Η Πειραματική Μέθοδος Φυσικός και τεχνητός πειραματισμός. Η πειραματική μέθοδος στηρίζεται στη βασική αρχή της εκούσιας μεταβολής μιας και μόνο ανεξάρτητης μεταβλητής, τη διατήρηση όλων των άλλων μεταβλητών σταθερών και αμετάβλητων και την παρατήρηση των τιμών που παίρνει η εξαρτημένη μεταβλητή. Πρέπει δηλαδή να επιλέξουμε ποια εξαρτημένη μεταβλητή/αντίδραση θα μετράμε, αλλά και να είμαστε βέβαιοι ότι οι τιμές της εξαρτώνται από τις τιμές/αλλαγές στην ανεξάρτητη – που χειριζόμαστε. 1

Βέβαια, η απομόνωση μιας μεταβλητής παραμένει αδύνατη και ως πρόβλημα, θεωρητικά τουλάχιστον, άλυτο. Δεν είναι π.χ. πάντα εύκολο να απομονώνουμε και να ελέγχουμε μεταβλητές που αναφέρονται στην προσωπικότητα των υποκειμένων, όπως προσοχή, κίνητρα κτλ., που διαρκώς μεταβάλλονται και επηρεάζονται από ένα πλήθος παραγόντων ή άλλων μεταβλητών. Οι μεταβλητές αυτές διακυμαίνονται σε ορισμένα όρια, που μπορούν να καθοριστούν με στατιστικές μεθόδους ως ποσοστά σφάλματος, τα οποία οφείλονται σε τυχαίους παράγοντες. 2

Παρόλο που πρακτικά είναι αδύνατον να ελεγχθούν ή να μείνουν σταθερές όλες οι μεταβλητές που συνδέονται με ένα φαινόμενο ή συμπεριφορά οι επιστήμες της συμπεριφοράς δέχονται ότι είναι αναπόφευκτη η εφαρμογή της. Η πειραματική μέθοδος είναι μακρόχρονη και δαπανηρή, αλλά και η μόνη που μπορεί να προσδώσει επιστημονικό κύρος σ’ έναν κλάδο του επιστητού. Είναι η κατεξοχήν μέθοδος της προσκόμισης των αποδείξεων, της επαλήθευσης των υποθέσεων, ότι δηλ. τα πράγματα έχουν ή δεν έχουν όπως είχαν προβλεφθεί στις υποθέσεις. 3

Ο φυσικός πειραματισμός εκτυλίσσεται κατά κανόνα στο κανονικό περιβάλλον ζωής των υποκειμένων της έρευνας και συνίσταται στη σύγκριση συγκροτημένων ήδη δειγμάτων ή πληθυσμών, που δε διαφέρουν παρά ως προς ένα μόνο χαρακτηριστικό, όσο βέβαια είναι δυνατό να επιτευχθεί αυτός ο όρος. Αυτό επιτρέπει να αποκαλυφθεί η σχέση που υπάρχει μεταξύ αυτού του χαρακτηριστικού και των παρατηρήσεων-μετρήσεων που παίζουν το ρόλο της εξαρτημένης μεταβλητής. Το χαρακτηριστικό διαφοροποίησης των ομάδων- δειγμάτων αποτελεί την ανεξάρτητη μεταβλητή π.χ. το διαφορετικό μέγεθος της τάξης επιφέρει πιθανόν καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα. 4

Άλλο παράδειγμα: θέλοντας να μελετήσουμε τους παράγοντες που διαφοροποιούν να κίνητρα των υποψηφίων για το διδασκαλικό επάγγελμα, κάνουμε την υπόθεση ότι οι παράγοντες αυτοί είναι το φύλο και η κοινωνική προέλευση. Ο ερευνητής περιορίζεται να συγκρίνει τις τιμές που παίρνει η εξαρτημένη μεταβλητή (κίνητρα) στις ομάδες που διαφέρουν συστηματικά κάτω από την οπτική γωνία των ανεξάρτητων μεταβλητών (φύλο, κοινωνική προέλευση). Στο φυσικό πειραματισμό ο ερευνητής εκμεταλλεύεται τις μεταβλητές που συναντά αυθόρμητα. Παρατηρεί επιδράσεις της ανεξάρτητης μεταβλητή χωρίς δική του επέμβαση. 5

