ΕΙΔΗ ΕΡΕΥΝΑΣ I: ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ & ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΙ

Transcript

1 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΑΣ (# 252) Ε ΕΞΑΜΗΝΟ 9 η ΕΙΣΗΓΗΣΗ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΙΔΗ ΕΡΕΥΝΑΣ I: ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ & ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΙ ΛΙΓΗ ΘΕΩΡΙΑ Στην προηγούμενη διάλεξη μάθαμε ότι υπάρχουν διάφορες μορφές έρευνας στο γνωστικό πεδίο της φυσικής αγωγής και του αθλητισμού όπως η Ιστορική Έρευνα, η Περιγραφική Έρευνα, η Έρευνα Πεδίου, η Πειραματική Έρευνα, η Ποιοτική Έρευνα κλπ. Κάθε μορφή έρευνας μελετά, ερευνά και προσεγγίζει τα γεγονότα και την ανθρώπινη συμπεριφορά με διαφορετικό τρόπο και χρησιμοποιεί διαφορετικά ερευνητικά εργαλεία. Βασική επιδίωξη όμως κάθε μορφής έρευνας είναι να δώσει έγκυρες και αξιόπιστες λύσεις σε συγκεκριμένα ερωτήματα. Στη σημερινή εισήγηση θα ασχοληθούμε με την Πειραματική Έρευνα, που είναι ίσως η πιο παλιά ιστορικά, και η πιο αυστηρή στην διεξαγωγή της. Η Πειραματική Έρευνα προσπαθεί να θεμελιώσει σχέσεις αιτίας και αποτελέσματος. Έτσι, μια ανεξάρτητη μεταβλητή χρησιμοποιείται από τον ερευνητή για να δημιουργήσει ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα ή να ασκήσει μια συγκεκριμένη επίδραση σε μια εξαρτημένη μεταβλητή την οποία και μετρούμε ή αξιολογούμε. Ωστόσο, δεν είναι πάντα εύκολο να εδραιωθεί μια σταθερή σχέση αιτίας-αποτελέσματος μεταξύ δύο ή περισσότερων μεταβλητών. Αυτό σε ένα βαθμό αναφέρθηκε αναλυτικά στην προηγούμενη διάλεξη όπου διαπιστώσαμε ότι αν δύο μεταβλητές συσχετίζονται υψηλά δεν σημαίνει κατ ανάγκη ότι η μία είναι αποτέλεσμα της άλλης (μπορεί δηλαδή να υπάρχει μια τρίτη μεταβλητή, συχνά κρυφή, που προκαλεί αυτή τη σχέση ή την επηρεάζει καταλυτικά). Βέβαια, το αντίστροφο πρέπει να υφίσταται, δηλαδή δεν είναι 1

2 δυνατό να υπάρξει σχέση αιτίας-αποτελέσματος μεταξύ δύο μεταβλητών, αν αυτές οι δύο μεταβλητές δεν συσχετίζονται. Έτσι, συχνά στην έρευνα προηγείται η έρευνα διερεύνησης των σχέσεων μεταξύ μεταβλητών και μετά ακολουθεί η αυστηρή πειραματική έρευνα. Αυτό σημαίνει ότι είναι χρήσιμο να προβούμε σε μία διερεύνηση της σχέσης δύο μεταβλητών, πριν προσπαθήσουμε να χειριστούμε τη μία (εξαρτημένη μεταβλητή) για να επηρεάσουμε την άλλη (δηλ. την ανεξάρτητη μεταβλητή, αυτή που μετρούμε). Σημαντικό! Η σχέση αιτίας-αποτελέσματος εδραιώνεται με την εφαρμογή λογικής ακολουθίας σκέψεων σε καλά σχεδιασμένα πειράματα στο εργαστήριο και στο πεδίο. Αυτή η επαγωγική προσέγγιση εδραιώνει τη μη ύπαρξη άλλης λογικής ερμηνείας για την εξήγηση των αλλαγών που συμβαίνουν στην ανεξάρτητη μεταβλητή, εκτός από τους χειρισμούς που γίνονται από τον ερευνητή στην εξαρτημένη μεταβλητή. Η υλοποίηση στην πράξη αυτής της λογικής ακολουθίας μπορεί να επιτευχθεί λαμβάνοντας υπόψη ο ερευνητής τα ακόλουθα: o Την επιλογή ενός ισχυρού θεωρητικού υπόβαθρου που να στηρίζει σε ένα βαθμό την ύπαρξη σχέσης μεταξύ των μεταβλητών. o Την εφαρμογή του κατάλληλου πειραματικού σχεδιασμού που θα του επιτρέψει την έγκυρη και αξιόπιστη διερεύνηση του ερευνητικού προβλήματος. o Τη χρήση κατάλληλων στατιστικών μοντέλων και αναλύσεων. o Την κατάλληλη επιλογή και τον αυστηρό έλεγχο της ανεξάρτητης μεταβλητής. o Την κατάλληλη επιλογή και μέτρηση της εξαρτημένης μεταβλητής. o Την εμπλοκή στο πείραμα κατάλληλα επιλεγμένου δείγματος από τον πληθυσμό (με κάποια από τις μεθόδους που ήδη μάθαμε σε προηγούμενες διαλέξεις). o Τη σωστή ερμηνεία των ευρημάτων. Καθότι στην προηγούμενη διάλεξη κατανοήσαμε τι είναι εγκυρότητα και αξιοπιστία στην έρευνα και μάθαμε τις πιθανές πηγές λάθους και την αντιμετώπισή τους από τον ερευνητή, σήμερα θα ασχοληθούμε: 2

