كلمات كليدي : طرح آزمايش، متغير مستقل، متغير وابسته، آزمايش كنترل شده، آزمايش طبيعي، مطالعه مشاهده اي، آزمايش ميداني، روان شناسي عمومي
نویسنده : روح الله منصوري
واژه آزمایش با توجه به استفاده گسترده‌ای که از آن می‌شود، مفهوم آشنایی است. اما بدون تردید، پیچیده‌ترین و علمی‌ترین شکل پژوهش است. یکی از متداول‌ترین معانی واژه آزمایش را می‌توان "تجربه کردن" یعنی آزمایش روش‌های جدید و ارزشیابی اثرهای آن دانست. مقصود از این اصطلاح در علوم رفتاری هماهنگ با تعریف آن در علوم مختلف، آن است که دست‌کم یک متغیر(مثلا روش تدریس ریاضی) باید در کنترل پژوهش‌گر باشد که بتواند آن را دستکاری کند. به بیان دیگر، آزمایش روشی است که بر پایه آن می‌توان عناصر دستکاری شده و آثار مشاهده شده را کنترل کرد. در مطالعات علمی، آزمایش روشی است برای بررسی انواع خاصی از سؤالات پژوهشی یا حل کردن انواع خاصی از مسایل. آزمایش، یکی از بنیادی‌ترین روش‌های تجربی برای کسب شناخت عمیق‌تر درباره جهان است و هم در علوم طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد و هم در علوم اجتماعی. آزمایش به صورت علمی، به عنوان روشی برای بررسی حوزه‌های کمتر شناخته شده، حل کردن مسایل عملی و تایید فرضیه‌های نظری نیز تعریف شده است.[1]
طرح آزمایش
آزمایش، نوع خاصی از روش علمی است که معمولا برای مطالعه علیت به کار می‌رود. هدف از آزمایش غالبا آزمون یک فرضیه است؛ یعنی به دست آوردن یک تبیین تجربی از یک پدیده یا مکانیزم علیت. اساس یک آزمایش عبارت است از، اعمال تغییر در یک نظام(متغیر مستقل) و مطالعه اثر آن تغییر(متغیر وابسته).
دو مورد از ملاحظات اساسی در طرح آزمایش عبارتند از:
1. متغیر مستقل تنها عاملی است که به طور نظام‌دار در آزمایش تغییر می‌کند. به عبارت دیگر، آزمایش، تقریبا کنترل‌شده است و متغیرهای مزاحم در آزمایش حذف می‌شوند.
2. متغیر وابسته در واقع نشان دهنده پدیده مورد مطالعه است و این متغیر به طور صحیح قابل اندازه‌گیری است(یعنی انواع مختلف خطاهای آزمایشی، مثلا خطای اندازه‌گیری را می‌توان حذف کرد).
مقصود از طرح‌ریزی یک آزمایش به گونه ساده یعنی برنامه‌ریزی یک آزمایش به گونه‌ای که اطلاعات حاصل از اجرای آن به مساله مورد پژوهش ارتباط داشته باشد. طرح آزمایشی، نقشه یا برنامه از پیش تنظیم شده‌ای است که به کمک آن چگونگی اجرای متغیر مستقل و نحوه انتخاب گروه‌های پژوهشی تعیین می‌شود و عمده‌ترین نقش آن کنترل است.[2]
در یکی از کاربردهای بسیار دقیق روش آزمایشی، فرضیه‌ها توسط آزمایشات انتقادی مورد آزمون قرار می‌گیرند؛ آزمایشاتی که می‌توانند فرضیه‌ها را رد کنند (یعنی آزمایشی که نشان می‌دهد متغیر مستقل، اثر پیش‌بینی شده را بر متغیر وابسته نگذاشته است). البته چنین کاربردهای ناب نسبتا نادر هستند، چون چنین نتیجه‌هایی اغلب اوقات با این چالش‌ها روبرو می‌شوند که آزمایش به اندازه کافی کنترل‌شده نبوده است یا متغیر مستقل معتبر نبوده است یا این که انواع مختلفی از خطاها آزمایش را تحت تاثیر قرار داده است. در نتیجه روش علمی مستلزم قابلیت تکرار آزمایشات است.
