Практическое занятие 24-25

 

Планы исследований с малым числом испытуемых

 

Эксперименты, которые мы до сих пор рассматривали, были связаны с исследованием относительно больших групп участников, изучением особых методологических проблем, таких как создание эквивалентных групп или устранение эффекта последовательности, вычислением значения среднего арифметического, проведением заключительного статистического анализа и построением общих выводов о влиянии независимых переменных. На данном занятии вы встретитесь с совершенно новым типом исследований. Планы таких исследований часто называются «планами с одним субъектом», так как поведение каждого из субъектов исследования рассматривается индивидуально. Чаще всего вся информация, получаемая от участников, описывается индивидуально. Вы:

- сможете описать несколько примеров классических исследований отдель­ных индивидуумов или исследований с малым количеством участников, в которых изучение новых испытуемых проводится с целью повторения исследования;

- сможете объяснить, почему обобщение данных, полученных от большого числа участников, может привести к неверным выводам о поведении, и опи­сать практические основания для проведения исследований с малым N;

- научитесь описывать основные компоненты плана с одним субъектом;

- сможете объяснить логику плана с отменой А-В-А-В;

- сумеете объяснить логику плана с несколькими базовыми уровнями и описать три вида процедуры с несколькими базовыми уровнями;

- сумеете объяснить логику плана с изменяющимся критерием в связи с оперантным понятием формирования.

План

1. Причины использования планов с малым числом испытуемых.

2. Планы с малым числом испытуемых в прикладном анализе поведения.

3. Оценка планов с одним субъектом.

Причины использования планов с малым числом испытуемых

Несмотря на популярность в современной психологии планов с большим N, исследования с одним или несколькими испытуемыми внесли и продолжают вносить важный вклад в развитие знаний о поведении. Такие изыскания охватывают полный диапазон от лабораторных до полевых и от фундаментальных до прикладных исследований. Есть несколько причин проведения исследований с малым N. Прочитайте текст и выделите эти причины.

Дезориентирующие результаты обобщения данных

Обобщение данных, полученных на больших группах людей, иногда дает результаты, которые нельзя применить ни к одному из участников. Это значит, что результаты не обладают так называемой индивидуальной валидностью. Индивидуальная валидность указывает, до какой степени общие результаты исследования можно применить к отдельным участникам. Отсутствие такой валидности в исследованиях с большим количеством участников явилось лейтмотивом работы Сидмэна «Тактика научных исследований» (1960), которую сторонники исследований с малым числом испытуемых считают классическим руководством по методологии данного вида исследований. Поскольку средние показатели группы не отражают индивидуальных различий между испытуемыми, Сидмэн указал, что «групповые данные часто описывают процессы или функциональные зависимости, не являющиеся валидными для конкретных людей».

Рассмотрим один пример из материалов эксперимента по научению детей понятиям, с которым вы знакомились в курсе возрастной психологии. Детям показывали большие наборы парных стимулов и просили определить, какой из стимулов в каждой паре использован верно. Если ребенок делал правильный выбор, то он получал вознаграждение. В качестве стимулов использовались простые геометрические фигуры. Ниже на рисунке показано, какие пары стимулов можно использовать для проведения семи попыток. Знак плюс говорит, какая из фигур в каждой паре получает подкрепление (к примеру, ребенку выдают конфету). Как показано на рисунке, стимулы различаются по форме (треугольники квадраты или круги), цвету (красный или зеленый) и положению (слева или справа). Правильное понятие в данном примере — это «красный». Набрав большое количество конфет, ребенок должен понять, что форма и положение не играют в паре никакой роли. Задание считается выполненным, когда ребенок дает 10 последовательных правильных ответов.

 

Рис. 5 Сочетание стимулов в эксперименте по научению детей понятиям

В литературе, посвященной научению понятиям, очень давно продолжается дискуссия о том, какой способ научения используется при выполнении данного за­дания. Согласно теории «непрерывности», научение — это процесс постепенного накопления «силы привычки». Каждая подкрепленная по­пытка усиливает стремление реагировать на значимый показатель и ослабляет ре­акцию на другие показатели. График этого гипотетического нарастающего процес­са научения показан на рис. а. Теория «прерывности», в свою очередь, гово­рит о том, что при первых попытках испытуемые активно проверяют различные «гипотезы». В процессе поиска правильной гипотезы их действия носят случайный характер, но когда она найдена, действия приобретают 100% -ную точность и сохраняют ее. С точки зрения теории прерывности график должен выг­лядеть, как показано на рис б.

