4.3. Экспериментальная выборка и стратегии ее формирования

Выбор объекта исследования также является задачей, которую необходимо решить психологу-исследователю. Идеальным объектом психологического исследования может выступать либо отдельный индивид, либо группа. В первом случае мы говорим об общепсихологическом эксперименте, во втором - о социально-психологическом.

В конкретном эксперименте реальный объект исследования должен соответствовать по своим характеристикам идеальному объекту, а результаты, полученные при его участии, должны применяться к другим объектам. Если бы все люди были похожи друг на друга, а еще лучше -оказались совершенно одинаковыми, то не возникло бы никаких проблем, и эксперимент можно было бы провести с участием одного испытуемого, а полученные результаты применить для объяснения поведения всех других людей. Но люди различаются по полу, возрасту, национальности, принадлежности к той или иной культуре или религии, социальному и экономическому положению и т.д. Следовательно, простая генерализация (обобщение) данных, полученных при исследовании одного испытуемого, невозможна.

Для более полного понимания отношений между реальным (выборка) и идеальным (генеральная совокупность) объектами исследования необходимо уточнить понятия генеральной совокупности и выборки и некоторые их характеристики. Так, генеральная совокупность представляет собой множество объектов, являющихся предметом изучения в пределах, очерченных программой психологического исследования и территориально-временными границами. Выборочная совокупность (выборка) представляет собой модель генеральной совокупности, результат определенным образом построенного извлечения части элементов генеральной совокупности, выступающих в качестве объектов наблюдения. Основа выборки -перечень элементов генеральной совокупности, если он удовлетворяет требованиям полноты, точности, адекватности, удобства работы с ним, отсутствия дублирования единиц анализа. В качестве основы могут служить алфавитные списки сотрудников учреждения, домовые книги, картотеки отдела кадров. Единицы отбора - элементы генеральной совокупности, отбираемые на каждом этапе выборки. Единицы анализа -элементы сформированной выборочной совокупности, подвергающиеся непосредственному исследованию.

Основными характеристиками выборочной совокупности (выборки) являются ее объем и репрезентативность. Объем выборки - число элементов, включенных в выборочную совокупность. Объем выборки определяется:

64

а) задачами исследования;

б) степенью однородности генеральной совокупности, которую данная выборка репрезентирует;

в) величиной доверительной вероятности (с), при которой гарантируется достоверность результатов исследований;

д) требуемой точностью результатов, т.е. величиной допускаемой ошибки репрезентативности.

При определении объема выборки учитывается совокупность технических приемов, применяемых для ее качественного и статистического анализа. Объем выборки определяется с помощью статистических таблиц больших чисел, по номограммам достаточно больших чисел (таблица 3), а также с помощью специальных расчетов.

Таблица 3 Зависимость объема выборки от объема генеральной совокупности, при допустимой ошибке 5% (доверительная вероятность - 0,954)

Объем генеральной совокупности	500	1000	2000	3000	4000	5000	10000	100000	Бесконечная
Объем выборки	222	286	333	350	360	370	385	398	400

Если массив генеральной совокупности будет дробиться (например, мужчины и женщины, курсы вуза, сроки службы и т.п.), то объем выборки будет соответственно (пропорционально частям дробления) увеличиваться - вместо 400 будет 800.

Объем выборки также может рассчитываться и при помощи различных формул. Так, наиболее распространенная формула расчета объема выборки в зависимости от численности генеральной совокупности и требуемого уровня достоверности и точности имеет следующий вид:

где n- объем выборки; N - объем генеральной совокупности; t-уровень достоверности (t = 1,96 для = 0,95; t= 2,58 для = 0,99); ^ - уровень

точности в долях от (средней арифметической выборки); стандартное отклонение.

Репрезентативность - свойство выборочной совокупности представлять параметры генеральной совокупности, значимые с точки

65

зрения задач исследования. Она означает, что с некоторой наперед заданной или вычисленной погрешностью можно отождествить установленное на выборочной совокупности распределение изучаемых признаков с их действительным распределением в генеральной совокупности. Оценка репрезентативности выводится на основе анализа и расчета ошибок: процедурных (допущенных при регистрации признаков) и случайных (зависящих от степени изменчивости изучаемого признака).

Различают шесть типов выборок.

1. Простая случайная выборка - выборка, отбор единиц которой осуществляется с помощью таблиц случайных чисел из однородной совокупности, все элементы которой известны и могут быть пронумерованы.

2. Систематическая выборка - выборка из полного списка генеральной совокупности, единицы которой отбираются по одному объекту через интервал, равный шагу отбора - отношению объема генеральной совокупности к объему выборки.

