Experimentelle Forschung ist die bekannteste Art von Forschungsdesigns für Personen in den physikalischen Wissenschaften und einer Vielzahl von anderen Bereichen. Das liegt vor allem daran, dass es sich bei der experimentellen Forschung um ein klassisches wissenschaftliches Experiment handelt, ähnlich denen, die im naturwissenschaftlichen Unterricht in der Schule durchgeführt werden.
Stellen Sie sich vor, Sie nehmen zwei Proben der gleichen Pflanze und setzen eine davon dem Sonnenlicht aus, während die andere vom Sonnenlicht ferngehalten wird. Nennen wir die Pflanze, die dem Sonnenlicht ausgesetzt wurde, Probe A, während die andere Probe B genannt wird.
Wenn wir nach der Dauer der Untersuchung feststellen, dass Probe A wächst und Probe B abstirbt, obwohl beide regelmäßig befeuchtet werden und die gleiche Behandlung erhalten. Daher können wir schlussfolgern, dass Sonnenlicht das Wachstum bei allen ähnlichen Pflanzen fördert.
Was ist experimentelle Forschung?
Experimentelle Forschung ist ein wissenschaftlicher Forschungsansatz, bei dem eine oder mehrere unabhängige Variablen manipuliert und auf eine oder mehrere abhängige Variablen angewendet werden, um ihre Wirkung auf letztere zu messen. Die Wirkung der unabhängigen Variablen auf die abhängigen Variablen wird in der Regel über einen gewissen Zeitraum beobachtet und aufgezeichnet, um den Forschern zu helfen, eine vernünftige Schlussfolgerung bezüglich der Beziehung zwischen diesen beiden Variablentypen zu ziehen.
Die experimentelle Forschungsmethode ist in den Natur- und Sozialwissenschaften, der Psychologie und der Pädagogik weit verbreitet. Sie basiert auf dem Vergleich zwischen zwei oder mehreren Gruppen mit einer einfachen Logik, die jedoch schwierig auszuführen sein kann.
Die experimentellen Forschungsdesigns, die meist mit einem Labortestverfahren verwandt sind, beinhalten das Sammeln von quantitativen Daten und die statistische Analyse dieser Daten während der Forschung. Daher ist es ein Beispiel für eine quantitative Forschungsmethode.
Welche Arten von experimentellen Forschungsdesigns gibt es?
Die Arten von experimentellen Forschungsdesigns werden durch die Art und Weise bestimmt, wie der Forscher die Probanden verschiedenen Bedingungen und Gruppen zuordnet. Es gibt drei Arten, nämlich die präexperimentelle, die quasi-experimentelle und die echte experimentelle Forschung.
Präexperimentelles Forschungsdesign
Beim präexperimentellen Forschungsdesign wird entweder eine Gruppe oder verschiedene abhängige Gruppen auf die Wirkung der Anwendung einer unabhängigen Variable beobachtet, von der angenommen wird, dass sie eine Veränderung verursacht. Es ist die einfachste Form des experimentellen Forschungsdesigns und wird ohne Kontrollgruppe behandelt.
Obwohl sehr praktisch, fehlen der experimentellen Forschung in einigen Bereichen die Kriterien des echten Experiments. Das präexperimentelle Forschungsdesign wird weiter in drei Typen unterteilt
- One-shot Case Study Research Design
Bei dieser Art der experimentellen Studie wird nur eine abhängige Gruppe oder Variable betrachtet. Die Studie wird nach einer Behandlung durchgeführt, von der angenommen wird, dass sie eine Veränderung bewirkt, was sie zu einer Posttest-Studie macht.
- Ein-Gruppen-Pretest-Posttest-Forschungsdesign:
Dieses Forschungsdesign kombiniert sowohl die Posttest- als auch die Pretest-Studie, indem ein Test an einer einzigen Gruppe durchgeführt wird, bevor die Behandlung verabreicht wird und nachdem die Behandlung verabreicht wurde. Wobei ersterer zu Beginn der Behandlung und später am Ende verabreicht wird.