История этого вопроса длинна и сложна, а общий вывод зависит от многих усло­вий, в частности от способа обработки данных. Если данные, полученные от боль­шого количества участников, сгруппировать и построить общий график, то резуль­таты действительно будут похожи на рис. а, отражающий теорию непрерыв­ности. Однако если более пристально изучить действия отдельных участников, особенно при выполнении трудных заданий, то можно построить график, напо­минающий рис.б, что будет поддержкой теории прерывности. Изучение действий участников незадолго до того, как найдено реше­ние показывает, что точность достигает 50%. После достижения критериальной оценки действия становятся безошибочными. Таким образом, участники действуют на уровне случайности до тех пор, пока не находят правильного решения, после чего качество выполнения задания значительно улуч­шается. Так как же индивидуальные действия, отображенные на рис. б, пре­вращаются в их изображение на рис. а после обобщения данных?

Ключевым показателем здесь является время, требующееся каждому ребенку для нахождения правильного ответа: одни справляются заданием быстро, а другим требуется больше времени. Как вы видите, ряд индивидуальных кривых при объединении дает гладкую кривую, показанную на рис. а. Этот пример ясно показывает, как обобщенные данные могут создать картину результата, которая не подтверждается поведением отдельных участников. Поэтому исследователи, использующие планы с большим N, особенно при изучении вопросов научения, должны изучать индивидуальные данные, чтобы понять, соот­ветствуют ли они обобщенным результатам.

 

 

 

Рис 6. Графики процесса научения (варианты а и б)

 

Практические проблемы планов с большим N

Когда потенциальных участников очень мало или их трудно найти, необходимо использовать план с малым N. Особенно часто такая ситуация возникает в клини­ческой психологии, когда, к примеру, исследователь хочет изучить людей с редким заболеванием, и в психологии познания при изучении людей с необычными спо­собностями к запоминанию. Сход­ные проблемы появляются в некоторых исследованиях животных, особенно при использовании хирургического вмешательства, ведь хирургическое оборудование недешево, а применяемые процедуры отнимают много времени. Само содержание группы животных обходится довольно дорого, если учесть стоимость урегулиро­вания вопросов с защитниками прав животных, включая затраты на систему безопасности. Животных некоторых видов бывает трудно получить, они могут чрезмер­но дорого стоить или требовать длительного обучения. Например, для обучения шимпанзе и других человекообразных обезьян языку жестов требуется потратить сотни часов на каждое животное, поэтому исследования, включающие эту проце­дуру, обычно продолжаются многие годы. В ходе одного исследования языку же­стов обучали гориллу (1981). К 10 годам обезьяна знала более 400 знаков, а началось исследование, когда ей только исполнился год.

 

Планы с малым числом испытуемых в прикладном анализе поведения

В начале изучения экспериментальной психологии вы знакомились с экспериментом по выработке условно-рефлекторного страха у маленького Альберта Уотсоном и Рейнером. Они описали несколь­ко способов устранения сформированного страха. Однако ученые не проверяли их на маленьком Альберте. Попытка снизить страх с помощью бихевиористских ме­тодов была сделана в ходе новаторского исследования Мэри Джонс (1924). У маленького мальчика возрастом 34 месяца по имени Питер Мэри Джонс удалось устранить страх перед кроликами. Она кормила Питера его любимой едой, поме­щала кролика на некотором расстоянии от него и постепенно сокращала это расстояние. Эта стратегия сходна с применяемыми сегодня процедурами «системати­ческой десенсибилизации». Исследования с участием одного испытуемого были самыми многочисленными в прошлом веке. Учеными экспериментаторами разработано несколько видов таких планов. Прочитайте текст и ответьте на вопросы в конце текста.

