Глава 5. Эксперимент в исследовании

5.1. Основные компоненты эксперимента

Эксперимент — это система приемов и методов изучения явлений посредством изменения условий их протекания.

Эксперимент всегда связан с практической деятельностью, предполагает осуществление определенного воздействия и представляет собой комплекс методов и средств изучения явлений.

Состав эксперимента:

объект и предмет исследования как зависимая переменная;
методы и средства преобразования «предмета в объекте» как независимые переменные;
технология использования независимых переменных;
диагностика и методы диагностики результатов влияния независимых переменных на зависимые.

Объект и предмет экспериментирования — это те дети или педагоги и их качественные свойства, которые предполагается усовершенствовать. Конкретные люди, группы, классы и другие общности в эксперименте представляют объект экспериментирования (но, заметьте, не объект всего исследования). Их нравственные, умственные и другие качества, которые мы развиваем, — это предмет экспериментирования (но не предмет всего исследования). Развиваемые качества у определенных детей есть зависимые переменные, т. е. зависящие от внешних условий и воздействий экспериментатора. Изменение зависимых переменных и становится целью эксперимента. Содержательно, но не по формулировке, цели и предмет последнего полностью совпадают.

При определении объекта экспериментирования устанавливается точное число участников, например детей. Их (обладающих определенными характеристиками) может быть очень много. Для выявления особенностей или закономерностей изменения изучаемых качеств (предмета экспериментирования) достаточно сделать выборку (определить количество детей-участников), которая должна быть репрезентативной.

Репрезентативность — это свойство выбранного количества участников эксперимента проявлять те же свойства и особенности, которые присущи всей совокупности таких же людей.

На уровне учебно-исследовательской работы определять репрезентативность очень сложно, чаще всего это делают условно или приблизительно, а еще чаще — по аналогии с уже проводимыми подобными экспериментами.

Методы и средства преобразования объекта и предмета экспериментирования, их развития и совершенствования называются независимыми переменными. Независимые — значит, вполне самостоятельные по отношению к тем качествам и свойствам, которые развиваются в эксперименте.

Независимая переменная не придумывается произвольно, а выводится из гипотезы всего исследования, ибо весь эксперимент и служит ее практическому доказательству. Именно в гипотезе указано, какие пути и способы выбрал студент для достижения цели. Независимые переменные и есть то новое (новация, инновация), что вносит студент в теорию и практику.

Технология использования независимых переменных — это порядок проведения эксперимента, режим введения переменных в жизнедеятельность детей, детского и педагогического коллективов, это определение дополнительных условий введения.

Диагностико-аналитические методы в эксперименте связаны с его параметризацией, т. е. с выделением показателей эффективности влияния независимых переменных на зависимые, и с возможностью их измерить. Методы, выбранные для диагностики зависимых переменных, должны быть валидными.

Валидность методов — это их способность измерять именно данную зависимую переменную и ее изменения, т. е. соответствие метода и параметрических характеристик объекта и предмета эксперимента, их адекватность.

Алгоритм проведения эксперимента примерно таков. Перед началом студент замеряет с помощью диагностических методов состояние зависимых переменных, затем вводит независимые переменные, под влиянием которых изменяются зависимые переменные. Эти изменения опять замеряются и затем сопоставляются с начальными данными.

Зависимые и независимые переменные в практической деятельности взаимодействуют. Качество такого взаимодействия зависит от технологии использования (ввода) независимых переменных. Его результат оценивается с помощью специальных аналитических методов.

Рабочее задание 5.1

Подготовьтесь к разработке программы эксперимента: определите объект и опишите его, четко выделите предмет экспериментирования как зависимую переменную.
Определите независимую переменную, с помощью которой будете изменять предмет своего экспериментального преобразования.
Продумайте, насколько такой эксперимент будет частью вашего исследования и соответствует ли его цели, гипотезе и задачам? Можно ли с помощью эксперимента сделать гипотезу более доказанной?

5.2. Типология экспериментов

Поскольку в педагогической сфере существует большое разнообразие ситуаций и, естественно, целей их преобразования, то вполне понятным становится разнообразие видов экспериментов, применяемых здесь. Характеристика каждого из них включает в себя условия, при которых его можно использовать в научных и практических целях, а также предел тех задач, какие можно решать с его помощью.

Ведущим видом эксперимента, широко применяемым в сфере образования, стал естественный эксперимент, проводимый в естественных, реально сложившихся условиях. Нередко такую преобразовательную деятельность называют опытно-экспериментальной, что вполне оправданно. Лабораторный эксперимент студентами проводится редко, разве что при исследовании очень узких физиологических и психологических проблем.

Естественный эксперимент может быть констатирующим и формирующим. Первый — изучение состояния объекта и предмета познания без его преобразования. Однако и здесь есть независимая переменная в виде таких методов изучения состояния объекта, которые побуждают его к действию и проявлению нужных качеств. В таком эксперименте методы исследования как бы передаются изучаемым, и они работают с ними и проявляют скрытые от нас свойства и состояния.

