Дизайн исследования

Что такое дизайн исследования

Представьте себе научное исследование, которое проводится без заранее продуманного плана. Можно ли доверять его результатам и полагаться на полученные данные? Скорее всего, нет.

Стратегию сбора данных, их анализа и оценки называют дизайном исследования. Дизайн исследования – это продуманный план, который включает проверку полученных результатов и уменьшение искажений.

Хороший дизайн – это прежде всего выбор методов и приемов подходящих для данной темы. Он влияет на достоверность и надежность полученных результатов, поэтому ученому важно понимать, какие виды и разновидности дизайна существуют, каковы их достоинства и недостатки.

1. Что такое дизайн исследования?

Под дизайном исследования понимают систематический план, описывающий, как провести исследование, чтобы ответить на исследовательский вопрос или проверить гипотезу. Он устанавливает рамки и структуру исследования, порядок сбора данных и методы их анализа.

Хороший дизайн обеспечивает исследованию серьезные преимущества:

• ясность целей;
• валидность методов, надежность результатов и обобщаемость выводов;
• качественный сбор и систематизацию данных;
• эффективный анализ полученных результатов.

Очевидно, что хороший дизайн дает существенную экономию времени и ресурсов. Он позволяет предусмотреть возможные проблемы и заранее продумать пути их решения.

Таким образом, качественный дизайн является залогом успеха научной работы. Время и силы, потраченные на разработку дизайна, окупаются теми достоинствами, которые приобретает хорошо спланированное исследование.

2. Что такое хороший исследовательский дизайн?

Чтобы обеспечить успешность исследования, его дизайн должен обладать следующими ключевыми характеристиками:

• Непредвзятость. Разумеется, у каждого исследователя есть определенное представление о том, какой результат он ожидает получить. Однако целью науки является не создание красивой картинки, а выяснение истины. Поэтому исследование нужно планировать так, чтобы минимизировать влияние личных предубеждений ученого на результаты работы.
• Надежность. Инструменты, методики измерения, вопросы анкет должны обеспечивать воспроизводимость полученных результатов. Если в повторных исследованиях подтвердить первоначальные выводы не удается, значит в дизайне не были учтены какие-то важные факторы.
• Валидность. Используемые инструменты и методики должны действительно измерять то, что вы хотите измерить. Погрешность измерений должна быть в пределах допустимого.
• Обобщаемость. Хороший дизайн обеспечивает применимость результатов исследования ко всей генеральной совокупности. Для этого изучаемая выборка должна отражать ее свойства.

В хорошем дизайне должны быть сбалансированы все перечисленные характеристики, так как все они влияют на качество исследования.

3. Основные типы исследовательского дизайна.

Существует несколько вариантов дизайна исследований, каждый из которых имеет свои особенности.

Учитывая методы и характер результатов, различают количественные и качественные исследования.

• Количественный дизайн предполагает измерение параметров, получение цифровых данных и организацию их в виде таблиц, графиков, диаграмм.
• Качественный дизайн используется для изучения процессов и явлений, которые нельзя охарактеризовать цифрами. При этом используются вопросы открытого типа, анализ кейсов, наблюдение. Такое исследование отвечает на вопросы “как” и “почему”.

В зависимости от влияния на изучаемые процессы, различают обсервационный и интервенционный дизайн исследования.

• В обсервационном исследовании ученый наблюдает и регистрирует происходящие процессы без активного вмешательства в них. Например, при изучении зависимости уровня заболеваемости сахарным диабетом от физической активности, исследователь не влияет ни на активность, ни на заболеваемость. Изучение поведения животных в естественной среде или космические исследования являются, по большей части, обсервационными.
• В интервенционном исследовании ученый активно воздействует на всех или некоторых членов группы: дает инструкции, вводит препараты, создает ситуации. Обычно такие исследования проводятся в контролируемых условиях и требуют согласия и активного участия испытуемых. Клинические исследования лекарственных препаратов или изучение методов лечения на моделях являются интервенционными.

В зависимости от глубины и наличия анализа дизайн исследования может быть описательным и аналитическим.

• Описательное исследование предполагает подробную регистрацию происходящих процессов, сбор данных, не подлежащих статистической обработке. Например, описание необычных реакций на лекарство или поведения людей в экстремальной ситуации.
• В аналитических исследованиях изучается влияние определенных факторов на результат, что предполагает статистическую обработку полученных данных. Например, изучение фармакологической эффективности лекарственного препарата в плацебо-контролируемых исследованиях или зависимость заболеваемости от наличия тех или иных генов.

