Experimenten hebben tot doel het effect te meten dat een onafhankelijke variabele (de ‘oorzaak’) heeft op een afhankelijke variabele (het ‘effect’).

De belangrijkste kenmerken van een experiment zijn controle over variabelen, precieze meting, en het vaststellen van oorzaak-en-gevolgrelaties.

Om oorzaak en gevolg relaties vast te stellen, wordt de onafhankelijke variabele veranderd en de afhankelijke variabele gemeten; alle andere variabelen (bekend als extraneous variables) worden gecontroleerd in het experimentele proces.

Verschillende soorten experimenten

Er zijn drie belangrijke soorten experimenten: Het laboratorium experiment, het veldexperiment en de vergelijkende methode.

• Laboratoriumexperimenten vinden plaats in een kunstmatige, gecontroleerde omgeving zoals een laboratorium
• Praktijkexperimenten – vinden plaats in een reële wereldcontext zoals een school of een ziekenhuis.
• De vergelijkende methode – houdt in dat twee of meer gelijksoortige samenlevingen of groepen die in sommige opzichten op elkaar lijken, maar in andere verschillen, met elkaar worden vergeleken en dat naar correlaties wordt gezocht.

De belangrijkste kenmerken van het experiment

Het is het gemakkelijkst uit te leggen wat een experiment is aan de hand van een voorbeeld uit de natuurwetenschappen, dus ik ga verder uitleggen over experimenten aan de hand van een voorbeeld uit de biologie

NB – Je moet wel op de hoogte zijn van de wetenschappelijke methode voor het tweedejaars sociologie theorie en methoden deel van de cursus (voor een overzicht van theorieën en methoden klik hier), dus dit is nog steeds alle noodzakelijke informatie. Op het gebruik van laboratorium- en veldexperimenten in de sociologie (/ psychologie) kom ik later nog terug…

Een voorbeeld ter illustratie van de belangrijkste kenmerken van een experiment

Als je precies wilde meten welk effect de temperatuur had op de hoeveelheid* tomaten die een tomatenplant produceerde, zou je een experiment kunnen opzetten waarbij je twee tomatenplanten van dezelfde variëteit nam, en ze kweekt in dezelfde kas met dezelfde grond, dezelfde hoeveelheid licht en dezelfde hoeveelheid water (en al het andere precies hetzelfde), maar ze kweekt op verschillende warmtekussens, zodat de ene wordt verwarmd tot 15 graden, en de andere tot 20 graden (5 graden verschil tussen de twee).

U zou dan de tomaten van elke plant op dezelfde tijd van het jaar** verzamelen (zeg ergens in september) en ze wegen (*wegen zou een nauwkeurigere manier zijn om de hoeveelheid tomaten te meten dan het geproduceerde aantal), het verschil in gewicht tussen de twee stapels tomaten zou u het “effect” geven van de 5 graden temperatuurverschil.

Je zou het experiment waarschijnlijk een aantal keren willen herhalen om een goede betrouwbaarheid te garanderen, en dan het gemiddelde nemen van alle tomatenopbrengsten om tot een gemiddeld verschil te komen.

Na, zeg, 1000 experimenten zou je redelijkerwijs kunnen concluderen dat als je tomaten teelt bij 20 graden in plaats van bij 15 graden, elke plant je 0.5 kg meer tomaten geeft, dus de ‘oorzaak’ van de temperatuurstijging van 5 graden is 0,5 kg meer tomaten per plant.

In het bovenstaande voorbeeld is de hoeveelheid tomaten de afhankelijke variabele, de temperatuur is de onafhankelijke variabele, en al het andere (het water, de voedingsstoffen, de grond enz. die je controleert, of gelijk houdt) zijn de extraneuze variabelen.

** Natuurlijk zou je andere resultaten kunnen krijgen als je de tomaten verzamelde terwijl ze rijpten, maar omwille van de controle van extraneuze variabelen, zou je alle tomaten op hetzelfde moment moeten verzamelen.

De rol van hypothesen bij experimenten

Experimenten beginnen gewoonlijk met een hypothese, dat is een theorie of verklaring die op basis van beperkt bewijsmateriaal wordt opgesteld als uitgangspunt voor verder onderzoek. Een hypothese neemt gewoonlijk de vorm aan van een specifieke, toetsbare verklaring over het effect dat een of meer onafhankelijke variabelen zullen hebben op de afhankelijke variabele.

Het nut van het gebruik van een hypothese is dat het helpt bij de nauwkeurigheid, de onderzoeker concentreert zich op het nauwkeurig testen van de specifieke relatie tussen twee variabelen, het helpt ook bij de objectiviteit (zie hieronder).

Als je de resultaten van bovenstaand experiment hebt verzameld, kun je redelijkerwijs de hypothese opstellen dat ‘een tomatenplant die op 25 graden wordt gekweekt in vergelijking met 20 graden, 0,5K.G. meer tomaten zal opleveren’ (in feite zou een goede hypothese waarschijnlijk nog strakker zijn dan dit, maar hopelijk begrijp je de essentie).

U zou dan gewoon het bovenstaande experiment herhalen, maar de ene plant tot 20 graden verwarmen en de andere tot 25 graden, 1000 (of zo veel) keer herhalen en op basis van uw bevindingen de hypothese kunnen aanvaarden of verwerpen en wijzigen.

