Eksperimentelle Design MALKA214 Erik Arntzen HiAk 16.10.2007 EA 1 Sentrale verdier for atferdsanalyse som er tatt fra naturvitenskapen 1) Experimental questions should be asked about the subject matter and the variables that influence it (rather than about theory). 2) Variability in the data is a measure of the degree of experimental control achieved. 3) The value of the data is directly related to the degree of experimental control achieved. 4) Generality emerges from understanding controlling variables. 5) Experimental methods must be adapted to the characteristics of the subject matter. (Johnston & Pennypacker, 1993, p. 10) 16.10.2007 EA 2 All eksperimenter innen anvendt atferdsanalyse inneholder følgende viktige komponenter: Minst en forsøksperson Minst en type atferd (avhengig variabel) Minst en setting eller situasjon Et system for registrere atferd og løpende visuelle analyser av data Minst en behandlings- eller intervensjonsbetingelse (uavhengig variabel) Manipulering av en uavhengig variabel slik at eventuelle effekter kan oppdages (eksperimentelt design) (Cooper et al., 2007) 16.10.2007 EA 3 1
Styrt av data 16.10.2007 EA 4 Science vs. pseudosience 16.10.2007 EA 5 Hypotetisk deduktive vs. induktiv forskningsmetode Atferdsanalyse er atskilt fra mye av resten av eksperimentalpsykologien hvor den sistnevnte historisk sett har sine røtter i teoridrevne og hypotetisk-deduktive metoder (Chiesa, 1994). Allerede Thales, Pyuthagoras, Aristotle, og andre greske filosofer i perioden 600 til 300 BC beskrev deduktiv resonnering. Galileo Galilei og også Francis Bacon ansees for å være viktige personer når det gjaldt å innføre denne metoden. 16.10.2007 EA 6 2
Forts. I nyere tid så er det den østerrikske filosofen Karl Popper som har utviklet den hypotetiske deduktive vitenskapelige metode. I motsetning har vi den induktive metode hvor f.eks. Mach hevder at vitenskapens oppgave er å beskrive funksjonelle relasjoner mellom hendelser. Beskrivelser av disse funksjonelle relasjonene er en forklaring i seg selv og at det ikke er nødvendig å henvise årsaken til uobserverbare hendelser (Mach, 1893). Sidman skriver at en kan tenke seg en forskjell her hvor hypotesetester vil spørre Is this true (or approximately true)?, mens en som er opptatt av atferdsanalyse vil spørre I wonder what happen if (Sidman, 1960, s. 8). 16.10.2007 EA 7 Ulike forskningsmetoder Beskrivende forskningsmetoder Feltobservasjon Kasusstudier Systematisk observasjon Retrospektive undersøkelser Longitudinelle og kryss-seksjonelle seksjonelle metoder Arkivforskning Survey-undersøkelse» Intervju» Spørreskjema Psykologiske tester Eksperimentelle forskningsmetoder (Svartdal, 1998) 16.10.2007 EA 8 Formålet med forskningsdesign Atferdsanalytikere er ikke interessert i å studere en hvilken som helst atferd eller manipulere variabler helt tilfeldig som en kuriositet. Det er snakk om å utvikle og manipulere de variablene som vil resultere i en terapeutisk forandring for målpersonen og for å demonstrere at det er disse variablene som er ansvarlig for forandringene og ingen andre variabler. 16.10.2007 EA 9 3