3. Гнездовая выборка - выборка, в которой единицы отбора представляют собой статистические группы (гнезда), которые целиком или выборочно подвергаются обследованию, а выборочные единицы отбираются с помощью одного из способов случайного отбора.

4. Стратифицированная выборка - выборка, при отборе которой исследуемая совокупность предварительно разделяется на страты (слои) в соответствии с генеральным распределением известных и значимых для исследования признаков; в дальнейшем из каждой страты извлекается районированная выборка.

При пропорциональном размещении объем выборки из страты пропорционален размеру страты в генеральной совокупности.

При оптимальном размещении объем выборки из страты пропорционален среднеквадратичному отклонению признака в страте и обратно пропорционален издержкам на получение выборки. 5. Многоступенчатая выборка - выборка, процедура построения которой разбивается на ряд этапов (ступеней), на каждом из которых меняется единица отбора.

А. Случайная - выборка, при которой на каждой ступени единицы отбираются одним из способов случайного отбора.

В. Комбинированная - выборка, отбор которой на каждой из ступеней может осуществляться любым из вышеописанных способов.

6. Квотная выборка - выборка, при отборе которой производится разбиение генеральной совокупности на классы согласно нескольким распределениям выбранных признаков, в дальнейшем на основе знания статистического объема каждого класса и заданной доли отбора из него определяется "квота" - объем выборки соответствующего класса.

В зависимости от способа формирования выборочной совокупности (выборки) и ее объема различают следующие исследования:

66

• сплошное исследование - требует полного охвата объекта, всех его элементов без исключения;

• исследование основного массива - изучается большая часть объекта или его важнейшие элементы;

• монографическое исследование - изучается типичная для всего объекта часть по ряду критериев;

- исследование на основе выборочного метода - отбирается выборочная совокупность по заданным правилам (методам формирования выборочной совокупности).

Существует несколько основных методов формирования выборочной совокупности.

А) Методы вероятностного отбора:

'- простая случайная выборка - строится с помощью таблиц случайных чисел;

• систематический отбор - производится через интервал в перечне объектов;

• серийная выборка - единицами случайного отбора являются определенные гнезда, группы (семьи, коллективы);

• многоступенчатая выборка - случайная в несколько ступеней, на каждой меняется единица отбора;

• комбинированная выборка - на каждой ступени меняется единица и техника отбора;

• многофазовая выборка - производится подвыборка меньшего объема без единицы отбора;

• стратифицированная выборка - случайная, с любой техникой. Процедуре отбора предшествует выделение в генеральной совокупности однородных групп (страт).

Б) Не строго случайные методы:

- целенаправленная выборка - выбираются типичные элементы по установленным критериям;

• квотная выборка - строится как модель, воспроизводящая структуру генеральной совокупности в виде квот распределения признаков изучаемых объектов;

• стихийная выборка - выборка "первого встречного", критерии не определены.

Существуют простые и сложные схемы отбора выборочной совокупности. К простым схемам отбора относятся:

1) простой случайный отбор. Достоинства: в качестве предварительной информации о генеральной совокупности достаточно перечня или описи ее элементов. Недостатки: необходим перечень всех элементов генеральной совокупности; такой отбор возможен только при наличии однородных объектов; "

2) систематическая выборка. Достоинства: позволяет при небольшом объеме охватить большие генеральные совокупности. Недостатки:

67

подвержена смещению в случае совпадения интервала отбора с невыявленной периодичностью распределения признака в генеральной совокупности;

3) гнездовая (серийная) выборка. Достоинства: проще определить перечень гнезд, чем единиц отбора. Недостатки: занижается дисперсия изучаемого признака в силу определенного сходства единиц в гнездах.

К сложным схемам отбора можно отнести: 1) многоступенчатую выборку. Достоинства: возможность выборки в генеральной совокупности со сложной, неоднородной структурой. У каждой ступени своя основа выборки. Недостатки: повышается вероятность ошибок в процедурах; большой вес приобретают случайные ошибки;

2) комбинированную выборку. Достоинства: чередование способов отбора ведет к искусственному "перемешиванию признаков". Недостатки: многообразие применяемых способов усложняет процедуру отбора.

3) стратифицированную выборку. Достоинства: повышает адекватность выборки задачам исследования; возрастает ее точность за счет совпадения дисперсии генеральной и вторичной совокупностей. Недостатки: неудачное подразделение на страты смещает выборку;

4) квотную выборку. Достоинства: уменьшаются затраты; доступна и удобна в построении. Недостатки: невозможно точно измерить смещения ввиду неслучайного характера отбора.