Παρόμοιοι πειραματισμοί συναντώνται συχνά στις έρευνες, όπου λειτουργούν ως ανεξάρτητες μεταβλητές το πολιτιστικό, οικονομικό, κοινωνικό επίπεδο, η ηλικία, χαρακτηριστικά της προσωπικότητας, του περιβάλλοντος (μέγεθος οικογένειας, τάξης, τόπος κατοικίας) κτλ. Στην ουσία πρόκειται για «δίκην πειραματισμό», επιχειρείται η μελέτη της επίδρασης μεταβλητών που έτσι κι αλλιώς υπάρχουν, μία μορφή παρατήρησης ή επισκόπησης. 6

Στον καθαυτό πειραματισμό, τον κατασκευαστό, ο ερευνητής εισάγει τις ανεξάρτητες μεταβλητές, τις μεταβάλλει κατά βούληση, τους δίνει τις τιμές που εκείνος επιθυμεί, και παρατηρεί ή μετρά τις τιμές (αυξομειώσεις) της εξαρτημένης. Το κοινό χαρακτηριστικό φυσικής και τεχνητής πειραματικής κατάστασης είναι ότι επιλέγεται από τον ερευνητή, είτε άμεσα από τις υπάρχουσες ή εμφανιζόμενες στον ψυχοπαιδαγωγικό χώρο είτε από το «οπλοστάσιο» - π.χ. θεωρητικές θέσεις ή ερευνητικά ευρήματα - της ψυχοπαιδαγωγικής έρευνας. 7

Παρασιτικές είναι όλες οι μεταβλητές εκτός από εκείνη (ή εκείνες) που ο ερευνητής θέλει να μελετήσει την επίδρασή τους πάνω στην εξαρτημένη. Έλεγχος των παρασιτικών μεταβλητών σημαίνει ότι διατηρούνται σταθερές και αμετάβλητες σε όλη τη διάρκεια του πειραματισμού ή ότι εξουδετερώνονται τα αποτελέσματά τους ή ότι μετρούνται οι επιδράσεις τους και γνωρίζει ο ερευνητής τι μέρος ανήκει στις ανεξάρτητες και τι στις παρασιτικές. Χωρίς τις προσπάθειες ελέγχου είναι δυνατόν να καταλήγει η έρευνα σε λανθασμένα συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση των ανεξάρτητων μεταβλητών. 8

Όταν ο πειραματισμός διεξάγεται σε εργαστήριο (δημιουργούνται τεχνητές συνθήκες), ο έλεγχος των παρασιτικών μεταβλητών είναι σχετικά ευχερής. Αντίθετα, είναι πιο δύσκολος στην επιτόπια έρευνα, όπως συμβαίνει σε μια αίθουσα διδασκαλίας. Αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη φάση ερμηνείας των αποτελεσμάτων. 9

Ομάδα ελέγχου και ομάδα πειραματική. Για τον έλεγχο των παρασιτικών μεταβλητών που αναφέρονται στα υποκείμενα εφαρμόζονται ορισμένες αρχές και κανόνες κατά την επιλογή τους και τη συγκρότηση των ομάδων, τις οποίες θα συγκρίνει ο ερευνητής για την επαλήθευση των υποθέσεων. Έτσι, για την επαλήθευση της υπόθεσης: «οι αλλαγές θερμοκρασίας δεν έχουν καμία επίδραση στην επίδοση των μαθητών κατά την εξέταση» πρέπει να συγκροτηθούν τρεις τουλάχιστον ομάδες: 10

Η ομάδα Α εξετάζεται με τεστ γνώσεων σε αίθουσα κανονικής θερμοκρασίας, δηλ. ούτε χαμηλή ούτε υψηλή (20-25 ο C). Η ομάδα Β εξετάζεται με τα ίδια τεστ γνώσεων σε αίθουσα υψηλής θερμοκρασίας (35-40 ο C) και Η ομάδα Γ εξετάζεται με τα ίδια τεστ γνώσεων σε αίθουσα ασυνήθιστα χαμηλής θερμοκρασίας (10-15 ο C). 11

Οι μαθητές που συγκροτούν την ομάδα Α αποτελούν την ομάδα ελέγχου ή μαρτυρίας. Σκοπός της ομάδας είναι να αποτελέσει σημείο αναφοράς και σύγκρισης. Η ομάδα ελέγχου ή μαρτυρίας συγκροτείται από υποκείμενα των οποίων οι αντιδράσεις (απαντήσεις) χρησιμεύουν ως σημείο αναφοράς και σύγκρισης. Ο ερευνητής συγκρίνει τις απαντήσεις της ομάδας μαρτυρίας με εκείνες της πειραματικής ομάδας. Η πειραματική ομάδα είναι εκείνη που τα υποκείμενά της αντιδρούν στον ειδικό χειρισμό που κάνει ο ερευνητής στην ανεξάρτητη μεταβλητή. 12

