3. Експериментальні плани. Основні принципи планування експерименту

Вивчення віршів

Основні поняття

• Досконалий експеримент

  • Ідеальний експеримент

  • Безконечний експеримент

  • Експеримент повної відповідності

• Досконалий експеримент не може бути проведений в реальності

• Досконалий експеримент є еталоном, на який слід орієнтуватися

Ідеальний експеримент

• Змін зазнає лише одна змінна – незалежна

• Інші змінні мають стабільне значення

• Проблема:

  • Об’єкт повинен перебувати одночасно під впливом обох значень незалежної змінної

Безконечний експеримент

• Кількість експериментальних проб має бути безконечною

• Мета: отримати максимально точну оцінку

• Приклад: з питтям кави

• Чи достатньо 2 горняток?

• А 4… 6… 8… 246… 346.128… 639.347.294… 345.718.432.988…?

Експеримент повної відповідності

• Ідея стосується узагальнень:

  • Дослідник повинен в експерименті використовувати ті значення незалежної змінної, які будуть фігурувати і в практичному житті

  • На інші значення незалежної змінної висновки не поширюються

• Приклад: вивчення віршів

Практичне значення цих ідей

• Ідеальний експеримент – неможливий

• Безконечний експеримент – безглуздий

• Експеримент повної відповідності – неможливий і безглуздий одночасно!

Оцінка якості експерименту

• Репрезентативність – наближеність реального експерименту до досконалого

  • Наскільки успішно реальний експеримент репрезентує ідеальний

• Валідність – рівень обґрунтованості висновків про експериментальну гіпотезу, яку забезпечують результати реального експерименту, порівняно з досконалим у всіх 3-ох аспектах

• Внутрішня валідність – рівень обґрунтованості висновків про експериментальну гіпотезу, що опираються на результати реального експерименту, порівняно з ідеальним та безконечним

• Зовнішня валідність – рівень обґрунтованості висновків про експериментальну гіпотезу, що опираються на результати реального експерименту, порівняно з експериментом повної відповідності

• Загрози для внутр. валідності

• Зміни в часі

  • Побічні фактори

  • Нестабільність в часі

    • Зміни побічних факторів

    • Зміни незалежної змінної

    • Зміни залежної змінної

• Відмінності експериментальних задач

• Ефекти послідовності

• Упередження експериментатора

• Контроль – спосіб вдосконалення реального експерименту, з метою наближення до досконалого експерименту

• Мета – подолати

  • Ненадійність

  • Систематичне змішування (cofounding)

Ненадійність

• Варіація результатів експерименту під час повторних його проведень

  • Відповідає випадковій помилці у вибіркових дослідженнях

• Способи контролю

  • Вибір адекватної кількості проб

  • Зменшення варіації поведінки (як об’єкта, так і експериментатора)

Систематичне змішування

• Змішування незалежної змінної з побічними факторами

• Джерела систематичного змішування:

  • Недосконале планування експерименту

  • Вплив дослідника

Схеми контролю

• Окремі види контролю для

  • Факторів часу

  • Факторів задачі

  • Ефектів послідовності

Дослідження ткачів

Контроль факторів часу

• Схема випадкової послідовності

  • Долається зв’язок незалежної змінної з факторами часу – відсутнє систематичне змішування

  • Збільшення проб збільшує надійність

• Схема регулярного чергування

• Схема позиційно вирівняної послідовності

  • Мала кількість проб

  • Дозволяє контролювати однорідні ефекти

Контроль факторів задачі

• Схема випадкової послідовності

• Схема регулярного чергування

• Схема позиційно вирівняної послідовності

• Основна проблема:

  • Задачі різної складності

  • Можливе їх накладання на ефекти послідовності

Ефекти послідовності

• Види ефектів

  • Позитивні/негативні

  • Загальні/специфічні

  • Короткотривалі/довготривалі

• Довготривалі – ефекти переносу

  • Накопичуються протягом проведення експерименту

Однорідні та неоднорідні ефекти

• Однорідні – лінійно накопичуються

• Неоднорідні – нелінійно накопичуються

Метод вивчення	Відповіді	Перенос
Частковий	90	–
Повний	92	2
Повний	94	2
Частковий	96	2

• Ця проблема є важливою у випадку позиційно вирівняної послідовності

  • Малої кількості експериментальних проб

Метод вивчення	Відповіді	Перенос
Частковий	90	–
Повний	93	3
Повний	95	2
Частковий	96	1

Симетричні й асиметричні ефекти

• Перехід від методу А до Б має іншу величину, ніж від Б до А

  • За знаком (напрямом)

  • За величиною

Метод вивчення	Відповіді	Перенос
Частковий	90	–
Повний	95	5
Повний	95	0
Частковий	90	-5

Збільшити послідовність і вирахувати величину переносу

Метод вивчення	Відповіді	Перенос
Частковий	90	–
Повний	95	+5
Повний	95	0
Частковий	90	-5
Частковий	90	0
Повний	95	+5