Глава 4

Нацрти

Као и свака друга систематизована активност, експериментално истраживање захтева постојање одређеног плана. Такву врсту планова методолози називају експерименталним нацртима и они одржавају општу структуру истраживања или експеримента. Експериментални нацрт се може упоредити са оним што архитекте називају пројектом, идејним решењем објекта који се гради. Такав документ садржи информације о броју соба, просторија, инсталација, њихове међусобне везе и мноштво других детаља. Слично томе, нацрт психолошког експеримента представља оквир, систем варијабли и услова који нам помаже да успешно докажемо своју радну, истраживачку хипотезу. Експериментална истраживања којима се проверавају различите истраживачке хипотезе могу користити исти нацрт. Међутим, важи и да једна истраживачка хипотеза може бити проверавана употребом различитих експерименталних нацрта. Нацрт представља скицу експеримента, у њему нема конкретног садржаја већ се спецификују детаљи попут фактора, нивоа, субјеката, њихове организације, поретка партиципације у експерименту и сл. Избор и коначни изглед нацрта одређени су најпре врстом, природом хипотезе ало и мноштвом техничких ставки које се тичу начина извођења експеримента. Поред тога, стечено искуство, претходна истраживања и врста података које истраживач настоји да сакупи, такође утичу на избор нацрта.

Упркос чињеници да је спектар проблема које проучава експериментална психологија разноврстан, на већину истраживачких питања могуће је одговорити употребом једног од неколико типова експерименталних нацрта. Коначна одлука о врсти нацрта најчешће бива одређена бројем независних варијабли, затим успостављањем броја третмана који су неопходни како би се недвосмислено доказала експериментална хипотеза и чињеницом да ли у оквиру сваког третмана учествују исти или различити субјекти.

Селекција и организација узорка

Подсетимо се правила које важи за креирање узорка већине методолошки исправних психолошких истраживања. Што је узорак субјеката који учествује у експерименту репрезентативнији, то ће степен уопштавања утврђених резултата на основу таквог узорка бити виши. Пожељна је примена неког система листе случајних бројева која би касније послужила за генерисање чланова узорка. Такав поступак омогућава генерализацију утврђених емпиријских налаза, али и повећава спољашњу валидност експеримента. Поред тога, на тај начин обезбеђујемо да сваки припадник популације добије подједнаку шансу да постане члан узорка. У свакодневном истраживачком животу овакав исход се достиже релативно ретко услед деловања неколико чиниоца које ћемо укратко описати.

Приликом организовања чланова узорка чешће се дешава да се уместо коришћења процедура за генерисање случајних бројева држимо поступака који наш узорак чине пре пригодним него случајним. Једна од таквих ситуација јесте формирање узорка позивом са једног часа, са једног места. Најчешће су то студенти прве године психологије који слушају уводне часове и који учешћем у експериментима испуњавају део својих предиспитних обавеза. Поред смањивања репрезентативности, овакав узорак потенцијално губи и на наивности. Реч је о студентима који се постепено упознају са различитим психолошким феноменима и који временом постају све више, како садржински тако и методолошки информисани, што их чини отпорнијим на настојање експериментатора да од њих сакрије сврху експерименталног истраживања. Понекада смо приморани да у узорак укључимо људе који се налазе у нашој ближој социјалној средини као што су пријатељи, рођаци, чланови уже породице, колеге. Таква одлука носи велики ризик из више разлога. Могуће је да такав однос између истраживача и учесника у истраживању доведе до персоналног конфликта између субјекта и експериментатора. Попут студената психологије, људи из нашег ближег окружења могу бити делимично упознати са садржајем наших научних интересовања, стога ни њих не можемо третирати као потпуно наивне субјекте. Поред тога, наши познаници током времена познанства могу развити осетљивост на извесне суптилне знаке (идео—моторне радње) које током давања упутства могу доживљавати као дирекције да је потребно да се у експерименталној ситуацији понашају на одређени начин што из много разлога нарушава валидности експеримента. На крају, људи из наше околине, позив за учешће у експерименту могу доживети и као обавезу, што поред неприкладне мотивације отвара одређене проблеме и дилеме етичке природе. Приликом састављања узорка, истраживач би требало да има у виду извесна својства испитаника која отежавају тај део планирања истраживања. Познато је да један део људи преза од учешћа у психолошким експериментима из различитих разлога. Иза таквог уверења често стоје уверења да би се током експеримента могао открити део интиме, ирационални страх да би се током тестирања могли показати недовољно успешним или недовољно интелигентним упркос уверавању експериментатора да се не ради о таквом типу тестирања па све до опажања да би им учешће у експерименту узело превише времена. Поред настојања да примењујемо све познате препоруке како би смо дошли до што репрезентативнијег узорка, остаје нам да приликом формирања узорка настојимо да наше истраживање прикажемо као интересантан, непретећи и сврсисходан догађај, наглашавајући да учешћем у експериментима могу помоћи другима, као и да многи људи у њима добровољно учествују.