Συγκρότηση ισοδύναμων ομάδων Κατά τη συγκρότηση των ομάδων, ο ερευνητής λαμβάνει τέτοια μέτρα, ώστε αυτές να μπορούν να θεωρούνται ισοδύναμες κατά την προπειραματική φάση της έρευνας και έτσι η μεταπειραματική διαφοροποίησή τους να μπορεί να αποδοθεί στην επίδραση της πειραματικής (ανεξάρτητης) μεταβλητής. α. Η συγκρότηση ομάδων με σταθερή μια παρασιτική μεταβλητή:Με τη δημιουργία ομάδων, στις οποίες διατηρείται σταθερή μια παρασιτική μεταβλητή, επιτυγχάνεται η εξουδετέρωση του αποτελέσματός της στην εξαρτημένη μεταβλητή. 13

Η συγκρότηση των ομάδων γίνεται με την επιλογή υποκειμένων όμοιων σε ότι αφορά το χαρακτηριστικό τους, που αποτελεί την ανεξάρτητη παρασιτική μεταβλητή της οποίας θέλουμε να εξουδετερώσουμε την επίδραση π.χ. ηλικία, επίδοση, κατανομή κατά φύλο για τη σύγκριση δύο διαφορετικών διδακτικών μεθόδων. Προσοχή: τα αποτελέσματά της είναι έγκυρα για ομάδες με τα ίδια χαρακτηριστικά. 14

β. Η συγκρότηση παράλληλων ή ισοδύναμων ομάδων Για τον έλεγχο όχι πια μιας αλλά περισσότερων παρασιτικών μεταβλητών χρησιμοποιείται η τεχνική της συγκρότησης παράλληλων ομάδων. Η έννοια των παράλληλων ομάδων στηρίζεται σε μια ίση αξία των μέσων όρων τους και μόνο, γιατί όμοια κατά πάντα άτομα δεν υπάρχουν. Για να διαπιστωθεί η ισοτιμία των ομάδων, γίνεται χρήση στατιστικών μεθόδων και τεχνικών. Για τη συγκρότηση των παράλληλων ομάδων λαμβάνεται πρόνοια, ώστε να είναι μεταξύ τους όσο γίνεται πιο ομοιογενείς από περισσότερες απόψεις, από την άποψη πολλών χαρακτηριστικών συγχρόνως. 15

Έτσι, λόγου χάρη, αναζητούνται δύο ομάδες- τάξεις, όπου διδάσκουν εκπαιδευτικοί με την ίδια διδακτική πείρα, επιστημονική και παιδαγωγική κατάρτιση, οι μαθητές των τάξεων έχουν μια δεδομένη ηλικία, είναι του ίδιου κοινωνικοοικονομικού επιπέδου, ίδιας αναλογίας από άποψη φύλου κτλ. 16

δ. Η τυχαία συγκρότηση ομάδων ή «τυχαιοποίηση» (randomisation) Η συγκρότηση των ομάδων με κλήρωση των μελών τους. Αν η εκλογή των υποκειμένων της έρευνας και η κατανομή τους σε ομάδες γίνει με τους αυστηρούς στατιστικούς κανόνες της τυχαίας δειγματοληψίας, οι δύο ομάδες μπορούν να θεωρούνται συγκρίσιμες ως προς το μέσο όρο, γιατί οι παράγοντες (μεταβλητές) που σχετίζονται με την εξαρτημένη μεταβλητή έχουν ίσες πιθανότητες να παρεμβαίνουν στη μία και στην άλλη ομάδα. 17

Είδη πειραματικών σχεδίων Το προπειραματικό σχέδιο μοναδικής ομάδας με χρησιμοποίηση προελέγχου και μετελέγχου Το σχέδιο αυτό χρησιμοποιείται ευρύτατα στην ψυχοπαιδαγωγική έρευνα, αν και πολλές παρασιτικές μεταβλητές μένουν ανεξέλεγκτες και είναι δυνατό να επηρεάζουν την εγκυρότητα του πειραματισμού. Συνίσταται στη σύγκριση μιας ομάδας με τον εαυτό της. Η διαδικασία που ακολουθείται είναι η εξής: Πριν από τη διεξαγωγή του πειραματισμού αξιολογείται και προσδιορίζεται η μέση τιμή της εξαρτημένης μεταβλητής, δηλαδή του γεγονότος που ο ερευνητής θέλει να μελετήσει. 18

Ο ερευνητής εισάγει την ανεξάρτητη μεταβλητή, δηλ. εκτελεί τον πειραματισμό και τέλος, μετρά και υπολογίζει για δεύτερη φορά τη μέση τιμή της εξαρτημένης μεταβλητής. 19