Структура планов с одним субъектом

Прочитайте текст и ответьте на вопросы:

1. Какие условия следует выполнить при проведении исследования с одним испытуемым?

2. Какую роль в психологической науке выполняют планы с отменой?

Структура плана с одним субъектом весьма проста. Поскольку обычно в таких ис­следованиях отсутствует контрольная группа, необходимо показать, что изменения в поведении отдельного индивидуума наступили в результате применяемого воздей­ствия, а не вследствие влияния каких-либо осложняющих факторов. Это требует выполнения как минимум трех условий. Во-первых, целевое поведение должно быть операционально определено. Недостаточно просто сказать, что производится попыт­ка остановить деструктивное поведение ребенка в классе. Поведение должно быть точно определено в терминах событий, которые легко зафиксировать, например вмешательство в чужую беседу в классе, покидание класса без разрешения и т. д.

Во-вторых, при использовании плана с одним субъектом необходимо устано­вить базовый уровень реакции. Это означает, что изучаемое поведение следует наблюдать в течение некоторого времени до воздействия, чтобы определить его обычную частоту (нормальную частоту реакции, по Скиннеру). Именно по базо­вому уровню реакции можно определить эффективность программы воздействия. Третья часть — это само воздействие и наблюдение поведения. Вы заметили, что это очень напоминает структуру плана с пре­рванной временной последовательностью, изученными на прошлых занятиях. В обоих случаях цель заключается в том, чтобы оценить эффективность воздействия по отношению к определенному ранее базовому уровню.

Простейший план с одним субъектом иногда называют планом А-В, где А — это базовый уровень, а В — воздействие. Идеальным результатом является изменение поведения при замене А на В.

Но, зная о возможных угрозах внутренней валидности исследования, найдете в плане А-В эти угрозы.

Изменение поведения может быть вызвано воздействием, но также может быть связано со множеством осложняющих факторов, включая историю, взросление и даже регрессию. Чтобы снизить возможность подобных альтернативных объяснений, используется план с отменой.

Планы с отменой

Если воздействие дает результат и поведение изменяется и при этом изменена связано со взрослением, то маловероятно, что поведение вернется к исходному виду при дальнейшем устранении или отмене воздействия. Но если после отмены воздействия поведение возвращается к базовому уровню, то вероятно, что на него повлияло именно воздействие, а не взросление. Такое рассуждение привело к созданию плана с отменой (иногда такой план называется «обратимым», реверсивным), самым простым вариантом которого является план А-В-А. Как вы можете догадаться, это план начинается аналогично плану А-В, но после того, как воздействие применятся некоторое время, его отменяют (второе А).

Рис 7. Результаты использования плана с отменой.

 

Если изменение поведения строго коррелирует с началом и прекращением воз­действия, велика вероятность того, что изменение было вызвано этим воздействи­ем. Уверенность в этом укрепляется, если повторное применение воздействия при­водит к аналогичному изменению поведения. Поэтому исследователи предпочита­ют использовать план А-В-А-В, а не А-В-А. В таком случае программа воздействия проходит по сути двойную оценку. Кроме того, план А-В-А-В имеет этические пре­имущества, ведь эксперимент завершается активным воздействием на участников. Идеальный результат такого эксперимента представлен на рисунке. Обратите внимание, что для того, чтобы воздействие было признано эффективным, после его отмены поведение должно вернуться к базовому уровню (или близко к нему), а при возобновлении воздействия поведение должно вновь измениться. Подобные ре­зультаты трудно объяснить иначе, чем успешным применением программы воздей­ствия.

 

Упражнения для самоконтроля

Упражнение 1. Гипотетические результаты прикладного анализа поведения

Для каждого из следующих планов начертите график для одного испытуемого, иллюстрирующий противоположные результаты.

1. План А-А -В-А - В

1) лекарство действует;

2) неизвестно, действует ли лекарство; возможен эффект плацебо.

2. План А-В-А-В:

1) программа действует;

2) трудно сказать, вызваны ли изменения программой или другим фактором, например взрослением.

 

Упражнение 2. Графическое изображение результатов прикладного анализа поведения

Для каждого из приведенных ниже описаний и наборов данных начертите график для одного субъекта, точно отображающий результаты. Напишите краткие выводы.

