Gli esperimenti mirano a misurare l’effetto che una variabile indipendente (la “causa”) ha su una variabile dipendente (“l’effetto”).

Le caratteristiche chiave di un esperimento sono il controllo sulle variabili, la misurazione precisa, e lo stabilire relazioni di causa ed effetto.

Per stabilire relazioni di causa ed effetto, si cambia la variabile indipendente e si misura la variabile dipendente; tutte le altre variabili (note come variabili estranee) sono controllate nel processo sperimentale.

Diversi tipi di esperimenti

Ci sono tre tipi principali di esperimenti: l’esperimento di laboratorio, l’esperimento sul campo e il metodo comparativo.

• Gli esperimenti di laboratorio hanno luogo in un ambiente artificiale e controllato come un laboratorio
• Gli esperimenti sul campo – hanno luogo in un contesto del mondo reale come una scuola o un ospedale.
• Il metodo comparativo – comporta il confronto di due o più società o gruppi simili che sono simili in alcuni aspetti ma diversi in altri, e la ricerca di correlazioni.

Le caratteristiche principali dell’esperimento

E’ più facile spiegare cos’è un esperimento usando un esempio dalle scienze naturali, quindi spiegherò ulteriormente gli esperimenti usando un esempio dalla biologia

NB – Devi conoscere il metodo scientifico per la parte del corso di teoria e metodi del secondo anno di sociologia (per una panoramica di teorie e metodi clicca qui), quindi queste sono ancora tutte informazioni necessarie. Tornerò sull’uso degli esperimenti di laboratorio e sul campo in sociologia (/ psicologia) più avanti…

Un esempio per illustrare le caratteristiche chiave di un esperimento

Se si volesse misurare l’effetto preciso della temperatura sulla quantità* di pomodori prodotti da una pianta di pomodoro, si potrebbe progettare un esperimento in cui si prendono due piante di pomodoro della stessa varietà, e farle crescere nella stessa serra con lo stesso terreno, la stessa quantità di luce e la stessa quantità di acqua (e tutto il resto esattamente uguale), ma farle crescere su cuscinetti termici diversi, in modo che una sia riscaldata a 15 gradi e l’altra a 20 gradi (5 gradi di differenza tra le due).

Poi raccogliereste i pomodori da ogni pianta nello stesso periodo dell’anno** (diciamo a settembre o giù di lì) e li pesereste (*la pesatura sarebbe un modo più preciso di misurare la quantità di pomodori piuttosto che il numero prodotto), la differenza di peso tra i due mucchi di pomodori vi darebbe l'”effetto” della differenza di temperatura di 5 gradi.

Potresti probabilmente ripetere l’esperimento un certo numero di volte per garantire una buona affidabilità, e poi fare la media di tutte le rese di pomodori per ottenere una differenza media.

Dopo, diciamo, 1000 esperimenti potresti ragionevolmente concludere che se coltivi i pomodori a 20 gradi piuttosto che a 15 gradi, ogni pianta ti darà 0. 5 kg di pomodori in più, quindi l'”effetto” della differenza di temperatura di 5 gradi sarebbe il risultato della differenza.5 kg in più di pomodori, quindi la ‘causa’ dell’aumento di temperatura di 5 gradi è 0,5 kg in più di pomodori per pianta.

Nell’esempio di cui sopra, la quantità di pomodori è la variabile dipendente, la temperatura è la variabile indipendente, e tutto il resto (l’acqua, i nutrienti, il terreno ecc.

** Naturalmente, si potrebbero ottenere risultati diversi se si raccogliessero i pomodori man mano che maturano, ma per controllare le variabili estranee, sarebbe necessario raccogliere tutti i pomodori nello stesso momento.

Il ruolo delle ipotesi negli esperimenti

Gli esperimenti iniziano tipicamente con un’ipotesi che è una teoria o una spiegazione fatta sulla base di prove limitate come punto di partenza per ulteriori indagini. Un’ipotesi prende tipicamente la forma di un’affermazione specifica e verificabile sull’effetto che una o più variabili indipendenti avranno sulla variabile dipendente.

Il punto di usare un’ipotesi è che aiuta l’accuratezza, concentrando il ricercatore nel testare precisamente la relazione specifica tra due variabili, e aiuta anche l’obiettività (vedi sotto).

Avendo raccolto i risultati dell’esperimento di cui sopra, si potrebbe ragionevolmente ipotizzare che ‘una pianta di pomodoro cresciuta a 25 gradi rispetto a 20 gradi produrrà 0,5K.G. di pomodori in più’ (in realtà un’ipotesi corretta sarebbe probabilmente ancora più stretta di questa, ma si spera che abbiate capito il succo).

Potresti quindi semplicemente ripetere l’esperimento di cui sopra, ma riscaldando una pianta a 20 gradi e l’altra a 25 gradi, ripetere 1000 (o giù di lì) volte e sulla base dei tuoi risultati, potresti o accettare o rifiutare e modificare l’ipotesi.