Если исследование изучает характеристики выборки, его следует считать описательным, если же оно устанавливает связи и зависимости между переменными – аналитическим.

По времени проведения исследования по отношению к изучаемому событию различают проспективный и ретроспективный исследовательский дизайн.

• В ретроспективных исследованиях интересующие события уже произошли и принесли определенные результаты. Их причины, механизмы развития и факторы риска изучаются на основании документов, свидетельств очевидцев и участников, артефактов. Все исторические, а также многие социологические и психологические исследования являются ретроспективными.
• В проспективных исследованиях результат будет получен только в ходе работы. Воздействие изучаемого фактора происходит по заранее определенному плану. Все экспериментальные исследования являются проспективными. Обычно в таких случаях формулируется гипотеза, которая проверяется в ходе работы.

Таким образом, если в начале исследования результат уже налицо и изучаются факторы, воздействовавшие до этого момента, оно является ретроспективным. В проспективных исследованиях результаты появляются после начала наблюдений или экспериментов.

Наконец, в зависимости от затраченного времени выделяются краткосрочные и лонгитюдные исследования.

• Краткосрочное исследование заканчивается в течение нескольких дней, недель или месяцев. Изучаемые признаки и свойства в течение исследования практически не меняются. В результате можно получить информацию, касающуюся определенного момента времени. Например, в знаменитом “зефирном тесте” изучалось, как ведут себя дети в предложенной ситуации и от каких характеристик семьи и личности это зависит.
• Лонгитюдное исследование происходит обычно в течение нескольких лет. За это время какие-либо существенные признаки обследуемой группы меняются, поэтому одна и та же выборка исследуется многократно. Такой дизайн позволяет изучить происходящие изменения, обнаружить закономерности развития, выявить причины и исследовать взаимосвязи между факторами, процессами и явлениями. Например, изучение повзрослевших участников того-же “зефирного теста” с точки зрения их успешности является примером лонгитюдного исследования.

Выбор дизайна исследования зависит, прежде всего, от характера исследовательского вопроса, а также от специфики предмета и объекта исследования и доступных ресурсов.

4. Специальные виды исследовательского дизайна.

В рамках описанных категорий выделяется несколько специальных видов исследовательского дизайна:

1. Рандомизированное контролируемое исследование – характеризуется случайным распределением участников между группами вмешательства и контроля. Такой дизайн позволяет, например, оценить эффективность препарата по сравнению с эффектом плацебо. Чаще всего используется в клинических исследованиях.

Преимущества:

• исключает предубеждение при разделении участников на группы;
• ослепление уменьшает предвзятость оценки результата как со стороны испытуемых, так и со стороны исследователя;
• увеличивает надежность результатов, так как повышается вероятность, что скрытые переменные одинаково влияют на группы вмешательства и контроля.

Недостатки:

• долго и дорого;
• могут возникнуть этические проблемы;
• как правило, в таких исследованиях не принимают участия пациенты с тяжелыми сопутствующими заболеваниями и высоким риском осложнений. Данных о действии препарата или процедуры для этих контингентов нет.

Серьезная проблема состоит в том, что группа вмешательства (как и группа контроля) может быть очень разнородной. Поэтому впоследствии клиницисту трудно решить, насколько усредненный результат, полученный в такой группе, может быть применим к конкретному пациенту.

1. Кросс-секционное исследование – данные о выборке собирают в конкретный момент времени. Такой исследовательский дизайн полезен для описания текущей ситуации, установления взаимосвязей между переменными или изучения различий между группами. Используется в самых разных сферах от политических и социальных наук до образования и здравоохранения.

Достоинства:

• быстро и относительно дешево;
• технически просто: информацию можно собрать по телефону или через другие каналы коммуникации;
• позволяет анализировать несколько переменных одновременно;

Недостатки:

• не выявляет причинно-следственные связи;
• выборка может не отражать свойств генеральной совокупности.

Всегда существует некоторое количество людей, которые отказываются участвовать в опросах. Они образуют темную зону, о которой ничего не известно.

1. В медицине часто используется такая разновидность лонгитюдного дизайна как перекрестное исследование. При этом одни и те же пациенты получают последовательно несколько препаратов или вмешательств.

Преимущества:

• необходимый размер выборки меньше, так как для контроля используются данные тех же участников в другой период времени;
• есть возможность рандомизации и ослепления.