Oppsummering av viktige dimensjoner ved anvendt atferdsanalyse, the field of applied behavior analysis stresses the study if socially important behavior that can be readily observed, and it uses research designs that demonstrate functional control, usually at the level of the individual performer. The procedures developed by this field must be replicable, and the extent of the resulting behavior change must have important practical significance for the social community. 16.10.2007 EA (Bailey, 2002, p. 17) 10 Ti steg for vellykket forskning Velg et vanlig område, finn en god setting og velg passende forsøkspersoner Avgrens problemstillingen din Bestem avhengige og uavhengige variabler Fastsett sosial validitet Lag ditt eget datainnsamlingssystem Gjør en pilottest med dine hovedvariabler Finn fram til en egnet forskningsdesign Foreta en etisk sjekk Gjennomfør forskningsprosjektet Analyser og framstill dataene dine grafisk (Bailey & Burch, 2002) 16.10.2007 EA 11 Grovt sett to hovedtyper av design 1) Gruppedesign 2) N=1 design 16.10.2007 EA 12 4
Gruppedesign Ved en gruppedesign er en gruppe personer eller dyr gjenstand for manipulasjoner og resultatene sammenlignes med en kontrollgruppe. 16.10.2007 EA 13 Single-subjects designs Skinner studied the behavior of the individual organism. Part of the rationale for doing this is that groups do not behave individuals do. (O Donahue & Ferguson, 2001) 16.10.2007 EA 14 The average no goes to the circus to see the average dog jump through a hoop significantly oftener than untrained dogs raised under the same circumstances. (Skinner, 1956, p. 228) 16.10.2007 EA 15 5
Ulike typer N=1 design Kasusstudier Ikke-eksperimentelle design: B-design. B-C design. Eksperimentelle design 16.10.2007 EA 16 Ulike typer av eksperimentelle N=1 design 1) Reverseringsdesign 2) Multiple baseline design 3) Multiple-treatment design 4) Changing criterion design 16.10.2007 EA 17 A case history in scientific method (Skinner,1956)... when you run into something interesting, drop everything else and study it (p. 363);... some ways of doing research are easier than others (p. 364);... some people are lucky (pp. 365-366); 366)... apparatus sometimes breaks down (p. 367);... serendipity the art of finding one thing while looking for something else (p. 369). 16.10.2007 EA 18 6
Basic vs. applied Basic research Aktivitet hvor en beskriver, predikerer og forklarer grunnleggende prinsipper om atferd Applied research Aktivitet som har direkte og umiddelbar relevans for løsninger i virkelige problemer. 16.10.2007 EA 19 Kjennetegn ved en sterk vitenskapelig teori Kunne forklare allerede eksisterende fenomener ( inclusiveness ) Kunne rettlede forskning ( fruitfulness ) Kunne gi et samlet bidrag for diverse fenomener ( generality ) 16.10.2007 EA 20 Reliabilitet og validitet Reliabilitet Pålitelighet En måling av atferd er reliabel dersom resultatene er repeterbare når målingene gjentas Validitet Gyldighet Valid dersom det måler hva det er designet for å måle 16.10.2007 EA 21 7
Reliabilitet Test-retest reliabilitet Interitem reliabilitet Split-half procedure Interrater reliabilitet Frequency ratio Point-by-point agreement ratio Pearson product-moment correlation 16.10.2007 EA 22 Interobserver agreement: 16.10.2007 EA 23 To hovedkategorier av validitet Validitet av et måleinstrument Spesielt i forhold til tester innen det som betegnes som testpsykologi, psykometriske tester, men også for eksempel i forhold til et spørreskjema. Validitet av en prosedyre i en studie Aktuell inne for atferdsanalyse 16.10.2007 EA 24 8