Esperimenti e oggettività

Un’altra caratteristica chiave degli esperimenti è che si suppone che producano conoscenza oggettiva – cioè che rivelino relazioni di causa ed effetto tra variabili che esistono indipendentemente dall’osservatore, perché i risultati ottenuti dovrebbero essere completamente non influenzati dai valori propri del ricercatore.

In altre parole, qualcun altro osservando lo stesso esperimento, o ripetendo lo stesso esperimento dovrebbe ottenere gli stessi risultati. Se questo è il caso, allora possiamo dire che abbiamo una conoscenza oggettiva.

Un’ultima (veloce) parola sugli esperimenti con i pomodori e sulla conoscenza oggettiva…

NB – l’uso delle piante di pomodoro non è un esempio ozioso per illustrare le caratteristiche chiave dell’esperimento – quasi tutti mangiano pomodori (a meno che non siate la minoranza degli astenuti di Ketchup e Dolmio) – e quindi c’è molto profitto nel produrre pomodori, quindi immagino che centinaia di milioni, se non miliardi di dollari siano stati spesi nella ricerca di quali combinazioni di variabili portano a far crescere più pomodori per acro, con meno input…. NB ci dovrebbero essere molti esperimenti perché molte variabili interagiscono, come il tipo di pianta di pomodoro, l’altitudine, la lunghezza d’onda della luce, il tipo di suolo, i parassiti e l’uso di pesticidi, oltre a tutte le cose di base come il calore, la luce e l’acqua.

L’importanza di una conoscenza oggettiva e scientifica su quale combinazione di variabili ha quale effetto sulla produzione di pomodori è importante, perché se ho questa conoscenza (NB potrei dover pagare un college di scienze agrarie per averla, ma è lì!) Posso creare una fattoria di pomodori e impostare le condizioni esatte per la massima produzione, e prevedere con una certa certezza quanti pomodori avrò in una stagione…(supponendo di coltivare sotto vetro, dove posso controllare tutto).

I vantaggi del metodo sperimentale

• Consente di stabilire “relazioni di causa ed effetto” tra le variabili.
• Permette la misurazione precisa della relazione tra le variabili, permettendoci di fare previsioni accurate su come due cose interagiranno in futuro.
• Il ricercatore può rimanere relativamente distaccato dal processo di ricerca, quindi permette la raccolta di conoscenza oggettiva, indipendente dalle opinioni soggettive del ricercatore.
• Ha un’eccellente affidabilità perché gli ambienti controllati permettono di ripetere le condizioni esatte della ricerca e testare i risultati.

Svantaggi del metodo sperimentale

(Perché potrebbe non essere applicabile per studiare la società nel suo complesso o anche i singoli esseri umani…)

• Ci sono così tante variabili ‘là fuori’ nel mondo reale che è impossibile controllarle e misurarle tutte.
• La maggior parte dei gruppi sociali sono troppo grandi per essere studiati scientificamente, non puoi portare una città in un laboratorio per controllare tutte le sue variabili, non potresti farlo nemmeno con un esperimento sul campo.
• Gli esseri umani hanno le loro ragioni personali ed emotive per agire, che spesso non conoscono loro stessi, quindi sono impossibili da misurare in qualsiasi modo oggettivo.
• Gli esseri umani hanno coscienza e quindi non si limitano a reagire in modo prevedibile agli stimoli esterni: pensano alle cose, danno giudizi e agiscono di conseguenza, quindi è impossibile prevedere il comportamento umano.
• Ci sono anche preoccupazioni etiche nel trattare gli esseri umani come “soggetti di ricerca” piuttosto che come partner alla pari nel processo di ricerca.

Esperimenti – Termini chiave

Ipotesi – una teoria o spiegazione fatta sulla base di prove limitate come punto di partenza per ulteriori indagini. Un’ipotesi avrà tipicamente la forma di un’affermazione testabile sull’effetto che una o più variabili indipendenti avranno sulla variabile dipendente.

Variabile dipendente – questo è l’oggetto dello studio nell’esperimento, la variabile che sarà (eventualmente) influenzata dalle variabili indipendenti.

Variabili indipendenti – Le variabili che sono variate in un esperimento – i fattori che lo sperimentatore cambia per misurare l’effetto che hanno sulla variabile dipendente.

Variabili estranee – Variabili che non sono di interesse per il ricercatore ma che possono interferire con i risultati di un esperimento

Gruppo sperimentale – Il gruppo sotto studio nell’indagine.

Gruppo di controllo – Il gruppo simile al gruppo di studio che viene tenuto costante. Dopo l’esperimento il gruppo sperimentale può essere paragonato al gruppo di controllo per misurare l’entità dell’impatto (se c’è) delle variabili indipendenti.

Esperimenti in laboratorio: definizione, spiegazione, vantaggi e svantaggi

Esperimenti sul campo: definizione, spiegazione, vantaggi e svantaggi.