Величина узорка

Међу психолозима који се не баве емпиријским, посебно не експерименталним истраживањима, може се чути да један од значајних разлога њиховог одбијања примене научног метода представља немогућност формирања довољно великог узорка који би омогућио поуздане резултате истраживања. Оваква размишљања нису сасвим неоснована. Сваки експериментатор пре започињања експеримента поставља себи питања о томе колики му је узорак неопходан. Колико ми је потребно испитаника? Десет? Сто? Одговор на оваква питања није нимало незначајан.

Из перспективе циља експерименталног истраживања, важно нам је да докажемо да се дејство независне варијабле утврђено на узорку односи на читаву популацију. Таква генерализација ће се лакше постићи уколико је заснована на већем броју мера. Ипак, морамо имати на уму да величина узорка зависи од стабилности појаве коју испитујемо. Примера ради, уколико желимо да утврдимо просечну висину једне нације од 6.5 милиона људи, сасвим сигурно би узорак од 200 испитаника био недовољан. Слично томе, снагу неког чиниоца (дејство независне варијабле) не би смо могли озбиљно да разматрамо уколико је регистрована у психолошком експерименту у којем су учествовала два испитаника. Статистика нас учи да су сирове мере које значајно одређују неопходну величину узорка, нестабилне. Јасно је да би, уколико би се сви понашали на исти начин, узорак од два испитаника био сасвим довољан за успостављање поузданих вредности зависних експерименталних варијабли. У већини експерименталних истраживања, после фазе сакупљања података рачунају се просечне вредности зависних варијабли основу којих закључујемо да ли је независна варијабла имала ефекта или није. Много смо мање заинтересовани за индивидуалне разлике међу мерама код различитих субјеката. То је очекивано. Стога, није сасвим сигурно да би смо могли рећи: што већи узорак, то бољи узорак. Замислимо да у неком експерименту испитујемо дејство независне варијабле на узорку од 300 испитаника. Постоји вероватноћа да се на тако великом узорку утврђене разлике између нивоа независне варијабле, иако мале, испоставе статистички значајним. Тиме се отвара питање интерпретације таквих података. На пример, има ли смисла интерпретирати експериментално установљене, статистички значајне разлике у вредности од три милисекунде?

Гледано кроз призму статистичке вероватноће, експериментални налази установљени на мањем броју субјеката носе мању вероватноћу откривања значајних ефеката, нарочито уколико се индивидуални одговори значајно међусобно разликују (Cohen, 1988). Сходно томе, број испитаника неопходних за откривање ефекта експерименталног третмана значајно зависи од величине ефекта независне варијабле. Уколико су ефекти независне варијабле робусни, требало би да се детектују у експериментима у којима је учествовало између 10 и 20 субјеката. Ефекти средњег интензитета би требало да се покажу у узорцима величине 20 до 30 субјеката, док је за слабе ефекте неопходно ангажовати већи број субјеката (више од 30). До прецизнијих процена величине узорка може се доћи коришћењем различитих статистичких програма који омогућавају процену величине узорка за различите t, F, хи квадрат и остале тестове. Поред свега наведеног, треба знати да величина узорка не гарантује жељени исход експеримента.

Нацрти са једном независном варијаблом и две групе

Нацрти са једном независном варијаблом представљају најједноставније нацрте. Као што је познато, поред постојања независне варијабле, да би смо извели експеримент, неопходно је да варијабла има макар два нивоа експерименталног третмана. Када је и тај услов задовољен, експериментатору стоје на располагању нацрти са две групе који се могу поделити у две шире категорије. При доношењу овакве одлуке, експериментатор може да се определи између тзв. нацрта са две независне групе (енгл. two—independent—groups design) и нацрт са две повезане групе (енгл. two—matched—group design). Независно од експериментаторовог избора, обе групе нацрта подразумевају варирање два експериментална услова (третмана) а суштинска разлика између њих огледа се у претходно дефинисаном поретку у којем субјекти узимају учешће у експерименту.

