Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Проблема математического сопровождения психологического исследованияСтр 1 из 5Следующая ⇒
Введение
Возникновение психологии как научной дисциплины связанно с применением естественнонаучной парадигмы при исследовании психологической реальности. Психология, которая долгое время была разделом философии и относилась к гуманитарному знанию, стала частью естественной науки. Такая перемена стала возможна благодаря переносу в психологию методов и принципов, применяемых в «строгих» науках, таких как физика, химия, биология и т.д. К принципам, пришедшим в психологию из «строгих» наук можно отнести верифицируемость и фальсифицируемость, повторяемость и проверяемость получаемых результатов. Основным методом исследований стал эксперимент, который позволил применять принципы естественной науки на практике. Применение эксперимента и его принципов внесло в психологию необходимость поверять все получаемые результаты математическими процедурами. Это привело к появлению таких научных дисциплин, как математическая психология, психодиагностика, психометрика и экспериментальная психология. Для использования в психологии были адаптированы такие математические методы как факторный, кластерный и дисперсионный анализ. В качестве отдельных направлений психологии разрабатывались разделы, посвященные математической обработки данных психологических экспериментов, психометрика и моделирование психических процессов. Математическое сопровождение психологических исследований стало массовым и обязательным, его применение стало критерием научности получаемых данных и залогом их повторяемости. Важным этапом экспериментальных исследований в психологии стало появление ЭВМ, которые позволили автоматизировать сложные расчеты и позволили строить сложные математические модели различных психических процессов. Дальнейшее развитие технических средств, сделали применение математических средств повсеместными, позволило получать ряд преимуществ: ־ повышение эффективности работы психолога, за счет уменьшение времени на обработку результатов экспериментальных процедур; ־ автоматизация всех рутинных операций и возможность специалиста сконцентрироваться на решениях профессиональных задач; ־ увеличение точности регистрируемых данных и уменьшение ошибок при их обработке, неизбежных при «ручных» методах сбора и обработки данных; ־ увеличение стандартизации условий психодиагностического исследования за счет единообразного инструктирования испытуемых и предъявления заданий вне зависимости от индивидуальных особенностей исследуемого и экспериментатора; ־ возможность систематически накапливать и хранить данные об испытуемом, результаты его тестирования. Все эти преимущества позволяют профессиональному психологу не задумываться над математическими и техническими составляющими своего исследования и работать на уровне методологии исследования, его психологической эксперименталики и интерпретации исследуемой психологической реальности. Однако процесс компьютеризации и автоматизации математического обеспечения психологических исследований имеет и ряд проблем: ־ большое количество ошибок в популярных пакетах обработки данных (таких как Statistica, SPSS, Stadia и т.д.); ־ отсутствие специализированных пакетов, специализированных для анализа и обработки именно психологических данных. Как следствие, необходимость создавать сложные процедуры в известных пакетах на основе языков программирования или с помощью составления различных наборов процедур; ־ невозможность полностью верифицировать используемые математические алгоритмы; ־ высокая стоимость лицензионных программ применяемых при математическом обеспечении психологических исследований; ־ уменьшение квалификации профильных специалистов при планировании и использовании различных математических процедур в психологических исследованиях. Таким образом, существует задача построения программного средства, которое бы частично или полностью компенсировало бы указанные недостатки. Такой программное средство актуально в связи с существующими техническими и социальными проблемами: увеличением стоимости исследовательских работ, необходимость быть уверенным в получаемых результатах, увеличение сложности программных продуктов и т.д. При этом, существует необходимость создания программного средства, который бы учитывал особенности применения математических методов в психологических исследованиях. Таким образом, целью нашей работы является создание программного средства, позволяющего психологу с минимальными затратами создавать и использовать различные математические процедуры для сопровождения исследовательской деятельности в психологии. Для достижения данной цели нами были поставлены следующие задачи: 1. разработать простой и наглядный способ создания математических процедур, необходимых для работы психолога; 2. разработать процедуры верификации созданных процедур; . реализовать возможность использования полученных процедур в среде, программно-независимой от коммерческих пакетов обработки и анализа данных. Итак, в соответствии с целями и задачами работы, нам необходимо разработать программное средство для «математического сопровождения психологических исследований». Проблема математического сопровождения психологического исследования психология программный информационный система Обзор существующих аналогов
