experimentelle Designs & Forschungsethik

Transkript

1 experimentelle Designs & Forschungsethik Tom Wünsche 16. Januar 2011

2 1. Theorie 2. Bedeutende Experiment (eine Auswahl) 3. Forschungsethik

3 Literatur Diekmann, Andreas (2010). Empirische Sozialforschung. Grundlagen, Methoden, Anwendungen. Reinbek bei Hamburg: Rowohlt. Kapitel VIII. (zu experimentellen Designs) Diekmann, Andreas (2010). Empirische Sozialforschung. Grundlagen, Methoden, Anwendungen. Reinbek bei Hamburg: Rowohlt. Kapitel II. (zur Forschungsethik) Schnell, Rainer; Hill, Paul und Esser, Elke (2008). Methoden der empirischen Sozialforschung. München: Oldenbourg. Kapitel 5.3.

4 1. Theorie 2. Bedeutende Experiment (eine Auswahl) 3. Forschungsethik

5 Beweis für eine Hypothese, wobei zwei oder mehrere Faktoren in eine ursächliche Beziehung zueinander gebracht werden, in dem sie in unterschiedlichen Situationen untersucht werden. Diese Situationen werden in Bezug auf alle Faktoren kontrolliert, mit Ausnahme des einen, welcher von Besonderem Interesse ist, da er entweder die hypothetische Ursache oder die hypothetische Wirkung beinhaltet. (Greenwood, 1945)

6 Im Gegensatz zur Beobachtung werden beim Experiment bewusste Eingriffe vorgenommen, die Wirkung dieser Eingriffe (Stimuli) wird studiert Allgemein: Beobachtung unter kontrollierten Bedingungen grundsätzliche Unterscheidung zwischen: Feldexperimenten Laborexperimenten

7 drei Grundbedingungen müssen erfüllt sein: mindestens zwei experimentelle Gruppen müssen gebildet werden die Versuchspersonen werden den experimentellen Gruppen nach einem Zufallsverfahren zugewiesen (Randomisierung) die unabhängige Variable wird vom Forscher manipuliert

8 Blindversuch: Probanden ist nicht bekannt, ob sie in der Kontroll- oder Versuchsgruppe sind bzw. ihnen ist generell die zu prüfende Hypothese nicht bekannt damit sollen Artefakte, wie z.b. Selbstsuggestion oder Verhaltensänderungen aufgrund der Kenntnis von Hypothese ausgeschlossen werden Doppelblindversuch: Probanden und Versuchsleiter ist die zu prüfende Hypothese nicht bekannt damit sollen zudem mögliche unbewusste Beeinflussungsmechanismen seitens des Versuchsleiters verhindert werden

9 1. Bestimmung der abhängigen und unabhängigen Variablen: unabhängige Variable: Die Variable, die im Experiment (durch den Versuchsleiter) verändert wird. abhängige Variable: Die Variable, von der man annimmt, dass sie sich unter dem Einfluss der unabhängigen Variablen mit verändert. 2. Operationalisierung der Variablen: Übersetzen von beobachtbaren Verhaltensweisen in beobachtbare Verhaltensbegriffe 3. Formulierung der 0-Hypothese: Hypothese, die keinen Zusammenhang zwischen den untersuchten Variablen unterstellt.

10 experimentelles Design: M 1 X M 2 X = experimenteller Stimulus M = Messung Die Versuchspersonen müssen im Unklaren über die Absichten des Experimentes bleiben, damit keine Zusatzreaktionen auftreten (sie sollen nicht beeinflusst werden)

11 Störeinflüsse: d = P + X + U + IPX + IPU + IXU + IPXU d = Differenz (der Mittelwerte) aus Vorher- und Nachhermessung P = Effekt des Pretestes (erste Messung) X = Effekt des Stimuli U = Effekt durch unkontrollierte Einflüsse zwischen den bzw. während der Erhebungen IPX = Interaktionseffekt aus P und X IPU = Interaktionseffekt aus P und U IXU = Interaktionseffekt aus X und U IPXU = Interaktionseffekt zweiter Ordnung, zwischen P, X, und U

12 echtes experimentelles Design: R M 1 X M 2 Versuchsgruppe R M 3 M 4 Kontrollgruppe R = Randomisierung Problematisch ist, dass die Vorher-Messung die Nachher-Messung beeinflussen kann (z.b. Lerneffekte bei Intelligenztests) Guter Wille kann abnehmen

13 Störeinflüsse bei diesem Design: d1 = P + X + U + IPX + IPU + IXU + IPXU d2 = P + U + IPU (die anderen Terme entfallen bei der KG) => 7 Unbekannte in 2 Gleichungen, d.h. 5 Werte müssen (extern) geschätzt werden