Ulike typer validitet ved et måleinstrument: Face validity Innholdsvaliditet Kriterievaliditet Nåværende Prediktiv Teoretisk validitet, begrepsvaliditet og konstrukt validitet 16.10.2007 EA 25 Validitet ved en prosedyre Indre (intern) og ytre (ekstern) validitet er to forhold som må tas i betraktning når man skal vurdere årsak-virkning. Et funn er indre valid dersom den uavhengige gg variabel faktisk er årsaken til forandringer i den avhengige variabel. Et funn er ytre validitet dersom funnet kan generaliseres til andre typer av atferd, situasjoner eller behandlinger. Populasjonsvaliditet Økologisk validitet 16.10.2007 EA 26 Sosial validitet er knyttet til avgjørelser om hvorvidt den kliniske eller anvendte behandlingseffekten er viktig. Dette må vurderes i forhold til minst tre nivåer: 1) En må spørre seg om hvorvidt målresponsen(e) som har vært fokus i behandlingstiltaket virkelig er de viktigste for klienten og samfunnet. 2) En må være opptatt av at klienten aksepterer prosedyrene som anvendes, særlig dersom alternative prosedyrer kan gi de samme resultatene. 3) En må sikre seg at konsumentene (klientene og/eller deres nærpersoner) er fornøyd med resultatene. 16.10.2007 EA 27 (Wolf, 1978) 9
Forhold som kan true den interne validiteten: Historie Modning Reaktivitet Svikt i måleinstrumentet ( Instrumentation decay ) Statistisk regresjon 16.10.2007 EA 28 Statistisk regresjon Eksempel med baseball: En spiller har kastet flere hundre kast og han kaster i gjennomsnitt 90 meter. Så kaster han 115 meter. Hvor mange meter vil det neste kastet hans bli på: a) 115 meter b) 128 meter c) 100 meter 16.10.2007 EA 29 Målingsskalaer Nominelle skalaer Klassifisering av hendelser i en eller annen gruppe Ordinale skalaer Intervall skalaer Ratio skalaer 16.10.2007 EA 30 10
Problemer med skalaen? 16.10.2007 EA 31 Målingsskalaer Nominelle skalaer Klassifisering av hendelser i en eller annen gruppe Ordinale skalaer I hovedsak et sett av rangeringer Intervall skalaer Ratio skalaer 16.10.2007 EA 32 Målingsskalaer Nominelle skalaer Klassifisering av hendelser i en eller annen gruppe Ordinale skalaer I hovedsak et sett av rangeringer Intervall skalaer Intervall skalaer har en rangering hvor det er et likt intervall mellom de hendelsene som rangeres. Ratio skalaer 16.10.2007 EA 33 11
Målingsskalaer Nominelle skalaer Klassifisering av hendelser i en eller annen gruppe. Ordinale skalaer I hovedsak et sett av rangeringer. Intervall skalaer Intervall skalaer har en rangering hvor det er et likt intervall mellom de hendelsene som rangeres. Ratio skalaer Ratio skalaer har med seg rangeringen og like intervaller, men har i tillegg et absolutt nullpunkt. 16.10.2007 EA 34 Statistiske analyser Deskriptiv statistikk Målinger i forhold til sentral tendens, variabilitet, etc. mean, median, mode Slutningsstatistikk 16.10.2007 EA 35 16 18 19 19 18 19 15 21 14 16 15 17 17 20 17 15 18 17 18 18 16.10.2007 EA 36 12
Gjennomsnitt mean = gjennomsnittet = sum av de enkelte skårene n = antall scorer i utvalget 16.10.2007 EA 37 Median Det er den scoren som er akkurat midt i ett sett scorer. Median location = (n +1)/2 14 15 15 15 16 16 17 17 17 17 18 18 18 18 18 19 19 19 20 21 16.10.2007 EA 38 Mode Det er den skåren som opptrer hyppigst i ett sett med skårer. 16.10.2007 EA 39 13
Type I og Type II feil Type I feil. Feilaktig tilbakevise en korrekt null hypotese. I et eksperiment innebærer dette vanligvis at en konkluderer med at det er en effekt når det i virkeligheten ikke er en effekt. Type II feil. Avviser ikke en falsk null hypotese. I et eksperiment innbærer dette at man konkluderer at det ikke er noen effekt når det virkelig er en effekt. 16.10.2007 EA 40 Statistiske avgjørelser 16.10.2007 EA 41 Tre forhold ved definisjon av målatferd Objektivitet Definisjonen av responsen skal referere til observerbare former for atferd i klart spesifiserte situasjoner. Klarhet eller nøyaktighet Beskrivelse k i l av responsen kan leses og bli nøyaktig gjengitt av en trent terapeut eller observatør. Fullstendighet Alle tilfeller av atferden skal være skilt fra alle ikkeforekomster. 16.10.2007 EA 42 14
