Agenda Vetenskapsmetodik M Föreläsning 2 Lars-Ola Bligård Design & Human Factors Produkt- och produktionsutveckling Data och variabler Mätning och datainsamling Studier Kvalitet på studier och etik Gruppuppgift Återblick Vetenskapsmetodik handlar om hur koppla ihop dessa delar Hur empirin kan skapa nya och bättre teorier Hur teorier kan påverka och förändra empirin Problemformulering Tar sin utgångspunkt i tidigare forskning och pekar fram mot nya studier Avgränsar de förhållanden som studeras Klarar ut de enheter studien skall omfatta och vilka drag hos dessa som skall undersökas Problemställningar kan formuleras genom: frågor hypoteser Data Datans beskaffenhet Definition Grundtyper Primär sekundär Objektivt subjektiv Empirisk analytisk Kvalitativ - kvantitativ 1
Definition data NE representation av fakta, begrepp eller instruktioner i form lämpad för överföring, tolkning eller bearbetning av människor eller maskiner Oxford Dictionaries facts and statistics collected together for reference or analysis things known or assumed as facts, making the basis of reasoning or calculation Grundtyper Rådata Data som ej har blivit behandlat Fältdata Data insamlad i sin naturliga omgivning Experimentdata Data insamlad via experiment Empirisk - analytisk Primär - sekundär Empirisk data Kommer från studier verkliga fenomen Analytisk data Kommer från beräkningar, resonemang, logiska härledningar, rationellt tänkande Primärdata Data insamlad av forskaren själv (Data insamlad i syfte att studera aktuellt fenomen) Sekundärdata Data insamlad av någon annan (Data insamlad i annat syfte) Objektivt - subjektiv Objektiv Data från mätning, ofta en fysisk parameter Semi-objektiv: Skattning, uttryck av en utvärderaren enligt mall Subjektiv: skattning, människor uttrycker vad de tycker, känner, tror om något Kvalitativ - kvantitativ Kvantitativt Siffor (kontinuerlig skala); mätbara, statistiska Semi-kvantitativt Kategorisering, ranking Kvalitativa Ord och bild; beskrivning, förståelse 2
Variabler och operationalisering Variabler i forskningen Faktorer eller förhållanden som undersöks eller får ändras under loppet av en studiet Till exempel, i ett experiment se hur olika förhållanden påverkar temperatur vid vilken vatten kokar, la storleken på brännaren och använt potten, mängd vatten, temperatur där vattnet värms upp och eventuella föremål i vattnet är alla variabler En variabel är ett något som varierar och har två eller fler nivåer/kategorier En variabel måste innehålla nivåer/kategorier som är både heltäckande och ömsesidigt uteslutande Heltäckande och ömsesidigt uteslutande Typer av variabler Nominala variabler Har attribut som bara är ömsesidigt uteslutande Ordinala variabler (ordningvariabler) Har attribut som går att rangordna logiskt Intervallvariabler Har attribut där intervallet har en mening Kvotvariabler Har attribut som har en relevant nollpunkt Variabler i studier Variabler definieras efter sin användning i studier Oberoende variabler Variabler som ändras under studier (orsak) Beroende variabler Variabler som mäts under studier (effekt) Konstanta variabler Variabler som hålls konstanta under studier 3
Operationalisering Specificera empiriska indikatorer (fakta, variabler) till att representera teoretiska begrepp (konstrukt) Mer konkret definition på ett abstrakt beskrivning Formulera problemet så att det går att testa empiriskt d.v.s. att de går att undersöka eller t.o.m mäta T ex omvandla en teoretisk hypotes till en empiriskt testbar hypotes Operationell definition Vad ett begrepp innebär i verkligheten och hur ett begrepp kan mätas (vilka variabler som ska mätas) Ex: artificiell intelligens: om det som en maskin producerar inte går att skilja från det som en mänsklig hjärna producerar Exempel operationell definition