Experimenten en Objectiviteit

Een ander belangrijk kenmerk van experimenten is dat zij verondersteld worden objectieve kennis voort te brengen – dat wil zeggen dat zij oorzaak en gevolg relaties onthullen tussen variabelen die onafhankelijk van de waarnemer bestaan, omdat de verkregen resultaten volledig onbeïnvloed zouden moeten zijn door de eigen waarden van de onderzoeker.

Met andere woorden, iemand anders die hetzelfde experiment observeert, of hetzelfde experiment herhaalt, zou dezelfde resultaten moeten krijgen. Als dit het geval is, dan kunnen we zeggen dat we enige objectieve kennis hebben.

Een laatste (snelle) opmerking over tomatenexperimenten, en objectieve kennis…

NB – het gebruik van tomatenplanten is geen loos voorbeeld om de belangrijkste kenmerken van het experiment te illustreren – bijna iedereen eet tomaten (tenzij je tot de minderheid van Ketchup- en Dolmio-afvallers behoort) – en dus is er veel winst te behalen met het produceren van tomaten, dus ik kan me voorstellen dat er honderden miljoenen, zo niet miljarden dollars zijn uitgegeven aan onderzoek naar welke combinaties van variabelen leiden tot het verbouwen van de meeste tomaten per acre, met de minste inputs…. Er zouden heel wat experimenten moeten worden uitgevoerd, want er zijn heel wat variabelen die op elkaar inwerken, zoals het type tomatenplant, de hoogte, de golflengte van het licht, het bodemtype, ongedierte en het gebruik van pesticiden, maar ook alle andere basisdingen zoals warmte, licht en water.

Het belang van objectieve, wetenschappelijke kennis over welke combinatie van variabelen welk effect heeft op de tomatenproductie is belangrijk, want als ik over deze kennis beschik (NB ik moet er misschien een landbouwwetenschappelijke hogeschool voor betalen, maar hij is er wel!) kan ik een tomatenkwekerij opzetten en de exacte omstandigheden voor een maximale productie instellen, en met enige zekerheid voorspellen hoeveel tomaten ik uiteindelijk in een seizoen zal hebben…(ervan uitgaande dat ik onder glas kweek, waar ik alles kan controleren).

De voordelen van de experimentele methode

• Het stelt ons in staat om ‘oorzaak en gevolg relaties’ tussen variabelen vast te stellen.
• Het maakt de precieze meting van de relatie tussen variabelen mogelijk, waardoor we nauwkeurige voorspellingen kunnen doen over hoe twee dingen in de toekomst op elkaar zullen inwerken.
• De onderzoeker kan relatief los van het onderzoeksproces blijven, zodat het de verzameling van objectieve kennis mogelijk maakt, onafhankelijk van de subjectieve meningen van de onderzoeker.
• Het heeft een uitstekende betrouwbaarheid, omdat gecontroleerde omgevingen het mogelijk maken de precieze omstandigheden van het onderzoek te herhalen en de resultaten te testen.

Nadelen van de experimentele methode

(Waarom het misschien niet toepasbaar is bij het bestuderen van de samenleving als geheel of zelfs individuele mensen…)

• Er zijn zoveel variabelen ‘out there’ in de echte wereld dat het onmogelijk is om ze allemaal te controleren en te meten.
• De meeste sociale groepen zijn te groot om wetenschappelijk te bestuderen, je kunt geen stad in een laboratorium krijgen om al haar variabelen te controleren, je zou dit niet eens met een veldexperiment kunnen doen.
• Mensen hebben hun eigen persoonlijke, emotioneel beladen redenen om te handelen, die zij vaak zelf niet kennen, dus die zijn onmogelijk op enige objectieve manier te meten.
• Mensen hebben een bewustzijn en reageren dus niet alleen maar voorspelbaar op prikkels van buitenaf: ze denken na, oordelen en handelen daarnaar, dus het is onmogelijk om menselijk gedrag te voorspellen.
• Er zijn ook ethische bezwaren tegen het behandelen van mensen als ‘onderzoekssubjecten’ in plaats van als gelijkwaardige partners in het onderzoeksproces.

Experimenten – Kernbegrippen

Hypothese – een theorie of verklaring gemaakt op basis van beperkt bewijsmateriaal als uitgangspunt voor verder onderzoek. Een hypothese heeft meestal de vorm van een toetsbare verklaring over het effect dat een of meer onafhankelijke variabelen zullen hebben op de afhankelijke variabele.

Dependente Variabele – dit is het studieobject in het experiment, de variabele die (mogelijk) zal worden beïnvloed door de onafhankelijke variabelen.

Afhankelijke variabelen – de variabelen die in een experiment worden gevarieerd – de factoren die de experimentator verandert om het effect te meten dat zij hebben op de afhankelijke variabele.

Extranee variabelen – Variabelen die voor de onderzoeker niet van belang zijn, maar die de resultaten van een experiment kunnen beïnvloeden

Experimentele groep – De groep die in het onderzoek wordt bestudeerd.

Controlegroep – De groep die vergelijkbaar is met de onderzoeksgroep en die constant wordt gehouden. Na afloop van het experiment kan de experimentele groep worden vergeleken met de controlegroep om de omvang van het (eventuele) effect van de onafhankelijke variabelen te meten.

Laboratoriumexperimenten: definitie, uitleg, voor- en nadelen

Veldexperimenten: definitie, uitleg, voor- en nadelen.