Dimensjoner ved atferd Frekvens eller antall Rate = antall/tidsenhet Varighet Intensitet Latens eller reaksjonstid 16.10.2007 EA 43 Uavhengig og avhengig variabel Uavhengig variabel Avhengig variabel Det som blir endret i et eksperiment X-variabel Vanligvis kalt årsak Det som blir målt i et eksperiment Y-variabel Vanligvis kalt effekt I atferdsanalytiske eksperimenter er dette miljømessige forandringer Atferden til organismen 16.10.2007 EA 44 Baseline Det er den fasen av et eksperiment eller en intervensjon hvor atferden blir registrert i fravær av de eksperimentelle manipuleringene eller behandlingen. 16.10.2007 EA 45 15
Et minimum ved atferdsanalytiske behandlingsprogrammer En baselinefase En behandlingsfase En oppfølgingsfase 16.10.2007 EA 46 For å demonstrere generaliteten ved eksperimentelle funn brukes: Direkte replikasjon Systematisk replikasjon Sidman (1960) 16.10.2007 EA 47 Fra Arntzen og Holth (1997) 16.10.2007 EA 48 16
Fra Arntzen (2006) 16.10.2007 EA 49 Fra Arntzen (2006) 16.10.2007 EA 50 Fra Arntzen (2004) 16.10.2007 EA 51 17
Logikk i forhold til baseline Tre elementer: Prediksjon Verifisering Replikasjon Steady state strategien innebærer å utsette forsøkspersonen for et gitt betingelse samtidig som en fjerner eller kontrollerer for fremmed eller irrelevant påvirkning. Dette gjøres før en betingelse introduseres. Cooper et al. (2007) Prediksjon 16.10.2007 EA 53 Affirmation of the consequent 16.10.2007 EA 54 18
Verifisering 16.10.2007 EA 55 Replikasjon 16.10.2007 EA 56 Ulike typer av eksperimentelle N=1 design 1) Reverseringsdesign 2) Multiple baseline design 3) Multiple-treatment design 4) Changing criterion design 16.10.2007 EA 57 19
Ulike reverseringsdesign ABAB ABA BAB ABABAB Reverseringsdesign med en baselineprobe Multiple treatment reverseringsdesign 16.10.2007 EA 58 ABA design Geller, Paterson og Talbott (1982) 16.10.2007 EA 59 BAB 16.10.2007 EA Murphy et al. (1979) 60 20
BABAB Dixon, Benedict og Larson (2001) 16.10.2007 EA 61 ABABAB Romaniuk et al. (2002) 16.10.2007 EA 62 Kennedy og Souza (1995) 16.10.2007 EA 63 21
ABCBABAB Kennedy og Souza (1995) 16.10.2007 EA 64 Kodak et al. (2004) Reversal design med en enkel økt tilbake til baseline probe for å evaluere effekten av behandling av en potensielt farlig atferd. 16.10.2007 EA 65 En ABAB design Inneholder A-fase (baseline) og B-fase (intervensjon/behandling/tiltak) Innebærer et minimum på en reversering Ved gjeninnføring av baselinelignende betingelser skal frekvensen av atferd vende tilbake til samme nivå som under første baselinebetingelse og på tilsvarende måte for gjeninnføring av tiltak sammenlignet med første gang tiltaket var virksomt 16.10.2007 EA 66 22
Fra Cooper et al. (2007) 16.10.2007 EA 67 Hypotetisk ABAB design 16.10.2007 EA 68 Begrensninger ved reverseringsdesign Manglende stabilitet Repliserbarhet av prosedyren og effekten Effekter av sekvens Det å produsere reverseringseffekter Etiske forhold 16.10.2007 EA 69 23
Multiple baseline design Over responser Over situasjoner Over personer Varianter av denne er: Multiple probe design Delayed multiple baseline design 16.10.2007 EA 70 Multiple probe design En undergruppe av multiple baseline design Den ble beskrevet først av Horner og Baer (1978) En av hovedfordelene ved denne designen er at den kan hindre reaktivitet 16.10.2007 EA 71 16.10.2007 EA 72 24
