Задержка дыхания. Эксперимент.
Внимательно прочитайте текст задания. Найдите ошибки, допущенные при постановке эксперимента. Перечислите их и объясните, почему Вы считаете, что это ошибки. Для каждой ошибки объясните, как нужно было действовать, чтобы получить достоверный ответ на поставленный Мишей вопрос.
Миша хотел стать врачом и решил исследовать, как влияют занятия спортом на показатели дыхательной системы у школьников. Он прочитал, что для получения достоверных результатов необходимо проводить исследование не на двух-трех индивидах, а на группе. Миша решил набрать среди своих знакомых две группы: не занимающихся и занимающихся активными видами спорта. Для этого он предложил ребятам заполнить анкеты и, используя полученную информацию, сформировал две группы из 15 человек каждая. В группу учеников, занимавшихся спортом, вошли 7 девочек из 4 и 5 классов, 2 мальчика из 9 класса, 3 девочки из 8 класса и 3 мальчика из 10 класса. Группу не занимающихся спортом составили 4 девочки из 5 и 7 классов, 6 мальчиков из 9 класса и 5 мальчиков из 11 класса. Миша измерял максимальное время задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) и на выдохе (проба Генчи) по секундомеру у каждого школьника однократно - сначала первый показатель, а через 30 секунд второй.
Затем Миша определил средние значения пробы Штанге и пробы Генчи для каждой из групп и сравнил их. Каково же было его удивление, когда оказалось, что у ребят, не занимавшихся спортом, эти показатели были в среднем выше, чем у тех, кто спортом занимался.
При постановке эксперимента были допущены следующие ошибки:
-
Миша проводил пробы Штанге и Генчи для каждого испытуемого только один раз. Это дает большую погрешность, т.к. велика роль случайных отклонений. Каждую пробу для каждого человека было необходимо выполнить не менее трех раз и вычислить среднее арифметическое.
-
Промежуток времени между пробами был слишком коротким для полной нормализации дыхания. Поэтому результаты пробы Генчи скорее всего неверны. Следовало проводить пробу Генчи после более продолжительного промежутка времени, хотя бы 5 минут.
-
Нормы для дыхательных проб отличаются у разных возрастов, причем все они увеличиваются по мере взросления. Поэтому считать среднее арифметическое для разновозрастной группы просто бессмысленно. У Миши те, кто занимались спортом, были в среднем младше тех, кто спортом не занимался, и потому их, вероятно, более высокие значения измерений все равно оказывались не выше или даже ниже, чем у более старших ребят. Мише следует набирать группы одновозрастных ребят.
-
Измеренные Мишей нормы зависят еще и от пола: у мальчиков они выше. Группы по этому показателю были сильно неоднородны, причем девочек значительно больше в группе, которая занимается спортом. Поэтому группы испытуемых должны быть однородны и по возрасту, и по полу. В идеале стоило бы построить для разных полов кривые, на которых было бы видно динамику показателей с возрастом – и для спортсменов, и для не занимающихся спортом. Возможно, это было бы лучшим финалом исследовательской работы.
Версии, связанные с возможной неполнотой анкетных данных:
-
При анкетировании некоторые участники могли скрыть правду. Например, по каким-то причинам не сказать, что они занимаются спортом. Достоверность анкетных данных является известной и не всегда разрешимой проблемой в подобных исследованиях. В данном случае Миша может попытаться получить объективные подтверждения, например, попросить ребят показать медали и грамоты за соревнования.
-
Нет данных о продолжительности занятий спортом: ребята из группы спортсменов могли начать заниматься совсем недавно, а из группы не-спортсменов - только что прекратить заниматься спортом.
-
Еще один возможный недостаток анкетирования: ребята из группы спортсменов могли только что переболеть ОРЗ/ОРВИ или еще какой-то болезнью и в результате показать низкие результаты, не указав в анкете, что болели.
-
Возможно, кто-то из ребят, не занимающихся спортом, имеет высокие показатели дыхательной системы благодаря другим видам занятий, например, пению.
-
В физиологии, как и любой другой экспериментальной науке, не бывает «в среднем больше» и «в среднем меньше». Заслуживают внимания только формулировки вида «достоверно больше» или «достоверно меньше», а для этого требуется сравнение выборок с помощью какого-либо статистического критерия (отметим, что подсчет среднего арифметического не может быть назван статистической обработкой).
За каждую из версий 1-9 могло быть начислено по 2 б. в случае понятного и грамотного объяснения (всего не более 12 б.). Без объяснения - 1 б. за версию. В случае ошибки при объяснении версии оценка снижалась на 1 б.
Это исчерпывающий список правильных ответов, которые приведены в работах всех участников. Все остальные варианты ответов не засчитывались и не будут засчитаны в случае апелляции.
Понятно, что эксперимент Миши можно было улучшить, однако такие предложения не засчитывали, поскольку они, во-первых, не описывают ошибки эксперимента. А вовторых, к школьной исследовательской работе неразумно предъявлять те же требования, что и к масштабному научному исследованию. Поэтому в данном случае не было нужды (далее перечислены наиболее часто встречавшиеся предложения): - в специальной подготовке: соблюдении диеты и/или общего для всех режима дня; - в дополнительных пробах и анализах, в том числе после физической нагрузки; - в подборе ребят, занимающихся только определенными видами спорта, т.к. любой активный спорт укрепляет дыхательную систему; - в формировании групп большего размера, в том числе из разных школ и городов; - в долгосрочном наблюдении за одними и теми же людьми, которые сначала не занимались спортом, а потом начали.