Pedagogick

1
Pedagogický experiment
2
Experiment

• je špeciálna situácia na testovanie hypotéz
• ako jediná z výskumných metód vie dokázat
  kauzálne dôsledky
• Iné výskumné metódy skúmajú len vzájomné vztahy
  javov, nemôžeme s istotou potvrdit, že tieto
  vztahy sú kauzálne.

3
Pedagogický experiment

• je dôsledkom presadenia sa behaviorálnej
  výskumnej paradigmy, ktorá vyrástla na
  pozitivistickom pozadí cerpajúc inšpiráciu
  z experimentálnych výskumov v prírodných vedách.
• klasik metodológie behaviorálneho pedagogického
  výskumu R. M. Travers (1969) výklad
  pedagogického experimentu je bohato ilustrovaný
  príkladmi a menami známych prírodovedcov
  (Faraday, Mendelejev, Cavendish, Boyle, Magleigh,
  Galileo, Priesley, Einstein, ...).

4
Pedagogický experiment

• na zistenie efektívnosti edukacného pôsobenia
  (vzdelávacieho programu, intervencie, tréningu,
  ucebnice a pod.).
• pozorovanie, dotazník, interview... tieto
  výskumné metódy slúžia na opis edukacnej reality,
  prípadne aj na opis jej zmeny, ale nie na
  zistenie jej efektívnosti.
• je nevyhnutnou výskumnou metódou pri zavádzaní
  edukacných zmien, inovácií a uskutocnovaní
  transformácií alebo reforiem

5
Pedagogický experiment

• je komplexná výskumná metóda
• Používa aj iné výskumné metódy na získanie údajov
  o subjektoch experimentu test, dotazník,
  pozorovanie, škálovanie, sociometria atd. na
  zistenie charakteristiky subjektov a to pred i
  po skoncení experimentu.
• Pri takomto výskume sa používa skupina výskumných
  metód, ktoré sú rámcované experimentom.

6
Kauzalita

• jav A ? dôsledok D
• Nový liek ? vyliecenie (vyliecenie nastalo
  vplyvom lieku)
• Športový tréning ? rekord (rekord nastal vplyvom
  športového tréningu)
• Zvýšenie motivácie žiaka ucit sa ? lepšie ucebné
  výsledky (lepšie ucebné výsledky vznikli vplyvom
  zvýšenia motivácie)

7
Smer kauzality

• Jav musí predchádzat jeho dôsledkom.
• Jav A musí existovat pred dôsledkom D.
• "Intenzívne sledovanie akcných televíznych filmov
  zvyšuje frekvenciu agresívneho správania
  adolescentov.
• Skúška kauzality obrátený test. Musíte výrok
  prepolarizovat (obrátit).

8
Nezávisle a závisle premenná

• nezávisle premenná spôsobuje daný efekt.
• závisle premenná sa vplyvom nezávisle premennej
  zmení jej kvalita, hodnota a pod. závisí od
  nezávisle premennej
• Výskumník manipuluje s nezávisle premennou a
  zistuje, aký to má dôsledok na závisle premennú.

9
Príklad
nezávisle premenná ? závisle premenná
nový liek ? vyliecenie
športový tréning ? rekord
zvýšenie motivácie žiaka ucit sa ? lepšie ucebné výsledky
10
Hypotéza

• je ocakávanie o vplyve nezávisle premennej na
  závisle premennú.
• Ak použijete A, dosiahnete lepšie výsledky, ako
  ked použijete B.
• Má zmysluplné teoretické zdôvodnenie!

11
Manipulácia s nezávisle premennou

• organizacné zásahy týkajúce sa nezávisle
  premennej, ktoré výskumníkovi umožnujú sledovat
  kauzálne pôsobenie na závisle premennú.
• niekolko úrovní nezávisle premennej situácie
  alebo podmienky, ktorých efekt sa vzájomne
  porovnáva.

12
Dve skupiny subjektov

• Experimentálna skupina
• Kontrolná skupina
• umožnujú manipuláciu s premennou v kontrolovaných
  podmienkach
• úcinnost, efektivita, frekvencia, kvalita a iné
  vlastnosti, ktoré sa viažu na nezávisle premennú,
  sa vyjadrujú v druhom stupni prídavného mena
  alebo príslovky

13
Efekt nezávisle premennej

• A je úcinnejšie ako B
• A je efektívnejšie ako B
• A je frekventovanejšie ako B
• A je kvalitnejšie ako B
• Iná polarita vztahu
• A je menej úcinné ako B
• A je menej efektívne ako B
• A j menej frekventované ako B
• A je menej kvalitné ako B

14
Rovnocenné skupiny

• Rovnocenné v ukazovateloch, ktoré môžu ovplyvnit
  závisle premennú.
• Na zaciatku experimentu približne rovnaké
  skupiny subjektov.
• Na konci experimentu nerovnaké skupiny
  subjektov.
• Hodnoty experimentálnej a kontrolnej skupiny budú
  nerovnaké v závisle premennej vplyvom
  experimentálneho pôsobenia.