3 α) με τη διαδικασία για την υλοποίηση μιας πειραματικής έρευνας και β) με τη μελέτη διάφορων τύπων πειραματικών σχεδιασμών. α) Συστατικά ενός πειράματος Ανεξάρτητη μεταβλητή Παρέμβαση-Εξαρτημένη μεταβλητή Σε ένα πείραμα, ο ερευνητής ελέγχει, μεταβάλλει την ανεξάρτητη μεταβλητή για να αξιολογήσει αποτελέσματα στην εξαρτημένη Η ανεξάρτητη μεταβλητή πρέπει να έχει τουλάχιστον δύο επίπεδα (conditions) Μπορεί να αναφέρεται σε αλλαγές στο περιβάλλον, σε διαφορετικές οδηγίες, σε παρεμβάσεις, αλλά και σε «προσωπικές» μεταβλητές (π.χ. φύλο, εθνικότητα κλπ.) Η εξαρτημένη μεταβλητή αναφέρεται στο αποτέλεσμα, αυτό που «μετράται» Πειραματική ομάδα-ομάδα ελέγχου Η πειραματική ομάδα (experimental group) λαμβάνει κάποιο επίπεδο της ανεξάρτητης μεταβλητής Μπορεί να υπάρχουν πέραν της μίας πειραματικής ομάδας σε ένα πείραμα Η ομάδα ελέγχου (control group) δε λαμβάνει την ανεξάρτητη μεταβλητή, χρησιμεύει ως βάση σύγκρισης Δείγμα: Τυχαία επιλογή σε ομάδα ή με Matching Η πειραματική ομάδα και η ομάδα ελέγχου είναι στην αρχή ισοδύναμες ως προς τα χαρακτηριστικά τους; Αν όχι, τότε τυχόν διαφορές μεταξύ τους στις μετρήσεις της εξαρτημένης μεταβλητής δε θα μπορούν να αποδοθούν στην ανεξάρτητη Απλή τυχαία κατανομή Ίση πιθανότητα να τοποθετηθεί σε μια ομάδα Τυχαία κατανομή με matching Τυχαία κατανομή συμμετεχόντων με όμοια χαρακτηριστικά σε κάποιες μεταβλητές. Για περισσότερη ομοιότητα μεταξύ ομάδων 3

4 Προσπάθεια ελέγχου άλλων εξωγενών μεταβλητών Η προσπάθεια για εξουδετέρωση ή σταθεροποίηση εξωτερικών παραγόντων (ελεγχόμενες μεταβλητές) που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το αποτέλεσμα του πειράματος Αλλιώς δε θα μπορούμε να συμπεράνουμε ποιος προκάλεσε το αποτέλεσμα: η αλλαγή στην ανεξάρτητη μεταβλητή, ή κάποιος άλλος εξωγενής παράγοντας (ελεγχόμενες μεταβλητές); Μετρήσεις: Προπειραματική & Μεταπειραματική Ο σκοπός της πειραματικής έρευνας είναι η εύρεση αιτιωδών σχέσεων μεταξύ φαινομένων. Η κεντρική ιδέα πίσω από την πειραματική έρευνα είναι ο έλεγχος Αν δοθεί το Χ, τότε θα συμβεί το Υ Αν δεν δοθεί το Χ, τότε δεν θα συμβεί το Υ Η μετρήσεις πριν την εφαρμογή της παρέμβασης (προπειραματική μέτρηση ή pre-test) επιβεβαιώνουν την ισότητα των δύο ομάδων και καταγράφουν το σημείο εκκίνησης. Οι μετρήσεις μετά το πέρας της παρέμβασης (μεταπειραματική μέτρηση ή post-test) επιβεβαιώνουν ή όχι την ύπαρξη διαφορών μεταξύ των δύο ομάδων (πειραματικής και ελέγχου) αλλά και την ύπαρξη διαφορών σε σχέση με την προπειραματική μέτρηση. β) Τύποι πειραματικών σχεδιασμών 4