Формирующий эксперимент предполагает открытое влияние на сознание, чувства и поведение человека в виде измененных условий жизнедеятельности. Здесь независимая переменная присутствует дважды: как новое воздействие и как метод изучения его влияния.

В констатирующем эксперименте результат воздействия независимой переменной в виде метода диагностирования человека представляет собой побочный продукт, а в формирующем — цель.

Естественный эксперимент (любой разновидности) может быть мерительным или квазиэкспериментом.

Мерительный эксперимент — тот, где имеются критериальные показатели выявляемых свойств, позволяющие определять уровень их развития. Это эксперимент контрольный и контролируемый. Его материалы оформляются как статистические графики, таблицы, диаграммы.

Квазиэксперимент, напротив, проводится при отсутствии строгих параметров качества. Это неконтролируемый эксперимент. Он чаще всего осуществляется в начале инновационной деятельности. Определителем его качества становятся классические, реально существующие показатели, например школьные отметки, состояние здоровья детей и т. д.

Естественный эксперимент, как констатирующий, так и формирующий, как мерительный, так и квазиэксперимент, может быть панельным и лонгитюдным. Панельный — широкий, с охватом большого количества испытуемых, например нескольких групп, классов, школ. Как правило, он проводится непродолжительное время. Лонгитюдный, напротив, очень глубокий эксперимент, когда испытуемым выступает небольшая группа людей и даже один человек, но в течение продолжительного времени. Такого рода эксперименты часто проводятся в коррекционной работе.

Кроме этих видов существуют другие эксперименты, не составляющие пары. Это так называемый «ложный» эксперимент (плацебо), когда испытуемым внушают его проведение, на самом деле ничего не меняя в условиях их жизнедеятельности. Фактически он проводится при манипулировании сознанием людей.

Эксперимент «с новичком» — это эксперимент, когда в действующую группу детей вводится новичок, первичное восприятие которым новых условий становится предметом изучения и средством оценки состояния группы.

Любому педагогу и исследователю надо владеть и таким видом, как мысленный эксперимент. Исследователь гипотетически представляет всю технологию экспериментирования и получаемые результаты. Такой эксперимент особенно нужен в ситуациях риска, в масштабных экспериментах, в ситуациях неопределенности. Необходим он в квазиэкспериментах. Мысленное экспериментирование позволяет предвидеть, прогнозировать все неожиданности, просчеты, возможные трудности будущего реального эксперимента.

Эксперимент в гуманитарной сфере может осуществляться как внутрипредметный, т. е. в рамках одной науки, — например, как психологический, педагогический, медицинский, социологический эксперимент, но может проводиться и на стыке ряда наук — как пограничный. Так проводятся психолого-педагогические, социально-педагогические, психолого-медико-педагогические и другие эксперименты. В них независимые переменные формируются в рамках одной науки, а зависимые — в границах другой.

Экспериментирование, как правило, ведется при выполнении дипломной работы, хотя в некоторых случаях оно проводится и при написании курсовой.

Рабочее задание 5.2

Хорошо подумайте, какой эксперимент вам нужен для доказательства гипотезы и достижения цели. Вероятно, он будет естественным, а ваша экспериментальная деятельность может называться опытно-экспериментальной.
Каким будет ваш естественный эксперимент: констатирующим или формирующим; мерительным или квазиэкспериментом; панельным или лонгитюдным?
Мысленно проведите экспериментирование со своим экспериментом.

5.3. Подготовка, проведение и описание эксперимента

Подготовка эксперимента включает в себя выполнение следующих действий:

определение вида эксперимента;
определение объекта и предмета экспериментирования в зависимости от цели и гипотезы исследования;
разработка программы эксперимента;
формирование контрольной и экспериментальной групп;
материально-техническое и методическое обеспечение эксперимента;
формирование независимой переменной;
разработка критериальных показателей и подбор методов их диагностирования.

Программа эксперимента состоит из разделов:

Общая характеристика эксперимента: - тема эксперимента; - место проведения; - участники эксперимента (объект экспериментирования); - вид эксперимента.
Научный аппарат эксперимента: - теоретическая основа (идея, научная школа); - цель экспериментирования (описание параметрических характеристик зависимых переменных); - описание независимых переменных (формирующей части); - гипотеза экспериментирования; - методы диагностирования зависимых переменных; - методы анализа полученных данных.
Организация эксперимента: - методическое обеспечение; - материально-техническое обеспечение; - график проведения эксперимента; - организационно-педагогическая подготовка участников; - психологическая подготовка участников.

Формирование независимых переменных — это создание новых условий жизнедеятельности участников эксперимента. Такими независимыми переменными могут быть новые методы, приемы и средства обучения, воспитания, оздоровления и развития; новые принципы работы педагога или психолога, новое содержание воспитания или обучения и т. д.