1. Для снижения количества пауз на уроке во втором классе, вызванных пове­дением нарушителей дисциплины, был использован план А-В-А-В. Воздей­ствие состояло в том, что учитель игнорировал моменты нарушения дисцип­лины со стороны ребенка и уделял ему особое внимание, если он действовал продуктивно (например, выполнял задания). Количество пауз, зафиксиро­ванных за 1 час, было следующим:

1) во время первого А: 12, 12, 7, 6, 6, 9, 8, 10, 9, 11;

2) во время первого В: 9, 8, 9, 4, 3, 2, 2, 1, 4, 2;

3) во время второго А: 4, 5, 10, 6, 12, 10, 10, 10, 12, 9;

4) во время второго В: 9, 9, 2, 1, 1, 1, 0, 3, 4, 1.

 

Планы с изменяющимся критерием

Иногда планы с отменой не подходят для проведения исследования. Например, если программа включает формирование определенного навыка, этот навык должен остаться и после прекращения программы. Одним из таких видов планов с одним субъектом — план с изменяющимся критерием в основе которого лежит оперантная процеду­ра, носящая название формирование. Формирование поведения с помощью этой процедуры предполагает подкрепление последовательных приближений к конечно­му желаемому поведению. В таком плане целевое поведение является слишком сложным, чтобы испытуемый мог достичь его сразу, и поэтому его приходится формировать постепенно. Процедура начинается с установки базового уровня; да­лее вступает в силу воздействие, которое продолжается до тех пор, пока не будет до­стигнут некий начальный критерий. Затем критерий становится все более точным, пока не будет сформировано целевое поведение. Связанные со сферой здоровья про­граммы, например диетические или программы физических упражнений, — это от­личные кандидаты для использования таких планов. К примеру, Фокс и Рубинофф (1979) в своем исследовании попытались решить хорошо извест­ную проблему чрезмерного потребления кофеина. Для тех, кто выпивает в день по 15-20 чашек кофе, сразу перейти на 2-3 чашки просто невозможно. Гораздо лучше снижать количество чашек шаг за шагом и использовать особые вознаграждения за достижение новых все более сложных критериев. Ниже приводится пример исследования с изменяющимся критерием, который был исполь­зован для решения другой распространенной проблемы. Исследование состояло в улучшении физического состояния детей с лишним весом. Прочитайте текст и выполните упражнение после него.

Лечение ожирения

Не секрет, что борьба с лишним весом — это одна из навязчивых идей американцев. В данном случае она не лишена оснований. Особенно удручает количество детей, име­ющих данную проблему, — по некоторым оценкам, один из каждых четырех детей в Америке страдает ожирением. Ситуация часто заметно осложнена отсутствием физической активности. Делюка и Холборн в своем исследовании (1992) использовали план с изменяющимся критерием и элементы плана с отменой. Они изучили возможность формирования физической активности у трех страдающих ожирением и трех не имеющих этой проблемы 11-летних мальчиков. Упражнения выполнялись на велотренажере, который звонил и мигал лампочками, когда участник зарабатывал подкрепление. Исследование началось с установки базового уровня. В ходе восьми последовательных попыток дети должны были «заниматься столько, сколько захотят». После того как средний базовый уровень был установлен и определен как среднее число вращений педалей в минуту, был назначен первый критерий — на 15% выше базового уровня. Обратите внимание, что в соответствии с методологическими принципами малого N, заключа­ющимися в концентрации на отдельном индивидууме, первый критерий (а также и все последующие) не был одинаковым для всех детей, а определялся в зависимости от начального значения, полученного каждым испытуемым.

