Эксперимент и наблюдательное исследование

Наблюдательное исследование против эксперимента

Существует множество способов проведения исследований, и понимание различных способов их проведения важно для интерпретации результатов. Двумя основными типами исследований являются наблюдательные исследования и эксперименты. Обсервационное исследование — это когда исследователь наблюдает эффект определенной переменной в естественном виде, не предпринимая никаких попыток вмешаться. В эксперименте исследователь манипулирует ситуацией и наблюдает эффект в более контролируемой обстановке. Существует несколько различных типов экспериментов, включая рандомизированные и контролируемые эксперименты.

Рандомизированный эксперимент вводит рандомизацию в исследование, чтобы попытаться контролировать некоторые естественные отклонения и предвзятости и лучше понять влияние переменной. В рандомизированном эксперименте исследователь рандомизирует, какое «лечение» получит каждый испытуемый. Лечение – это переменная, налагаемая или измеряемая на испытуемых. Количество применений лечения называется фактором. В наблюдательных исследованиях исследователи не могут контролировать, где происходит рандомизация, и она не всегда может происходить конкретно при желаемом лечении.

Контролируемый эксперимент сравнивает группу лечения с контрольной группой. Группа лечения получает «лечение», а контрольная группа ничего не получает или может получать плацебо. В обсервационном исследовании некоторые испытуемые, естественно, получат лечение или, естественно, не получат, но исследователь не может контролировать, кто в какой группе находится. Из-за этого могут существовать основные причины, которые заставляют некоторых людей получать лечение или нет, что затрудняет создание контрольной группы.

Типы переменных в исследованиях

В исследовании важно учитывать определенные переменные. Переменная отклика — это измеряемая переменная, являющаяся результатом лечения. Объясняющая переменная — это лечение, оказываемое испытуемым (естественно или исследователем). Зависимая переменная — это реакция, которая не является конкретной измеряемой переменной, но все же возникает в ответ на объясняющую переменную или все еще влияет на переменную ответа. Независимая переменная — это то, что может возникнуть у испытуемого одновременно с проведением исследования, но не связано с объясняющей переменной.

Например, исследователь хочет изучить, как употребление апельсинов влияет на продолжительность простуды. Переменной ответа является продолжительность простуды, а объясняющей переменной может быть количество апельсинов, которые человек съедает. Обычно существует множество возможных зависимых и независимых переменных. Исследователям необходимо определить, какие из них могут быть важны для исследования. Возможные зависимые переменные включают: другие продукты, которые едят во время простуды (возможно, кто-то не ест апельсины, но ест грейпфруты) и лекарства, принимаемые во время простуды. Независимые переменные могут включать в себя ряд различных факторов, начиная от типа музыки, которую слушает испытуемый, или того, насколько ему нравятся или не нравятся апельсины. В наблюдательном исследовании исследователи не смогут контролировать эти зависимые и независимые переменные. Исследователь будет отслеживать и измерять эти переменные и объяснять, как они могли или не могли повлиять на результаты. В эксперименте исследователь пытался найти способы контролировать как можно больше зависимых и независимых переменных. Например, они могут запретить всем испытуемым есть какие-либо другие цитрусовые во время исследования.

Определение экспериментального исследования

Экспериментальное исследование имеет как преимущества, так и недостатки. К преимуществам экспериментального исследования относятся:

  • Обычно рассматривается как более серьезное исследование
  • Можете более определенно сделать выводы
  • Может исключить некоторые или большинство переменных
  • Легче контролировать
  • Часто короче по продолжительности, чем наблюдательные исследования.
  • Может быть адаптирован для ответа на конкретный вопрос

К недостаткам экспериментального исследования относятся:

  • Обычно очень дорого
  • Ограниченные возможности по этическим соображениям
  • При изучении людей часто наблюдают высокие показатели отсева

Первым шагом в разработке экспериментального исследования является постановка конкретного вопроса, на который необходимо ответить. Этот вопрос часто задается в форме того, что происходит с переменной ответа, когда вводится конкретная объясняющая переменная. Например, вопрос может быть таким:

  • Изменяется ли рост кукурузы (переменная ответа) при внесении вдвое большего количества удобрений (объясняющая переменная)?
  • Влияет ли это новое лекарство (объясняющая переменная) на контроль артериального давления (переменная ответа)?

