Experiment

Rozbalit box

Obsah boxu

Experiment

Experiment je systematické a kontrolované vědecké pozorování nebo procedura prováděná za účelem ověření hypotézy, objevení nového jevu, demonstrace známého zákona nebo získání nových poznatků. Je klíčovým nástrojem empirické vědy a základním pilířem vědeckého výzkumu. Cílem experimentu je zjistit příčinnou souvislost mezi proměnnými.

Základní principy experimentu

Efektivní experimentální design se řídí několika klíčovými principy:

• Manipulace s nezávislou proměnnou: Experimentátor záměrně mění jednu nebo více proměnných, které se nazývají nezávislé proměnné (nebo intervenující proměnné). Tyto proměnné jsou předpokládanou příčinou studovaného jevu.
• Měření závislé proměnné: Sleduje se a měří efekt manipulace s nezávislou proměnnou na jinou proměnnou, tzv. závislou proměnnou. Ta je předpokládaným důsledkem.
• Kontrola cizích proměnných: Všechny ostatní proměnné, které by mohly ovlivnit výsledky experimentu (tzv. rušivé nebo vedlejší proměnné), jsou udržovány konstantní nebo neutralizovány, aby bylo možné s jistotou připsat pozorované změny v závislé proměnné pouze manipulaci s nezávislou proměnnou.
• Randomizace: V ideálním případě jsou účastníci nebo objekty experimentu náhodně přiřazeni do experimentálních a kontrolních skupin. Randomizace pomáhá zajistit, že skupiny jsou na začátku srovnatelné a minimalizuje vliv neznámých proměnných.
• Replikace: Schopnost zopakovat experiment a získat podobné výsledky je zásadní pro potvrzení vědeckých zjištění a zvýšení jejich validity a reliability.

Fáze experimentu

Proces experimentu typicky zahrnuje následující kroky:

1. Formulace výzkumné otázky a hypotézy: Stanovení jasné a testovatelné otázky a hypotézy (např. nulové a alternativní hypotézy).
2. Definování proměnných: Identifikace nezávislých, závislých a kontrolních proměnných.
3. Návrh experimentu: Volba typu experimentu (laboratorní, terénní, kvaziexperimentální), stanovení počtu skupin (experimentální, kontrolní), metody manipulace s nezávislou proměnnou a způsobu měření závislé proměnné.
4. Sběr dat: Systematické shromažďování dat podle předem stanoveného protokolu.
5. Analýza dat: Zpracování a statistická analýza získaných dat k posouzení, zda výsledky podporují nebo vyvracejí hypotézu.
6. Interpretace výsledků a závěry: Vyvození závěrů na základě analýzy dat a jejich propojení s původní hypotézou a širším vědeckým kontextem.
7. Prezentace a publikace: Sdílení výsledků s vědeckou komunitou prostřednictvím vědeckých publikací nebo konferencí.

Typy experimentů

Existuje několik typů experimentů, které se liší mírou kontroly a prostředím, ve kterém jsou prováděny:

Kontrolovaný experiment (True experiment)

Tento typ experimentu je považován za "zlatý standard" ve vědeckém výzkumu, protože umožňuje nejspolehlivěji určit příčinnou souvislost. Charakterizuje se:

• Náhodné přiřazení: Účastníci jsou náhodně přiřazeni do experimentálních a kontrolních skupin.
• Manipulace nezávislé proměnné: Experimentátor má plnou kontrolu nad manipulací nezávislé proměnné.
• Kontrola ostatních proměnných: Přísná kontrola všech ostatních proměnných, které by mohly ovlivnit výsledek.
• Kontrolní skupina: Skupina, která nepodléhá manipulaci s nezávislou proměnnou a slouží k porovnání s experimentální skupinou.

Kvaziexperiment

Kvaziexperiment je podobný kontrolovanému experimentu, ale chybí mu náhodné přiřazení účastníků do skupin. Skupiny jsou často již existující (např. třídy ve školách, obyvatelé různých měst). Ačkoli kvaziexperimenty umožňují zkoumat příčinné vztahy, jejich závěry o kauzalitě jsou méně robustní než u pravých experimentů kvůli absenci randomizace. Používají se, když etické nebo praktické důvody znemožňují náhodné přiřazení.

Terénní experiment (Field experiment)

Probíhá v přirozeném prostředí (např. v obchodě, ve škole, ve městě), nikoli v laboratorních podmínkách. I zde dochází k manipulaci s nezávislou proměnnou a měření závislé proměnné, ale kontrola nad cizími proměnnými je omezenější. Výhodou je vyšší ekologická validita, tedy možnost zobecnit výsledky na reálný svět.

Laboratorní experiment

Provádí se v uměle vytvořeném, vysoce kontrolovaném prostředí (laboratoři). Umožňuje maximální kontrolu nad všemi proměnnými, což zvyšuje vnitřní validitu a spolehlivost výsledků. Nevýhodou může být nižší ekologická validita, protože umělé prostředí nemusí přesně odrážet reálné podmínky.

Přírodní experiment (Natural experiment)

V tomto typu "experimentu" experimentátor nemanipuluje s proměnnými, ale využívá přirozeně se vyskytující události nebo situace, které vytvářejí "experimentální" a "kontrolní" skupiny. Příkladem může být studium dopadů přírodní katastrofy nebo politické reformy na určité skupiny obyvatelstva.

Etika v experimentech

Při provádění experimentů, zejména těch zahrnujících lidi nebo zvířata, je klíčové dodržovat etické zásady:

• Informovaný souhlas: Účastníci musí být plně informováni o povaze experimentu, rizicích a přínosech a dobrovolně s účastí souhlasit.
• Ochrana před poškozením: Experimenty nesmí způsobovat fyzickou ani psychickou újmu.
• Důvěrnost a anonymita: Ochrana soukromí účastníků a důvěrnost získaných dat.
• Právo na odstoupení: Účastníci musí mít možnost kdykoli odstoupit z experimentu bez následků.
• Prospěšnost: Experiment by měl mít jasnou vědeckou nebo společenskou hodnotu, která ospravedlňuje potenciální rizika.

Pro laiky

Představte si, že chcete zjistit, jestli určitá nová rostlina roste lépe s hnojivem nebo bez něj. Uděláte si takový malý experiment:

• Vezmete dvě úplně stejné rostlinky (aby byly srovnatelné). To je důležité!
• Jedné rostlince dáte hnojivo (to je vaše experimentální skupina a hnojivo je nezávislá proměnná – to, co měníte).
• Druhé rostlince hnojivo nedáte (to je vaše kontrolní skupina – zůstává beze změny, abyste měli s čím srovnávat).
• Obě rostlinky postavíte na stejné místo, aby měly stejné slunce a dostávaly stejné množství vody (to je kontrola ostatních proměnných, abyste si byli jisti, že za případné rozdíly může jen hnojivo).
• Po nějaké době měříte, jak moc každá rostlinka vyrostla (to je závislá proměnná – to, co měříte).
• Pokud rostlinka s hnojivem vyroste víc, můžete si říct: "Aha, hnojivo asi pomáhá!" To je výsledek experimentu.

Takže experiment je jako pečlivě připravený test, kde měníte jen jednu věc, abyste zjistili, co se stane.

Externí odkazy

• Scribbr: Guide to Experimental Design
• Simply Psychology: Experimental Method
• Stanford Encyclopedia of Philosophy: Experiment in Science