На практике в лабораторных экспериментах по исследованию сенсорных процессов, памяти, внимания и т.д. различиями между людьми пренебрегают, считая, что испытуемый может представлять любого индивида из Ногтю sapiens, и проводя эксперимент с одним испытуемым. Для экспериментов с одним испытуемым разработаны особые экспериментальные планы. Эксперимент с одним испытуемым проводится тогда, когда:

1) индивидуальными различиями можно пренебречь, исследование чрезвычайно велико по объему и включает множество экспериментальных проб;

2) испытуемый - уникальный объект, например гениальный музыкант или творчески одаренный шахматист;

3. от испытуемого требуется особая компетентность при проведении исследования (эксперимент с обученными испытуемыми);

4. повторение данного эксперимента с участием других испытуемых невозможно.

Однако чаще исследование проводится с экспериментальными группами, в которых все испытуемые объективно различны, но отобраны и. распределены по подгруппам с помощью той или иной стратегии. Различают четыре основных вида "дизайна" - конструирования экспериментальных групп.

68

Вариант 1. Исследование проводится с двумя различными группами: экспериментальной и контрольной, которые ставятся в разные условия. Это наиболее распространенный способ.

Вариант 2. Предполагается исследование одной группы: ее поведение изучается и в экспериментальных, и в контрольных условиях. Он применяется, когда имеется только экспериментальная группа и нет возможности сформировать контрольную. Но этот план никак не контролирует влияние "эффекта последовательности" и используется лишь в тех редких случаях, когда эффектом последовательности можно пренебречь.

Вариант 3. Предполагается конструирование групп методом "парного дизайна". Суть его состоит в следующем: для каждого субъекта группы подбирается эквивалентный ему (или похожий на него) субъект, и они распределяются по разным группам. Соответственно контрольная и экспериментальная группы становятся похожими по составу испытуемых. Конечно, в этом случае невозможно соблюсти полную эквивалентность групп в обоих условиях эксперимента, но данный способ значительно лучше, чем эксперимент с участием одной группы в разных условиях.

Вариант 4. Используется смешанный вариант'"дизайна": все группы ставятся в разные условия. При этом образуется несколько групп. Способ применяется при факторном планировании эксперимента.

Формирование выборки испытуемых - экспериментальной группы должно подчиняться ряду правил. Так, экспериментальная группа комплектуется по следующим схемам:

а) формируются экспериментальная и контрольная группы, которые распределяются по различным режимам эксперимента;

б) исследуется одна группа в экспериментальном и контрольном режимах;

в) "парный дизайн", когда по итогам предварительного тестирования подбираются эквивалентные пары испытуемых с последующим распределением по режимам эксперимента;

г) "смешанная" схема, когда все группы распределяются по различным режимам эксперимента (проверка влияния независимой переменной (НЗП) на зависимую переменную (ЗП) в различных условиях).

Существуют и определенные требования к формированию экспериментальной выборки (критерии).

1. Содержательный критерий (критерий операциональной валидности). Выборка должна соответствовать содержанию гипотезы (обучаемость - на учениках; дисциплина - на воинах...).

2. Критерий эквивалентности испытуемых (критерий внутренней валидности). Результаты выборки должны распространяться на каждого члена выборки, то есть необходимо учитывать все значимые характеристики объекта исследования, различия в выраженности

69

которых могут значительно повлиять на зависимую переменную. Например, при исследовании "тревожности" в ходе обучения необходимо подбирать группу примерно с равным IQ.

3) Критерий репрезентативности (критерий внешней валидности). Выборка должна представлять генеральную совокупность качественно (возраст, пол, образование, социально-демографические характеристики - город, село, национальность и т.д.) и количественно. Формирование репрезентативной выборки по количественному признаку осуществляется при помощи теоремы П. Чебышева о вероятности ошибки реперезентативности, которая гласит: "С вероятностью, сколь угодно близкой к единице, можно утверждать, что при достаточно большом числе независимых наблюдений выборочная средняя будет сколь угодно мало отличаться от генеральной средней". Размер минимальной репрезентативной выборки рассчитывается по формуле:

где n _min - численность выборки; t - коэффициент кратности ошибки, связанный с вероятностью (Р _t), с которой требуется гарантировать результаты выборочного наблюдения (t-критерий); d- размер допустимой ошибки выборки (0,05); W - доля (частность) данного признака (0,8); (1 - W) - доля противоположного признака (0,2); N - численность генеральной совокупности. В ходе формирования выборки используются разные стратегии.

1. Рандомизация - распределение испытуемых по группам случайным образом. Впервые предложил Р. Фишер.

2. Попарный отбор - составление эквивалентных пар и распределение их по разным группам исследователем.