Анализ литературы по математической обработке данных в психологических исследованиях и результаты анкетирования позволили выделить четыре основных программы, применяемых психологами. К ним относятся такие программные продукты как Statistica, SPSS, Stadia и MS Excel. Такие известные математические программы как MatLab, Maple, Mathematica и Mathcad практические не используются в психологических исследованиях из-за своей сложности. Рассмотрим особенности каждой из программ и выделим ее сильные и слабые стороны. 1) SPSS («Statistical Package for the Social Sciences») SPSS является комплексной системой анализа данных. SPSS может использовать данные почти из всех типов файлов и генерировать табличные отчёты, графики, рисунки распределений и трендов, описательную статистику и проводить сложные виды статистического анализа. Программа предоставляет полный набор методов анализа данных, начиная с описательной статистики и заканчивая сложными видами анализа (дисперсионный, факторный, спектральный и т.д.). Представление результатов происходит при помощи различных видов диаграмм и гистограмм. При этом пользователя предоставляется возможность самому создавать шаблоны диаграмм. Но главной особенностью SPSS является ее интеграция с большим количеством внешних программ (MS Excel, dBASE, Lotus, SQL, SYSTAT и т.д.) и форматов (XML, HTML, PC, SAS и т.д.). Еще одной важной особенностью программы является поддержка современных программных решений. Так, последняя версия программ SPSS строится на основе клиент-серверной архитектуры, объявлено, что новая версия программы будет полностью совместима с Windows Vista (Ю.Н. Тюрин, 1995). Системные требования, необходимые для работы SPSS: ־ операционная система - Microsoft Windows 98, Me, NT 4.0, 2000 или XP; ־ процессор - не менее Pentium 500 МГц; ־ место на жестком диске - 200 Мб; ־ ОЗУ - не менее 128 Мб. Цена на SPSS сильно меняется, в зависимости от используемых модулей и количества лицензий. Цены на SPSS приведены на таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Цены на различные модули SPSS
Анализ таблицы позволяет рассчитать минимальную, максимальную и среднюю цену. Максимальная цена полного пакета программ на одного пользователя (с учетом всех скидок) составляет 6000 $ (156 тыс. руб.), на 25 пользователей - 60775 (1580 тыс. руб.). Базовая программа, необходимая для основных расчетов с лицензией на одного пользователя стоит 1390 $ (36 тыс. руб.), на 25 пользователей - 14000 $ (364 тыс. руб.). Можно говорить о том, что программа SPSS является наиболее функциональной и поддерживает самые современные технологий. Однако ее цена и модульная структура приводит к тому, что SPSS является ориентированной на применение в коммерческих проектах. 2) Statistica. Statistica - это система для статистического анализа данных, включающая широкий набор аналитических процедур и методов: более 100 различных типов графиков, описательные и внутригрупповые статистики, разведочный анализ данных, корреляции, быстрые основные статистики и блоковые статистики, интерактивный вероятностный калькулятор, T-критерии (и другие критерии групповых различий), таблицы частот, сопряженности, анализ многомерных откликов, множественная регрессия, непараметрические статистики, общая модель дисперсионного и ковариационного анализа, подгонка распределений и многое другое. Помимо общих статистических и графических средств в системе имеются специализированные модули, например, для проведения социологических или биомедицинских исследований, решения технических и промышленных задач: карты контроля качества, анализ процессов и планирование эксперимента. Работа со всеми модулями происходит в рамках единого программного пакета, для которого можно выбирать один из нескольких предложенных интерфейсов пользователя (В.П. Боровиков, 1998). Программа Statistica продается в двух модификациях - Quick Statistica, которая содержит ограниченную функциональность и стоит 920 $ (24 тыс. руб.), и основной пакет программы, которая стоит 1500 $ (39 тыс. руб.). Системные требования, необходимые для работы программы Statistica: ־ операционная система - Microsoft Windows 98, 2000 или XP; ־ процессор - не менее Pentium 300 МГц; ־ место на жестком диске - 150 Мб; ־ ОЗУ - не менее 128 Мб. 3) Stadia. Программа Stadia разработана в России и за 12 лет своего развития стала аналитическим инструментом, используемым в различных областях науки, техники, планирования, управления, производства, бизнеса, маркетинга, образования, медицины и др. Программа предоставляет следующие возможности (А.П. Кулаичев, 1999)): ־ анализ данных, осуществляемый с помощью следующих методов: описательная статистика, критерии различия, различные виды анализа данных (категориальный, дисперсионный, корреляционный, дискриминантный, кластерный и факторный), фильтрация, прогнозирование, регрессия (простая, множественная, пошаговая и нелинейная), шкалирование, методы контроля качества, вычисление и согласие распределений и т.