- Statischer Gruppenvergleich:
In einer statischen Gruppenvergleichsstudie werden 2 oder mehr Gruppen unter Beobachtung gestellt, wobei nur eine der Gruppen einer Behandlung unterzogen wird, während die anderen Gruppen statisch gehalten werden. Alle Gruppen werden anschließend getestet, und es wird angenommen, dass die beobachteten Unterschiede zwischen den Gruppen ein Ergebnis der Behandlung sind.
Quasi-experimentelles Forschungsdesign
Das Wort „quasi“ bedeutet teilweise, halb oder pseudo. Daher trägt die quasi-experimentelle Forschung eine Ähnlichkeit mit der echten experimentellen Forschung, ist aber nicht identisch. In Quasi-Experimenten werden die Teilnehmer nicht zufällig zugewiesen, und als solche werden sie in Umgebungen verwendet, in denen eine Randomisierung schwierig oder unmöglich ist.
Dies ist sehr häufig in der Bildungsforschung, wo Administratoren nicht bereit sind, die zufällige Auswahl von Studenten für experimentelle Stichproben zu erlauben.
Einige Beispiele für quasi-experimentelle Forschungsdesigns sind: die Zeitreihe, kein äquivalentes Kontrollgruppendesign und das ausgeglichene Design.
Echtes experimentelles Forschungsdesign
Das echte experimentelle Forschungsdesign stützt sich auf statistische Analysen, um eine Hypothese zu bestätigen oder zu widerlegen. Es ist die genaueste Art des Versuchsplans und kann mit oder ohne Vortest an mindestens 2 zufällig zugewiesenen abhängigen Probanden durchgeführt werden.
Der echte experimentelle Versuchsplan muss eine Kontrollgruppe enthalten, eine Variable, die vom Forscher manipuliert werden kann, und die Verteilung muss zufällig sein. Zu den Klassifizierungen echter Versuchspläne gehören:
- Der reine Posttest-Kontrollgruppenversuch: In diesem Design werden die Probanden zufällig ausgewählt und den 2 Gruppen (Kontroll- und Experimentalgruppe) zugeordnet, wobei nur die Experimentalgruppe behandelt wird. Nach genauer Beobachtung werden beide Gruppen einem Posttest unterzogen, und aus dem Unterschied zwischen diesen Gruppen wird eine Schlussfolgerung gezogen.
- Das Pretest-Posttest-Kontrollgruppendesign: Bei diesem Kontrollgruppendesign werden die Probanden zufällig den 2 Gruppen zugeordnet, beide werden vorgestellt, aber nur die Experimentalgruppe wird behandelt. Nach genauer Beobachtung werden beide Gruppen einem Posttest unterzogen, um den Grad der Veränderung in jeder Gruppe zu messen.
- Salomonisches Vier-Gruppen-Design: Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus der reinen Pretest- und der Pretest-Posttest-Kontrollgruppe. In diesem Fall werden die zufällig ausgewählten Probanden in 4 Gruppen eingeteilt.
Die ersten beiden dieser Gruppen werden mit der Posttest-Only-Methode getestet, während die anderen beiden mit der Pretest-Posttest-Methode getestet werden.
Beispiele für experimentelle Forschung
Beispiele für experimentelle Forschung sind unterschiedlich, je nach Art des experimentellen Forschungsdesigns, das betrachtet wird. Das grundlegendste Beispiel für experimentelle Forschung sind Laborexperimente, die sich je nach Forschungsgegenstand in ihrer Art unterscheiden können.
Prüfungen am Ende des Semesters durchführen
Während des Semesters werden die Studenten in einer Klasse über bestimmte Kurse unterrichtet und am Ende des Semesters wird eine Prüfung durchgeführt. In diesem Fall sind die Studenten die Versuchspersonen oder abhängigen Variablen, während die Vorlesungen die unabhängigen Variablen sind, die auf die Versuchspersonen einwirken.
Bei dieser Untersuchung wird nur eine Gruppe sorgfältig ausgewählter Versuchspersonen betrachtet, so dass es sich um ein präexperimentelles Forschungsdesign-Beispiel handelt. Wir werden auch feststellen, dass die Tests nur am Ende des Semesters durchgeführt werden und nicht am Anfang.
Weiterhin macht es uns leicht zu schließen, dass es sich um eine einmalige Fallstudienforschung handelt.