15
Spôsob zostavenia rovnocenných skupín

• Náhodný výber

16
Kváziexperiment
17
Nenáhodný výber subjektov

• podla klúcových charakteristík, ktoré môžu
  ovplyvnit závisle premennú. Napr. vek, rocník
  štúdia, pohlavie, IQ, prospech, motivácia,
  záujmy, doterajšie vedomosti, bydlisko,
  charakteristiky domova a pod.
• co najviac podobných klúcových charakteristík.
• výber subjektov sa uskutocnuje na zaciatku
  experimentu.

18
Vstupné meranie pretest

• akékolvek meranie, ktorým skontrolujete, do akej
  miery sú obidve skupiny podobné v klúcových
  charakteristikách. Napr. test, škálovanie,
  dotazník, štruktúrované pozorovanie, sociogram a
  pod.
• V pedagogickom experimente sa pracuje s celými
  triedami, a nie s novo zostavenými skupinami len
  pre úcel experimentu.

19
Meranie závislej premennej posttest

• zistuje vplyv nezávisle premennej na závisle
  premennú.
• Otázka znie bola experimentálna skupina lepšia
  ako kontrolná v postteste?

20
Vyjadrenie výsledku experimentu s náhodne
vybratými subjektmi

• Úlohou výskumníka je zistit, ci je medzi
  experimentálnou a kontrolnou skupinou v postteste
  štatisticky významný rozdiel.
• Rozdiel v prospech experimentálnej skupiny
  znamená, že pôsobenie nezávisle premennej v tejto
  skupine bolo silnejšie ako u kontrolnej skupiny.

21
Príklad

• Zmena postojov rodicov k integrácii postihnutých
  detí do tried, kde sú intaktné deti.
• Experimentálna skupina absolvovala návštevy škôl,
  kde takáto integrácia detí už existuje. Návštevy
  boli doplnené vysvetlovaním a besedou s detmi a
  ucitelmi.
• Kontrolná skupina absolvovala prednášky o
  zmysluplnosti integrácie pre postihnuté i pre
  intaktné deti.
• Experimentálna a kontrolná skupina rodicov bola
  pred výskumom vybratá náhodným spôsobom
  (žrebovaním) spomedzi všetkých rodicov žiakov
  danej školy. Na konci experimentu vyplnili obidve
  skupiny škálovaný postojový dotazník.
• Rozdiel medzi obidvomi skupinami bol malý (AP
  0,14) a na základe štatistického U-testu
  Mann-Whitneyho. Vypocítaná hodnota p je daleko od
  požadovanej hodnoty štatistickej významnosti,
  ktorá má byt 0,05. Hypotéza, že pôsobenie pomocou
  návštevy školy, vysvetlovania a besedy bude mat
  pozitívnejší vplyv na zmenu postojov rodicov k
  integrácii ich detí ako pôsobenie prostredníctvom
  prednášok, sa nepotvrdila.

N AP posttest rozdiel AP exp. kontr. skupina U-test Mann-Whitneyho p
Exp. skupina 168 2,49 0,19 12845 0,1308
Kontr. skupina 169 2,30 0,19 12845 0,1308
22
Vyjadrenie výsledku experimentu s nenáhodne
vybratými subjektmi

• zistit, ci je rozdiel medzi pretestom a
  posttestom u experimentálnej skupiny je
  štatisticky významne väcší ako u kontrolnej
  skupiny.

23
Príklad

• Efektívnost dvoch programov na rozvoj verbálnych
  zrucností žiakov.
• Experimentálna skupina program A
• Kontrolná skupina program B.
• Na zaciatku experimentu žiaci písali pretest.
• Rozdiel v preteste medzi experimentálnou a
  kontrolnou skupinou nebol štatisticky významný.
• Na konci experimentu žiaci písali posttest.
• Porovnanie rozdielu medzi pretestom a posttestom
  u obidvoch skupín. Experimentálna skupina sa
  zlepšila v teste o 3 body, kontrolná skupina sa
  zhoršila o pol boda.
• Výskumník overil rozdiely štatistickým testom
  Wilcoxona.
• Hodnota p je u experimentálnej skupiny nižšia,
  ako je požadovaná hodnota štatistickej
  významnosti (aspon 0,05). Na druhej strane,
  vypocítaná hodnota p u kontrolnej skupiny je
  vyššia, ako je požadovaná minimálna hodnota
  štatistickej významnosti 0,05. Kedže
  experimentálna skupina sa zlepšila viac ako
  kontrolná skupina, pôsobenie programu A bolo
  efektívnejšie ako B.