5 Στη συνέχεια θα παρουσιαστούν συνοπτικά τα βασικά χαρακτηριστικά κάθε σχεδιασμού. Θα χρησιμοποιηθεί η εξής σημειογραφία για να είναι κατανοητός ο σχεδιασμός: - Κάθε γραμμή θα δείχνει μια ομάδα συμμετεχόντων - R (Random) Σημαίνει τυχαία κατανομή των συμμετεχόντων σε ομάδες - Ο (Observation) Σημαίνει μία παρατήρηση ή μία μέτρηση. - Χ Σημαίνει την εφαρμογή αγωγής ή παρέμβασης. Ένα κενό διάστημα σε μία γραμμή, όπου ένα «Χ» εμφανίζεται σε μία άλλη γραμμή, σημαίνει ότι πρόκειται για την ομάδα ελέγχου Μία διάστικτη γραμμή μεταξύ ομάδων, όπως η παραπάνω, σημαίνει ότι οι ομάδες χρησιμοποιήθηκαν όπως ήταν (εκ των δεδομένων συνθηκών), και όχι ότι δημιουργήθηκαν τυχαία. - Οι «δείκτες» (πχ Ο 1 Ο 2 κλπ) δείχνουν μία ακολουθία παρατηρήσεων ή μετρήσεων (όταν αυτοί εμφανίζονται στην ίδια γραμμή) ή παρατηρήσεων διαφορετικών ομάδων ή διαφορετικών αγωγών/παρεμβάσεων (όταν αυτοί εμφανίζονται σε διαφορετικές γραμμές). Για παράδειγμα, όταν εμφανίζονται οι συντομογραφίες Χ 1 & Χ 2 σε διαφορετικές γραμμές, αναφέρονται σε διαφορετικές αγωγές/παρεμβάσεις. Αντίθετα, όταν εμφανίζονται στη ίδια γραμμή, δείχνουν ότι η αγωγή/παρέμβαση εφαρμόστηκε περισσότερο από μία φορά στην ίδια ομάδα συμμετεχόντων. 1. Προ-πειραματικοί σχεδιασμοί Ονομάζονται προ-πειραματικοί διότι ελέγχονται πολύ λίγες συνθήκες επηρεάζοντας αρνητικά την εγκυρότητα του πειράματος. Οι προ-πειραματικοί σχεδιασμοί περιλαμβάνουν τρεις (3) περιπτώσεις. Κανένας από αυτούς τους σχεδιασμούς δεν έχει τυχαία κατανομή των συμμετεχόντων σε ομάδες. 1α. Μελέτη μιας μέτρησης (one-shot study) 5

6 Σ αυτή την περίπτωση μία ομάδα συμμετεχόντων εμπλέκεται σε μια διαδικασία/παρέμβαση και ακολουθεί μία μέτρηση για να αξιολογηθεί η αποτελεσματικότητα της παρέμβασης: Χ Ο 1β. Σχεδιασμός μιας ομάδας με αρχική και τελική μέτρηση Αυτός ο σχεδιασμός είναι καλύτερος από τον προηγούμενο, παρά τις αδυναμίες που τον διακρίνουν γιατί μπορούμε να δούμε τυχόν αλλαγές που μπορούν να συμβούν μετά την εφαρμογή μιας παρέμβασης. Ο 1 Χ Ο 2 Αν η Ο 2 είναι καλύτερη από την Ο 1 τότε μπορούμε να πούμε ότι οι συμμετέχοντες βελτιώθηκαν. Ωστόσο, αυτός ο σχεδιασμός δεν μας επιτρέπει να πούμε με σιγουριά ότι η βελτίωση ήταν αποτέλεσμα της παρέμβασης. Δεν ξέρουμε τι άλλο ακριβώς συνέβη μεταξύ των δύο μετρήσεων, πιθανά παράλληλα με την παρέμβαση, που να επηρέασε τη δεύτερη μέτρηση (ωρίμανση, ιστορία, άλλη μεταβλητή κά). 1γ. Σχέδιο σύγκρισης προς στατική ομάδα Αυτός ο σχεδιασμός συγκρίνει δύο ομάδες, εκ των οποίων η μία δέχεται την παρέμβαση ενώ η άλλη όχι. Χ Ο Ο 2 Σ αυτή την περίπτωση δεν γνωρίζουμε αν οι δύο ομάδες ήταν ισοδύναμες στην έναρξη της μελέτης. Αυτό σημαίνει ότι οι ομάδες χρησιμοποιήθηκαν όπως ήταν (εκ των δεδομένων συνθηκών), και όχι ότι δημιουργήθηκαν τυχαία. Αυτό δημιουργεί σοβαρά προβλήματα στον ερευνητή να αποφανθεί αν οι διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων οφείλονται στην εξαρτημένη μεταβλητή ή στο γεγονός της πιθανής ύπαρξης αρχικής διαφοράς τους. 6

