Badania eksperymentalne

W naukach społecznych są to badania, w których kontakt badawczy nie kończy się jedynie na obserwacji, a w znaczny sposób odciśnięty zostaje wpływ na rzeczywistość badaną. Naukowiec oddziałuje na rzeczywistość w sposób pośredni lub bezpośredni, a następnie rejestruje skutki tego postępowania. Celem, który przyświeca zazwyczaj badaniom eksperymentalnym to stworzenie takiej sytuacji, w której da się porównać dwa obiekty. W planowaniu społecznych eksperymentów dąży się również do postawienia wniosków dotyczących podobieństwach dwóch rzeczy, bądź zauważenia ich różnic. W zależności od stopnia realizacji tych założeń rozróżnią się poszczególne rodzaje eksperymentów. Rodzaje te zróżnicowane są między sobą w oparciu o końcowe wyniki, które obrazują czy założone na początku eksperymentów cele się zrealizowały.

Znamiennym wydaje się rozróżnienie pojęć obserwacja i eksperyment. Według Kazimierza Adjukiewicza problem wygląda następująco. „We wszystkich wyżej wspomnianych przypadkach nasze czynne zachowanie, bądź nie zmienia wcale przedmiotu, czy też zjawiska obserwowanego, bądź nie zmienia go pod tym względem, pod którym chcemy go obserwować. W pewnych jednak przypadkach wpływamy lub próbujemy wpłynąć na naturalny tok zdarzeń lub stanu rzeczy, zmieniając w sposób dowolny i dobrze nam wiadomy warunki, w jakich on przebiega, i to w tym celu, by zaobserwować, czy i w jaki sposób wraz ze zmianą tych warunków zmienił się tok tych zdarzeń. Takie postępowanie nazywa się eksperymentem. (…)”[1]

Zatem w skrócie eksperyment jest procesem zamierzonym, sporządzonym w celu obserwacji, bądź takim, dzięki któremu obserwowane zjawisko zachodzi i eksperyment ma wpływ na jego przebieg. Eksperymentować to znaczy działać w obrębie takich zjawisk, które jesteśmy w stanie sami wywołać lub sami je zmieniać.

Element realizacji konkretnych punktów projektu jest w badaniach eksperymentalnych najważniejszy. W obronie ich wiarygodności występują liczne uzasadnienia logiczne i statystyczne. Najtrudniejszym do wykazania składnikiem tych badań jest potwierdzenie zaistnienia relacji przyczynowej. Znaczy to tyle, że do poświadczenia następstwa zdarzeń nie wystarczy jedynie wystąpienie dwóch poprzedzających się sytuacji, czy też zależności statystycznych. Potrzeba tu związków silniejszych formułowanych według zasad logiki. Przedstawia się to w następujący sposób:

Zjawisko x jest przyczyną zjawiska y. Jeśli w danej sytuacji i przy ustalonych zmiennych zachodzi reakcja to zjawisko y następuje po celowo wywołanym zjawisku x. Zatem x uważa się za niezbędny składnik warunkujący y. Ponadto przedstawia się tu kolejna cecha x, czyli ze jest wywoływane celowo. Fakt ten jest bardzo istotny i umożliwia traktowanie eksperymentu w sensie rzeczywistym i hipotetycznym. Eksperyment traktowany jest tu bardzo szeroko i o związku przyczynowym można mówić zarówno wtedy, gdy eksperyment został przeprowadzony, ale również, gdy byłby przeprowadzony. Warunki te, w których zachodzą x i y nazywane są warunkami manipulacji eksperymentalnej.

Sytuację eksperymentu rozpatruje się w metodologii badań społecznych jako próbę, obrany sposób sprawdzenia czy zachodzi relacja przyczynowa. Sama bowiem przyczyna jako substrat eksperymentu bywa nazywana „definicją operacyjną” Stefan Nowak tak wnioskował o tej definicji: „Filozofowie i naukowcy, jak się zdaje, zgadzają się co do operacyjnej definicji relacji przyczynowej, mianowicie co do tego, że związki przyczynowe między zdarzeniami to takie, które w warunkach eksperymentu kontrolowanego prowadzą (lub prowadziłyby) do obserwowalnego następstwa zdarzeń S i B wyznaczonego przez dany schemat eksperymentu”[2].