Evaluierung der Mitarbeiterfähigkeiten
Bevor ein Unternehmen einen Arbeitssuchenden einstellt, führt es Tests durch, die dazu dienen, weniger qualifizierte Kandidaten aus dem Pool der qualifizierten Bewerber auszusieben. Auf diese Weise können Unternehmen die Fähigkeiten eines Mitarbeiters zum Zeitpunkt der Einstellung bestimmen.
Im Laufe der Beschäftigung führen Unternehmen auch Mitarbeiterschulungen durch, um die Produktivität der Mitarbeiter zu verbessern und das Unternehmen allgemein zu vergrößern. Am Ende jeder Schulung wird eine weitere Evaluierung durchgeführt, um die Auswirkungen der Schulung auf die Fähigkeiten der Mitarbeiter zu testen und Verbesserungen festzustellen.
Hier ist die Testperson der Mitarbeiter, während die Behandlung die durchgeführte Schulung ist. Dies ist ein Beispiel für eine experimentelle Prä-Test-Post-Test-Kontrollgruppe.
Evaluation der Lehrmethode
Betrachten wir eine akademische Einrichtung, die die Lehrmethode von zwei Lehrern evaluieren möchte, um festzustellen, welche die beste ist. Stellen Sie sich einen Fall vor, in dem die Schüler, die jedem Lehrer zugewiesen werden, sorgfältig ausgewählt werden, wahrscheinlich aufgrund eines persönlichen Wunsches der Eltern oder aufgrund von Hartnäckigkeit und Klugheit.
Dies ist ein Beispiel für ein nicht-äquivalentes Gruppendesign, da die Stichproben nicht gleich sind. Wenn wir die Effektivität der Lehrmethode jedes Lehrers auf diese Weise evaluieren, können wir nach einem Posttest darauf schließen.
Dies kann jedoch von Faktoren wie der natürlichen Begabung eines Schülers beeinflusst werden. Zum Beispiel wird ein sehr kluger Schüler leichter zugreifen als seine Mitschüler, unabhängig von der Lehrmethode.
Was sind die Merkmale der experimentellen Forschung?
- Variablen
Experimentelle Forschung enthält abhängige, unabhängige und fremde Variablen. Die abhängigen Variablen sind die Variablen, die behandelt oder manipuliert werden und werden manchmal auch als Gegenstand der Forschung bezeichnet.
Die unabhängigen Variablen sind die experimentelle Behandlung, die auf die abhängigen Variablen ausgeübt wird. Fremdvariablen hingegen sind andere Faktoren, die das Experiment beeinflussen und zur Veränderung beitragen können.
- Setting
Das Setting ist der Ort, an dem das Experiment durchgeführt wird. Viele Experimente werden im Labor durchgeführt, wo die Fremdvariablen kontrolliert und damit eliminiert werden können.
Andere Experimente werden in einem weniger kontrollierbaren Setting durchgeführt. Die Wahl der Forschungsumgebung hängt von der Art des durchgeführten Experiments ab.
- Multivariabel
Experimentelle Forschung kann mehrere unabhängige Variablen beinhalten, z.B. Zeit, Fähigkeiten, Testergebnisse usw.
Warum experimentelles Forschungsdesign verwenden?
Experimentelles Forschungsdesign kann hauptsächlich in den Naturwissenschaften, Sozialwissenschaften, Pädagogik und Psychologie verwendet werden. Es wird verwendet, um Vorhersagen zu treffen und Schlussfolgerungen zu einem bestimmten Thema zu ziehen.
Im Folgenden werden einige Anwendungen des experimentellen Forschungsdesigns hervorgehoben.
- Medizin: Experimentelle Forschung wird eingesetzt, um die richtige Behandlung von Krankheiten zu finden. In den meisten Fällen wird nicht direkt am Patienten geforscht, sondern die Forscher entnehmen eine Bakterienprobe aus dem Körper des Patienten und behandeln diese mit dem entwickelten antibakteriellen
Die dabei beobachteten Veränderungen werden aufgezeichnet und ausgewertet, um die Wirksamkeit zu bestimmen. Dieser Prozess kann mit verschiedenen experimentellen Forschungsmethoden durchgeführt werden.