После того, как первый критерий был установлен, приступили к занятиям по режиму с изменяемым подкреплением. Мальчиков снова попросили заниматься столько, сколько они пожелают, но на этот раз, если они крутили педали со скоростью, на 15% превышающей базовый уровень, раздавался звонок и загоралась лампочка. Это приносило очки, набрав определенное количество которых дети могли получить ценные призы (например, комиксы). Через восемь занятий критерий увеличился еще на 15%, а затем увеличился еще раз. За этим последовали три занятия в режиме отмены, во время которых подкрепление было временно прекращено. Исследование завершилось возвращением к критериальному уровню, достигнутому до отмены подкрепления. На рисунке показаны результаты, полученные всеми мальчиками. Как видно, уровень выполнения упражнений и у одних, и у других мальчиков постепенно увеличился, за исключением Перри, который про­пустил несколько занятий (отмеченных пунктирной линией). Также видно, что уровень выполнения упражнений снизился при отмене подкрепления (этап отмены на графике обозначен БУ, что значит «базовый уровень»). Обратите внимание на слабое место данной работы — отсутствие каких-либо дальнейших исследований. Как вы, возможно, знаете из личного опыта, программы физических упражнений очень трудно реализовывать в течение долгого времени. Интересно было бы посмотреть, отличается ли продолжительность эффекта в случае такого оперантного подхода.

Данное исследование иллюстрирует еще две особенности прикладного анализа поведения. Во-первых, в исследовании был решен вопрос о том, каким должно быть подкрепление, ведь некоторые мальчики могут захотеть работать за сборник комиксов, а другие — нет. Чтобы дети выполняли задание, получая одинаково ценное подкрепление, Делюка и Холборн попросили их в начале исследования заполнить «анкету подкрепления», а затем по десятибалльной шкале оценили, как сильно мальчикам нравятся определенные вещи. Затем каждый мальчик работал с таким подкреплением, которое было им высоко оценено. Во-вторых, исследователи решили проблему социальной валидности (термин из прикладного анализа поведения). Этот вид валидности говорит: а) имеет ли конкретный анализ поведения ценность с точки зрения совершенствования общества, б) осознается ли его ценность участниками исследования и в) в какой степени участники действительно пользуются возможностями программы. Делюка и Холборн оценили социальную валидность, попросив каждого из мальчиков, их родителей и учителей заполнить «опросник социальной валидности». Полученные ре­зультаты они охарактеризовали как «равномерно положительные». Другие показа­тели успешности программы были единичными: все мальчики впоследствии ката­лись на велосипедах, в ходе программы все страдающие ожирением дети уговорили своих родителей купить им новые велосипеды и все участники расстроились, ко­гда программа завершилась. Как было отмечено ранее, результаты можно подкре­пить, проведя дополнительное исследование примерно через 6 месяцев.

Вопросы:

1. Что такое план с изменяющимися повторениями?

2. Что такое план с отменой?

3. Как определяли «базовый уровень» свойства в данном исследовании?

4. Каков смысл использования анкеты подкрепления в данном исследовании?

5. Как решалась проблема обеспечения «социальной валидности» исследования?

6. Разработка программ саморазвития

По образцу с выше приведенным исследованием разработайте программу с изменяющимся критерием для каждого из перечисленных ниже проектов саморазвития. Для каждого из проектов дайте операциональное определение целевого поведения или нескольких вариантов поведения, решите, что бы вы стали использовать в качестве подкрепления, и укажите критерий успеха. Какие виды контроля валидности необходимо использовать?

1. Увеличение времени эффективного обучения.

2. Разработка программы физических упражнений.

3. Переход к более здоровому питанию.

Рис 8. Данные направленного улучшения физического состояния мальчиков с ожирением и без него.

Оценка планов с одним субъектом

Рассмотренные выше планы очень помогают при оценке эффективности оперантного и других подходов к условно-рефлекторному изменению поведения. Все они берут начало от утверждения Павлова/Скиннера, что при строгом контроле условий возникает систематическое и предсказуемое поведение. Действенность этого подхода была продемонстрирована в различных ситуациях, начиная от терапевтического изменения поведения отдельных индивидуумов до изменений в поведении общества. Однако бихевиористские планы с малым N не лишены недостатков. Прочитайте текст и выделите основные недостатки планов с одним субъектом.

Чаще всего критика касается вопроса внешней валидности, или возможности обобщения результатов. Если обнаружено, что конкретный вид терапии поведения эффективен для одного человека в конкретной ситуации, то, как узнать, эффективен ли он для других людей, имеющих ту же проблему? Возможно, участвовавший в исследовании человек имел какие-то особенности. Или, может быть, эффект от воздействия, появившийся в одной ситуации, нельзя обобщить на другие условия.