Praktyczna strona wykonywania tych badań wygląda następująco. W naukach społecznych bada się przede wszystkim zbiorowości, a następnie sporządza się macierz. W klasycznej formie będą te eksperymenty, w których jedną ze zmiennych (niezależna X) będzie influencja badaczy. X będzie w tym przypadku zmienną dwuwartościową, bo badacze albo będą oddziaływać na społeczność, albo nie. We wzbogaconej wersji wartości mogą być zróżnicowane. Zamiast tego działania, lub jego braku może być zastosowane zróżnicowane nasilenie influencji. Ostatecznie może być też więcej rodzajów tych oddziaływań badacza pojedynczo od siebie niezależnych, np.: X1, X2. Przy nagromadzeniu różnorakich X, zakłada się, że y jest jedną zmienną zależną. Zastosowanie najrozmaitszych narzędzi pomiaru np. parametry statystyczne, ze względu na które porównuje się zbiorowości pokazuje ostateczne oddziaływanie sytuacji X. Ten jednoznaczny kierunek od X→Y będzie wartością na tyle wymierną, że na tej podstawie można porównać każdą zbiorowość. Najczęściej oczywiście najbardziej widocznymi są podobieństwa i różnice. Jednak oprócz tych wniosków da się również zauważyć, że przy identycznych założeniach zmienna X jest w tych porównywanych zbiorowościach całkiem inaczej postrzegana.

Eksperyment klasyczny

Eksperyment klasyczny to taki, który opiera się na reakcji przyczynowej, wyżej opisanej, choć w dodatkowych okolicznościach. Wartość zmienna Y jest porównywana w dwóch zbiorowościach Z1 i Z2 badanych w dwóch przekrojach czasowych t1 i t2, jednakże między t1 i t2 zachodzi oddziaływanie badaczy na jedną ze zbiorowości.

Grupy, które poddaje się badaniom dobiera się w taki sposób, by w czasie t różnice między nimi w badanej dziedzinie były jak najmniejsze. Taką unifikację osiąga się poprzez celowy lub losowy dobór badanych obiektów, które posiadają znane cechy. To daje sytuacje, gdzie zbiorowości traktuje się jako reprezentatywne dla tej samej populacji. Ponadto proces doboru kontroluje również liczbę obiektów, które jest się w stanie obserwować, by poprawnie wnioskować na temat cech populacji. Wnioskowanie to zazwyczaj dotyczy średniej zależnej Y w obydwu zbiorowościach badanych.

Pierwszym istotnym założeniem eksperymentu klasycznego jest konkluzja, że zbiorowości badane na początku są podobne i badacze starają się zminimalizować te różnice.

W modelu eksperymentu klasycznego zbiorowości Z1 i Z2 różnią się natomiast tym, że między t1 i t2 elementy jednej ze zbiorowości poddane są wcześniej zamierzonemu oddziaływaniu. W tej sytuacji naukowiec musi zabiegać, by pozostałe warunki eksperymentu, inne od tych założonych i realizowanych były w zbiorowościach Z1 i Z2 w czasie t1 i t2 takie same. Eksperyment klasyczny cechuje więc to, że dąży się do ujednolicenia całej rzeczywistej otoczki eksperymentu. Odmienne stanowisko zakłada natomiast, że wystarczy by zachowane były same zmienne, bo tylko one decydują o wnioskach z eksperymentu, gdyż bada się jedną dziedzinę.

Komplikować sytuację może jeszcze jeden fakt, gdyż warto zwrócić uwagę, że jednym z pierwszych oddziaływań na społeczność poprzedzających X było ujednolicanie różnic w czasie t1. Badanie takie może, jak wiadomo, mieć wpływ na cechy przedmiotów obserwowanych, zwłaszcza w sytuacji, gdy obiektami badań są ludzie i ich sfery psychiki. Tak ważne wstępne ujednolicenia być może są już pierwszym wskaźnikiem badań mającym wpływ na zależną zmienna X.

Ostatecznie, w eksperymencie klasycznym, główny głos mają dwie zmienne X1X2 jako wszelka celowa działalność badacza lub jej brak i Y. Zapis tego podstawowego typu eksperymentu przedstawia się następująco:

Schemat nr.1

Przekroje czasowe

Zbiorowosci

t1

t2

X

Y

X

Y

z1

x11=0

y11

x12=1

y12

z2

x21=0

y21

x22=0

y22

Wartości reprezentowane przez zmienna X zostały oznaczone jako 1 i 0, gdzie 1 jest oddziaływaniem eksperymentalnym. Wpływ tych wartości jest odbity w poszczególnych jednostkach lub nie, gdy zbiorowość nie była poddana zmienionym warunkom. W przypadku zmiennej Y podobnie charakteryzują ją jednostki, lecz mogą to być proporcje lub średnie w zbiorowościach Z1 i Z2. Wartości te są wtedy cechami zbiorowości, będące wynikiem reakcji przyczynowej. Zbiorowość Z1 nazywa się grupą eksperymentalną, ze względu na fakt, że oddziałuje na nią eksperyment, zbiorowość Z2 to grupa kontrolna.