Den sociologiska/teoretiska definitionen av materiell fattigdom beskriver fenomenet som ett tillstånd av: en allvarlig och bestående knapphet som kännetecknar en människa, en grupp eller hela befolkningen. a) Absolut fattigdom: Ej tillräcklig tillgång till nödvändiga resurser för att överleva - Livsmedel, kläder, bostad och värme Exempel på operationell definition av absolut fattigdom: Ej kunna äta sig mätt mer än 1 dag/vecka b) Relativ fattigdom: Fattig i förhållande till det sociala sammanhang/kontext man lever i Två exempel på operationell definition av relativ fattigdom: Med fattig avses de individer och grupper i Sverige som av ekonomiska skäl inte kan upprätthålla en materiell standard och välfärdsnivå som en majoritet av befolkningen anser vara en lägsta nivå för att leva ett drägligt liv Inkomst under X kr Mätning/insamling av datan Datainsamlingsmetoder Sätt att mäta Mätning: Noggranna och avsiktliga iakttagelser av den verkliga världen för att beskriva fenomen (objekt och händelser) i begrepp av de attribut som utgör variabeln. Ett medel att nå målet med studien En bra mätning fångar variationen i en operativt definierad variabel Om mätningen inte täcker in fenomenet tillräckligt are resultat från studien skräp, oavsett hur bra urval eller hypoteser var Mätningsteori Mätning, serie åtgärder varmed en egenskap hos ett fenomen, ett objekt eller ett ämne kan uttryckas med fakta på ett sådant sätt att relationer mellan empiriska fenomen tydligt representeras För att mätas måste fenomenet kunna särskiljas som en mätbar enhet (variabel) Det måste finnas ett mätdon - redskap Grundläggande begrepp Viktiga begrepp inom mättekniken är bland andra kalibrering mätosäkerhet onoggrannhet, precision fel, systematiska och tillfälliga störningar av olika slag repeterbarhet spårbarhet 4
Mätfel Ett mätfel anses sammansatt av de två komponenterna tillfälligt och systematiskt fel Med tillfälligt fel menas den komponent av mätfelet som varierar slumpmässigt vid upprepade mätningar av samma storhetsvärde. Systematiskt fel omfattar den komponent av mätfelet som under nämnda betingelser förblir konstant eller varierar på ett förutsägbart sätt Det går inte att korrigera för ett tillfälligt fel. Storleken på ett systematiskt fel kan åtminstone tillnärmelsevis fastställas genom kalibrering En viktig felkälla vid mätning Det finns många möjliga felkällor vid datainsamling En av de viktigaste kan exemplifieras med Hawthorne-effekten och Heisenbergs osäkerhetsprincip Mätning/insamling av datan Metoder En mätmetod kan vara antingen direkt eller indirekt Exempel på en direkt mätmetod är bestämning av längd med en skallinjal Exempel på en indirekt metod är bestämning av resistans R genom uppmätning av elektrisk ström I genom samt spänningsfall V över en resistor R = V / I Metod = planmässigt tillvägagångssätt för att uppnå visst resultat (Källa: NE) Metoder är ett verktyg för att underlätta arbetet Metoder är också till för att säkerställa kvalitén i arbetet Undvika slentrian Dokumentera kunskap Men, bara för att man använder en metod behöver det inte bli bra! Mätning/insamling av datan Metoder Fysiska mätningar Intervju Observation Enkät Litteraturgenomgång Mätningar objektiva data Mätningar av en fysisk parameter, mestadels med hjälp av ett mätinstrument Tekniska data Fysiologisk data Ekonomiskt data Geografisk data Etc. 5