14 Design ohne Vorher-Messung: R X M Versuchsgruppe R M Kontrollgruppe bei richtiger Durchführung kann Wirkung von X aufgezeigt werden

15 Störeinflüsse bei diesem Versuchsdesign: d 3 = X + U + I XU d 4 = U d 3 d 4 = X + I XU => U wird kontrolliert (der Effekt ist kein Bestandteil der resultierenden Gleichung) Aber: d 3 und d 4 müssen infolge des fehlenden Pretests geschätzt werden (vgl. d 1 und d 2 )

16 Solomon Drei-Gruppen-Anordnung R M 1 X M 2 Versuchsgruppe 1 R M 3 M 4 Kontrollgruppe 1 R X M 5 Versuchsgruppe 2 Theoretisch: M 4 M 3 = Messeffekt M 5 M 1 = M 2 M 1 (ohne Pretesteffekt)

17 Störeinflüsse: d1 = P + X + U + I PX + I PU + I XU + I PXU d2 = P + U 1 + I PU d3 = X + U 2 + I XU d 1 (d 2 + d 3 ) = I PX + I PXU wobei I PX relativ gut geschätzt werden kann

18 Solomon Vier-Gruppen-Anordnung R M 1 X M 2 Versuchsgruppe 1 R M 3 M 4 Kontrollgruppe 1 R X M 5 Versuchsgruppe 2 R M 6 Kontrollgruppe 2 Theoretisch: M 4 M 3 = Messeffekt M 5 M 1 = M 2 M 1 (ohne Pretesteffekt) M 6 M 1 oder M 6 M 3 (Reifeprozess)

19 Vorteile: durch mehrere Gleichungen können die einzelnen Parameter besser geschätzt werden vermutete Einfluss des experimentellen Stimulus X wird strenger und mehrfach geprüft Nachteile: es werden relativ viele Versuchspersonen benötigt insgesamt ein deutlich höherer Aufwand daher relativ teuer

20 Prüfung der Effekte von verschiedenen Stimuli: R X 1 M 1 Versuchsgruppe 1 R X 2 M 2 Versuchsgruppe R X m M m Versuchsgruppe m jede Gruppe ist gleichermaßen Kontroll- und Versuchsgruppe

21 Unterscheidung zwischen interner und externer Validität (Vgl. Campbell und Stanley 1963) interne Validität: Gültigkeit der Annahme, dass die betrachteten Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen und den Kontrollgruppen tatsächlich auf X zurückzuführen ist (d.h. die Ausblendung von Störvariablen) externe Validität: Generalisierbarkeit der experimentellen Effekte (Gültigkeit der Experimente in der sozialen Realität)

22 Einflussfaktoren auf die interne Validität: 1) Zeiteinflüsse zwischen M1 und M2 2) Biologisch-physiologische Einflüsse auf die Versuchspersonen; Hunger/ 3) Messeffekte, z. B. durch Lernen 4) Veränderungen im Messinstrument, z.b. Müdigkeit des Beobachters 5) Statistische Regression: beim ersten Test werden alle Versuchspersonen(alle Schüler) einbezogen, beim zweiten Test nur jene, die beim ersten Test schlecht abgeschnitten haben Mittelwerte werden schon per Zufall steigen, da Variation steigt 6) Auswahlverzerrungen 7) Ausfälle während des Experiments 8) Interaktion zwischen 2 und 6, 7

23 Einflussfaktoren auf die externe Validität 9) Reaktiver und/oder interaktiver Effekt von Messungen; Beeinflussung der Versuchspersonen vor der ersten Messung (z. B. während der Auswahl der Versuchspersonen) 10) Interaktionseffekte von 6) und der zu erklärenden Variable 11) Reaktive Effekte experimenteller Arrangements, also Effekte, die nur im Experiment nachweisbar sind, nicht aber in der Realität 12) Interferenzen durch mehrfache experimentelle Behandlung der Versuchspersonen; Problem: sehr oft sind Studierende der Psychologie die Versuchspersonen und: können die Ergebnisse verallgemeinert werden?