هدف از طرح آزمایش این است که، بین الزامات و محدودیت‌های حوزه‌ای که آزمایش در آن انجام می‌شود تعادل برقرار کند به طوری که آزمایش بتواند بهترین نتیجه را برای فرضیه‌ای که آزمون می‌شود ارایه دهد. در برخی از علوم مثل فیزیک و شیمی، تأمین این الزامات که همه اندازه‌گیری‌ها باید به صورت عینی درآیند و نیز این که شرایط آزمایش باید در تمام کوشش‌های آزمایشی کنترل‌شده باشد، نسبتا آسان است. اما در علوم دیگر مثل زیست‌شناسی و پزشکی، غالبا حصول اطمینان از این که شرایط یک آزمایش در تمام کوشش‌ها ثابت بوده است دشوار است؛ و در علوم انسانی و اجتماعی(از جمله روان‌شناسی)، حتی تعیین روشی برای اندازه‌گیری پیامدهای یک آزمایش به صورت عینی هم کار دشواری است.[3]
به علاوه، در علوم اجتماعی نیاز به یک موقعیت کنترل‌شده ممکن است برخلاف کاربرد فرضیه مورد بررسی در موقعیت‌های عمومی‌تر عمل کند. به این صورت که وقتی هدف ما آزمون فرضیه‌ای است که در همه شرایط درست باشد، آزمایش ممکن است دارای اعتبار درونی بسیار بالایی باشد، یعنی در یک موقعیت بسیار کنترل‌شده، معتبر باشد اما وقتی برای یک موقعیت در دنیای واقعی به کار رود فاقد اعتبار بیرونی باشد.[4]
آزمایشات کنترل‌شده
یک آزمایش کنترل‌شده به طور کلی، نتایج به دست آمده از یک نمونه آزمایشی را با نتایج یک نمونه کنترل مقایسه می‌کند که به جز جنبه‌ای که اثر آن مورد آزمون قرار می‌گیرد، از همه جهات با نمونه آزمایش مشابه است. آزمایشات دارویی نمونه خوبی برای یک آزمایش کنترل‌شده هستند. نمونه یا گروهی که نوعی دارو دریافت می‌کند گروه آزمایش و نمونه یا گروهی که پلاسیبو دریافت می‌کند گروه کنترل است. در بسیاری از آزمایشات آزمایشگاهی، داشتن چند نمونه برای انجام آزمون، به منظور اطمینان از صحت آزمایش مفید واقع می‌شود. به این صورت که می‌توان میانگین نتایج به دست آمده از گروه‌های مختلف را به دست آورد و دقت آزمایش را بالا برد. یا این که اگر نتایج یکی از گروه‌ها به طور قابل ملاحظه‌ای با نتایج گروه‌های دیگر متفاوت بود، می‌توان آن نتایج را به عنوان خطای آزمایشی حذف کرد.
آزمایشات کنترل‌شده را می‌توان در شرایطی که کنترل دقیق همه شرایط دشوار است نیز انجام داد. در این موارد، آزمایش با تشکیل دو یا چند گروه نمونه که به طور احتمالی معادل هم هستند آغاز می‌شود. در این گروه‌ها اندازه‌گیری صفات منجر به نتایج مشابهی می‌شود و در صورت انجام یک مداخله، همه گروه‌ها به یک شیوه واکنش نشان می‌دهند. معادل‌سازی گروه‌ها از طریق روش‌های آماری انجام می‌شود و در آن، مقدار واریانس بین افراد و نیز تعداد افراد هر گروه مد نظر قرار می‌گیرد. وقتی گروه‌های معادل تشکیل شد آزمایش‌گر سعی می‌کند به جز متغیری که قصد مطالعه اثر آن را دارد، از همه جهات با آن گروه‌ها یکسان رفتار کند. آزمایشات انسانی مستلزم مراقبت‌های ویژه‌ای در برابر متتغیرهای بیرونی مثل شرایط آزمایشگاه، شرایط جسمانی و روانی، اثر هاوثورن(یک بهبود کوتاه‌مدت در عملکرد به خاطر مشاهده عملکرد فرد دیگر) و ... هستند. چنین آزمایشاتی عموما به صورت دو سر کور(Double- Blind) انجام می‌شوند، یعنی نه آزمودنی‌ها و نه آزمایشگران تا پایان مرحله جمع‌آوری داده‌ها نمی‌دانند که چه افرادی در گروه کنترل قرار دارند و چه افرادی در گروه آزمایش هستند. این کار باعث می‌شود که اطمینان داشته باشیم همه اثرات مداخله بر روی آزمودنی‌ها ناشی از خود مداخله است، نه ناشی از واکنش آنها به این که مورد مداخله قرار گرفته‌اند.[5]
آزمایشات طبیعی