- Bildung: Neben naturwissenschaftlichen Fächern wie Chemie und Physik, in denen den Studenten beigebracht wird, wie man experimentelle Forschung durchführt, kann sie auch zur Verbesserung des Standards einer akademischen Einrichtung eingesetzt werden. Dazu gehört das Testen des Wissens der Studenten über verschiedene Themen, die Entwicklung besserer Lehrmethoden und die Implementierung anderer Programme, die das Lernen der Studenten unterstützen.
- Human Behavior: Sozialwissenschaftler sind diejenigen, die meist experimentelle Forschung verwenden, um menschliches Verhalten zu testen. Betrachten Sie zum Beispiel 2 Personen, die zufällig ausgewählt werden, um Gegenstand der sozialen Interaktionsforschung zu sein, wobei eine Person für 1 Jahr in einen Raum ohne menschliche Interaktion gesetzt wird.
Die andere Person wird in einen Raum mit ein paar anderen Menschen gesetzt, die menschliche Interaktion genießen. Am Ende des Experiments wird es einen Unterschied in ihrem Verhalten geben.
- UI/UX: Während der Produktentwicklungsphase ist eines der Hauptziele des Produktteams, eine großartige Benutzererfahrung mit dem Produkt zu schaffen. Daher werden vor der Einführung des endgültigen Produktdesigns potenzielle Nutzer dazu gebracht, mit dem Produkt zu interagieren.
Wenn es beispielsweise schwierig ist zu entscheiden, wie ein Button oder eine Funktion auf der App-Oberfläche positioniert werden soll, wird eine Zufallsstichprobe von Produkttestern erlaubt, die beiden Muster zu testen, und es wird aufgezeichnet, wie die Button-Positionierung die Nutzerinteraktion beeinflusst.
Was sind die Nachteile der experimentellen Forschung?
- Sie ist sehr anfällig für menschliche Fehler, da sie von einer variablen Steuerung abhängig ist, die möglicherweise nicht richtig umgesetzt wird. Diese Fehler könnten die Validität des Experiments und der durchgeführten Forschung aufheben.
- Die Kontrolle fremder Variablen kann unrealistische Situationen schaffen. Die Eliminierung von realen Variablen führt zu ungenauen Schlussfolgerungen. Dies kann auch dazu führen, dass der Forscher die Variablen so kontrolliert, dass sie seinen persönlichen Vorlieben entsprechen.
- Es ist ein zeitaufwändiger Prozess. Es wird so viel Zeit damit verbracht, abhängige Variablen zu testen und darauf zu warten, dass sich der Effekt der Manipulation der abhängigen Variablen manifestiert.
- Es ist teuer.
- Es ist sehr riskant und kann ethische Komplikationen haben, die nicht ignoriert werden können. Dies ist in der medizinischen Forschung üblich, wo fehlgeschlagene Versuche zum Tod eines Patienten oder zu einer Verschlechterung des Gesundheitszustands führen können.
- Experimentelle Forschungsergebnisse sind nicht beschreibend.
- Response bias kann auch vom Gesprächspartner geliefert werden.
- Menschliche Reaktionen in der experimentellen Forschung können schwer zu messen sein.
Welche Methoden der Datenerhebung gibt es in der experimentellen Forschung?
Datenerhebungsmethoden in der experimentellen Forschung sind die verschiedenen Arten, wie Daten für die experimentelle Forschung erhoben werden können. Sie werden in verschiedenen Fällen verwendet, je nach Art der Forschung, die durchgeführt wird.
- Beobachtungsstudie: Diese Art von Studie wird über einen längeren Zeitraum durchgeführt. Sie misst und beobachtet die interessierenden Variablen, ohne die bestehenden Bedingungen zu verändern.
Bei der Erforschung der Auswirkung von sozialer Interaktion auf das menschliche Verhalten werden die Probanden, die in 2 verschiedenen Umgebungen platziert werden, während der gesamten Forschung beobachtet. Egal, welches absurde Verhalten die Versuchsperson in dieser Zeit zeigt, ihr Zustand wird nicht verändert.
Dies kann in medizinischen Fällen sehr riskant sein, da es zum Tod oder zu schlechteren medizinischen Bedingungen führen kann.