24 Kontrolle von Experimenten: 1) Unabhängige Variable wird im Experiment variiert um den Einfluss auf die abhängige Variable zu messen (im Idealfall fehlerfreie Messung) 2) Es existieren unabhängige Variablen auf die der Versuchsleiter (VL) entweder keinen Einfluss hat, die aber auch keine Wirkung auf die abhängige Variable haben (z. B. Lärm der nicht stört), oder die der VL kontrollieren kann (Lärm, Radio abschalten) 3) Variablen, die zwar die abhängige Variable beeinflussen, die aber im Experiment nicht berücksichtigt werden können (Lärm kann nicht abgeschaltet werden, Baulärm über viele Wochen) => Ergebnisse sind falsch (verzerrt) 4) Störfaktoren, die in systematischer Beziehung zu der abhängigen Variablen stehen (zwei Stimuli sind nicht zu trennen, Effekte durch einen gezeigten Film und durch störende Besucher)

25 Kontrolltechniken: a) Ausschaltung: Störquellen werden nicht beseitigt, sondern ausgeschaltet, Straßenlärm z. B. durch Isolierungen b) Abschirmung: gelingt Ausschaltung nicht zufrieden stellend, Lärm durch Radiomusik ( ) übertönen c) Randomisierung: Anwendung insbesondere bei geringen Wissen; es ist nicht bekannt, welche Variablen gematcht werden sollten; Wahrscheinlichkeitstheorie, jede Versuchsperson muss die gleiche Chance haben in eine der beiden Gruppen zu kommen;

26 zwei Möglichkeiten der Randomisierung: 1) eine Zufallsauswahl aus der Grundgesamtheit (GG) und anschließend zufällige Aufteilung in die beiden Gruppen, 2) zwei Zufallsauswahlen aus der GG aus einer perfekten Randomisierung folgt (bei großer Fallzahl), gleiche Mittelwerte und gleiche Standardabweichungen (bzw. gleiche Verteilung der Ausprägungen) in allen Gruppen und in allen Variablen Vorteil: Die zu kontrollierenden Variablen brauchen nicht bekannt zu sein

27 d) Parallelisierung/Matching: Gleichheit von Kontroll- und Experimentalgruppe in den zu kontrollierenden Variablen, der Einfluss dieser Variablen (Alter, Bildung, Geschlecht, ) soll kontrolliert werden d1) parallelisierte Paare, d.h. Gleichheit von Experimental- und Kontrollgruppe in allen Zellen Versuchsgruppe Kontrollgruppe Bildung Geschlecht M W Summe hoch niedrig Summe

28 d2) parallelisierte Gruppen, d.h. Gleichheit von Experimental und Kontrollgruppe nur in den Randsummen Versuchsgruppe Bildung Kontrollgruppe Bildung Geschlecht M W Summe hoch niedrig Summe Geschlecht M W Summe hoch niedrig Summe

29 Probleme beim Matching: Nur wenige Variablen mit nur wenigen Ausprägungen können beim Matching berücksichtigt werden, sonst werden zu viele Zellen benötigt Wenn die Fallzahl nicht sehr hoch ist (ansonsten teuer), nur wenige Versuchspersonen in den Zellen (Gefahr des statistischen Zufalls) Welche Variablen sollen verwendet werden? Genaue Gleichheit kaum realisierbar (z. B. Alter) In der Praxis werden Randomisierung und Matching oft verbunden

30 weitere Formen von Experimenten: Quasi-experimentelle Anordnungen: Nicht alle relevanten Parameter können verändert werden, z. B. in der Verwaltung (was passiert wenn?) Ex-post-de-facto Anordnungen: Einige der Veränderungen erfolgten bereits in der Vergangenheit (die entsprechenden Variablen müssen also retro-perspektiv gemessen werden), die abhängige Variable kann in der Gegenwart gemessen werden Naturexperimente: Von der Natur geschaffener Vorgang, z. B. Stromausfall in New York in den 60er Jahren, kein TV, Babyboom

31 Gedankenexperimente: Lediglich Überlegungen (Gedanken), keine Versuchsanordnung (Experiment?), z. B. Idealtypen bei M. Weber. Simulationen: Konstruktion und Umsetzung eines Modells das Verhaltensprozesse repliziert (meistens am Computer); Realitätsbezug ist fraglich, aber es können Verhaltensweisen beschrieben (vorhergesagt) werden, die eigentlich nicht testbar sind (auch politische Prozesse)

32 1. Theorie 2. Bedeutende Experiment (eine Auswahl) 3. Forschungsethik

33 Experimentelle Designs bedeutende Experimente Asch Experiment (1951) Milgram Experiment (1962) Stanford-Prison-Experiment (1971) Weitere Experimente können unter mente_in_der_psychologie gefunden werden

34 Das Asch Experiment

35 Experimentelle Designs das Asch Experiment 1951 veröffentlicht Studienreihe zur Frage wie Gruppenzwang eine Person so beeinflussen kann, dass sie eine offensichtlich falsche Aussage als richtig bewertet Versuchspersonen passten sich zu einem Drittel der Meinung der Mehrheit an