После формирования вопроса эксперимент строится таким образом, чтобы ответить на вопрос. Исследователь сформирует контрольную и лечебную группы. Контрольная группа не получает лечения, а группа лечения получает. Например, когда изучаются лекарства, это обычно означает, что контрольной группе дают плацебо, чтобы исследователи могли определить, является ли результат (переменная ответа) результатом приема лекарства. Может существовать несколько групп лечения, возможно, получающих разные уровни или факторы объясняющей переменной (в этом примере разные группы могут получать разные дозы лекарств).

Рандомизация обычно является частью экспериментов, и способ рандомизации испытуемых должен произойти до начала эксперимента. Чтобы рандомизировать эксперимент, исследователь должен разработать систему, гарантирующую, что люди будут отнесены к контрольной группе или группе лечения совершенно случайным образом. Это помогает гарантировать, что группы будут более равными и сопоставимыми друг с другом.

Эксперименты также могут иметь различные уровни «ослепления». Один уровень ослепления — это когда исследователь (человек или люди, применяющие лечение к испытуемым) не знает, применяют ли они лечение или применяют плацебо к каждому испытуемому. При другом типе ослепления испытуемые не знают, получают ли они лечение или плацебо. Зачастую и исследователь, и испытуемые «ослеплены».

Экспериментальные исследования могут контролировать переменные,

Экспериментальные исследования могут контролировать переменные, например, выращивая растения в контролируемой среде, например в теплице.

Прежде чем начать эксперимент, исследователю также необходимо определить потенциальные зависимые переменные, которые он, возможно, захочет контролировать. Например, они могут захотеть контролировать, сколько воды получают посевы, чтобы количество воды не мешало влиянию удобрений на рост кукурузы. Чтобы контролировать это, они выращивают кукурузу под навесом, так что исследователи используют только воду, которую получают посевы. Если зависимую переменную невозможно контролировать, ее идентифицируют и измеряют. Например, вес испытуемых может быть зависимой переменной, но исследователь не может это контролировать. Вместо этого исследователь будет записывать вес испытуемых на протяжении всего исследования, а в конце исследования использовать статистику, чтобы определить, мог ли вес повлиять на результаты и если да, то каким образом.

Определение наблюдательного исследования

Наблюдательное исследование также имеет множество преимуществ и недостатков. Преимущества включают в себя:

  • Часто может быть выполнено за очень небольшие затраты.
  • Может изучать вопросы, которые в противном случае имели бы этические проблемы

Одной из самых сильных сторон наблюдательных исследований является их способность изучать вопросы, которые в противном случае были бы неэтичными. Например, невозможно провести эксперимент, чтобы определить, как жестокое обращение влияет на детей, потому что крайне неэтично навязывать детям жестокое обращение в качестве случайного лечения. Однако наблюдательное исследование может оглянуться назад на группу детей и увидеть, какие различия и сходства существуют между детьми, подвергшимися насилию, и детьми, которые не подвергались насилию.

К слабым сторонам относятся:

  • Очень трудно установить причинно-следственную связь; без контроля зависимых переменных трудно сказать, что одна переменная действительно вызвана объясняющей переменной,
  • Трудно контролировать предвзятости и переменные
  • Результаты часто воспринимаются как более слабые

Поскольку в наблюдательных исследованиях трудно сделать вывод о причинно-следственной связи, их часто используют в качестве первоначального исследования, чтобы определить, какие эксперименты могут быть важны для дальнейшего выявления причинно-следственной связи.

