Psychologisches Experiment

Grundidee und Planung

Das psychologische Experiment ist eine der wichtigsten Forschungsmethoden der Psychologie. Anders als im naturwissenschaftlichen Vorbild wird kein bloßes Objekt untersucht, sondern ein freiwillig teilnehmender, selbstbewusster und erlebender Mensch als Versuchsperson. Diese Person bearbeitet aufgrund einer psychologischen Instruktion Aufgaben unter künstlichen Laborbedingungen oder in einer anderen standardisierten Situation.

Ein Experiment braucht eine klar abgegrenzte Fragestellung und muss sich auf ein theoretisches Bezugssystem sowie auf frühere Ergebnisse und Probleme beziehen. Vor Beginn werden Hypothesen und Alternativhypothesen genau ausgearbeitet. Zentrale Begriffe und Methoden müssen operational definiert, also so festgelegt werden, dass sie untersuchbar sind. Dazu gehören die statistische Formulierung der Hypothesen und die vorgesehenen Prüfverfahren. Das Experiment soll eine empirische Entscheidung zwischen Hypothesen ermöglichen; nachträgliche Änderungen an Fragestellung, Hypothesen, Durchführung, Datenverarbeitung oder Statistik widersprechen diesem Zweck.

Gruppen, Variablen und Gültigkeit

Meist werden Versuchspersonen in eine Experimentalgruppe (EG) und eine Kontrollgruppe (KG) eingeteilt. In der EG wird die unabhängige Variable (UV) manipuliert. Die UV ist der Einflussfaktor, dessen Wirkung untersucht wird; ihre konkrete Ausprägung heißt Treatment. In der KG erfolgt keine Manipulation oder ein anderes Treatment. Anschließend wird in beiden Gruppen die abhängige Variable (AV) gemessen, also das Merkmal, das sich durch die UV verändern soll. Der Wert der KG heißt baseline. Der Unterschied zwischen baseline und EG-Messung wird als Effekt der UV gedeutet.

Dies ist nur überzeugend, wenn Alternativerklärungen ausgeschlossen werden: Außer der UV sollen alle wichtigen Bedingungen konstant bleiben. Interne Validität liegt vor, wenn sich eine Veränderung der AV eindeutig auf die UV zurückführen lässt. Besonders wichtig ist deshalb, dass EG und KG nicht schon vor dem Experiment systematisch verschieden sind.

Bei einem echten Experiment werden die Personen zufällig, also randomisiert, den Gruppen zugeteilt und die UV wird manipuliert. Bei einem Quasi-Experiment bestehen die Gruppen bereits, etwa Männer und Frauen oder Land- und Stadtbewohner, oder sie entstehen durch Selbstselektion, beispielsweise die eigene Wahl einer Behandlungsbedingung. Deshalb sind Kausalaussagen bei Quasi-Experimenten erschwert. Externe Validität bedeutet, dass Ergebnisse der Stichprobe auf andere Personen, Situationen und Zeitpunkte generalisiert werden können.

Durchführung und Kontrollmethoden

Randomisierung ist die wichtigste Methode gegen Störfaktoren: Zufällige Zuweisung soll bewirken, dass bekannte und unbekannte Unterschiede der Versuchspersonen in allen Bedingungen ähnlich vertreten sind. Je mehr Personen teilnehmen, desto eher erfüllt sie diesen Zweck. Bei kleinen Gruppen oder bekannten wichtigen Unterschieden kann Matching verwendet werden. Dabei werden Gruppen vorab so zusammengestellt, dass ein Merkmal gleich verteilt ist, zum Beispiel das Geschlecht. Bei genügend vielen Personen können mehrere Merkmale berücksichtigt werden.

Auch die Reihenfolge von Bedingungen muss kontrolliert werden. Bei täglicher Wiederholung sollten Experimental- und Kontrollbedingungen gemischt und auch in umgekehrter Reihenfolge vorkommen. Sonst können Treatment und Situationsmerkmale oder Wiederholungseffekte konfundiert, also untrennbar vermischt, sein.

Weitere Anforderungen sind informierte, möglichst schriftliche Einwilligung mit Datenschutzinformation, Standardisierung von Durchführung und Auswertung sowie genaue Protokollierung. Dokumentiert werden müssen Planung, Auswahl und Gruppierung, Aufbau, Kontrollstrategien, Daten und Statistik sowie tatsächlicher Ablauf, Besonderheiten und Störungen. Das Vorgehen soll so genau beschrieben sein, dass qualifizierte Forschende es unter den festgelegten Bedingungen wiederholen können. Ergebnisse werden im Zusammenhang mit bisheriger Forschung, Methodenproblemen und möglichen Weiterführungen interpretiert.