Сторонники подхода говорят, что в действительности в неко­торых исследованиях возможность обобщения оценивается. Хорошим примером тому является исследование Уэгамэна и др. (1993) по преодолению заикания у детей, в котором использовался план с несколькими базовыми уровня­ми. Во-вторых, необходимые повторение и дополнение в действительности весь­ма распространены в исследованиях с одним субъектом. Например, техника формирования поведения с помощью «дифференциального внимания» (родители уделяют внимание желаемому поведению детей и игнорируют нежелательное) сегодня хорошо разработана благодаря проведению десятков исследований с малым N, показавших свою эффективность для различных видов поведения.

Кроме того, планы с одним субъектом часто критикуют за отсутствие статистического анализа и оценку результатов исследования на основании простого обзо­ра данных. В какой-то степени это отражает разницу методологических принци­пов сторонников исследований с большим и малым N. Защитники планов с малым числом испытуемых говорят, что выводы делаются только тогда, когда эффект достаточно силен, что­бы быть очевидным для всех. Однако стоит отметить, что в исследованиях с одним субъектом стали появляться элементы статистического анализа. Например, из ис­следований по оценке программ пришел анализ временных рядов, который исполь­зуется в некоторых исследованиях с одним субъектом для отделения результатов воздействия от результатов влияния тенденций.

В-третьих, планы с одним субъектом критикуют за то, что исследователи не проводят достаточной проверки на эффект взаимодействия. Как вы помните, одна из самых привлекательных особенностей факторных планов состоит в возможности выявления взаимодействий между двумя или более независимы­ми переменными. Планы взаимодействия для малого числа испытуемых существуют, но они очень громоздки. Например, в исследовании Лайтенберга и др. для сравнения двух методов терапии (В и С) и оценки их совместного влияния был использован план А-В-ВС-В-А-В-ВС-В. Но обратите внимание, что метод С сам по себе не встречается в плане. Поэтому тре­буется повторение исследования по плану А-С-ВС-С-А-С-ВС-С с участием дру­гого субъекта.

Один особо интересный вид взаимодействия, с которым вы познакомились, нередко появляется в плане Р х Е, содержащем как субъектную (Р), так и управляемую (Е) переменные. Один из вариантов взаимодействия Р х Е возникает, если управляемый фактор влияет на один тип людей одним образом, а на дру­гой — другим. Субъективные переменные в плане Р х Е, конечно, межсубъектные, но, за исключением некоторых исследований с несколькими базовыми уровнями, планы с одним субъектом являются внутрисубъектными. Таким образом, взаимо­действия Р х Е, аналогичные только что описанным, можно найти только в одно-субъектных планах со сложными многократными повторениями, в которых обна­руживается, что: а) воздействие 1 эффективно в случае испытуемого 1-го типа, но не в случае испытуемого 2-го типа и б) воздействие 2 эффективно в случае испы­туемого 2-го типа, но не в случае испытуемого 1-го типа.

Также исследования с одним субъектом, проводимые последователями оперантного направления, подвергаются критике за то, что все внимание в них уделяется частоте реакции, поскольку именно она является зависимой переменной. Данное направление не включает исследования, в которых изучается скорость реакции, правильность запоминания слов, время, потраченное на наблюдение (как при ис­следовании привыкания), или другие зависимые переменные, проливающие свет на законы поведения. Частота реакции — это, несомненно, очень важная перемен­ная, но при этом нельзя недооценивать значение других параметров. Планы с малым N встречаются не только в оперантных исследованиях и при­кладном анализе поведения, но и в одном из самых старых психологических подходов — психофизике.

 

Домашнее задание.

Вы завершаете изучение интереснейшего и важного для психолога курса экспериментальной психологии. Последние два занятия посвящены самоанализу полученных знаний. Пролистайте учебник и практикум по экспериментальной психологии и найди наиболее слабо изученные темы, удели им время, ликвидируй пробелы в знаниях.