Факторные эксперименты и представления о взаимодействии переменных

I. Общее представление о факторном эксперименте.

Факторный эксперимент (ФЭ) – в экспериментальном плане к-рого учитываются изменения более чем одной НП.

План ФЭ: указание условий, в которых сочетаются уровни двух или более переменных.

n × m, где n – число уровней первого фактора, а m – второго.

Контроль: функциональный контроль каждой НП происходит независимо от других (принцип изолированных условий), возможны все сочетания уровней каждого фактора.

Простой план для бивалентного эксперимента 2х2: Фактор А (2 уровня) и фактор В (два уровня)

план 2х3 использовано 6 различающихся по этим двум переменным экспериментальных условий.

Зачем нужен ФЭ? Зачем вводить вторую и т.д. НП?

1)      Контроль изменений, связанных с тем же базисным процессом, на который влияет первая НП.

2)      Уточнение психологических механизмов, стоящих за изменением ЗП.

3)      Уточнение гипотез и как следствие, выбор конкретного базисного процесса (ЗП).

4)      Контроль сопутствующих смешений.

5)      Проведение многоуровнего эксперимента.

6)      Разведение разных базисных процессов.

7)      Проверка комбинированных гипотез.

Гипотезы в ФЭ:

1. Гипотезы с одним отношением. Введение второй НП служит цели повышения внутренней валидности или расширения рамок обобщения.
2. Комбинированные гипотезы. В формулировках представлены направленные влияния каждой из НП на ЗП и возможные взаимодействия между экспериментальными факторами.

Др виды уточнения, кот исп в факторных схемах – это контроль сопутствующих смешений и проведение многоуровневых эксп.

Здесь нет множественных изменений НП и ЗП.

Комбинированные гипотезы – каким образом НП сочетаясь др с др влияют на ЗП. Если несколько НП – то это факторный, т..к НП явл фактором контролирования (изменения) поведения.

Планы с тремя НП

При проверке гипотез, включающих комплексное влияние на базисный процесс более чем 2х факторов, реализация многоуровневых экспериментов становится затруднительной (полный набор сочетаний требует кучу условий).

Одним из способов уменьшения размерности плана выступает Греко-латинский квадрат: при полном наборе двух варьируемых переменных уровни третьей переменной распределяются так, что обеспечивается их присутствие по каждой паре сочетаний.

Оценка рез-тов такого эксп. обычно предполагает использование схем дисперсионного анализа, кот. позволяет количественно оценить разные источники вариабельности ЗП, в т.ч. взаимодействия первого и второго порядков.

Факторные эксперименты, планируемые для проверки комбинированных гипотез, предполагают не только ОРД отдельных переменных, но и определение вида взаимодействия между экспериментальными факторами.

Взаимодействие – это разность между двумя разностями.

Пример, который приводит Готтсданкер: эксперимент Гаффана с обезьянами и рассеченным сводом.

Гипотеза: рассечение мозга влияет на ухудшение памяти: при этом нарушается узнавание, а не ассоциирование.

Экспериментальная группа – обезьяны с рассечением свода в мозгу; контрольная - свод цел.

Для того, чтобы исключить влияние сопутствующей переменной на различия -  влияние самой трепанации мозга при операции по рассечению свода на ухудшение памяти животного, трепанацию сделали всем обезьянкам. То есть, сопутствующая переменная задается во всех условиях, и различия в итоге должны быть обусловлены только влиянием НП.

В эксперименте обезьянки решали две разные задачи, каждая из которых включала серию ознакомительных проб. При этом в 5 пробах предъявлялся предмет, под которым лежала сладкая кукуруза, а 5 последующих были пустыми.

Далее перед обезьяной было две ячейки – одна закрыта медным диском, а в другой поочередно предъявляются те же предметы в том же порядке. И если предмет был тем, под которым в ознакомительной пробе лежала приманка, то она также под ним и лежала, если был другим – то приманка клалась под диск. ЗП в данном случае характеризовалась числом попыток, когда приманка была взята безошибочно. Здесь ставилась задача на ассоциацию.

Далее в другой задаче проверяли способность к узнаванию. В ознакомительных пробах отсутствовали пустые, а при проверке давали пять новых предметов, за которыми приманке не было. То есть, обезьяна должна была узнать старые, а в случае новых находить приманку под медным диском.

Контрольная группа решала обе задачи одинаково успешно (примерно 80%), а экспериментальная первую решала в 80%, а вторую – в 60%.

И здесь мы возвращаемся к определению взаимодействия.

88-62=26; 83-82=1; Взаимодействие = 26-1=25

Величина взаимодействия показывает, в какой мере результат рассечения свода зависит от предъявленных задач.

Кол-во экспериментальных факторов определяет, сколько типов взаимодействий может быть установлено согласно полученным данным. Если НП две – то устанавливается между ними взаимодействие первого порядка. Если три – то м.б. взаимодействие как первого, так и второго порядка (как действуют все переменные). Третьего порядка.

Виды взаимодействия.

1) Нулевое/отсутствие взаимодействия. Отрезки рез-тов обеих групп параллельны.  Действие второй НП оказывает одинаковое по величине влияние на ЗП при всех условиях первой НП.

2) Расходящееся взаимодействие (в случае с обезьянками). Вторая НП позволяет развести в значениях ЗП вклад со стороны базисной переменной и сопутствующих переменных.

3) Пересекающееся взаимодействие. Различия в рез-тах одинаковы, но противоположны по знаку. Это самое сильное взаимодействие. Пример: Обезьянки с рассеченным сводом могли бы не только хуже решать задачи на узнавание, чем обезьянки с нормальным сводом, но и лучше решать задачи на ассоциацию.