Intervju Intervju Direkt kommunikation och samspela mellan intervjuare och respondent Syfte att få kunskap och förståelse för respondentens sätt att tänka och resonera Genomförande - Personlig intervju - Telefonintervju - Via internet Tre kategorier - Ostrukturerade - Halvstrukturerade - Strukturerade Hej! Ostrukturerade intervjuer Breda intervjuområden/ämnen bestämda i förväg (inga frågor eller öppna frågor) Intervjuaren styr diskussionen i den riktning som han/hon anser är viktig Passar bäst i situationer när undersökaren inte har så mycket kunskap om området Intervju Halvstrukturerade intervjuer Både förutbestämda breda frågor och öppna frågor Undersökaren har en tydligare bild av vad som är viktigt att få reda på Ger förutsättningar för en mer systematisk analys samtidigt som det ger respondenterna möjlighet att ta upp saker som de tycker är viktiga Intervju Strukturerade intervjuer Förberedda smala och specifika frågor Ibland används förutbestämda alternativ till svar (jfr enkät) Kräver att undersökaren har en klar idé om vad han vill ha svar på och god domänkunskap om ämnet Krav på intervjuaren Insatt (väl förberedd) Strukturerad (motivet med intervjun skall vara klart och ej kunna misstolkas) Tydlig (begripliga frågor) Visa hänsyn (avbryt ej) Öppen (reagera på det som är viktigt) Styrande (veta vad man vill ha svar på) Kritisk (ifrågasätt, motsägelser) Låt den intervjuade få läsa och reagera Etiska överväganden viktiga Olika slags frågor Inledande frågor (när började du intressera dig för ) Uppföljningsfrågor (säg lite mer om ) Sonderingsfrågor (fördjupning av ett svar) Preciserande frågor (hur reagerade x då?) Direkta frågor (på slutet av intervjun) Indirekta frågor (vad tycker man om ) Strukturerade frågor (man byter tema) Tolkande frågor (menar du att?) 6
Kritik mot intervjuer Intervju sammanfattning Alltid partsinlagor, tillförlitligheten måste ifrågasättas Individer har olika förmåga att uttrycka sig i tal Intresset att ställa upp varierar, urval skevt Relationen intervjuare/intervjuad centralt Personlig integritet i moderna studier Hjältarnas historia Tidsfaktorn (efterkonstruktion) FÖRDELAR Flexibel, intervjuaren kan kräva förklaringar och ställa följdfrågor Risken för feltolkning minimeras Litet bortfall, kan få representativt underlag NACKDELAR Arbetskrävande (hitta, förbereda, genomföra och analysera) Lämpar sig ej för stora urval Intervjuaren måste vara närvarande hela tiden Krav på den som intervjuar (undvik att själv svara på frågan!) Intervjuaren kan påverka respondenten intervjuareffekter Observation Användning av sinnena för att samla in direkt data om ett fenomen Exempelvis att se vad människor gör, att dokumentera det, analysera och tolka det som observerats Experiment, kulturer, subkulturer, seder, kommunikation, frekvenser, beteende, mönster, maktförhållanden, relationer, interaktioner, miljöer, sociala grupperingar etc. Observation Direkta observationer Observatör studerar personligen den aktuella situationen Deltagande observation Observatören deltar själv i det man vill studera Självobservation Deltagarna specificerar själva beteendet, till exempel fyller i en dagbok om sitt rörelsemönster, arbetsuppgifter, larmlogg Indirekta observationer Analys av en inspelad situation på video (t ex. fordonsförare) Deltagande observation Man ser världen med andras ögon, närhet till personer Lära sig det lokala språket Genomskådar beteenden, annars tagna för givna Fånga upp avvikande och dolda beteenden Skapar flexibilitet Man möter människor i deras vardag Fara: man kan bli styrd och manipulerad. Man ser bara det man vill se eller blir förevisad Skapa en detaljerad och utförlig bild av det som observeras Miljö (fysisk miljö, rum, interiör, möbler etc.) Aktörer (position, status, kön, ålder) Aktiviteter Objekt Handlingar Händelse Tid Mål & syfte Emotioner Observation Dokumentation instrument Fältanteckningar Bandupptagningar Foto/film Papper & penna 7