16.10.2007 EA 73 Krantz og McClannahan (1993) 16.10.2007 EA 74 16.10.2007 EA 75 25
16.10.2007 EA 76 Thompson et al (1982) 16.10.2007 EA 77 Momenter som må bli tatt i betraktning vedrørende multiple baseline Dersom design to eller flere av responsene i designen samvarierer, så vil ikke denne designen kunne demonstrere tilstrekkelig eksperimentell kontroll. Ettersom verifiseringen må sluttes ut fra mangel på forandring i de andre responsene, så er multiple baseline design en svakere design enn reverseringsdesign mht. å vise eksperimentell kontroll mellom uavhengig variabel og en gitt atferd. Denne designen er en tidkrevende design. 16.10.2007 EA Cooper et al., 19878 26
16.10.2007 EA 79 Poche et al. 1981 16.10.2007 EA 80 Multiple-treatment design multi-element design (Ulman & Sulzer- Azaroff, 1975) alternating-treatment design (Barlow & Hayes, 1979) simultaneous-treatment design (Browning, 1967) concurrent schedule design (Hersen & Barlow, 1976) multiple-schedule design 16.10.2007 EA 81 (Redd 27
Multiple-treatment design Denne designen blir brukt for å sammenligne hvor effektive ulike intervensjoner eller betingelser som iverksettes i forhold til en målperson eller gruppe av målpersoner er. I designen blir effekten av de ulike intervensjonene vist ved å presentere hver av dem i enkeltvise intervensjonsfaser etter baseline. Måten disse forskjellige intervensjonene blir iverksatt på i løpet av intervensjonsfasen er grunnlaget for å skille mellom ulike multiple-treatment designs. 16.10.2007 EA 82 Multi-element design brukt i funksjonelle analyser Alene betingelse Presentasjon av oppmerksomhet Kontrollbetingelse (nonkontingent forsterkning) Flukt betingelse 16.10.2007 EA 83 Kontrollforhold ved funksjonelle analyser Kontrollforhold % av tilfellene Positiv forsterkning 26,3 Negativ forsterkning 38,1 Automatisk forsterkning 25,7 Multippel kontroll 5,3 Syklisk eller uforutsigbar 4,6 16.10.2007 EA 84 28
Alternating treatment design kjennetegnet ved en rask alternering mellom to eller maksimum tre forskjellige behandlinger, dvs. uavhengige variabler. alternering skjer uavhengig av nivået på atferd en bestemt stimulus er korrelert med hver behandling 16.10.2007 EA 85 Varianter av ATD ATD uten en innledende baselinefase ATD med en innledende baselinefase ATD med en innledende baselinefase og en etterfølgende fase hvor den beste behandlingen blir brukt 16.10.2007 EA 86 16.10.2007 EA 87 29
16.10.2007 EA 88 16.10.2007 EA 89 16.10.2007 EA 90 30
16.10.2007 EA 91 Tabell som viser oversikt over administreringen av to intervensjoner ( I1 og I2) balansert i forhold til to tidsperioder (T1 og T2) Rekkefølgen blir alternert annenhver dag i intervensjonsfasen Tidsperioder 1 2 3 4 5 6 n T1 T2 I1 I2 I2 I1 I1 I2 I2 I1 I1 I2 I2 I1 Rekkefølgen blir tilfeldig alternert i intervensjonsfasen Tidsperioder 1 2 3 4 5 6 n T1 T2 I1 I2 I2 I1 I2 I1 I1 I2 I2 I1 I1 I2 16.10.2007 EA 92 Fordeler ved bruk av multiple-treatment design : 1) Sammenlignet med ulike typer reversingsdesign er ingen reversering påkrevet. 2) Designen krever ikke at behandling/intervensjoner blir holdt tilbake, slik det er tilfellet i multiple baseline design hvor behandlingen/intervensjonen blir iverksatt i forhold til en atferd/person/situasjon / ad gangen. 3) Baseline variasjoner er også mer akseptabelt både i forhold igangsetting og evaluering av behandlingseffektene. 4) Designen er egnet for å sammenligne ulike typer av behandling/intervensjoner innen en person over relativt kort periode. 16.10.2007 EA 93 31