Нацрти са независним групама

Једна од дистинктивних одлика експерименталне логике лежи у концепту варијансе, дескриптивне статистичке мере централне тенденције. Варирање вредности зависних варијабли је нужност у психолошким експериментима јер без варијансе не би постојале разлике између различитих мерења психолошких процеса и феномена. Оно што је круцијално и што представља срж дефиниције експерименталног метода, манипулацијa вредностима независне варијабле, одн. различитим експерименталним условима, управо се и предузима зарад изазивања варирања вредности мерења одн. мера различитих манифестација зависне варијабле. У нацртима са једним фактором и две независне групе варијанса је кључни термин који може обухватити две врсте: систематска варијанса између група и несистематска варијанса унутар група, која се још назива и варијанса грешке. Систематска експериментална варијанса у добро контролисаном експерименту требало би да буде исход деловања независне варијабле на зависну варијаблу. Такав исход у оваквим нацртима значи да смо установили значајно варирање мера између група. Термин „значајно варирање“ односи се на чињеницу да је варирање веће у односу на очекивано варирање које би проистицало из грешке узорковања, тј. последице природних индивидуалних разлика припадника популације из које је сачињен експериментални узорак. Статистичким терминима изражено, у експериментима са оваквим нацртом очекујемо да установимо изражену варијансу између група. На крају експеримента, након комплетиране фазе обраде података могућа су два исхода: (1) уколико се утврди да је варијанса између група релативно мала, остаје да се закључи да су групе на мереним вредностима подједнаке и да нема ефекта независне варијабле; (2) уколико се утврде значајне разлике између група отвара се поље могућности каузалних објашњења деловања независне варијабле одн. експерименталних услова, под условом да је ниво експерименталне контроле био довољно висок да искључи вероватноћу деловања спољних (конфундирајућих) варијабли на зависну варијаблу. Не треба сметнути са ума да је вредност експерименталне варијансе композит од три фактора.

Први фактор је експериментални ефекат, други је деловање спољних варијабли и трећи је природна варијабилност које потиче од персоналних разлика међу субјектима. Поред тога, треба бити свестан и чињенице да иако достиже статистичку значајност, систематска разлика варијанси између група није довољан услов за успостављање закључака о каузалним везама између две класе зависних и независних варијабли. Резултати статистичких тестова нам говоре искључиво о статистичкој значајности између низа нумеричких вредности; другим речима, и поред статистички утврђене значајности, нисмо сасвим сигурни да се извор варирања може искључиво приписати варирању манипулисаних услова тј. експерименталног фактора. Као што смо више пута поменули, ту врсту уверености и слободу успостављања квалитетних, каузалних, закључака обезбеђујемо искључиво успостављањем антиципативног плана деловања и потом спровођењем високог степена контроле спољних варијабли. Другачије речено, тежимо успостављању максималне систематске експерименталне варијансе и контроле над спољном варијансом која потиче од конфундирајућих варијабли. Термин варијанса грешке (енгл. еrror variance) означава несистематску варијабилност унутар група. Структура деловања ове врсте грешке потиче од неколико нестабилних фактора на чије деловање можемо рачунати у скоро свим психолошким експериментима. На првом месту ради се о нестабилним субјект варијаблама као што су: емоционално стање испитаника или његова узнемиреност приликом учешћа у експерименту. Потом, треба рачунати на индивидуалне разлике чланова групе у моторној координацији, личности, интересовањима и мотивацији. Варијансу грешке могу повисити и експериментатори својим односом, посвећеношћу, ентузијазмом, употребом другачије опреме итд.

На почетку овог одељка смо нагласили значај поретка којим субјекти учествују у експерименту. Као и приликом формирања случајног узорка, приликом формирања група примењује се принцип случајног додељивања (енгл. random assignment) који подразумева да сваки испитаник има подједнаке шансе да буде додељен у једну од две групе субјеката. Исти принцип се примењује као приликом формирања случајног узорка; додељивање субјекта 7 у групу Б не би требало да искључи вероватноћу да се субјект 8 такође нађе у истој групи Б. Групе су међусобно независне, што значи да формирање чланова једне, не би требало да утиче на формирање чланова друге групе. Формирање група применом овог принципа обезбеђује контролу деловања конфундирајућих варијабли елиминисањем пристрасности и омогућавањем оптималног састава група пре почетка деловања третмана, тј. експеримента.

Нацрти са контролном и експерименталном групом

Како би смо емпиријски сагледали дејство независне варијабле морали би да обезбедимо макар два различита експериментална третмана и поређење вредности зависне варијабле. У овако замишљеном експерименту разликујемо експерименталне и контролне услове. У експерименталним условима примењујемо специфичне вредности независне варијабле и у оквиру планиране експерименталне процедуре региструју се вредности зависне варијабле. Субјекти који су учествовали на овом експерименталном нивоу припадају експерименталној групи. Да би се успоставио контраст, на основу којег ће се касније извући одређени закључци, неопходно је успоставити и тзв. контролне услове, у којима се утврђује вредност зависне варијабле без експерименталног варирања независне варијабле. Субјекти који учествују у овом нивоу експеримента припадају тзв. контролној групи. У контролним условима се спроводе идентичне процедуре као и у експерименталној групи, осим експерименталне манипулације независне варијабле.