Laborexperimente erlauben weitgehende Kontrolle, können aber Reaktivität auslösen: Versuchspersonen verändern ihr Verhalten wegen der Untersuchungssituation. Feldexperimente sind stärker durch Störfaktoren belastet, können wegen ihrer Alltagsnähe jedoch höhere ökologische und damit externe Validität besitzen.

Einflüsse durch Personen und Versuchsleitung

Die Motivation der Versuchspersonen ist als Einfluss auf Ergebnisse noch weitgehend ungeklärt. Teilnehmende sind meist Freiwillige, etwa wegen wissenschaftlichen Interesses, einer Vergütung oder einer Pflicht von Psychologiestudierenden zu Versuchspersonenstunden. Nach Sears waren 74 % der Versuchspersonen in 1985 veröffentlichten sozialpsychologischen Experimenten Studierende. Diese Gelegenheitsstichprobe unterscheidet sich systematisch von der Gesamtpopulation und ist wegen fehlender Zufallsauswahl nicht einmal für Studierende repräsentativ. Die externe Validität ist daher fraglich.

Versuchsleitereffekte sind dagegen gut belegt. Fehler bei Durchführung oder Auswertung können systematisch zugunsten der Hypothese ausfallen. Erwartungseffekte entstehen, wenn Motivation, Einstellungen oder Hypothesen des Versuchsleiters unbemerkt Ergebnisse beeinflussen, etwa beim Rosenthal-Effekt oder Greenspoon-Effekt. Computerunterstützte Durchführung und automatische Registrierung können Fehler senken. Ein Doppelblindversuch begrenzt Erwartungseffekte: Weder Untersuchte noch Versuchsleiter wissen bei der Datenerhebung, wer zur EG oder KG gehört, zum Beispiel bei Medikament und Placebo. Die forschende und die versuchsleitende Rolle werden dafür getrennt.

Der Versuchsleiter muss außerdem darauf vertrauen, dass Personen Instruktionen verstehen und befolgen. Bei emotional bedeutsamen Bildern oder Wörtern wird beispielsweise vorausgesetzt, dass sie von allen ähnlich erlebt werden. Viele AV werden über standardisierte Skalen und Fragebogen als Selbsteinstufungen erfasst. Solche Selbstbeurteilungen sind wegen unscharfer oder mehrdeutiger Abstufungen und fehlender intersubjektiv gültiger Intervallskala grundsätzlich von beobachtbarem Verhalten und physiologischen Messwerten zu unterscheiden.

Kontext, Unterschiede und Replikation

Das psychologische Experiment hat eine Sonderstellung: Versuchsleiter und Versuchsperson bilden ein Abhängigkeitsverhältnis. Anders als Beobachtende in vielen naturwissenschaftlichen Experimenten organisiert der Versuchsleiter die Situation, während die Versuchsperson die Daten liefert. Dadurch können Aufforderungscharakter, demand characteristics und Reaktivität entstehen.

Experimentelle Ergebnisse sind grundsätzlich kontextabhängig. Kontext umfasst neben der kontrollierten UV unter anderem Verfassung der Teilnehmenden, erlebte Untersuchungssituation, Versuchsaufbau, allgemeine und soziale Rahmenbedingungen sowie die Interaktion von Versuchsleiter und Versuchsperson. Schon bei der Theorie und operationalen Definition muss festgelegt werden, welche Geschehenstypen, Anwendungssituationen und Personengruppen vertreten sein sollen. Bei einer Übertragung aus dem Labor stellt sich die Frage, ob Befunde im selben Labor, in anderen Laboratorien (cross-laboratory) oder im Alltag gelten.

In der Generalisierbarkeitstheorie von Lee J. Cronbach u. a. (1972) wird ein Universum von Beobachtungen mit vielen Facetten angenommen, etwa Aufgabenitems, Testformen, Beobachtenden, Untersuchungstagen und Rahmenbedingungen. G-Studien schätzen Varianzanteile solcher Bedingungen; in D-Studien werden die Risiken einer Auswahl von Bedingungen abgewogen. Generalisierbarkeitskoeffizienten liefern dadurch differenziertere Aussagen als einfache Reliabilitätskoeffizienten.

Die zuverlässige Varianz von Ergebnissen enthält oft mehr interindividuelle Unterschiede als Varianz durch den untersuchten Effekt. Merkmale von Personen und Setting können als Kovariablen berücksichtigt werden, statt sie nur als Störrauschen zu behandeln. Reproduzierbarkeit durch andere Forschende bleibt grundlegend; Metaanalysen ersetzen Replikationsversuche nicht. Eine systematische Replikation ausgewählter Arbeiten begann 2012 durch Brian Nosek und Mitarbeitende im internationalen Reproducibilty Project.