7 Σημαντικό! Οι προ-πειραματικοί σχεδιασμοί δεν αποτελούν έγκυρες μεθόδους για να απαντηθούν ερευνητικές ερωτήσεις. Δεν αντιπροσωπεύουν πειράματα επειδή οι αλλαγές στην εξαρτημένη μεταβλητή δεν μπορούν να αποδοθούν με ασφάλεια στο χειρισμό τη ανεξάρτητης. 2. Αληθή πειραματικά σχέδια Στη συνέχεια θα παρουσιαστούν οι αληθινοί πειραματικοί σχεδιασμοί επειδή οι ομάδες σχηματίζονται με τυχαίο τρόπο, επιτρέποντας έτσι την υπόθεση ότι ήταν ισοδύναμες στην έναρξη της έρευνας. Αυτό το γεγονός ελέγχει ορισμένες μεταβλητές που επηρεάζουν την εγκυρότητα των αποτελεσμάτων, όπως είναι η ιστορία, η ωρίμανση (συμβαίνει ταυτόχρονα στις δύο ομάδες), η μέτρηση και όλες τις πηγές λάθους οι οποίες έχουν τη βάση τους στην μη ύπαρξη ισοδυναμίας μεταξύ των ομάδων. 2α. Σχεδιασμός με τυχαίες ομάδες & μία μέτρηση Αυτός ο σχεδιασμός μοιάζει με το σχεδιασμό στατικής ομάδας που παρουσιάστηκε παραπάνω, αλλά εδώ οι ομάδες δημιουργούνται τυχαία(προσέξτε το δείκτη R στη δεξιά πλευρά): R X O 1 R Ο 2 Εάν ο ερευνητής ελέγχει τις απειλές εσωτερικές εγκυρότητας (που δεν είναι μια εύκολη διαδικασία), έχει μια ισχυρή θεωρητική βάση και εκπληρώνει το βασικό κριτήριο-κανόνα, ότι δηλαδή οι διαφορές μεταξύ της αρχικής και της τελικής μέτρησης στην εξαρτημένη μεταβλητή οφείλονται αποκλειστικά στην παρέμβαση. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να γίνει πιο σύνθετος (πολύ-παραγοντικός), όπου μπορούν να υπάρχουν τρία (3) επίπεδα της ανεξάρτητης μεταβλητής καθώς αυτή 7

8 μετριέται σε τρεις ομάδες (O 1, O 2, O 3, όπου η O 3 είναι η ομάδα ελέγχου) και δύο επίπεδα παρέμβασης (X 1 & X 2 ), ήτοι: R X 1 O 1 R X 2 O 2 R Ο 3 2β. Σχέδιο με τυχαίες ομάδες με την ύπαρξη αρχικής & τελικής μέτρησης Σ αυτή την περίπτωση αληθούς πειραματικού σχεδιασμού, οι ομάδες δημιουργούνται με τυχαίο τρόπο, αλλά και οι δύο αξιολογούνται στην αρχή και στο τέλος της παρέμβασης σύμφωνα με το παρακάτω σχέδιο. R O1 X O2 R O3 Ο4 Ο βασικός σκοπός αυτού του σχεδιασμού είναι ο καθορισμός του μεγέθους της διαφοράς που είναι αποτέλεσμα της παρέμβασης (δηλαδή αν οι αλλαγές στην πειραματική ομάδα είναι μεγαλύτερες από τις αλλαγές στην ομάδα ελέγχου). Ο σχεδιασμός αυτός αποτελεί τον πιο συνήθη, σχετικά ασφαλή και πραγματοποιήσιμο ερευνητικό σχεδιασμό. 2γ. Σχέδιο τεσσάρων ομάδων (Solomon) Αυτός ο σχεδιασμός είναι ο μόνος πραγματικά πειραματικός σχεδιασμός για να αξιολογήσει ειδικά μια απειλή εξωτερικής εγκυρότητας: τα αποτελέσματα που πιθανά προέρχονται από την αντίδραση ή την αλληλεπίδραση της μέτρησης. Αυτός ο σχεδιασμός συνδυάζει : α) την τυχαία κατανομή των υποκειμένων της έρευνας σε ομάδες και β) την ύπαρξη αρχικής και τελικής μέτρησης. 8