Контролни услови понекада подразумевају тзв. услове без икаквог третмана, што, поред осталог, може да послужи и утврђивању својеврсне референтне тачке извођења одређеног експерименталног задатка. Поредећи мере добијене у две групе можемо стећи увид то да ли су субјекти који су припадали експерименталној групи исти задатак изводили брже, ефикасније или пак спорије, са више грешака. Замислимо да желимо да испитамо утицај контекста знања на ефикасност когнитивне обраде појединачно приказаних речи. Групи студената се пре почетка експеримента задаје да читају текст од 700 речи исписан ћириличним писмом. Одмах након читања испитаници пролазе кроз задатак лексичке одлуке после којег смо установили да су речи које су у том задатку биле приказане ћириличним писмом биле брже идентификоване у односу на оне које су биле приказане латиничним писмом. Уколико би смо закључили да је краће време реаговања последица претходног читања ћириличног текста, наш закључак би био неоснован због тога што у нашем експерименту није било контролне групе која би прошла исту процедуру са изузетком претходног читања текста. Нешто сложенији експеримент са нацртом експерименталне и контролне групе извели су Вос и Шулер истражујући ефекат уверења о детерминацији људског понашања, уверења о томе да ли је људско понашање доминантно одређено генетским или срединским факторима. Аутори су се питали да ли ће субјекти вођени оваквим уверењима чешће показивати тенденцију да прекрше правило (да варају) у задацима када им се за тако нешто укаже прилика. Слично као и у нашем замишљеном експерименту са когнитивном обрадом речи, индуковање уверења о детерминацији понашања изведено је случајним додељивањем субјеката у групу која је имала задатак да прочита одељак из књиге Френсиса Крика (једног од проналазача ДНК), The Astonishing Hypothesis, у којем се развија идеја о томе да је постојање слободне воље својеврсна заблуда и да понашање искључиво зависи од структуре и карактеристика човековог мозга. Друга група испитаника читала је други одломак из исте књиге у којој су се разматрали феномени свести, али без дискусије о постојању слободне воље, детерминисаности људског понашања и сл. У другој фази експеримента испитаници су имали задатак да реше одређене рачунске задатке. Речено им је да се труде да их решавају самостално, али упркос томе, постојала је могућност да кршећи правила користе помоћ рачунара који је са намером био програмиран да тако нешто омогући и да региструје ситуације у којима је испитаник користио помоћ. Као што је било очекивано, субјекти који су претходно били изложени тексту из Крикове књиге (чланови експерименталне групе) значајно више пута су прекршили правило у поређењу са субјектима који нису били изложени таквом садржају (чланови контролне групе; Vohs & Schooler, 2008).

Помоћу овог примера уочавамо неопходност постојања контролне групе. Највећи допринос оваквог нацрта огледа се у елиминацији алтернативних објашњења понашања субјеката под дејством третмана, одн. учесталијег варања. Без референтне контролне групе могло би се рећи да до учесталијег варања долази услед читања било каквог текста. Такође, могла би се развијати и идеја о конкурентности два задатка; тежак одломак из Крикове књиге чинио је математичке задатке тривијалним те услед тога субјекти нису имали никакву потребу за варањем. Упоређивањем понашања субјеката у експерименталној и контролној групи истраживачи имају утемељен налаз о томе да до промена у понашању припадника експерименталне групе долази услед деловања специфичне информације садржане у одељку књиге у којем се разматрају питања детерминанти људског понашања.

Избор врсте контролне групе зависи од тога шта експериментатор жели да докаже. Без обзира на варијације у активности, неопходно је водити рачуна о томе да се једина разлика између услова у експерименталној и контролној групи мора огледати у третману. Највиши стандард у истраживањима са експерименталном и контролном групом постижу испитивања дејства лекова која користе ригорозну методологију са тзв. плацебо ефектима и слепим поступцима (види више у Todorović, 2008). Експериментална и плацебо група подједнако су третиране: изложене су истим процедурама, добијају наизглед идентичне медикаменте и њихови чланови имају иста очекивања. Једина разлика јесте у томе што чланови експерименталне групе заиста добијају лек, док га чланови плацебо групе не добијају, али тога нису ни свесни. Јасно је да не могу сви психолошки експерименти достићи висину стандарда фармаколошких експеримената али томе треба тежити, упркос становитим етичким дилемама које овако осмишљени експерименти носе, јер што више остваримо сличност контролне групе и плацебо групе, мање ће бити шансе за испољавање несистематске конфундације, а самим тим степен интерне валидности експеримената ће бити виши.

Нацрти са две експерименталне групе

Описани нацрти са контролном групом су неопходни у раним фазама истраживања неког феномена, јер је на самом почетку пожељно установити да ли независна варијабла има или нема ефекта на зависну варијаблу. Међутим, када се установи дејство независне варијабле, истраживачи настоје да дођу до финијих информација о механизмима њеног деловања па у те сврхе често примењују нацрт са две експерименталне групе. Тако организован експеримент омогућава увид у понашање под дејством два нивоа независне варијабле. На пример, у оквиру исте студије, Вос и Шулер су испитивали разлике у тенденцији ка кршењу правила између деловања одељка о детерминизму и насупрот томе, одељка у коме се говори о постојању слободне воље (Vohs & Schooler, 2008).