Observation: Videofilmning i bil Observation sammanfattning FÖRDELAR Studerar beteende och inte bara åsikter Den metod som kommer närmast analys av utförande under naturliga förutsättningar NACKDELAR Ej kunskap om bakomliggande orsaker tolkningen av resultat kan vara svår Tillgänglighet och möjlighet att observera kan vara begränsad ibland Ger ingen information hur personer tänker Enkät Enkät Datainsamling genom att frågeformulär som överlämnas till respondenten. Frågeformulär som överlämnas till respondenten Indirekt metod (ej närvarande med respondenten) Främsta användningsområden: Samla in data från ett stort antal personer Samla in data från personer som är svåra eller resurskrävande att nå Validera tidigare resultat från intervjuundersökningar Formulering av bra frågor är mycket svårt (kräver erfarenhet) Pilotstudier viktiga Beakta: Ordval enkla och välkända ord, undvik fackuttryck Läsbarhet korta frågor Innebörd ej ledande frågor och en enda frågeställning Var selektiv vid val av frågor, välj bara de mest nödvändiga! Enkäter fungerar bäst för att bekräfta redan känd kunskap!!! Enkät Frågeformuleringen mycket viktig Fråga enkelt och tydligt (entydigt)! Vilken utformning av frågan passar bäst? Bundna svarsalternativ eller skalor I förväg definierade alternativ (antal?) Öppna frågor Respondenten får skriva fritt Bra när undersökaren är osäker på vilka aspekter som är viktiga att fråga efter Ofta svårt för respondenten att skriva fritt Enkät sammanfattning FÖRDELAR Billig och effektiv metod att samla data från stora grupper Säkerställer anonymitet (viktigt vid känsliga frågeställningar) Respondenten kan svara när han/hon har tid Ingen intervjuare som kan påverka utfallet NACKDELAR Risk för misstolkningar Stort bortfall, icke representativt urval extrema åsikter inte med? Påminnelser behövs ofta 8
Litteraturgenomgång Skriftligt material Genomgång av skriftliga källor för att samla in data Olika källor Vetenskaplig litteratur Externt eller interna dokument organisation Internet Tidningar Centrala val Vilka källor ska tas med? Vilken data ska plockas från källorna? Autencitet: är materialet äkta? I vilket sammanhang och syfte har det tillkommit? Trovärdighet: är materialet utan felaktigheter (primära eller sekundära källor) Representativitet: är materialet typiskt för den kategori som undersöks Meningsfullhet: är materialet begripligt och hur ska man tolka det? Tolkning av källorna Kritisk granskning: Använd primära källor så ofta som möjligt Använd sekundära källor med stor försiktighet Använd flera källor i kombination Källkritiken inrymmer fem olika processer: Tyda data Tolka och förstå innebörden Bekräfta källans äkthet Utröna dess tillförlitlighet Kunna rekonstruera den historiska händelsen Felkällor Falska och äkta källor (även primära källor kan vara falska) Fel vid översättning eller nyutgåvor av äldre skrifter Brister i begrepp och definitioner Otillförlitlig statistik eller underlag (bias, standardavvikelse) Att tänka på vid val av metod Vilken typ av data kommer bäst besvara mina frågor? Hur ska jag samla in data har jag möjlighet att ta mig till lämplig plats för primärdata? har jag tillgång till sekundärdata? Hur mycket tid har jag på mig, hur ska jag avgränsa? Hur vill jag bearbeta och presentera data? Vilken typ av slutsatser vill jag kunna dra? Ofta kombineras metoder i de studier som man gör Studier En systematisk procedur för att undersöka relationen mellan två eller flera variabler 9