Обсервационное исследование начинается с постановки вопроса, как и в случае экспериментального исследования. Вопрос также включает в себя то, как объясняющая переменная влияет на переменную ответа. Обычно это включает в себя ответы на такие вопросы, как:

  • Как будет собираться информация (обычные методы включают опросы, группы исследователей-наблюдателей, конкретные метрические измерения, такие как вес и т. д.)
  • Как долго будут наблюдаться группы (это могут быть часы, дни, месяцы или даже годы)
  • Какие потенциально зависимые переменные могут быть идентифицированы внутри групп (хотя исследователи не могут контролировать эти переменные, они могут быть идентифицированы и потенциально включены в статистический анализ)

Опросы являются распространенным методом, используемым для наблюдательных исследований.

Онлайн-опрос

Существует несколько методов проведения наблюдательных исследований. Распространенным методом является съемка. Опрос может проводиться в один момент времени, в ходе которого респондентам предлагается вспомнить прошлые действия (например, сколько овощей обычно съедается в неделю). В качестве альтернативы опрос может проводиться через запланированные промежутки времени для сбора данных в нескольких точках (возможно, предлагая респондентам записывать потребление овощей каждый день по мере их потребления в течение нескольких месяцев).

Наблюдательное исследование может быть когортным или исследованием «случай-контроль». Когортное исследование изучает одну группу людей в течение длительного периода времени (часто много лет). Люди в этой группе, или «когорте», имеют общую объясняющую переменную, например, они работают в определенной области или родились с одной и той же инвалидностью. Исследователь следует за когортой, чтобы увидеть, кто получает переменную ответа, а кто нет. Например, если когорта представляет собой группу футболистов (объясняющая переменная), исследователь может следить за ними в течение многих лет, чтобы определить, сколько из них получит травмы головы (переменная ответа).

Исследование случай-контроль рассматривает две группы. Группа «случай» содержит участников, у которых есть общая переменная ответа, и контрольная группа, у которой нет общей переменной ответа. Используя аналогичный пример, в группу «случай» могут входить люди, у которых были травмы головы, а в контрольную группу — люди, у которых их не было. Исследователь рассматривал обе группы и определял, одно и то же или разное количество футболистов в каждой группе.

Примеры наблюдательного исследования и эксперимента

И наблюдательные, и экспериментальные исследования играют важную роль в научных исследованиях. Оба могут быть использованы для ответа на один и тот же вопрос. Например, если бы исследователи хотели понять, как употребление овощей влияет на настроение, они могли бы сделать это с помощью наблюдательного или экспериментального исследования. Однако будут существенные различия в том, как они отвечают на этот вопрос, в зависимости от того, какой тип исследования они используют. Обсервационное исследование может ответить на этот вопрос, проанализировав течение многих лет, попросив испытуемых оценить свое общее настроение каждый месяц и указать, сколько овощей они потребляют в среднем каждый день. Экспериментальное исследование может ответить на этот вопрос, организовав эксперимент, в котором группу людей помещают на две недели. Одна группа получает большую порцию овощей во время еды, а другая — меньшую порцию. На протяжении всего исследования в каждой группе измеряется настроение.

Оба исследования, описанные выше, изучают влияние овощей на настроение, но могут сделать несколько разные выводы. Наблюдательное исследование отвечает на этот вопрос с более широкой точки зрения, рассматривая, как на настроение влияет длительное употребление овощей. Однако он не может контролировать, почему эти люди едят или не едят большое количество овощей. Возможно, кто-то, кто очень заботится о своем здоровье, ест большое количество овощей, но при этом часто занимается спортом. В этом примере возможно, что на настроение влияют не овощи, а тренировки. У исследователя не было бы возможности дифференцировать это в наблюдательном исследовании. С другой стороны, экспериментальное исследование рандомизирует, какая группа получает большое количество овощей, а также держит людей в контролируемой среде, таким образом контролируя многие зависимые переменные. Однако это касается лишь очень небольшого периода времени. Возможно, употребление овощей начнет влиять на настроение только в том случае, если их постоянно употреблять в течение хотя бы года, но в данном примере исследователь не смог бы этого установить.