У оквиру оваквих врста нацрта, независно од тога да ли се ради о нацртима са експерименталном и контролном групом или о нацртима са две експерименталне групе, посебну пажњу треба обратити на проблем формирања две експерименталне групе. За илустрацију овог проблема послужићемо се познатим истраживањем које су извели Зајонц, Хајнгартнер и Херман. У овом експерименту аутори су настојали да докажу да се нижи организми попут бубашваба понашају у складу са хипотезом социјалне фацилитације. Другим речима, претпоставили су да ће у присуству других јединки, бубашвабе настојати да ефикасније обављају задатак, у конкретном случају, да брже трче кроз лавиринт. Овако постављен истраживачки проблем може се испитати коришћењем нацрта са експерименталном и контролном групом. Експерименталну ситуацију представљала је трка бубашваба у присуству других бубашваба посматрача, док је контролну ситуацију представљала трка без публике. Зависна варијабла била је групно просечно време које је било потребно да се претрчи лавиринт. Занимљиве су субјект варијабле које се у овако организованом експерименту могу испоставити као значајно конфундирајуће, те на њих ваља пазити већ приликом формирања група. Реч је о телесној маси субјеката, о којој треба водити рачуна јер постоји ризик да бубашвабе у експерименталној групи постижу боље резултате не због присуства публике већ услед мање телесне масе и самим тим лакше покретљивости. Ефикасан начин да се ова варијабла држи под контролом јесте регистровање масе сваке бубашвабе, рачунање просечне тежине и спровођење теста разлика аритметичких средина (Т тест) између вредности масе чланова експерименталне и контролне групе. Уколико се испостави да разлике између две групе нису значајне, групе можемо третирати као једнаке, без бојазни да ће маса субјеката утицати на њихову брзину трчања (Zajonc, Heingartner & Herman, 1969).

Када треба користити нацрте које смо описали? На основу чега можемо да одлучимо да ли је нацрт са независним групама одговарајући нацрт за експеримент који намеравамо да спроведемо? При доношењу такве одлуке треба обратити пажњу на сложеност експеримента, број фактора, број нивоа, а посебно треба водити рачуна о томе како се све то рефлектује на проверљивост истраживачке хипотезе. Сходно томе, уколико изводимо једнофакторски оглед, експеримент са једном независном варијаблом и уколико се експериментална хипотеза може проверити варирањем фактора на два нивоа, онда се препоручује нацрт са независним групама.

Нацрти са зависним групама

У досадашњим излагањима више пута смо наглашавали значај случајног распоређивања како стимулуса, тако и субјеката у различите организационе целине експеримента. Како важи за најефикаснију технику контроле спољних варијабли, употреба технике рандомизације не гарантује да ће експерименталне групе бити упоредиве и да не постоји вероватноћа деловања спољних субјект варијабли. Управо из тог разлога експериментатори користе алтернативну процедуру тзв. нацрт са зависним групама (енгл. two—matched—groups design). У овако замишљеним експериментима постоје две групе субјеката које су формиране на начин да је експериментатор спроводио додатну технику спаривања субјеката, уједначавајући чланове двеју група тако што је сваком члану једне групе, нашао адекватног пара у другој групи субјеката по карактеристикама за које процењује да су релевантне и да имају потенцијално дејство на манифестовање зависне варијабле. На тај начин се обезбеђују максимални услови поређења две групе у оквирима контроле деловања спољних варијабли.

У примеру експеримента са бубашвабама, спаривање је обављено пре извођења експеримента. Међутим, то није увек могуће спровести. Замислимо да желимо да упаримо субјекте на основу спољне варијабле, интелигенције. Да бисмо то урадили пре почетка експеримента било би неопходно организовати посебну сеансу тестирања, администрације и упаривања пре извођења главног дела истраживања,  што из више разлога компликује истраживачки пројекат. Оно што се може међутим урадити јесте извођење експеримента, затим тестирање и администрација теста на основу којег би се обавило спаривање и коначно, на крају обавило поређење експерименталног задатка у две групе. Спаривање субјеката у двема групама може се обавити применом три начела: 

(1) Начело прецизности (енгл. precision matching) налаже да парови имају идентичан скор (вредност) спољне варијабле; 

(2) Нешто чешће коришћен поступак је спаривање у оквиру ранга вредности (енгл. range matching) које подразумева спаривање субјеката чије се вредности спољне варијабле концентришу прихватањем оквира варирања око аритметичке средине. 

(3) Трећа процедура спаривања назива се спаривање на основу редоследа вредности (енгл. rank-ordered matching) и налаже спаривање на основу листе скорова субјеката на варијабли на основу које вршимо спаривање. Субјекти се распоређују по вредности и парови се креирају тако што се спарују од највишег ка најнижем скору. Предност ове процедуре је у томе што обезбеђује максималан узорак јер до губитка чланова узорка, тј. до изостанка спаривања може доћи само у случају када је број субјеката у узорку непаран.