- Simulationen: Dieses Verfahren verwendet ein mathematisches, physikalisches oder Computermodell, um einen realen Prozess oder eine reale Situation zu replizieren. Es wird häufig verwendet, wenn die tatsächliche Situation zu teuer, gefährlich oder unpraktisch ist, um sie im wirklichen Leben nachzubilden.
Diese Methode wird häufig in der Ingenieur- und Betriebsforschung zu Lernzwecken und manchmal als Werkzeug zur Abschätzung möglicher Ergebnisse realer Forschung verwendet. Einige gängige Situations-Software sind Simulink, MATLAB und Simul8.
Nicht alle Arten von experimenteller Forschung können mit Simulation als Datenerfassungswerkzeug durchgeführt werden. Für viele laborbasierte Forschungen, die chemische Prozesse beinhalten, ist es sehr unpraktisch.
- Umfragen: Eine Umfrage ist ein Werkzeug, das verwendet wird, um relevante Daten über die Merkmale einer Population zu sammeln, und ist eines der häufigsten Datenerfassungswerkzeuge. Eine Umfrage besteht aus einer vom Forscher vorbereiteten Gruppe von Fragen, die von der Versuchsperson beantwortet werden sollen.
Umfragen können sowohl physisch als auch elektronisch an die Befragten übermittelt werden. Bei der Datenerhebung durch Umfragen hängt die Art der erhobenen Daten vom Befragten ab, und die Forscher haben nur eine begrenzte Kontrolle darüber.
Formplus ist das beste Werkzeug für die Erhebung von experimentellen Daten durch Umfragen. Es verfügt über relevante Funktionen, die den Datenerhebungsprozess unterstützen und kann auch in anderen Aspekten der experimentellen Forschung eingesetzt werden.
Erfassen von experimentellen Daten mit Formplus
Unterschiede zwischen experimenteller und nicht-experimenteller Forschung
- In der experimentellen Forschung kann der Forscher die Umgebung der Forschung kontrollieren und manipulieren, einschließlich der Prädiktorvariable, die verändert werden kann. Auf der anderen Seite kann die nicht-experimentelle Forschung vom Forscher nicht beliebig kontrolliert oder manipuliert werden.
Das liegt daran, dass sie in einer realen Umgebung stattfindet, in der Fremdvariablen nicht eliminiert werden können. Daher ist es schwieriger, nicht-experimentelle Studien abzuschließen, obwohl sie viel flexibler sind und eine größere Bandbreite an Untersuchungsfeldern zulassen.
- Die Beziehung zwischen Ursache und Wirkung kann bei nicht-experimenteller Forschung nicht hergestellt werden, während sie bei experimenteller Forschung hergestellt werden kann. Dies kann daran liegen, dass viele Fremdvariablen auch die Veränderungen des Forschungsgegenstandes beeinflussen, was es schwierig macht, auf eine bestimmte Variable als Ursache einer bestimmten Veränderung hinzuweisen
- Independente Variablen werden in nicht-experimentellen Designs nicht eingeführt, zurückgezogen oder manipuliert, aber das Gleiche kann nicht über experimentelle Forschung gesagt werden.
Fazit
Experimentelle Forschungsdesigns werden oft als der Standard in Forschungsdesigns angesehen. Dies liegt zum Teil an dem weit verbreiteten Missverständnis, dass Forschung gleichbedeutend mit wissenschaftlichen Experimenten ist – einem Bestandteil des experimentellen Forschungsdesigns.
In diesem Forschungsdesign werden ein oder mehrere Probanden oder abhängige Variablen nach dem Zufallsprinzip verschiedenen Behandlungen (d. h. vom Forscher manipulierten unabhängigen Variablen) zugewiesen und die Ergebnisse werden beobachtet, um daraus zu schließen. Eine der Besonderheiten der experimentellen Forschung liegt in ihrer Fähigkeit, die Wirkung von Fremdvariablen zu kontrollieren.
Experimentelle Forschung eignet sich für Untersuchungen, deren Ziel es ist, Ursache-Wirkungs-Beziehungen zu untersuchen, z.B. erklärende Forschung. Sie kann im Labor oder im Feld durchgeführt werden, je nach dem Ziel der Forschung, die durchgeführt werden soll.