اگرچه واژه آزمایش معمولا اشاره به یک آزمایش کنترل‌شده دارد، اما گاهی اوقات انجام آزمایشات کنترل‌شده بسیار دشوار و حتی گاهی غیرممکن است. در این موارد پژوهش‌گران به آزمایشات طبیعی(Natural Experiments) روی می‌آورند که آزمایشات شبه‌تجربی(Quasi- Experimental) هم نامیده می‌شوند. آزمایشات طبیعی، صرفا متکی بر مشاهدات متغیرهای سیستم تحت مطالعه هستند نه دستکاری یک یا چند متغیر. پژوهش‌گران تا حد ممکن تلاش می‌کنند طوری داده‌های مورد نیاز را جمع‌آوری کنند که سهم همه متغیرها مشخص باشد و اثرات تغییر متغیرهای معین(متغیرهای مستقل) تقریبا ثابت بماند به طوری که اثرات متغیرهای دیگر قابل شناسایی باشد. این که این کار تا چه حد امکان‌پذیر است، به همبستگی مشاهده شده بین متغیرهای تبیینی(Explanatory Variables) در داده‌های جمع‌آوری شده بستگی دارد. هرگاه این متغیرها همبستگی زیادی با هم نداشته باشند، قدرت آزمایشات طبیعی به آزمایشات کنترل‌شده نزدیک می‌شود. اما معمولا مقداری همبستگی بین این متغیرها وجود دارد که باعث می‌شود اعتبار آزمایشات طبیعی نسبت به آزمایشات کنترل‌شده کاهش یابد. همچنین از آنجا که آزمایشات طبیعی معمولا در محیط‌های کنترل‌نشده انجام می‌شوند، متغیرهای ناشناخته را نه می‌توان اندازه‌گیری کرد و نه می‌توان ثابت نگه داشت. بسیاری از پژوهش‌هایی که در علوم انسانی و اجتماعی، از جمله روان‌شناسی انجام می‌شوند مبتنی بر آزمایشات شبه‌تجربی هستند، چرا که بسیاری از متغیرهای این علوم را نمی‌توان به خاطر مسایل اخلاقی یا عملی در مداخلات لحاظ کرد. به عنوان مثال، برای بررسی اثر طلاق والدین بر رشد شناختی یا عاطفی کودکان نمی‌توان نمونه تصادفی و کنترل‌شده‌ای از زوج‌ها را وادار به طلاق کرد و سپس به اندازه‌گیری رشد شناختی یا اخلاقی کودکانشان پرداخت. از اینرو استفاده از آزمایشات طبیعی(شبه تجربی) در روان‌شناسی رواج زیادی دارد.[6]
مطالعات مشاهده‌ای
مطالعات مشاهده‌ای(Observational Studies) به جز این که فاقد تعادل احتمالاتی بین گروه‌ها هستند، مشابهت بسیار زیادی با آزمایشات کنترل‌شده دارند. این نوع آزمایشات بیشتر در حوزه‌هایی مثل روان‌شناسی و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، چرا که در این حوزه‌ها به خاطر مسایل اخلاقی امکان تشکیل یک گروه کاملا کنترل‌شده وجود ندارد. برای مثال نمی‌توان به منظور ارزشیابی کارآمدی یک نوع درمان بر گروه خاصی از بیماران که مبتلا به بیماری مهلکی هستند، از انجام همه درمان‌های موجود دیگر در مورد آنها اجتناب کرد. نتایج مطالعات مشاهده‌ای، بسیار کمتر از نتایج آزمایشات کنترل‌شده معتبر هستند، چرا که بسیار بیشتر از آنها در برابر سوگیری انتخاب آسیب‌پذیر می‌باشند. پژوهش‌گران اغلب تلاش می‌کنند این نقیصه را با بکارگیری روش‌های آماری پیچیده مثل همتاسازی نمرات گرایش(Propensity score matching) جبران کنند.[7]
آزمایشات میدانی
آزمایشات میدانی(Field Experiments) به این دلیل میدانی نام‌گذاری شده‌اند که تضاد آنها با آزمایشات آزمایشگاهی برجسته شود. این آزمایشات که غالبا در علوم اجتماعی و خصوصا در مداخلات مربوط به بهداشت کاربرد دارند دارای این مزیت هستند که نتایج آنها در یک محیط طبیعی جمع‌آوری می‌شوند نه در محیط مصنوعی آزمایشگاهی. اما این نوع آزمایشات نیز همانند آزمایشات طبیعی، احتمال ناخالصی دارند. شرایط آزمایشی در آزمایشگاه با دقت و اطمینان بیشتری قابل کنترل هستند.[8]
اهمیت تحقیق آزمایشی را می‌توان به خوبی از میان گفته‌های صاحب‌نظران در روش تحقیق دریافت: "باید بدانیم که علم بدون استفاده از آزمایشات، عبارت خواهد بود از تلاشی که به طور کامل به سمت حدسیات تخیلی حرکت می‌کند".