д. ־ визуализация данных при помощи 2-ух и 3-ех мерных графиков, гистограмм, диаграмм, поверхностей и карт; ־ экспорт и импорт данных и результатов; ־ интерактивная помощь, советы и интерпретация результатов. Системные требования, необходимые для работы программы Stadia: ־ операционная система - Microsoft Windows 3.11, 98, Me, NT 4.0, 2000 или XP; ־ процессор - не менее 286; ־ место на жестком диске - не менее 10 Мб; ־ ОЗУ - не менее 8 Мб. Программа Stadia выпускается в трех основных модификациях, отличающихся только объемом обрабатываемых данных (чисел в матрице данных): ־ версия для учебных классов на 10 ПЭВМ (до 400 чисел) стоит 3 тыс. руб.; ־ базовая версия (до 4000 чисел) стоит 6 тыс. руб.; ־ профессиональная версия (до 20000 чисел) стоит 9 тыс. руб. Таким образом, можно говорить о том, что программа Stadia предназначена для индивидуального использования и применения в научных исследованиях. 4) MS Excel. Программа MS Excel входит в пакет программ Microsoft Office и предназначена для работы с электронными таблицами. Не являясь специализированной программой для математической обработки данных, MS Excel предоставляет возможность проводить большое количество преобразований над ячейками таблицы и визуализировать получаемые результаты. Программа позволяет проводить весь набор описательной статистики, использовать критерии сравнения, проводить некоторые виды анализа (регрессионный, дискриминационный). К положительных свойствам системы можно отнести: большое количество диаграмм и графиков, легкость в обучении (основанную на едином интерфейсе всех продуктов Microsoft), возможность создавать свои собственные процедуры обработки на основе уже имеющихся. К отрицательным сторонам программы можно отнести отсутствие сложных видов анализа данных и отсутствие специализации для исследований в психологии. К «минусам» программы следует отнести большое количество ошибок и неточностей, свойственное и самой программе и всей продукции компании Microsoft. Системные требования, необходимые для работы MS Excel: ־ операционная система Windows 95, 98, Me, NT, 2000, XP (в зависимости от версии программы); ־ процессор - не менее Pentium II; ־ место на жестком диске - не менее 250 Мб; ־ ОЗУ - не менее 32 Мб (для MS Excel 2007 не менее 128 Мб). Различные версии программы (входящие в Microsoft Office) стоят 250-400 $ (6, 5-10, 5 тыс. руб.). Для ВУЗов существует ограниченная версия ценой 60 $ (1, 5 тыс. руб.). Можно говорить о том, что MS Excel является наиболее доступной программой и позволяет пользователю создавать свои методы обработки данных. Это позиционирует ее для применения частными лицами и в научных исследованиях.
Таблица 1.2 - Сравнение различных программ математической обработки данных
Проведенный сравнительный анализ (см. таблицу 1.2) показал, что все используемые программы имеют достаточно маленькие требования к системным ресурсам ПЭВМ. Также все эти программы предоставляют возможность воспользоваться статистическими методами обработки данных и визуализацией полученных результатов. С точки зрения цены предпочтение отдается программам Stadia и MS Excel, в то время как цена программ Statistica и SPSS позиционирует их для использования в коммерческих проектах. Специализацию для использования в психологических исследованиях имеет только программа Stadia, а «открытую» архитектуры только программа MS Excel. Однако у всех программ имеется ряд ограничений: не существует методов верификации используемых методов обработки, Выводы
Проведенный анализ позволил сделать следующие выводы: ־ Математические методы составляют основу экспериментальной психологии, обеспечивая реализацию ее основных принципов и критериев научности, являются основой третьего и четвертого уровня методологии. ־ Выделяют три сферы применения математических методов в психологии: математическая обработка данных, психометрика и моделирование в психологии. ־ Проведенное нами анкетирование выявило основные методы, применяемые в психологических исследованиях: меры центральной тенденции; коэффициенты корреляции Спирмена и Пирсона; критерии Стьюдента (для анализа независимых выборок), Фишера, Манна-Уитни, Крускала-Уоллиса и Хи-квадрат Пирсона. ־ На основе анализ литературы по проектированию тестовых методик была построена типовая схема применения математических методов при расчете психометрических показателей тесов. ־ Проведенный анализ программ, используемых психологами для обработки данных, показал, что в подавляющем большинстве случаев используются четыре программы: Statistica, SPSS, Stadia и MS Excel. По показателям цены лучшими являются программы Stadia и MS Excel, по показателям надежности - SPSS, по учету особенностей психологических исследований - Stadia. При этом все программы обеспечивают наличие основных статистических методов обработки данных и визуализации результатов. Проектирование интерфейсов
В данном разделе, нами будут рассмотрены вопросы проектирования интерфейсов программного продукта. Существуют два уровня проектирования интерфейсов: проектирование пользовательских интерфейсов и проектирование внутренних интерфейсов. Введение