3) Попарный отбор с последующей рандомизацией - составление эквивалентных пар и распределение их случайным образом по группам и режимам эксперимента (по Кэмпбеллу - это наиболее предпочтительный способ).

4) Стратометрический отбор - при помощи рандомизации из различных социальных страт формируются группы.

5) Приближенное моделирование - приблизительная представленность в выборке характеристик популяции.

6. Репрезентативное моделирование - структура выборки соответствует структуре популяции.

7. Привлечение реальных групп - использование в качестве экспериментальной и контрольной реальных групп.

8) Привлечение добровольцев и принудительное участие - имеет место смещение выборки.

70

Различают два основных типа привлечения испытуемых в группу; а) отбор; б) распределение.

Отбор проводят при рандомизации, рандомизации с выделением страт, при репрезентативном и приближенном моделировании. Распределение осуществляется при способе составления групп из эквивалентных пар и исследованиях с участием реальных групп.

Считается, что наилучшая внешняя и внутренняя валидность достигается при стратегии подбора эквивалентных пар и стратометрической рандомизации: индивидуальные особенности испытуемых с помощью этих стратегий контролируются максимально, В остальных же случаях нет никаких гарантий эквивалентности испытуемых, контролируемости индивидуальных различий и представительности группы.

Привлечение добровольцев или принудительное участие в эксперименте нарушает репрезентативность выборки. Отметим лишь, что стратегии попарного моделирования, приближенного моделирования и стратометрической рандомизации, в отличие от стратегии рандомизации ("случайно отобранных групп"), предполагают, что нам известен дополнительный параметр - индивидуальная особенность, которая может оказать значительное влияние на результат эксперимента. Ошибка в выделении этого параметра и/или недоучет других параметров приводят экспериментатора к неудаче. Очевидно, что применение таких стратегий формирования групп должно опираться на серьезные знания в области дифференциальной психологии (психологии индивидуальных различий).

При формировании выборочной совокупности психологи-исследователи допускают ряд ошибок. Все ошибки подразделяются на случайные и систематические. К случайным ошибкам относятся:

1. статистические ошибки - отклонения характеристик выборочного распределения от генерального. Причины: различие совокупностей в условиях неоднородности элементов приводит к расхождению распределений. Способы выявления и устранения: измерение статистической ошибки; учет ее значений в оценке репрезентативности:

2. неконтролируемые отклонения от планируемых процедур. Причины: замена неполноценными единицами анализа из-за недостаточной квалификации исполнителей; неполный охват информации в единицах анализа. Способы выявления и устранения: систематический контроль за ходом исследования; сравнение реальной выборки с разработанным планом; ее "ремонт" дополнительным сбором информации или уменьшением модели.

К систематическим ошибкам можно отнести ошибки случайного характера из-за неадекватного воспроизведения генерального распределения. Причины:

а) завышение или занижение характеристик генеральной совокупности; неадекватность выборки задачам исследования;

71

б) незнание распределений в генеральной совокупности, процедуры отбора искажают их;

в) отбор более удобных, "выигрышных" элементов генеральной совокупности.

Способами выявления и устранения таких ошибок являются: а) повышение качества работ подготовительного этапа; б) экспертиза, пилотаж методики, инструментария; в) включение элементов случайного отбора.

Существуют наиболее общие советы психологам по формированию выборки. Так:

а) для выявления различий на достаточно значимом уровне общий объем ЭГ и КГ около 50 человек при примерном их равенстве;

б) если в последующей обработке предусмотрен корреляционный анализ, то объем выборки - 30-35 человек;

в) количество испытуемых при применении факторного анализа не менее чем в 3 раза должно быть больше числа признаков, включаемых в факторный анализ;

г) подвыборки мужчин и женщин примерно равные;

д) при определении возрастных отличий учитывать следующую периодизацию:

• новорожденный - 0 - 10 дней;

• грудной - 10 дней - 1 год;

• раннее детство - 1 - 2 года;

• первый период детства - 3 - 7 лет;

• второй период детства - 8 - 12 лет для мальчиков; 8-11 лет для девочек;

• подростковый - 13 - 16 лет для мальчиков; 12-15 лет для девочек;

• юношеский - 17 - 21 год для мужчин; 16-20 лет для женщин;

• средний возраст:

,,' - первый период - 22 - 35 лет для мужчин; 21 - 35 лет для женщин;

• второй период - 36 - 60 лет для мужчин; 35 - 55 лет для женщин;

• пожилой возраст: 61 -75 лет для мужчин; 55 -75 лет для женщин;

• старческий возраст: 75 - 90 лет;

• долгожители - 90 лет и старше.