Hur kan en forskningsstudie se ut? Mål: utforskande, beskrivande, förklarande, testande och jämförande studie Litteraturstudie, datastudie, empirisk studie och interventionsstudie Intervjustudie, observationsstudie, enkätstudie Fallstudie och experimentell studie Fältstudie och laboratoriestudie Simuleringsstudie och simulatorstudie Sällan att en studie finns i sin rena form, utan ofta ett variant. Vissa går att kombinera, men vissa går inte. Mål relativt fenomenet Utforskande studie studera vilka fenomen som förekommer Beskrivande studie skildra fenomenet utförligt Förklarande studie klargöra orsak och omständigheter för fenomenet Testande studie Prova om en hypotes om ett fenomen stämmer Jämförande studie studera samma fenomen i skilda kontexter Litteratur, data, empirisk och intervention Litteraturstudier sammanställer redan publicerad forskning inom ett visst område (originalartiklar) Datastudier gå igenom befintlig tidigare insamlad data Empiriska studier t.ex. intervjuer, enkäter, observationer av människor Interventionsstudie forskare skapar fenomenet som studeras Studie utifrån datainsamlingsmetod Intervjustudie Studie där intervjuer är den huvudsakliga datainsamlingsmetoden Observationsstudie Studie där observation är den huvudsakliga datainsamlingsmetoden Enkätstudie Studie där enkäter är den huvudsakliga datainsamlingsmetoden Experiment vs fallstudie Experimentstudie Förhållanden skapad av forskaren Har kontroll de faktorer som inverkar Tydlig skillnad på fenomenet och fenomenets kontext Fallstudie Studie av unika empiriska fenomen Fenomen ej skapade av forskaren Används på fenomen som ofta är svårt att särskilja från fenomenets kontext Fält vs laboratorium Fältstudie Utförs i den rätta kontexten för fenomenet Laboratoriestudie Utförs en artificiell miljö för fenomenet En experimentstudie innebär inte med nödvändighet en laboratoriestudie, utan kan lika gärna vara en fältstudie 10
Simuleringsstudie och simulatorstudie Utformning av studier Simuleringsstudie Simulering används som kunskaps källa istället för verklighet Simulatorstudie Försökspersonen interagerar med simulerad miljö istället för verklig Utgångspunkt forskning Målet med forskning Problemformulering och frågeställning Variabler och data Syftet och målet med studien Hur den är kopplad till helheten Fenomen i studien Finns fenomenet du vill studera redan eller behöver du skapa det? Hur lätt och enkelt är det att skilja fenomenet från kontexten? Hur väl kan/vill du kontrollera fenomenet ock kontexten? Urval Bedöms utifrån metodologiska och resursmässiga förhållanden Urvalstyper Population (urvalet = hela populationen) Pragmatiskt urval (pilotstudier) Sannolikhetsurval (slumpmässigt urval) Strategiskt urval med syfte att: Utveckla begrepp, hypoteser och teorier Nå helhetsförståelse Nå generella slutsatser utifrån relativt små urvalsgrupper Urvalskriterier Inklusions-/exklusionskriterier Urval måste alltid motiveras Behandling av datan i studien 1. Insamling av rådata Till exempel: - Vem samlar in - Vilka instruktioner? - Hur reagerar respondenterna? 3. Bortfall? Till exempel: - Utesluta? - Ersätta värden? - Analys av extremfall - Välj analysmetod i förväg 2. Databearbetning Till exempel: - Kodning - Kategorisering - Systematiskt bortfall (tex oreliabla frågor) - Osystematiskt bortfall (t.ex. misstag, tidpunkt) Organisation kring studien Resurser Labblokaler och/eller mätutrustning Försökspersoner och/eller företag Programvaror och andra analysverktyg Ska studien utföras en forskare eller i grupp? Fördelning av arbetsuppgifter, till exempel Hitta personer, företag, etc Planera studie Utföra datainsamling/experiment/etc Analysera data Kvalitet på studier och etik 11
Reliabilitet I vilken utsträckning en mätning ger samma resultat om den upprepas på samma fenomen frånvaro av slumpmässiga fel Kvaliteten på den tekniska utrustningen Kvaliteten på forskaren Beskrivning av förförståelse (kompetens) Förmåga att göra bra observationer Följsamhet mot data (flexibilitet) Kvaliteten på handledningen Objektivitet Vara neutral Inte färga data med sin egen förförståelse Validitet I vilken utsträckning en mätning mäter det som det som den utger sig från att mäta frånvaro av systematiska fel Kommunikativ validitet Beskrivning av författarens förförståelse Beskrivning av datainsamling Beskrivning