36 Das Milgram Experiment

37 das Milgram Experiment erstmals 1961 durchgeführt untersucht werden sollte die Bereitschaft von normalen Personen autoritären Anweisungen auch dann Folge zu leisten, wenn diese in direktem Widerspruch zu ihrem Gewissen stehen der Lehrer (Versuchsperson) sollte einem Schüler (Schauspieler) bei Fehlern in der Zusammensetzung von Wortpaaren jeweils einen elektrischen Schlag verabreichen nach jedem Fehler wurde die Intensität des Stromstoßes um 15V erhöht

38 das Milgram Experiment

39 das Milgram Experiment Wenn der Lehrer Zweifel äußerte wurde er vom Experimentator mit vier standardisierten Sätzen zum Weitermachen aufgefordert Nach dem vierten Satz wurde das Experiment abgebrochen Spannung 75V 120V 150V 200V 300V 330V Reaktion des Schülers vom Band Grunzen Schmerzensschreie sagt, dass er an dem Experiment nicht mehr teilnehmen will Schreie, die das Blut in den Adern gefrieren lassen lehnt es ab zu antworten Stille

40 das Milgram Experiment Spannung (Volt) Anzahl Vpn: Abbruch bis 300 V 300 V 315 V 330 V 345 V 360 V 375 V 390 V bis 435 V 450 V mehr als 60% der Versuchsteilnehmer verabreichten trotz der Schreie den höchsten Schock von 450 Volt wurde der Versuchsaufbau geändert, sanken die Werte Bedingungen Anteil der Vpn: Maximum ø Spannung Fernraum 65,0 % 405 V akustische Rückmeldung 62,5 % 367,5 V Raumnähe 40,0 % 312 V Berührungsnähe 30,0 % 268,2 V

41 das Milgram Experiment alle Versuchspersonen zeigten Gewissenskonflikte und waren aufgeregt Milgram erhielt 1964 den jährlich vergebenen Preis der American Association for the Advancement of Science in der Kategorie Sozialpsychologie die American Psychological Association schloss ihn hingegen für ein Jahr aus vielfache Vorwürfe, dass er ein traumatisierendes Experiment vorgenommen habe, welches potentiell schädlich für die Versuchspersonen sei die Harvard University verweigerte ihm deshalb eine Anstellung

42 Das Stanford-Prison-Experiment

43 das Stanford-Prison-Experiment Durchgeführt 1971 von Philip Zimbardo 24 Versuchspersonen Zufällige Aufteilung in Wärter und Gefangene Gefängnis im Keller des Institutes Abbruch des Experimentes nach 6 Tagen (statt wie geplant nach 14 Tagen) extreme psychische Belastung der Gefangenen (teilweise Anzeichen von Depressionen) Sadistische Verhaltensweisen bei einigen Wärtern

44 1. Theorie 2. Bedeutende Experiment (eine Auswahl) 3. Forschungsethik

45 Forschungsethik siehe auch Ethikkodex der Deutschen Gesellschaft für Soziologie (DGS) und des Berufsverbandes Deutscher Soziologen (BDS) unter: Die Erarbeitung und Verbreitung soziologischen Wissens sind soziale Prozesse, die in jedem Stadium ethische Erwägungen und Entscheidungen erfordern. Dieser Bestandteile soziologischer Wissensproduktion, - verwendung und -weitergabe sollten sich Soziologinnen und Soziologen stets bewußt sein. Ethik Kommission

46 Forschungsethik Wertebasis (nach Diekmann): Wahrhaftigkeit (insbesondere: keine Datenfälschung etc.) Offenlegung von Interessen, Auftraggebern, Ablehnung unseriöser/unwissenschaftlicher Aufträge Nachvollziehbarkeit aller Schritte Anwendung bestmöglicher Standards Veröffentlichung von Ergebnissen Fremdes geistiges Eigentum angemessen zitieren

47 Forschungsethik Dokumentation um Objektivität der Forschungsergebnisse aufzuzeigen: Welche Befragungsart wurde realisiert? Welche Messverfahren wurden gewählt? Welches Stichprobenverfahren findet Anwendung? Wurden die Daten gewichtet? Welche statistischen Verfahren werden angewendet? Welche Vergleichsgruppen werden gewählt? Verfügbarkeit der Daten zu Replikationen

48 Forschungsethik Regeln zum Persönlichkeitsschutz und zu den Persönlichkeitsrechten von Personen Freiwilligkeit der Teilnahme an Untersuchungen Informierte Einwilligung Regeln zum Datenschutz (z.b. Einholung des Einverständnisses der befragten Personen zur längerfristigen Speicherung von Daten bei Panneluntersuchungen oder bei Nachbefragungen) Vermeidung möglicher Risiken oder Gefährdungen (durch anstrengende/riskante Untersuchungen) Kein Zeugnisverweigerungsrecht (im Gegensatz zu Ärzten und Pfarrern)