazováním subjektů do skupin nZvládnou se vlivy, které výzkumník nezná nDělá se na začátku před realizací experimentu nPočet subjektů min. 40 na skupinu nKdyž je nižší, výrazně to zkreslí výsledky nLépe výrazně vyšší počet nDá se určit výpočtem n 27 Experimentální plán pretest působení posttest Skupina A ano P1 ano Skupina B ano p2 ano 28 Experimentální plán pretest působení posttest Skupina A ne P1 ano Skupina B ne p2 ano 29 Experimentální plán pretest působení posttest Skupina A Skupina B Ano ano P1 P2 Ano ano Skupina C Skupina D Ne ne P1 P2 Ano ano 30 Efekty u experimentálních designů nŘada efektů může ovlivnit a zkreslit výsledky: nHawthornský efekt nPlacebo efekt nHistorie nZrání, maturace nTestování nInstrumentace nMortalita nRegrese k průměru n n 31 Efekty u experimentálních designů nŘada efektů může ovlivnit a zkreslit výsledky: n nNebezpečí sociální interakce ndifuze nebo imitace intervence/ošetření nkompenzační rivalita/soupeření ndemoralizace z rozhořčení/naštvání nkompenzační vyrovnání intervence/ošetření n 32 Hawthornský efekt 1 nExperiment je náročný na organizaci nŘada negativních činitelů může ovlivnit výsledky nH.e. dle továrny v Hawthornu blízko Chicaga nDělali výzkum, zda zlepšení osvětlení má vliv na výkon dělníků nSkupiny rovnocenné, shodné prac. podmínky nJediný rozdíl –v experimentální sk. bylo osvětlené intenzivnější nX zvýšil se výkon i kontrolní skupiny!! nZvyšovalo se a snižovalo osvětlení náhodně nUkázalo se, že výkon se zvýšil vždy, když se dělala změna (změna osvětlení, změna ve skupinách) nDělníci nebyli ovlivněni ani tak experimentálním působením nByli ovlivněni tím, že se účastnili experimentu §To zvýšilo jejich pracovní motivaci 33 Hawthornský efekt 2 nEfekt způsobený tím, že subjekty vědí, že jsou sledovány, a chovají se jinak, než očekávají výzkumníci nPř. ve škole npřítomnost výzkumníků vzbuzuje zvědavost žáků i učitelů, nti záměrně i nezáměrně pak mění své chování ve snaze ukázat se lepší nČasto to vede ke zlepšení výkonu v kontrolní skupině, u které se neočekává 34 Placebo efekt nOdstranění efektu v medicíně nKontrolní skupina dostává placebo n= látku,která neobsahuje účinné složky n nPlacebo efekt nEfekt vyvolaný přesvědčením pacienta, že je léčen n 35 John Henry efekt nPozději se rozlišil n nNežádoucí vliv na kontrolní skupinu nJohn Henry efekt n nNežádoucí vliv na experimentální skupinu nHawthornský efekt 36 Nevýhody experimentální metody nNevýhody n nPatří mezi náročné metody nPoužívá další metody na navíc zavádí experimentální změnu (nezávisle proměnnou) §její působení se kontroluje § nKlíčový je výběr (sestavení) výzkumných skupin a kontrola závisle proměnné 37 Přínosy experimentální metody nVýhody n nUmožňuje zajít dále než např. pozorování (popis jevů) n nZjišťuje proč se dané jevy chovají jak se chovají n nOdhaluje kauzální souvislosti Literatura nGAVORA, P. Úvod do pedagogického výzkumu. Brno : Paido, 2002. n nPELIKÁN, J Základy empirického výzkumu pedagogických jevů. Praha : Karolinum, 1998. n nGALL, M. D.; BORG, W. R.; GALL, J. P. Educational Research. An introduction. N. Y. : Longman, 1996. n nJANÍK, T., VLČKOVÁ, K. Sbírka studijních materiálů k předmětu „Základy pedagogické metodologie“, In Virtuální studovna Katedry sociální pedagogiky PdF MU. Brno: Masarykova univerzita, 2003, [online] Dostupné z: http://www.ped.muni.cz/wsocedu/virtual/pdf/TJ_studijni_mat.pdf 38