Основное — выделить этот компонент, четко его описать и научиться вводить в практику, т. е. заменять старый компонент новым. Эта новая независимая переменная в эксперименте становится самым главным формирующим фактором. Экспериментатор проверяет его эффективность, способность улучшать личностные качества участников эксперимента. Напомним, что независимая переменная формируется на основе гипотезы.

Подготовка экспериментальных и контрольных групп означает подбор общностей, сходных не только по возрасту, но и по другим показателям. Выравнивание групп по основным качествам называется рандомизацией.

Группы должны быть сходны по:

половому составу;
уровню развития;
социальным характеристикам;
состоянию здоровья;
отношению к учебной и иной деятельности.

Если удастся создать такие относительно одинаковые группы, то эксперимент проводится в одной из них, а срезовые диагностические замеры — в обеих и в одно и то же время. Так создаются экспериментальные и контрольные группы. При этом предполагается, согласно гипотезе, что в экспериментальной группе замеряемые качества или темпы их развития будут выше, чем в контрольной, поскольку для этого и вводились независимые переменные.

Однако практика богаче теории чистого эксперимента. Создать одинаковые группы трудно, а иногда и невозможно — например, когда испытуемыми становятся отдельные дети или небольшие группы, как это случается в коррекционной педагогике. Поэтому в качестве контрольных групп берутся группы нормы, т. е. дети из обычных школ. При этом сопоставляются не абсолютные результаты, а относительные: темпы продвижения детей экспериментальной группы и темпы продвижения детей нормы. Такое в педагогике возможно, хотя и за счет точности результатов.

График эксперимента состоит из последовательного перечня действий экспериментатора. В него входит:

психологическая подготовка испытуемых;
первый «срез», т. е. диагностирование состояния зависимой переменной на начало эксперимента;
первый ввод независимой переменной и его продолжительность;
второй «срез», т. е. замер промежуточного состояния зависимых переменных;
корректировка независимой переменной;
второй ввод независимой переменной и его продолжительность;
третий «срез» состояния зависимой переменной и т. д.

Каждая позиция в графике определяется по времени проведения. Продолжительность тех или иных действий зависит от их характера. Если, например, формируются новые умения, то они требуют значительно большего времени, чем, скажем, формирование знаний; еще больше времени требует воспитание нравственных качеств и социальных умений.

Выборка в эксперименте связана с количественным определением его объекта. В дипломных работах к этому вопросу не предъявляют строгих требований. Если считать, что любой эксперимент — это внедрение независимых переменных в практику, можно удовлетворяться результатом экспериментирования и при малом количестве детей, не предъявляя к выборке требований репрезентативности. Чаще всего так и поступают. Это допустимо для формирующего эксперимента. Для панельного же нужна продуманная и более строгая выборка.

Диагностика в эксперименте — это процедура определения критериальных показателей влияния независимой переменной на состояние зависимой и подбор методов их измерения.

В эксперименте изменяемой выступает зависимая переменная, она и измеряется с помощью специальных методов. Независимая остается неизменной и может измеряться лишь продолжительностью воздействия. Очень важно подобрать такие методы диагностики, которые измеряли бы критериальные показатели, составляющие цель эксперимента. Важно, чтобы методы соответствовали тому, что измеряется, т. е. были бы валидными.

Описанию эксперимента в дипломной работе отводятся самостоятельные главы. В любом случае описываются программа эксперимента, его подготовка и проведение, график экспериментирования, методы диагностирования, что может составить самостоятельный параграф в главе и даже отдельную главу. Это зависит от подробностей описания самого эксперимента и технологии его проведения.

Ход эксперимента, ввод независимых переменных и результаты «срезов» в экспериментальных и контрольных группах описываются самостоятельно в отдельном параграфе. Специальный параграф посвящается изложению результатов эксперимента, их обсуждению и формулировке выводов. Здесь проводится корреляционный анализ как сопоставление силы и продолжительности влияния независимой переменной и изменений зависимой переменной. В этом параграфе оценивается гипотеза эксперимента и степень ее достоверности, разрабатываются рекомендации по изменению учебно-воспитательной работы с детьми.

Вполне возможно, что эксперимент может вывести студента на разработку методики совершенствования каких-то сторон учебно-воспитательной и оздоровительной работы с учащимися. Но это уже другой материал, другая задача и другие способы описания.

Рабочее задание 5.3

Разработайте программу эксперимента в соответствии с целью и гипотезой всего исследования. Сопоставьте гипотезу дипломного исследования и гипотезу эксперимента. Найдите в них общее и различное.
Уделите особое внимание разработке независимой переменной, от которой зависит успех всего эксперимента. Определите ее место в системе учебно-воспитательной, оздоровительной, психологической и социальной работы с детьми. Какие устаревшие компоненты она заменяет или совершенствует?
Продумайте критериальные показатели зависимых переменных: чувствуете ли вы их, какое отношение они имеют к исследованию в целом, имеются ли методы их определения и измерения?
Разработайте график проведения своего эксперимента.