Возникновение психологии как научной дисциплины связанно с применением естественнонаучной парадигмы при исследовании психологической реальности. Психология, которая долгое время была разделом философии и относилась к гуманитарному знанию, стала частью естественной науки. Такая перемена стала возможна благодаря переносу в психологию методов и принципов, применяемых в «строгих» науках, таких как физика, химия, биология и т.д. К принципам, пришедшим в психологию из «строгих» наук можно отнести верифицируемость и фальсифицируемость, повторяемость и проверяемость получаемых результатов. Основным методом исследований стал эксперимент, который позволил применять принципы естественной науки на практике. Применение эксперимента и его принципов внесло в психологию необходимость поверять все получаемые результаты математическими процедурами. Это привело к появлению таких научных дисциплин, как математическая психология, психодиагностика, психометрика и экспериментальная психология. Для использования в психологии были адаптированы такие математические методы как факторный, кластерный и дисперсионный анализ. В качестве отдельных направлений психологии разрабатывались разделы, посвященные математической обработки данных психологических экспериментов, психометрика и моделирование психических процессов. Математическое сопровождение психологических исследований стало массовым и обязательным, его применение стало критерием научности получаемых данных и залогом их повторяемости. Важным этапом экспериментальных исследований в психологии стало появление ЭВМ, которые позволили автоматизировать сложные расчеты и позволили строить сложные математические модели различных психических процессов. Дальнейшее развитие технических средств, сделали применение математических средств повсеместными, позволило получать ряд преимуществ: ־ повышение эффективности работы психолога, за счет уменьшение времени на обработку результатов экспериментальных процедур; ־ автоматизация всех рутинных операций и возможность специалиста сконцентрироваться на решениях профессиональных задач; ־ увеличение точности регистрируемых данных и уменьшение ошибок при их обработке, неизбежных при «ручных» методах сбора и обработки данных; ־ увеличение стандартизации условий психодиагностического исследования за счет единообразного инструктирования испытуемых и предъявления заданий вне зависимости от индивидуальных особенностей исследуемого и экспериментатора; ־ возможность систематически накапливать и хранить данные об испытуемом, результаты его тестирования. Все эти преимущества позволяют профессиональному психологу не задумываться над математическими и техническими составляющими своего исследования и работать на уровне методологии исследования, его психологической эксперименталики и интерпретации исследуемой психологической реальности. Однако процесс компьютеризации и автоматизации математического обеспечения психологических исследований имеет и ряд проблем: ־ большое количество ошибок в популярных пакетах обработки данных (таких как Statistica, SPSS, Stadia и т.д.); ־ отсутствие специализированных пакетов, специализированных для анализа и обработки именно психологических данных. Как следствие, необходимость создавать сложные процедуры в известных пакетах на основе языков программирования или с помощью составления различных наборов процедур; ־ невозможность полностью верифицировать используемые математические алгоритмы; ־ высокая стоимость лицензионных программ применяемых при математическом обеспечении психологических исследований; ־ уменьшение квалификации профильных специалистов при планировании и использовании различных математических процедур в психологических исследованиях. Таким образом, существует задача построения программного средства, которое бы частично или полностью компенсировало бы указанные недостатки. Такой программное средство актуально в связи с существующими техническими и социальными проблемами: увеличением стоимости исследовательских работ, необходимость быть уверенным в получаемых результатах, увеличение сложности программных продуктов и т.д. При этом, существует необходимость создания программного средства, который бы учитывал особенности применения математических методов в психологических исследованиях. Таким образом, целью нашей работы является создание программного средства, позволяющего психологу с минимальными затратами создавать и использовать различные математические процедуры для сопровождения исследовательской деятельности в психологии. Для достижения данной цели нами были поставлены следующие задачи: 1. разработать простой и наглядный способ создания математических процедур, необходимых для работы психолога; 2. разработать процедуры верификации созданных процедур; . реализовать возможность использования полученных процедур в среде, программно-независимой от коммерческих пакетов обработки и анализа данных. Итак, в соответствии с целями и задачами работы, нам необходимо разработать программное средство для «математического сопровождения психологических исследований». Проблема математического сопровождения психологического исследования психология программный информационный система |
Последнее изменение этой страницы: 2020-02-17; Просмотров: 65; Нарушение авторского права страницы