av urval Beskrivning av analysprocessen Deltagarkontroll (informanten får rätta fel) Triangulering (personer med olika relationer till objektet intervjuas) Reabilitet och validitet Vanliga fel vid studier Felaktiga slutsatser om validitet hos en studie kan dras om Studien upplagt på ett felaktigt sätt Urvalet är felaktigt gjort (otroligt vanligt fel) Datainsamlingsmetoden är icke passande Analysen gjort på fel sätt Inkorrekta slutsatser är dragna Okunskap/ignorering av confounding-variabler Vid hypotestest Avslag på en noll hypoteser när den är sant Det är känt som ett fel av typ I Godkännande av ett nollhypotesen när den är falsk Det är känt som ett fel av typ II Kritisk granskning av studier Är frågeställningen tydlig och väl beskriven? Passar metodvalet till syftet? Alternativ metod? Hur valdes deltagare och kontext? Har datainsamlingen genomförts på ett korrekt sätt och med en lämplig metod? Passar analysmetoden? Kontrollerades analysens kvalitet? Är resultaten trovärdiga och betydelsefulla? Vad är forskarens perspektiv? Finns det med i tolkningen? Är studiens slutsatser försvarbara utifrån resultaten? Är resultaten överförbara till en annan kontext? Etiska aspekter deltagare Nytta icke skada principen Fysiskt, psykiskt eller socialt Autonomiprincipen Frivilligt deltagande Informerat samtycke Konfidentialitet - inte identifieras i resultatet Om rätten att avbryta sitt deltagande utan att ange någon närmare förklaring 12
Etiska frågor vid insamlandet Personuppgiftslagen (PUL) Syfte Undanhålla syftet med studien för inblandade människor Situationen Personliga konsekvenser för inblandade, t ex. stress eller fysiska skador, personlig integritet Upplägg Hur inträngande kan man vara? Hur kritiska frågor kan man t.ex ställa till intervjupersonen Personlig hantering Ta hand om försökspersoner (Debriefing och försäkringar) Efterarbete Återkoppling och uppföljning hur delge resultat? Reglerar hur vi sparar personuppgifter om och i våra studier Personuppgift = All slags information som direkt eller indirekt kan hänföras till en fysisk person som är i livet. Tänk på! Medgivande från studerade personer om vilken data som samlas in och hur det kommer att användas Inte spara information som kan identifiera person tillsammans med insamlad data Etiska aspekter analys Konfirmeringsbias Tendens i mänskligt beteende, att omedvetet vara selektivt uppmärksam på sådan information som bekräftar våra egna uppfattningar Systematiskt bara sökta efter stöd för att hypotes är riktig Om man som forskare vill bevisa något med en studie, hur behåller man det då objektivt och trovärdigt? Gruppuppgift Bakgrund Alla kandidatarbeten på M-programmet ska innehålla någon form av vetenskaplig kunskapsproduktion Omfattningen beror på det specifika projektet Lärandemål: Kunna beskriva vad kunskap är och olika syn på kunskap Kunna beskriva det vetenskapliga sättet att nå kunskap Kunna tillämpa vetenskaplig metodik i ett ingenjörsprojekt Kunna reflektera över sin egen kunskapsproduktion i ett ingenjörsprojekt Vetenskapligt arbete i kandidatarbetet Föreläsning 1 och 2 har lagt grunden för att inkludera vetenskaplig kunskapsproduktion i era kandidatarbeten Diskutera med era handledare hur detta på bästa sätt kommer in i ert kandidatarbete Planera ert arbete och utför det enligt er plan Redovisas vid gruppresenattionen 13
Organisation av gruppresentationer Vecka 18 och 19 (exakta tider kommer) Tre grupper presenterar tillsammans 5 min presentation (PowerPoint od)+ 5-10 min diskussion Presentera hur vetenskaplig kunskap tas fram inom ert kandidatprojektet Möjlighet att ställa frågor till mig Återkoppling från mig och de andra grupperna Vetenskapsmetodik M Föreläsning 2 Lars-Ola Bligård Design & Human Factors Produkt- och produktionsutveckling 14