Розділ «5.6. Планування окремих фаз педагогічного експерименту»

Популяції і вибірки в експерименті

У педагогічних дослідженнях про результати іноді судять на основі експериментів, проведених з обмеженою групою учнів. Досліджується тільки частина сукупності (сукупність вибірки), і по ній судять про всю сукупність.

Сукупність у даному разі називають популяцією. Популяція - це будь-яка група випробуваних, подібних в одному чи кількох аспектах, які цікавлять експериментатора. Наприклад, нас можуть цікавити всі учні третіх класів, як дівчатка, так і хлопчики, з погляду закономірностей засвоєння ними етичних понять; або нас можуть цікавити ідеали семикласниць чи, скажімо, ставлення хлопців-старшокласників до винахідницької діяльності та ін.

Будь-яка популяція, що досліджується в педагогічному експерименті, описується насамперед у термінах віку і статі. Далі можна ввести таке обмеження, як тип навчального закладу, рівень успішності та ін. Але якими б великими не були обмеження, звичайно зробити всю досліджувану популяцію безпосереднім об'єктом дослідження неможливо через її масштаб. Навіть якщо йдеться про всіх учнів конкретного навчального закладу. А втім, останній варіант належить скоріше до обстежень практичного характеру, ніж до науково-дослідної роботи.

У зв'язку з зазначеними обставинами експериментатор звичайно робить безпосереднім об'єктом свого дослідження лише певну частину популяції - так звану експериментальну вибірку учнів (випробуваних).

Вибірка - це будь-яка група випробуваних, яка менша від загальної кількості індивідів у даній популяції.

Наприклад, нас цікавить успішність, а також рівень розумового й морального розвитку всіх учнів гімназій і ліцеїв України. Звичайно, було б ідеальним обстежити з цією метою всіх без винятку учнів, які вчаться у навчальних закладах зазначених типів в Україні, обчислити середні показники з окремих предметів стосовно вікових і статевих груп. Але цілком очевидно, що здійснити таку велику роботу практично не під силу навіть найбільшій науковій установі. А головне - необхідності в цьому немає. Можна обмежити масштаб дослідження вибіркою, що складається з кількох найтиповіших навчальних закладів зазначених типів - здобуті результати мало чим відрізнятимуться від тих, які б дало обстеження всієї популяції.

Використання експериментальних вибірок широко практикується не тільки в педагогіці, педагогічній психології та соціологічних дослідженнях, а й у багатьох природничих науках, зокрема в біології.

Характерно, що група, яка вивчається в одному дослідженні як популяція, може виступати як вибірка в іншому дослідженні, більшому за масштабом.

Досить великий обсяг вибірки і правильний її вибір забезпечують адекватність результатів по вибірці самої сукупності. Неправильний же вибір обумовлює великі систематичні помилки. Вибір повинен задовольняти вимозі, з якої у всіх елементів сукупності (у класу, учня) повинні бути рівні можливості потрапити в сукупність вибірки. Не можна, наприклад, брати в сукупність вибірки дев'ятих класів тільки класи спецшкіл, міських чи шкіл тільки класи з гарною успішністю.

Потрібних для експерименту учнів (груп учнів) треба вибирати так, щоб з погляду мети експерименту вони були можливо репрезентативні (представницькі). Тому що частина (вибірка) не може з абсолютною точністю бути носієм характеристик цілого (сукупності), то властивості останнього завжди до деякої міри відрізняються від властивостей вибірки. Помилка репрезентативності виникає від неправильного визначення обсягу вибірки і способів добору. Так як збільшення обсягу вибірки спричиняє збільшення обсягу вимірювальних і обчислювальних робіт, то досліднику необхідно приділяти особливу увагу способам добору. Він повинен знайти таке співвідношення, яке б дало при можливо меншому обсязі вибірки мінімальну помилку.

Оптимальна величина експериментальної вибірки

Навіть малодосвідчений дослідник розуміє, що бажано мати якомога більшу вибірку випробуваних. Для чого? Для забезпечення надійності експериментальних даних. Поняття надійності в цьому разі має двоякий зміст. Мова може йти, по-перше, про те, в якій мірі (в скількох процентах випадків) повторилися б показники залежних змінних, якби було здійснено повторні вимірювання в тій самій вибірці, й, по-друге, якби таке вимірювання було проведено в іншій, аналогічній за складом випробуваних вибірці.

Разом з тим кожному зрозуміло, що чим більша вибірка, тим більш трудомістким виявляється експеримент. Отже, постає питання про оптимальну величину вибірки. Як можна визначити цю величину?

Якоїсь єдиної відповіді на це запитання немає, оскільки все залежить від ступеня однорідності вибірки (щодо залежних змінних), а він, цей ступінь, у кожному конкретному випадку різний. Головне ж, точно визначити її умоглядно неможливо. Але відомо: чим більше відрізняються характеристики окремих випробуваних, які входять до складу даної вибірки, тим більшою повинна бути її величина.

Тут можна послатися на всім зрозумілу аналогію - підхід, що його практикує чимало вчителів стосовно індивідуального опитування своїх учнів. Якщо даний учень виявляє під час кожного опитування відносно однаковий, причому задовільний, рівень знань, учитель питає його рідше. І це природно, бо в такому випадку висока ймовірність того, що під час наступного виклику буде продемонстровано звичайний рівень засвоєння. Якщо ж відповіді учня не відзначаються сталістю, то вчитель звичайно викликає його значно частіше (тобто збільшує вибірку відповідей). Це робиться не тільки для того, щоб більшою мірою стимулювати нестаранного школяра, а й для того, щоб скласти якесь усереднене уявлення про його знання.

Із сказаного випливає: щоб визначити з достатньою точністю оптимальну величину експериментальної вибірки, треба попередньо з'ясувати ступінь однорідності показників потенціальних випробуваних. А цей ступінь можна встановити лише за допомогою попередніх тестів, що передбачає досить складне статистичне опрацювання. Але через громіздкість ця процедура проводиться рідко. За основний орієнтир правлять наявні в розпорядженні дослідників час, чисельність допоміжного персоналу та інші подібні фактори. Спираючись на звичайний досвід, можна відзначити, що експериментальні дані будуть досить надійними, якщо в експериментальній і контрольній групах буде не менше як по 70-80 випробуваних. Краще, звичайно, довести їх чисельність до 100 (якщо є така можливість), а подальше збільшення вибірки майже не позначиться на надійності здобутих за її допомогою експериментальних даних.

Способи добору експериментальних вибірок

Варіанти використання контрольної групи