N AP pretest AP posttest Rozdiel pretest-posttest p
Exp. skupina 150 67,7 70,7 3,0 0,0001
Kontr. skupina 150 69,9 69,5 -0,4 0,3069
24
Testy štatistických hypotéz (testy štatistickej
významnosti)

• Pri hodnotení vztahov medzi premennými sa
  premenné casto delia na závislé (vysvetlované -
  Y) a nezávislé (vysvetlujúce - X), co sa dá
  zapísat
• Y  f(X1, X2, ..., Xn).
• Výrazy závislý a nezávislý pochádzajú z oblasti
  experimentálneho výskumu. Tieto výrazy sa však
  používajú aj v korelacných výskumoch, v ktorých
  nezávislými premennými nemanipulujeme, iba na
  základe ich hodnoty každú štatistickú jednotku
  zaradujeme do jednej skupiny. Napríklad ak pri
  výskume porovnávame pocet bielych krviniek
  u mužov a žien, pohlavie bude nezávislá premenná
  a pocet bielych krviniek závislá premenná.

25
Testy štatistických hypotéz

• Štatistická hypotéza je tvrdenie týkajúce sa
  základného súboru.
• V prípade parametrických testov je hypotéza
  tvrdenie o neznámej hodnote parametra základného
  súboru.

26
Formulácia nulovej hypotézy

• Konecným cielom väcšiny štatistických testov je
  zhodnotenie vztahu medzi premennými. Nulová
  hypotéza potom vyjadruje nezávislost premenných.
  Napríklad nulová hypotéza t-testu vyjadruje
  rovnost priemerov dvoch základných súborov.
  Rozdiel zistený vo vzorke sa považuje za náhodný
  (je dôsledkom náhodného výberu).

27
Formulácia alternatívnej hypotézy (Ha)

• Väcšinou chceme dokázat pravdivost alternatívnej
  hypotézy, ktorá najcastejšie vyjadruje
  štatistickú závislost premenných. Pravdivost
  alternatívnej hypotézy sa dokazuje vždy iba
  nepriamo a to tak, že ukážeme, že nulová hypotéza
  je nepravdepodobná a alternatívna (jediná
  zostávajúca), je teda pravdepodobná.
• Alternatívna hypotéza má napr. tvar priemery
  základných súborov sa nerovnajú. Rozdiel nameraný
  vo vzorke je teda štatisticky významný.
• Ak však chceme napr. zistit, ci sa po podaní
  lieku znížil priemerný krvný tlak pacientov
  (možnost zvýšenia tlaku po podaní lieku úplne
  vylucujeme), alternatívna hypotéza bude mat tvar
  priemer 1 je väcší ako priemer 2. Takéto
  jednostranné hypotézy sa používajú zriedkavo a s
  velkou opatrnostou.

28
Stanovenie hladiny významnosti (a)

• Hladina významnosti je pravdepodobnost chyby I.
  druhu, ktorú urobíme, ak zamietneme nulovú
  hypotézu, ktorá v skutocnosti platí. Teda ak
  prídeme k záveru, že medzi premennými existuje
  vztah, pricom medzi nimi vztah nie je. Alfa sa
  tradicne stanovuje na 5  ( 0,05) alebo 1  (
  0,01).

29
Výpocet testovacej štatistiky a pravdepodobnosti

• Zo vzorky sa vypocíta testovacia štatistika,
  ktorá má za predpokladu pravdivosti nulovej
  hypotézy príslušné rozdelenie pravdepodobnosti
  (F, Chi-kvadrát, t). P-hodnota (P-Value,
  Probability Level) predstavuje pravdepodobnost,
  že testovacia štatistika za predpokladu
  pravdivosti nulovej hypotézy dosiahne
  prinajmenšom tak extrémnu hodnotu, ako je hodnota
  vypocítaná zo vzorky. P-hodnota je
  pravdepodobnost, že vztah zistený z našich údajov
  je iba dôsledkom neštastnej vzorky a ak by sme
  vybrali dalšiu náhodnú vzorku, nemuseli by sme
  nájst nic. P-hodnota je najnižšia hodnota hladiny
  významnosti, ktorá vedie k zamietnutiu nulovej
  hypotézy. P-hodnota je odhadovaná pravdepodobnost
  zamietnutia pravdivej nulovej hypotézy. Cím
  menšia je P, tým viac sme presvedcení, že nulová
  hypotéza nie je pravdivá a mala by byt zamietnutá.

30
Rozhodnutie

• Ak P lt a, nulová hypotéza sa voci príslušnej
  alternatívnej hypotéze zamietne. Znamená to, že
  rozdiel nameraný vo vzorke je príliš velký na to
  aby bol iba náhodný. Medzi premennými teda
  existuje vztah.
• Ak P  a, nulovú hypotézu nemožno zamietnut.
  Znamená to, že rozdiel nameraný vo vzorke môže
  byt iba náhodný. Casto sa v takomto prípade
  nesprávne hovorí, že nulová hypotéza sa prijíma.
  Správny je výrok, že nemáme dostatocné dôkazy na
  to, aby sme nulovú hypotézu zamietli. Teda nemáme
  dostatok dôkazov na to, aby sme tvrdili, že medzi
  premennými existuje vztah.
• V praxi sa velmi casto hladina významnosti
  nestanovuje vopred, teda P-hodnota sa
  interpretuje samostatne. Väcšina autorov uvádza
  P lt 0,05 ako štatisticky významný a P lt 0,01 ako
  štatisticky vysoko významný vztah.

31
Výsledky
Skutocnost Rozhodnutie Rozhodnutie
Skutocnost H0 nezamietnutá H0 zamietnutá
H0 pravdivá Správne rozhodnutie (p 1-a) Chyba I. druhu (p a)
H0 nepravdivá Chyba II. Druhu (p ß) Správne rozhodnutie (p 1-ß)
H0 Nulová hypotéza p Pravdepodobnost nastatia
danej situácie a Significance level (hladina
významnosti) 1-a Confidence level
(spolahlivost) 1-ß Power (sila testu)
32
Krátkodobé a dlhodobé efekty experimentu

• Efekt nezávisle premennej
• bezprostredne po skoncení experimentu.
• s odstupom niekolkých týždnov alebo mesiacov
  retencia experimentálneho efektu.

33
Aktivita kontrolnej skupiny

• kontrolná skupina by mala plnohodnotne fungovat.
  Musí konat urcitú aktivitu, ktorá je paralelná,
  ale nie totožná s aktivitou experimentálnej
  skupiny. Prirodzene, necinnost kontrolnej skupiny
  je menšie zlo ako neexistencia kontrolnej
  skupiny. V takomto prípade nemôžete výkon
  experimentálnej skupiny porovnat s nicím.

34
Trvanie experimentu

• Toto je otázka, na ktorú si experimentátor nájst
  odpoved sám. Záleží na tom, aký zložitý je
  skúmaný jav a ako dlho trvá, než sa prejaví zmena
  oproti vstupným charakteristikám subjektov.
  Postoje k etnickej skupine sa pravdepodobne
  nedajú zmenit tak rýchlo (ak sa vôbec dajú) ako
  navýšenie vedomostí z konkrétneho uciva.

35
Nežiaduce premenné

• história,
• efekt merania,
• reaktivita subjektov,
• mortalita a
• diferencovaný výber subjektov.

36
Laboratórny experiement

• Laboratórny experiment je taký experiment, pri
  ktorom sú podmienky velmi prísne kontrolované
  pocnúc teplotou miestnosti a konciac povedzme
  intonáciou reci experimentátora. Ide obycajne o
  individuálne pôsobenie, subjekt sedí v izolovanej
  miestnosti. Týmto spôsobom experimentujú
  napríklad psychológovia s faktormi, ktoré
  vplývajú na pozornost subjektov. Zvukotesná
  miestnost zarucuje, že subjekt bude vnímat len
  zvukový stimul, ktorý mu vyšle experimentátor.
  Nebude ovplyvnený nicím iným. Laboratórny
  experiment vznikol vo vedách, ako je chémia a
  fyzika. V pedagogike nenašiel uplatnenie. Je to
  preto, lebo je príliš vzdialený prirodzenému
  prostrediu cloveka a abstrahuje od jeho
  sociálnych a kultúrnych daností. Môžeme povedat,
  že laboratórny experiment má síce vysokú vnútornú
  validitu, ale má nízku externú validitu jeho
  závery možno len tažko zovšeobecnit na bežné
  životné situácie.