Experiment a experimentln design vzkumu v pedagogickch vdch

Experiment a experimentální design výzkumu v pedagogických vědách Kateřina Vlčková, Ph. D. Centrum pedagogického výzkumu Pd. F MU 2006 1

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 2

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 n odhalují se kauzální souvislosti synteticky využívá možnosti ostatních výzkumných metod n Používají se různé metody sběru údajů (dotazník, škálování, testy aj. ) 3

Přístup ex post facto experimentální přístup 4

Příklad: ex-post facto X experimentální přístup 5

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. 6

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 7

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. 8

Proměnné Nezávisle proměnná • otočení regulátoru hlasitosti Závisle proměnná • změna hlasitosti Intervenující proměnná • změna v přístroji 9

Proměnné v experimentálním designu osvojování učiva Nezávisle proměnná Závisle proměnná motivace Rodinné zázemí Doba učení Míra osvojení učiva Aktuální fyzický, psychický stav IQ Metody výuky 10

Druhy experimentu n Laboratorní n Simulační n Terénní (přirozený) n Formující n n n Didaktický Strukturální Institucionální Výchovný sociální 11

Laboratorní experiment n Zejména v přírodních vědách 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 n § Přenos do reálné situace problematický 12

Terénní (přirozený) experiment n V pedagogice poměrně častý n zásah, manipulace a změna v přirozených podmínkách n předností je blízkost přirozenému životu. 13

Model experimentu Vezmi 2 rovnocenné skupiny subjektů Skupina A Skupina B Udělej všechno s oběma skupinami stejně Krom experimentální změny ve skupině B Vyhodnoť skupinu A Vyhodnoť skupinu B Udělej závěr o důsledcích experimentální změny 14

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 15

Model experimentu – příklad 2/5 n Proměnné n Nezávisle proměnná n Forma vyučování § Tradiční X týmová n Závisle proměnná n n Vědomosti Dovednosti 16

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) 17

Model experimentu – příklad 4/5 n Plán výzkumu n Shodné podmínky n n n experiment trval 1 pololetí, vyučování trvalo stejně dlouho, ve stejných předmětech § se shodným místem v rozvrhu, n n stejné učivo, stejné učební pomůcky, učitelé měli stejnou kvalifikaci, délku praxe apod. jediné v čem se lišily skupiny bylo vyučování týmovou nebo tradiční formou 18

Model experimentu – příklad 5/5 n Plán výzkumu n Posttest n n na konci u obou skupin Žáci v experimentální skupině dosáhli v testu dovedností lepších výsledků než v kontrolní skupině V testu vědomostí stejné výsledky n => závěry: n týmové vyučování má větší vliv na rozvoj dovedností 19

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 n Náročné na organizování Ale ukazují lépe vlivy, lépe se odhalují souvislosti 20

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 21

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. 22

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. 23

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 n n Věk Prospěch Verbální schopnosti Numerické schopnosti Motivace Prostorové vidění Manuální zručnost Paměť …. …. 24

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 n n jeden učitel preferuje jiné vlastnosti než druhý Není to přesný údaj pro dělení do skupin Př. vědomstní testy n n n Také nevhodným kritériem Mívají nízkou reliabilitu Může se objevit něco, co výzkumník nezná 25

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 Dělá se na začátku před realizací experimentu Počet subjektů min. 40 na skupinu n Když je nižší, výrazně to zkreslí výsledky n Lépe výrazně vyšší počet n Dá se určit výpočtem 26

Experimentální plán pretest působení posttest Skupina A ano P 1 ano Skupina B ano p 2 ano 27

Experimentální plán pretest působení posttest Skupina A ne P 1 ano Skupina B ne p 2 ano 28

Experimentální plán pretest působení posttest Skupina A Skupina B Ano ano P 1 P 2 Ano ano Skupina C Skupina D Ne ne P 1 P 2 Ano ano 29

Efekty u experimentálních designů Řada efektů může ovlivnit a zkreslit výsledky: Hawthornský efekt n Placebo efekt n Historie n Zrání, maturace n Testování n Instrumentace n Mortalita n Regrese k průměru n 30

Efekty u experimentálních designů Řada efektů může ovlivnit a zkreslit výsledky: Nebezpečí sociální interakce difuze nebo imitace intervence/ošetření n kompenzační rivalita/soupeření n demoralizace z rozhořčení/naštvání n kompenzační vyrovnání intervence/ošetření n 31

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 32 § 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 n ti záměrně i nezáměrně pak mění své chování ve snaze ukázat se lepší Často to vede ke zlepšení výkonu v kontrolní skupině, u které se neočekává 33

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 34

John Henry efekt n Později se rozlišil n Nežádoucí vliv na kontrolní skupinu n n John Henry efekt Nežádoucí vliv na experimentální skupinu n Hawthornský efekt 35

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 36

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 37