9 R Ο 1 Χ Ο2 R Ο 3 Ο4 R Χ Ο5 R Ο6 Ο σκοπός είναι σαφέστατα να καθορίσει κατά πόσο τα αποτελέσματα της αρχικής μέτρησης αύξησαν την ευαισθησία των υποκειμένων στην παρέμβαση. Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει: 1. Μια τεκμηριωμένη απάντηση για το αποτέλεσμα της παρέμβασης (είναι Ο2>Ο4) και Ο5>Ο6). 2. Αξιολόγηση του μεγέθους της αλλαγής εξ αιτίας της παρέμβασης (Ο2-Ο1 > Ο4- Ο3). 3. Αξιολόγηση της επίδρασης της μέτρησης (Ο4>Ο6). 4. και τέλος, αξιολόγηση του κατά πόσο η αρχική μέτρηση αλληλεπιδρά με την παρέμβαση (Ο2>Ο5). Από τα παραπάνω φαίνεται ότι ο Solomon four-group design είναι ένας πολύ ισχυρός πειραματικός σχεδιασμός γιατί ελέγχεται η παρέμβαση και η επίδραση της αρχικής μέτρησης και αυξάνεται έτσι η δυνατότητα γενίκευσης. Τα «μειονεκτήματα» είναι: o ότι απαιτείται διπλάσιος αριθμός συμμετεχόντων o Επίπονος και απαιτητικός έλεγχος του πειράματος, λόγω της συνθετότητάς του o Διπλάσιος αριθμός μετρήσεων 3. Ημι- ή Ψευδο-πειραματικά σχέδια (quasi-experimental designs) Όταν δεν είναι δυνατό να διεξάγουμε ένα πείραμα γιατί δεν μπορούμε να έχουμε αρκετό έλεγχο στα χαρακτηριστικά του πειράματος (π.χ. όταν δεν μπορούμε να κατανέμουμε τυχαία τους συμμετέχοντες σε ομάδες) τότε μπορούμε να έχουμε ψευδο-πειραματικούς σχεδιασμούς. Άρα έχουμε έλλειψη της τυχαίας κατανομής σε ομάδες. Οι σχεδιασμοί αυτοί 9

10 .δεν επιτρέπουν υψηλό έλεγχο σε εξωγενείς παράγοντες (έρευνες πεδίου σε πραγματικές συνθήκες ή πραγματικά περιβάλλοντα)..είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικοί σε μετρήσεις χρονολογικών ακολουθιών που μπορεί να συνοδεύονται από μεταβολές του περιβάλλοντος..είναι ευάλωτοι στην απειλή της εσωτερικής εγκυρότητας Για παράδειγμα, σε πραγματικές συνθήκες σ ένα σχολικό περιβάλλον, ένας ερευνητής εφαρμόζει την αποτελεσματικότητα ενός προγράμματος (παρέμβασης) Αγωγής Υγείας σε τρία διαφορετικά τμήματα της ίδιας τάξης (Α1 Α2 Α3). Σ ένα αληθινό πειραματικό σχεδιασμό θα έπρεπε να ανακατανείμει τους μαθητές τριες στα τρία τμήματα με ένα τυχαίο τρόπο ώστε να διασφαλιστεί η τυχαία κατανομή σε ομάδες. Αυτό συχνά είναι αδύνατο να γίνει γιατί το σχολείο έχει ήδη χωρίσει τα παιδιά σε τρήματα (πχ με βάση το πατρώνυμο). Έτσι, με δεδομένο ότι τα τμήματα δεν είναι ίδια/ισοδύναμα ως προς την/τις ανεξάρτητες μεταβλητές, ξεκινά την παρέμβαση. Ο1 Ο2 Ο3 Χ Ο4 Ο5 Ο6 κλπ 10