На основу чега можемо донети одлуку да ли нам је неопходно спаривање? Недвосмислених универзалних препорука нема, јер доношење такве одлуке зависи од специфичних одлика експеримента, нацрта и процедуре, тако да је веома незахвално дати универзалне препоруке. На овом месту можемо се осврнути на добре и лоше стране оваквог поступка. Примена технике спаривања омогућава нам елиминисање дејства конфундације спољних варијабли, тако што нам омогућава да будемо потпуно сигурни да су две групе упоредиве из простог разлога јер смо их спаривањем начинили поредивим. У неким ситуацијама спаривање може подићи квалитет наших закључака чак и када експеримент није угрожен могућим дејством неке спољне варијабле. Разлози који омогућавају овакву предност леже у различитом степену конзервативности статистичких тестова који се користе за доношење закључака о ефектима независне варијабле. Адекватан тест разлика за обраду оваквих разлика је T-тест за зависне узорке, који је за разлику од аналогног теста за независне узорке значајно либералнији, па су тако и шансе за достизање значајности ефекта независне варијабле нешто више. Поступак спаривања се показује посебно корисним у ситуацијама у којима изводимо експеримент на малом узорку субјеката и када примењујемо рандомизацију. Наиме, примена рандомизације носи вероватноћу креирања различитих група на мањим узорцима. Обрнуто важи за велике узорке. Када су нам на располагању релативно велике групе субјеката, примена рандомизације омогућава адекватно креирање, што у таквим ситуацијама чини примену спаривања сувишном.

Спаривање има и своје недостатке. Када примењујемо овај поступак од изузетног значаја је да водимо рачуна да се спаривање врши искључиво на основу варијабле која је повезана са експерименталном зависном варијаблом, што није увек лако постићи. Уколико спаривање вршимо на основу варијабле која је високо корелисана са зависном варијаблом онда спаривањем омогућавамо боље испољавање дејства независне варијабле, док, са друге стране, уколико спаривање вршимо на основу варијабле која није значајно везана за зависну варијаблу, ризикујемо да маскирамо деловање експерименталних фактора и самим тим онемогућимо испољавање ефеката које истражујемо. За дефинитивну одлуку о томе да ли користити две зависне или две независне групе субјеката можда је најбоље консултовати одговарајућу литературу. За коришћење технике спаривања може бити сасвим довољан разлог то што су многи претходни аутори то чинили. Са друге стране, преглед литературе може указати на до тада непознату субјект варијаблу која може бити значајна да би се на основу ње спроводила процедура спаривања.

Нацрти са више група

Понекада није довољан контраст између две експерименталне ситуације да би се испитало жељено дејство независне варијабле, посебно у ситуацијама у којима је могуће испитати дејство независне варијабле на више нивоа. Замислимо експеримент о деловању неког лека у којем поред ситуације без дејства лека постоје и ситуације у којем је испитано дејство више доза. Овако организован експеримент би нам пружио бољи увид у деловање лека током терапије неке болести. У таквој ситуацији се користи нацрт са више група (енгл. multiple-groups design), нацрт који подразумева постојање три или више група субјеката који пролазе кроз различите експерименталне третмане. Најчешће примењиван је нацрт са више независних група (енгл. multiple independent groups design). Додељивање субјеката у различите групе одређује се случајним редоследом, при чему се користе различити алати попут табела или генератора случајних бројева.

Једно од концептуалних питања које повлачи коришћење нацрта са мултиплим група јесте број нивоа независне варијабле, одн. број група субјеката. Неке варијабле могу имати бесконачан опсег варирања. Колики број нивоа је довољан? У којој стопи промене треба варирати независну варијаблу? У испитивању лекова, то питање би се односило на вредност дозе (5, 10, 15 милиграма); у испитивању повезаности учења и успеха на испиту на време проведено у учењу (15, 30, 45 минута); у психофизичком експерименту, то би био интензитет неке стимулације (500, 1000, 1500 лукса) или време експозиције (200, 250, 300 милисекунди) итд. Без обзира на речено, када размишља о преласку са нацрта са две на нацрт са више група субјеката експериментатор поред литературе, треба да буде вођен радном хипотезом и њеном проверљивошћу. Треба имати на уму и економичност и размислити о конзервативном нацрту са две групе чак и када је могуће извести експеримент са мултиплим групама, уколико такав нацрт омогућава ефикасније постизање циља експеримента.

Факторијални нацрти

Нацрти које смо до сада описали имали су само једну независну варијаблу. Често се дешава да истраживачи у оквиру једног експерименталног истраживања настоје да испитају дејство више од једне независне варијабле. Нацрти са више од једне независне варијабле називају се факторијални нацрти и они нам омогућавају да испитамо појединачне или здружене ефекте независних варијабли на зависну варијаблу. Да бисмо разумели различите врсте факторијалних нацрта, неопходно је да се најпре упознамо са појмовима као што су главни ефекти (енгл. main effects) и интеракција (енгл. interaction).