Наблюдательные исследования особенно полезны для ответа на вопросы, включающие этические проблемы, такие как:

  • Как отсутствие продовольственной безопасности влияет на учебные способности?
  • Как возраст, в котором человек начинает курить, влияет на вероятность заболеть раком легких?

Экспериментальные исследования особенно полезны для ответа на вопросы, касающиеся одной конкретной переменной:

  • Какие побочные эффекты наблюдаются в течение двух недель после приема нового препарата?
  • Насколько больше (или меньше) растения растут при использовании натуральных удобрений по сравнению с синтетическими?

Итог урока

Экспериментальные исследования — это исследования, в которых контролируются переменные, чтобы ответить на конкретный исследовательский вопрос. Наблюдательные исследования — это исследования, которые наблюдают за тем, что происходит естественным образом, и записывают результаты. Двумя основными типами наблюдательных исследований являются когортные исследования и исследования «случай-контроль». Когортное исследование рассматривает одну группу людей с общей объясняющей переменной. В то время как исследование «случай-контроль» рассматривает две группы: одну с объясняющей переменной и одну без объясняющей переменной. Оба исследования имеют преимущества и место в научных исследованиях. Обычно наблюдательные исследования используются для получения общей картины, ответа на несколько вопросов в течение длительного периода времени, не требуют больших затрат и могут ответить на вопросы, которые в противном случае были бы неэтичны для исследования. Экспериментальные исследования помогают укрепить причинно-следственные связи, ответить на конкретный вопрос, их легче контролировать, они используются для получения более убедительных исследовательских ответов и короче по продолжительности.

Слабые стороны наблюдательного исследования заключаются в том, что оно часто занимает много времени и обычно не может установить причинно-следственную связь. Слабость экспериментальных исследований заключается в том, что они дороги и не могут рассматривать вопросы, нарушающие этику.

В обоих исследованиях важно учитывать различные типы переменных, в том числе:

  • Переменная ответа: измеряемая переменная, это результат лечения.
  • Независимая переменная: лечение, оказываемое испытуемым.
  • Зависимая переменная: реакции, которые являются результатом лечения, но не являются конкретными переменными, представляющими интерес или измеряемыми.
  • Независимая переменная: любые другие переменные или реакции испытуемых, которые не являются результатом лечения.

В этих исследованиях лечение — это переменная, которая применяется к испытуемым или измеряется у испытуемых, а фактором является то, сколько раз это лечение применяется к испытуемым.

Часто задаваемые вопросы

Что является примером экспериментального исследования?

Примером экспериментального исследования является исследование, в котором у исследователей было 20 испытуемых, 10 из которых были случайным образом распределены для приема изучаемого лекарства, а остальные 10 получали плацебо. Затем будут зафиксированы эффекты лекарства.

Каков пример наблюдательного исследования?

Наблюдательное исследование включает в себя наблюдение за 100 детьми по мере их взросления, запись того, как часто родители читали им книги в детстве, а также измерение того, насколько хорошо они учились в школе.

В чем разница между наблюдательным исследованием и экспериментальным исследованием?

В обсервационном исследовании исследователи наблюдают за тем, что происходит естественным образом, вместо того, чтобы вмешиваться с помощью конкретных методов лечения. В экспериментальном исследовании исследователи контролируют исследование, контролируя как можно больше переменных.

Что такое экспериментальное исследование в научных исследованиях?

Экспериментальное исследование — это тип исследования, в котором переменные контролируются исследователем в максимально возможной степени. Испытуемым предоставляется конкретная объясняющая переменная или лечение, и измеряется конкретная переменная ответа.

Поделитесь материалом
Автор статьи: Наталья Венедиктова
Наталья Венедиктова
Историк-исскусствовед, специалист в области истории, географии и искусства. Много путешествовала, изучала эволюцию художественных стилей, культурные контексты произведений и влияние искусства на общественные и исторические процессы.
Наталья Венедиктова опубликовал статей: 315

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *