1. Metodologia badań
psychologicznych
Zajęcia 5
O praktycznych problemach
eksperymentowania
Karol Wolski

2. Model eksperymentalny (Brzeziński,
2004)
• Model eksperymentalny to taki model
sprawdzania hipotez o zależnościach między
zmienną zależną i niezależną główną który
zakłada:
– Manipulację przynajmniej jedną zmienną niezależną -
główną
– Kontrolowanie pozostałych zmiennych, ubocznych i
zakłócających, które badacz uznał za istotne dla Y
– Dokonywanie pomiaru zmienności zmiennej zależnej,
spowodowanej zmierzonym przez badacza
oddziaływaniem na nią zmiennej niezależnej.

3. Kontrola statystyczna – aspekt
„techniczny”
• Metody kontroli zmiennych w planach jedno-
jedno zmiennowych (planu „wszystko albo
nic”) – „techniczny” aspekt kontroli
– Ustalenie stałej wartości kontrolowanej zmiennej
dla wszystkich grup
• Ustalenie podobnych wartości średniej oraz zmienności
zmiennej zależnej dla wszystkich grup (na etapie
pretestu)
– Metoda doboru parami

4. Kontrola statystyczna – ustalanie
podobnych wartości Y
• Ustalenie podobnych wartości średniej oraz
zmienności zmiennej zależnej dla wszystkich
grup (na etapie posttestu)
– W metodzie tej przyjmuje się założenie, że jeśli we
wszystkich grupach wartości średnich oraz
wariancji zmiennej zależnej przyjmują takie same
wartości to, zmienne niezależne istotne dla Y
przyjmują w obu grupach zbliżone wartości. A
przynajmniej ich skutki dla Y są w przybliżeniu
takie same

5. Kontrola statystyczna – ustalanie
podobnych wartości Y
• Ustalenie podobnych wartości średniej oraz
zmienności zmiennej zależnej dla wszystkich
grup (na etapie posttestu)
– W przypadku różnych wariancji
(heterogeniczności) badacz stara się „poprawić”
sytuację np. ponownie rozlosowując osoby
badane do grup

6. Kontrola statystyczna – tworzenie par
• Dobieranie do każdej osoby z jednej grupy,
osoby z drugiej grupy, najbardziej do niej
podobnej pod względem kontrolowanej
zmiennej
– W przypadku dwóch grup metoda ta nosi nazwę
doboru parami
– Można ją poszerzyć na większą ilość grup

7. Kontrola statystyczna – tworzenie par
• Badacz dąży więc to zminimalizowania
wariancji wewnątrz par, przy jednoczesnej
maksymalizacji wariancji pomiędzy parami
– Kontrolując w ten sposób zmienne uzyskujemy
próby zależne co zmusza nas do wykorzystywania
odpowiednich testów statystycznych (dla grup
zależnych)
– Szczególnym przypadkiem tego typu
postępowania są plany z powtórzonym pomiarem
gdzie osoba badana tworzy parę z samą sobą

8. Kontrola statystyczna – ocena metod
• Ustalenie stałego poziomu kontrolowanej
zmiennej
– Bardzo ograniczona możliwość uogólniania
wniosków z badania. Jeśli ograniczymy np. wiek do
przedziału 20-25 lat, to nie możemy wnioskować o
innych grupach wiekowych na podstawie badania
– Niemożność określenia procentowego udziału
zmiennej ubocznej w wyjaśnianiu zmienności
całkowitej zmiennej Y

9. Kontrola statystyczna – ocena metod
• Tworzenie par
– Trudność dobrania par pod względem różnych
zmiennych psychologicznych
• O ile łatwo jest stworzyć parę osób ze względu na wiek o tyle
trudniej jest utworzyć ją biorą pod uwagę np. zaangażowanie
w praktyki religijne
• Czasami problem ten omija się stosując plan z powtórzonymi
pomiarami (tam gdzie się da, patrz poprzednie zajęcia)
– Niemożność określenia procentowego udziału
zmiennej ubocznej w wyjaśnianiu zmienności
całkowitej zmiennej Y

10. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Wyobraźmy sobie sytuację, w której badany
testem inteligencji jakąś dużą
reprezentatywną dla naszego kraju grupę
osób.
• Po jej przebadaniu uzyskujemy wyniki, które
charakteryzują się pewną zmiennością, mamy
zarówno wyniki wysokie, niskie jak i średnie
(tych ostatnich jest oczywiście najwięcej)

11. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Gdybyśmy pogrupowali te wyniki, np. według
wykształcenia, ich zróżnicowanie
wewnątrzgrupowe okaże się mniejsze niż
zróżnicowanie wszystkich wyników
• Co więcej, jeśli przyjrzymy się grupą z różnym
wykształceniem, będą one różniły się między
sobą, to zróżnicowanie nazwiemy
międzygrupowym

12. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Jeśli zaczęlibyśmy manipulować kryteriami grupowania
wyników, to odkryjemy, że część z nich prowadzi do
zmniejszenia zróżnicowania wewnątrzgrupowego oraz
zwiększenia zróżnicowania międzygrupowego.
Mogłoby oczywiście być też odwrotnie.
• Kryteria, które zwiększają zróżnicowanie
międzygrupowe i zmniejszają zróżnicowanie
wewnątrzgrupowe nazywamy zmiennymi niezależnymi
istotnymi dla Y
• Oczywiście miarą owego zróżnicowania jest wariancja

13. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Rozpatrzmy następujący przykład
• Mamy dwie grupy A i B, które uzyskały
następujące wyniki na zmiennej zależnej Y
– A: 5, 2, 1, 4, 3
– B: 3, 3, 3, 3, 3
• Wszystkie wyniki wzięte razem traktujemy jako grupę C
– Średnia w grupie A, B oraz C wynosi 3
– ������������������������ = 2; ������������������������ = 0; ������������������������ = 1

14. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Wariancja całkowitą danego zbioru danych
można rozbić na części składowe (wariancje
cząstkowe), odnoszące się do wyodrębnionych
za pomocą jakiegoś kryterium podzbiorów.
– Zatem wariancja rozpada się na dwie wariancje
cząstkowe: wariancję międzygrupową i wariancję
wewnątrzgrupową

15. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Wariancja wewnątrzgrupowa
– Liczymy ją jako średnią arytmetyczną poszczególnych
wariancji grupowych
• ������������������������ = 2; ������������������������ = 0
2+0
• ������������������������������ = =1
2
• Wariancja międzygrupowa
– Liczymy ją jako wariancję średnich arytmetycznych
wyróżnionych grup
• ������������ = 3; ������������ = 3; ������������ = 3
(3−3)2 +(3−3)2
• ������������������������������ = =0
2

16. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Wariancję całkowitą obliczamy podobnie jak
wariancję każdej z grup
x ������ − ������ (������ − ������)������
5 2 4
2 -1 1
1 -2 4
4 1 1
(������ − ������)������ 10
3 0 0 ������������������������ = = =1
������ 10
3 0 0
3 0 0
3 0 0
3 0 0
3 0 0
(������ − ������)������ = 10

17. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Wiemy, że:
– ������������������������ = ������������������������������ + ������������������������������
–1=0+1

18. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Interpretacja
– Grupy nie różnią się ze względu na średnie
– Średnie składowe (A i B) nie różnią się od średniej
całości wyników (C)
– Zmienna niezależna nie kontrolowała w ogóle
zmienności Y, tzn. dzieląc grupę C na A i B nie
uzyskaliśmy redukcji zmienności wewnątrzgrupowej.
Zmienna X wyjaśnia 0% zmienności Y
������������������������������ 0
• ∗ 100% = ∗ 100% = 0%
������������������������������ 1
– Za całą zmienność Y (100%) odpowiedzialna była
zmienność wewnątrzgrupowa

19. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Wariancję wewnątrzgrupową traktujemy jako
miarę precyzji przeprowadzenie
eksperymentu.
• W idealnej sytuacji wynosi ona 0, wtedy gdy
porównywane grupy są idealnie
homogeniczne
• Wówczas całą zmienność Y można tłumaczyć
wpływem zmiennej niezależnej, będącej
źródłem wariancji międzygrupowej

20. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Wariancja międzygrupowa -> wariancja
kontrolowana
• Wariancja wewnątrzgrupowa -> wariancja
błędu lub wariancja resztowa

21. Kontrola statystyczna – aspekt
statystyczny
• Zalecenie dla badacza
– Powinniśmy tak dobierać osoby do grup, aby
minimalizować wariancję wewnątrzgrupową
– Powinniśmy tak manipulować zmienną niezależną,
aby zmaksymalizować wariancję międzygrupową