Главни ефекат се дефинише као изоловано дејство појединачне (независне) варијабле на зависну варијаблу у експерименту. Када желимо да установимо такво дејство, меримо га кроз одређени експериментални задатак настојећи да га квантификујемо и заправо постављамо питање у којој мери се варирање независне варијабле одражава на субјектово понашање, тј. на постигнуће у оквиру коришћеног експерименталног задатка. У експериментима у којима постоји више од једне независне варијабле, постоји и више потенцијалних главних ефеката, који као и сваки експериментални налаз, могу бити статистички значајни, што ће се потврдити употребом одговарајућих статистичких процедура као што је анализа варијансе. Замислимо експеримент у којем смо испитивали значај учесталости заливања и температуре ваздуха окружења на раст кактуса током зиме. Такав експеримент има два фактора: први фактор је заливање, операционализован кроз количину воде које су добијали кактуси, док је други фактор температура просторије у којој кактуси расту. Гледано кроз визуру проблема главних ефеката, овакав експеримент требало би да нам одговори на два различита питања: (1) Фактор 1; колико су кактуси порасли са учесталијим заливањем? и (2) Фактор 2; колико су кактуси порасли са повећавањем собне температуре? Поред тога што бисмо након обављања анализе варијансе добили одговоре на ова питања, дошли би и до увида о томе да ли два фактора делују независно један од другог или не.

Интеракција представља једну од најважнијих тема анализе резултата факторијалних експеримената. Као што смо поменули, факторијални нацрти нам омогућавају да проучавамо везу између ефеката различитих независних варијабли. У нашем експерименту са кактусима постоји вероватноћа да ће кактуси који су били истовремено изложени дејству оба фактора, дакле, којима је поред учесталијег заливања истовремено била подизана и температура просторије, забележити најзначајнији напредак (раст). У таквој ситуацији, све упућује на то да треба да размишљамо о томе да фактори међусобно делују један на други, и у таквом међудејству остварују јачи ефекат на зависну варијаблу, него у ситуацијама када делују самостално. Другим речима, када снага ефекта једног фактора зависи од дејства другог фактора говоримо о интеракцији два фактора. Када се у двофакторском експерименту установи значајна интеракција неопходно је сагледати деловање оба фактора јер је за очекивати да ће се ефекти једног фактора променити у зависности од деловања нивоа другог фактора. Поред тога, постојање интеракције нам говори и о томе да постоје ограничења или изузеци деловања на нивоима главних ефеката једног или више фактора.

Факторијални нацрти се могу поделити на нацрте у којима су фактори непоновљени по субјектима (енгл. between subjects design) и на нацрте у којима су фактори поновљени по субјектима (енгл. within subjects design). У нацртима који су непоновљени по субјектима, различите групе субјеката учествују на различитим нивоима независне варијабле. Систем нотације различитих факторијалних нацрт је релативно једноставан, користе се ознаке a × b, које се односе на нивое првог, другог, трећег фактора. На пример, ознака 2×2 нам каже да се у експерименту налазе четири ситуације и да се варирају два фактора на два нивоа; ознака 2×3×5, говори да у експерименту постоји 30 ситуација, три фактора, и да први фактор варира на два, други фактор на три, док трећи фактор варира на пет нивоа.

Како могу изгледати различити профили резултата факторијалних нацрта? Могу се очекивати четири врсте профила: (1) један или више главних ефеката без интеракције; (2) постојање интеракције без главних ефеката; (3) постојање како главних ефеката тако и интеракције; (4) непостојање ни главних ефеката ни интеракције. На Слици 3.1. представљени су графички прикази структуре резултата различитих факторијалних нацрта. 

На Слици 3.1 представљени су могући исходи неколико факторијалних нацрта. Претпоставимо да су разлике између представљених вредности статистички значајне на графиконима б и  г. те да су дате вредности изведене из једнаког броја мерења у свакој ћелији појединачног нацрта. Визуелни индикатор постојања интеракције је укрштеност (непаралелност) линија.

Прегледом Слике 3.1а видимо да не постоје значајни главни ефекти као ни интеракција у нацрту 2×3. На основу вредности види се да су све просечне вредности скоро идентичне, па услед неизражених разлика, нема ни ефеката, као ни интеракције фактора. На слици (б) види се исход 2×2 нацрта у којем постоји главни ефекат фактора B, без главног ефекта фактора А, без интеракције два фактора. На следећој слици, (в), видимо да постоји значајан ефекат фактора A и да нема ефекта фактора B, као и да нема њихове интеракције. Прегледом вредности констатује се да је вредност А2 значајно виша од вредности А1, што је основа постојања главног ефекта фактора А. Из овог приказа види се да нема основа за постојање интеракције, упркос постојању значајног ефекта фактора А. На последњем графикону (г) можемо закључити да у експерименту не постоји значајна интеракција уз дејство главних ефеката фактора А и B.