Eksperyment klasyczny oprócz oddziaływania na przedmioty jest zjawiskiem diachronicznym, to znaczy, że obserwację prowadzi się w dwóch wymiarach czasowych. Ponadto jest badaniem porównawczym z celowym doborem zbiorowości, gdyż obserwacji poddaje się dwie zbiorowości różniące się jedną cechą. Z wyżej opisanego wzoru eksperymentu w formie klasycznej wysnuć można trzy sytuacje, które może napotkać badacz i które to powodowane są przez wpływ zmiennej Z na zmienną zależną Y:

  • przy założeniu, że y11 ≠ y21, czyli że grupa eksperymentalna i kontrolna już przez działaniem naukowca różnią się wartością zmiennej zależnej. W tym przypadku występowanie takich różnic należy przypisać innym czynnikom niż powodowane przez badacza, które w znaczny sposób różnicują zbiorowość Z1 i Z2 przed rozpoczęciem eksperymentu. Nie dochodzi w tej sytuacji do spełnienia pierwszego założenia eksperymentu, że badaniom zostaną poddane dwie identyczne społeczności.
  • przy założeniu, że y21 ≠ y22, czyli że między pierwszym i drugim badaniem wystąpiła w grupie kontrolnej różnica względem wartości zmiennej zależnej. W tym przypadku trzeba sobie zdać sprawę, iż zmianę czynników y można przypisać jakimś czynnikom występującym między czasem t1 i t2. Jednakże oddziaływanie to jest zgoła innej niż w społeczności Z1, gdzie oddziaływanie X=1 ( bo grupa kontrolna nie jest poddana temu czynnikowi). Jeśli przed wykonaniem eksperymentu zostały te dwie społeczności ujednolicone, to istnieje obawa, że ten sam czynnik mógł mieć wpływ na społeczność Z1, gdzie w czasie t1 i t2 miał miejsce eksperyment.
  • przy założeniu, że y11 ≠ y12, czyli że między pierwszym i drugim badaniem wystąpiła w grupie eksperymentalnej różnica pod względem wartości zmiennej zależnej. Różnica ta wydaje się być naturalna, biorąc pod uwagę oddziaływanie czynnika X=1 jak również działaniom obejmującym grupę eksperymentalną w czasie od t1 do t2.

Oprócz wyżej wymienionych nieszablonowych sytuacji najbardziej pożądana jest ta, gdzie było oddziaływanie eksperymentu X=1 i to właśnie ono wpłynęło pod względem Y na zbiorowości. A więc w założeniach tego eksperymentu jeśli wystąpiło x12 to wystąpiło również y12, zaś bez x12 nie byłoby y12.

Badania dwóch zbiorowości prowadzi się po to, by można je było porównać pod względem Y. Natomiast badania w dwóch przekrojach posłużą badaczowi by stwierdzić że po właściwym zastosowaniu czynnika X zaszła zmiana w grupie eksperymentalnej.

W myśl nauk społecznych na temat związku przyczynowego skutek nie występuje wcześniej niż przyczyna. Dotyczy to również sytuacji eksperymentalnej. Badania eksperymentalne wykonuje się stale i w różnych odstępach czasowych, co nadaje im stałości, ale również pozwala badać ciągłe zmiany. Eksperyment różni się zasadniczo od innych metod badawczych, gdyż daje naukowcom możliwość decydowania jaki obiekt zostanie poddany obserwacji i zapewnia większą wolność naukową.

[1] Kazimierz Ajdukiewicz, Logika pragmatyczna, PWN, Warszawa, 1965, s. 228-229.

[2] Stefan Nowak, Casual Interpretation of Statistical Relationship In Social Research, Academic Press, New York 1957.

Bibliografia

  1. Jakub Karpiński, Wprowadzenie do metodologii nauk społecznych, Wydawnictwo WSPiZ, Warszawa 2006, s.271- 289.
  2. Stefan Nowak, Casual Interpretation of Statistical Relationship In Social Research, Academic Press, New York 1957.
  3. Kazimierz Ajdukiewicz, Logika pragmatyczna, PWN, Warszawa, 1965

The Beatles

Następny wpis
Wiedzo Znawca
Redaktor z rzemiosłem w ręku na co dzień szef kontroli jakości w brytyjskim oddziale Amazona. W niedalekiej przyszłości planuje zrealizować młodzieńcze marzenia i napisać książkę.

Komentarze - masz coś do napisania? Zostaw proszę informacje.