Недостатки:

• некоторое количество участников неизбежно выйдет из исследования раньше, чем оно будет завершено;
• неприменим для изучения острых состояний и краткосрочных процессов;
• на результат может влиять порядок использования разных видов терапии;
• эффекты первого препарата могут влиять на эффекты последующих.

Последний недостаток можно преодолеть, если знать фармакокинетику препарата, однако на стадии клинических исследований такая информация есть далеко не всегда.

1. Более простым вариантом лонгитюдного исследовательского дизайна является когортное исследование. Проводится на когорте испытуемых, имеющих общие характеристики. Оценка изучаемых параметров происходит несколько раз через определенные промежутки времени. Такое исследование имеет обсервационный характер: испытуемые не подвергаются никаким воздействиям со стороны экспериментатора. Достоинства:

• согласие на участие получить проще, чем в интервенционных вариантах дизайна;
• позволяют выявлять причины и факторы риска, в том числе редко встречающиеся;
• выше достоверность выводов и меньше вероятность ошибок при формировании основной и контрольной группы.

Недостатки:

• долго и дорого;
• когорта должна быть большой, этого трудно достичь, например при изучении редких заболеваний.

Основное достоинство лонгитюдных исследований одновременно является их главным недостатком – большие затраты времени и ресурсов. Если то и другое ограничено, следует выбирать другие варианты исследовательского дизайна.

1. Кейс-исследование предполагает глубокое изучение объекта, группы или события. Он дает детальное представление о предмете исследования и часто порождает новые гипотезы и теории. Этот вид дизайна позволяет проверить теоретические модели на реальных ситуациях.

Достоинства:

• дешево;
• изучает процессы и явления во всей их сложности, подразумевает глубокий и разносторонний анализ;
• может выполняться удаленно.

Недостатки:

• трудность сбора информации: участники события могут скрывать факты, умышленно или неумышленно искажать их или вообще отказываться от сотрудничества;
• предубеждения исследователя влияют на результат;
• результаты исследования нельзя применить ко всей генеральной совокупности.

Поскольку значительную часть информации в кейс-исследованиях получают от людей, ученый должен иметь навыки проведения опросов и организации бесед. Важно не только убедить людей рассказать об их опыте, но и построить разговор так, чтобы получить полезную информацию.

1. Сравнительное исследование рассматривает сходства и различия между двумя или несколькими группами. Такой исследовательский дизайн используется для обнаружения закономерностей, проверки гипотез и выявления причинно-следственных связей. Предполагает наличие экспериментальной и контрольной группы.

Достоинство:

• дает надежные и достоверные результаты.

Недостаток:

• со временем данные могут потерять актуальность, так как характеристики объектов и явлений могут измениться.

Сравнительный дизайн исследований эффективно используется в самых разных научных направлениях и может лежать в основе многих отраслей знания, например сравнительной анатомии или лингвистики.

5. Элементы исследовательского дизайна.

При планировании научного исследования нужно учесть несколько элементов:

• Сформулируйте цель исследования, исследовательский вопрос или гипотезу максимально четко. Именно от них будут зависеть другие элементы дизайна.
• Продумайте процесс сбора данных: выбор участников или отбор экспериментальных образцов, технику сбора и регистрации, организацию полученных сведений.
• Подберите методы статистического анализа, исключающие ошибки и искажения.
• Определитесь с понятийным аппаратом и терминологией: они должны быть ясными, однозначными и соответствовать языку вашей научной области.
• Проанализируйте возможные возражения. Многих ошибок в сборе и анализе данных можно избежать, если на этапе планирования посмотреть на собственную работу со стороны и представить потенциальную критику.
• Определите временные рамки исследования.
• Создайте список необходимых ресурсов: аппаратура, расходные материалы, подопытные животные, необходимые разрешения и согласования и т.д.

Чем более детально разработаны все перечисленные элементы, тем меньше неприятных неожиданностей вы встретите в процессе работы. Детали, изложенные на бумаге четко, ясно и подробно, впоследствии можно использовать в статье или диссертации.

Заключение

Дизайн исследования является важным компонентом любого научного проекта, определяющим структуру и рамки работы.

Выбор дизайна зависит от исследовательского вопроса, природы субъекта исследования и имеющихся ресурсов. Продуманный выбор и скрупулезное соблюдение дизайна исследования гарантирует получение достоверных, надежных и обобщаемых результатов.

Хороший дизайн не только направляет процесс сбора и анализа данных, но и помогает устранить потенциальные предубеждения, этические нарушения и влияние на результат посторонних факторов. Тщательное планирование исследования обеспечивает его целостность и качество.