Το προπειραματικό σχέδιο των δύο ομάδων χωρίς έλεγχο της ισοτιμίας τους Σύμφωνα με το σχέδιο αυτό, η διαδικασία του πειραματισμού είναι: σε μία ομάδα εισάγεται μια αλλαγή-πειραματισμός και μετά την πραγματοποίησή της γίνεται αξιολόγηση-μέτρηση των υποκειμένων της ομάδας αυτής (ομάδα πειραματική). Στη δεύτερη ομάδα, που είναι ανεξάρτητη από την πρώτη, μη ισότιμη, δεν εισάγεται πειραματισμός, αλλά απλώς, ταυτόχρονα με την αξιολόγηση των επιδόσεων της πειραματικής ομάδας, γίνεται αξιολόγηση των επιδόσεων των υποκειμένων της δεύτερης ομάδας (ομάδα ελέγχου). 20

Το ημιπειραματικό σχέδιο της επαναληπτικής αξιολόγησης σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα Σύμφωνα με το σχέδιο αυτό, η πειραματική διαδικασία συνίσταται στην περιοδική μέτρηση της επίδοσης μιας ομάδας, την εισαγωγή στη συνέχεια της πειραματικής μεταβλητής (καινούργια μέθοδος διδασκαλίας, καινούργιο περιεχόμενο προγράμματος σπουδών, καινούργιος δάσκαλος κτλ.), που θέλουμε να μελετήσουμε και τέλος τη συνέχιση των περιοδικών μετρήσεων για ένα χρονικό διάστημα. 21

Η επίδραση της πειραματικής μεταβλητής θα εκδηλωθεί ως μια αλλαγή στις μεταπειραματικές επιδόσεις της ομάδας. Η σύγκριση των επιδόσεων πριν από την εισαγωγή της πειραματικής μεταβλητής με τις επιδόσεις της ομάδας μετά την εισαγωγή της μεταβλητής αυτής, επιτρέπει τον προσδιορισμό της επίδρασης που ασκεί η πειραματική μεταβλητή. 22

Το πειραματικό σχέδιο με προέλεγχο και μετέλεγχο και ομάδα ελέγχου Το σχέδιο αυτό είναι παραπλήσιο με το ημιπειραματικό σχέδιο με προέλεγχο σε ισοδύναμες φυσικές ομάδες. Διαφέρει από το σχέδιο αυτό κατά το ότι οι δύο ομάδες επιλέγονται με τη μέθοδο της τυχαίας δειγματοληψίας. Επειδή, δηλαδή, η συγκρότηση των δύο ομάδων γίνεται με τυχαία κατανομή (τυχαιοποίηση) των μελών τους στη μια και στην άλλη, οι ομάδες θεωρούνται ισότιμες ή παράλληλες. Το γεγονός αυτό επιτρέπει να δεχτούμε ότι η παρασιτική επίδραση πολλών ανεξάρτητων μεταβλητών εξουδετερώνεται. 23

Γίνεται, δηλαδή, αποδεκτό ότι με την τυχαιοποίηση όλες οι επιδράσεις των παρασιτικών μεταβλητών, που είναι δυνατό να επενεργούν στην εξαρτημένη, εξουδετερώνονται αμοιβαίως. Η εξουδετέρωση των παρασιτικών αυτών μεταβλητών επιτυγχάνεται τόσο καλύτερα, όσο το δείγμα των υποκειμένων, από το οποίο συγκροτούνται οι δύο ομάδες, προέρχεται από πιο ομοιογενή πληθυσμό ως προς τα χαρακτηριστικά που αφορούν την υπόθεση της έρευνας (υποκείμενα ίδιας ηλικίας, ίδιου πολιτιστικού, κοινωνικοοικονομικού κτλ. επιπέδου). 24

Οι δύο ομάδες υποβάλλονται σε προέλεγχο. Η πρώτη ομάδα (πειραματική) υποβάλλεται στην επίδραση της ανεξάρτητης μεταβλητής (πειραματικής) και μετά το τέλος του πειραματισμού υποβάλλονται και οι δύο ομάδες σε έλεγχο του επιπέδου επίδοσής τους. Η σύγκριση των μέσων όρων επίδοσης, μετά το πέρας του πειραματισμού, επιτρέπει να διαπιστώσουμε την επίδραση της ανεξάρτητης μεταβλητής, αφού το αρχικό επίπεδο των δύο ομάδων, θεωρητικά τουλάχιστον, είναι το ίδιο. 25