Problemer ved bruk av multiple-treatment design : 1) Designen krever at det er raske forandringer av målatferd som en følge av intervensjonen. 2) Forekomst av målatferden kan være avgjørende for valg av denne designen. 3) Ettersom intervensjonene er iverksatt nært i tid, så er det viktig at intervensjonene er mulig å diskriminere mellom for målpersonen. 4) Varigheten av designen vil øke som en funksjon av antall intervensjoner og stimulus betingelser som blir anvendt. 5) Det at de ulike typene av behandling/intervensjoner som anvendes i designen kan interferere. 16.10.2007 EA 94 Changing criterion design Første gang beskrevet i litteraturen av Hartmann og Hall (1976). Noen ganger er også Weiss og Hall (1971) trukket fram som de første og Hall (1971). Det er en variasjon av multippel baseline design og ligner mye på en design som Sidman beskrev allerede i 1960 uten at han ga den noe spesielt navn. Denne designen har visse likheter med alternating treatment design. Det skiller fra ATD ved at den framfor å alternere mellom ulike intervensjoner, så forandrer den en enkel intervensjon på en systematisk måte. Eksperimentell kontroll ved designen er vist dersom skrittvise forandringer i den avhengige variabelen samsvarer med skrittvise forandringer i intervensjonen. 16.10.2007 EA 95 CCD forts. Hver fase i designen vil fungere som baseline for neste fase. Når det kan vises innen designen at nivået ved responderingen ikke forandrer seg uten at kriterium forandres og ikke avhengig av lengden på fasene kan vi si at eksperimentell kontroll er tilstede. Fra Hartmann & Hall, 1976 16.10.2007 EA 96 32
Fra Allen og Evans (2001) 16.10.2007 EA 97 Spesielle ting å merke seg ved bruk av CCD Primært brukes denne designen når atferden er endimensjonal og hvor intervensjonen involverer forandringer av noen kontingenser langs en dimensjon. Designen kan brukes bare dersom målresponsene er i repertoaret til målpersonen. Pass på at antall muligheter ikke samsvarer med kriterium for forsterkning. Designen er best egnet i forhold til kontingent forsterkning og eller straffeprosedyrer som er anvendt i forhold til en spesifisert rate, frekvens, eller utførelse. Trender i data er uheldig og det må være stabilitet innen hver fase. (Cooper et al., 1987) 16.10.2007 EA 98 Hartmann og Hall (1976) 16.10.2007 EA 99 33
Hartmann og Hall (1976) 16.10.2007 EA 100 Retningslinjer for å vurdere effekten av den uavhengige variabel (behandlingen) har hatt på den avhengige variabel: Overlapp av datapunkter mellom baseline og behandling. På hvilket tidspunkt effekten er observert etter at behandlingen er iverksatt. Størrelsen av effekten av endring i forhold nivået på baseline. Jo mer presist behandlingsprosedyrene er spesifisert. Jo mer reliable responsmålingene er. Antall ganger resultatet er replisert. Jo mer konsistente dataene er med eksisterende data og akseptert atferdsteori. 16.10.2007 EA 101 Innvendinger mot N=1 design Den vanligste innvendingen mot N=1 design er manglende oppnåelse av ytre (ekstern) validitet. 16.10.2007 EA 102 34
Viktige momenter ved analyser: Prediksjon Verifisering Replikasjon 16.10.2007 EA 103 Systematisk relasjoner er demonstrert når: 1) atferd forandres mer over eksperimentelle betingelser enn innen betingelsene 2) disse forandringene kan repeteres innen en enkelt forsøksperson eller hos en ny forsøksperson. 16.10.2007 EA 104 35