Прегледом Слике 3.2 а видимо да постоји значајна интеракција у нацрту 3×2, док главни ефекти нису значајни. Прегледом истог графикона констатујемо да су линије којима су представљена дејства два фактора укрштене, из чега следи закључак да се ради о значајној интеракцији, јер се вредности серије B1 мењају од 40, преко 50 до 60, док се у серији B2 промена одвија у супротном смеру, почиње са 60, опада до 50 и потом још до 40.

На слици (б) види се исход 3×2 нацрта у којем постоји главни ефекат фактора A, без главног ефекта фактора B али постоји интеракција два фактора. У ситуацији када постоји главни ефекат и интеракција, интерпретацију треба започети од интеракције ка главним ефектима. Слично важи и за ситуације означене на Слици 3.2, под в и г.

Врсте факторијалних нацрта

Факторијални нацрти спадају у најчешће коришћене нацрте у експерименталној психологији. Њихова предност у односу на друге нацрте огледа се у могућности тестирања више постављених хипотеза унутар једног експеримента, али и у могућности репрезентовања комплексног понашања у релативно еколошки прихватљивим, природним условима. Факторијални нацрти могу бити непоновљени по субјектима, што значи да различити субјекти учествују на различитим нивоима независне варијабле и о којима је до сада било речи, могу бити поновљени по субјектима, што значи да сви субјекти учествују на свим нивоима независне варијабле, и коначно, могу бити мешовити, што значи да неки фактори могу али и не морају бити поновљени по субјектима.

Нацрти поновљени по субјектима или, како се често називају нацрти са поновљеним мерењима (енгл. repeated—measures design), имају велику разноврсност и потенцијал при изучавању различитих психолошких феномена. Без обзира на разлике, свима им је заједничко да читав узорак испитаника пролази кроз сваки ниво сваког фактора који се варира унутар експеримента. Прва ствар коју треба размотрити приликом избора оваквог типа нацрта јесте потенцијални значај увежбавања и трансфера током трајања експерименталне сеансе, због евентуалне конфундације са зависним варијаблама. Поред специфичних истраживачких питања која одређују нацрт сваког експеримента и која се тешко могу уопштавати, који би разлози ишли у прилог коришћења овакве врсте нацрта? На првом месту треба издвојити чињеницу да нацрти поновљени по субјектима омогућавају већу осетљивост на ефекте независне варијабле тиме што редукују индивидуалне разлике међу испитаницима. Поред тога, омогућавају потпуну еквивалентност група јер сваки испитаник пролази кроз све ситуације у огледу. Ово што смо до сада навели доводи до тога да овакви нацрти захтевају значајно мањи број субјеката и да су генерално ефикаснији при поређењу са нацртима који су непоновљени по субјектима.

Постоји могућност да се експеримент организује на тај начин што би се један фактор поновио по субјектима док би други био непоновљен, на пример пол, старост или нека друга субјект варијабла, која се не може манипулисати од стране експериментатора. Нацрти који попут овог садрже како поновљене, тако и непоновљене факторе називају се мешовити нацрти. Двојица аустралијских истраживача, Џоунс и Менцис, објавили су рад у којем су применом мешовитог факторијалног нацрта испитивали емоције код фобичних и нефобичних испитаника приликом опажања паукова (Jones & Menzies, 2000). Фактор непоновљен по субјектима био је статус паук фобије, субјект варијабла која је делила испитанике у две групе: (1) субјекти који су фобични према пауцима, и (2) субјекти који то нису. Други фактор, процена вероватноће уједа, био је поновљен и варирао је у на три нивоа: (1) фотографија, (2) прави пауци и (3) ситуација без паука. Као што се претпостављало, у ситуацијама у којима су субјекти били суочени са правим пауцима, процена вероватноће да би могло доћи до уједа била је највиша, мада су две контролне ситуације, фотографија и одсуство паука, процењиване као значајно вероватније ситуације уједа у односу на исте процене субјеката из групе нефобичних испитаника.

Понекада се испоставља да су нацрти са поновљеним мерењима непрактични. Оваква организација експеримента од субјеката захтева дуже учешће у експерименту. Без обзира на то што са друге стране доносе већу поузданост мера и захтевају мањи број субјеката, треба имати у виду да са три или четири поновљена фактора у бихејвиоралним експериментима са когнитивним задацима субјекти могу провести и више од сат времена. Дуге експерименталне сеансе захтевају и посебан експериментални сценарио који подразумева блокове паузе у којима се субјекти одморе после одређеног броја експерименталних излагања. То, међутим повлачи и постојање тзв. блокова за загревање (енгл. warm up blocks), који имају искључиво ергономску сврху јер се подаци из тих блокова неће анализирати.

У зависности од сложености апаратуре која се примењују за прикупљање података, индивидуално учешће у експерименту може захтевати њено поновно подешавање, што додатно продужава ангажовање учесника. Дуге експерименталне сеансе могу бити досадне по субјекте. Таква, негативна стања отварају могућност лошег ефекта по субјектово постигнуће, и на тај начин могу се одразити и на прикупљене податке, самим тим њихову структуру и каснију интерпретацију.