PC-Programm zur Durchführung von Doppelblind

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PC-Programm zur Durchführung von Doppelblind-Experimenten
Vorgeschichte und Zweck dieses Programms
Ein wesentliches Element wissenschaftlicher Forschung ist die Durchführung von
Experimenten, die auf der Erhebung von Messdaten beruhen. In der Regel steht zu diesem
Zweck ein Vielzahl von Messinstrumenten zur Verfügung, mit deren Hilfe verlässliche
Messwerte mit bekannter Fehlertoleranz gewonnen werden können. Es gibt jedoch
Situationen, in denen außer der Messung mit Geräten auch - oder gar ausschließlich - die
subjektive Beurteilung durch Menschen erforderlich ist. Beispiele sind psychologische Tests,
medizinische Studien. Auch z.B. bei der Bewertung der Klangqualität von
Musikübertragungen können Messgeräte nicht komplett die Beurteilung durch Zuhörer
ersetzen. Die Notwendigkeit subjektiver Beurteilung findet sich ganz besonders in
Grenzbereichen der Naturwissenschaft, z.B. bei der Frage, wie weit tatsächlich mit einer
Wünschelrute Signale erspürt werden können, die der Physik unzugänglich sind.
Konkret trat die Frage der Verlässlichkeit subjektiver Beurteilung in einer Diskussion mit Prof.
Balck auf, der an der TU Clausthal in seinen Experimenten die Umgebung (u.a.) einer von
Strom durchflossen Toroid-Spule mit bloßen Händen erfühlt und dabei Strukturen im Raum
erkennt.
http://www2.pe.tu-clausthal.de/agbalck/biosensor/physik-neu-006
Ein Problem derartiger Experimente ist, dass die Sinne des Menschen keine exakten
Messgeräte sind. Ein Beispiel: Eine Hand wird in warmes Wasser getaucht und die andere in
kaltes. Danach fühlen beide Hände, in lauwarmes Wasser getaucht, sehr unterschiedliche
Temperaturen. Es gibt also Unsicherheiten subjektiver Messwerte, Abhängigkeiten von der
Vorgeschichte, auch Schwankungen von Versuch zu Versuch, sowie - ganz wesentlich eine Beeinflussung durch Erwartungen.
Deshalb ist bei solchen Experimenten
unbedingt ein Doppelblind-Versuch
erforderlich, dessen Ergebnisse
statistisch ausgewertet werden.
Sauber durchgeführte
Doppelblindversuche sind sehr
aufwändig, da keine der mit dem
Probanden in Kontakt tretende
Person die tatsächlich gerade
aktuellen Test-Parameter kennen
darf, um keine störenden
Erwartungen auszulösen.
Eigens zu diesem Zweck wurde ein
elektronischer Zufalls-Apparat
entworfen und gebaut. Damit ist es
sogar für eine einzige Person
möglich, Doppelblind-Experimente
durchzuführen.
Elektronischer Zufalls-Apparat mit 2 getrennt
einstellbaren Stromquellen für die Toroid-Spule
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Ausgehend von diesem Entwurf
entstand in Zusammenarbeit mit Prof.
Balck die Idee, ein Programm in
Visual Basic zu erstellen, das die
Steuerleitungen eines PC zur
Bereitstellung der Zufalls-Signale
nutzt.
Gebrauchsanleitung zum PC-Programm
Anschluss der Versuchsanordnung
Das Programm gibt 2 Signale über Steuerleitungen der COM-Schnittstelle des PC (oder
eines USB-Adapters) aus. Zwischen den beiden Signalen kann manuell oder
zufallsgesteuert hin- und hergeschaltet werden. Beispielsweise kann die eingangs erwähnte
Toroid-Spule auf diese Weise mit 2 verschiedenen Strömen beschickt werden.
Beschaltung des COM-Ports für das Beispiel der Toroid-Spule
Die beiden Signale '0' und '1' werden über die Steuerleitungen RTS und DTR der
Schnittstelle ausgegeben. Die Ausgangsspannung liegt bei etwa 10V und ist mit ca. 1mA
belastbar, was aber je nach Ausführung der Schnittstelle verschieden sein kann. In diesem
Beispiel wird die Spannung zunächst über R2/R3 bzw R5/R6 auf 100mV heruntergeteilt und
dann über R3 bzw. R6 zwei verschiedene Ströme auf die Spule gegeben. Für andere Ströme
oder eine andere Anwendung kann diese Schaltung entsprechend modifiziert werden. Falls
eine Polaritätsumschaltung gewünscht ist, dienen die Leitungen CTS und DSR als
Rückmeldung an das PC-Programm, welche Polarität gerade eingeschaltet ist.
Start des Programms
Das Programm muss zunächst installiert werden, wie für Microsoft Visual Basic-Programme
üblich, indem die mitgelieferte Datei Setup.exe ausgeführt wird. Gegebenenfalls ist das
Microsoft .NET Framework zu installieren.
In dem erscheinenden Fenster kann aus einer Liste der zu verwendende COM-Port
ausgewählt werden.
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Programm-Oberfläche
Durchführung des Experimentes
1.) Über die Knöpfe 'Signal 0' und 'Signal 1' manuell zwischen den beiden Signalen hin- und
herschalten und - ggf., je nach vorhandenem Versuchsaufbau - per Drehregler und
Polaritätsschalter zwei verschiedene Signale auswählen, die für den Probanden möglichst
deutlich unterscheidbar und wiedererkennbar sein sollen. Es ist zu empfehlen, sich dabei
ausreichend Zeit zu lassen. (Prof. Balck berichtet z.B., dass nach jedem Umschalten erst
einige Zeit verstreichen muss, bevor sich das Signal stabilisiert.) Bei der Teilnahme mehrerer
Personen jeweils allen ankündigen, wann umgeschaltet wird und was für ein Signal jeweils
eingeschaltet ist, damit sich jeder gut auf die beiden Signale einstellen und auf den Test
vorbereiten kann.
2.) Die Anzahl der gewünschten Test-Schritte auswählen, z.B. für den Anfang 3.
3.) Mit dem Knopf 'Test Start' den Test beginnen. Die Testschritte werden mit den
Buchstaben 'A', 'B', 'C' usw. bezeichnet und angezeigt.
4.) Das Programm hat bei Beginn des Schrittes eines der beiden Signale '0' oder '1'
ausgewählt. Die Teilnehmer haben jetzt Gelegenheit, das Signal zu erspüren. Das
Programm hält 2 Zahlenfelder bereit. Für jede Person, die das Signal '0' bzw. '1' vermutet,
kann man die entsprechende Zahl durch Anklicken des nach oben zeigenden Pfeils
heraufzählen. Eventuell kann jeder Teilnehmer seine Wahl auch auf einem Zettel festhalten,
indem er z.B. die Schrittbezeichnung 'A', 'B' u.s.w. und das Signal '0' oder '1' notiert. Das
Programm wählt niemals für alle Schritte des Durchgangs immer das selbe Signal aus; es
kommt also mindestens einmal eine '0' und mindestens einmal eine '1' vor.
5.) Zum Üben kann man durch eine Markierung bei 'offen' anzeigen lassen, welches Signal
das Programm gerade ausgewählt hat. Zurückschalten verdeckt nach diesem 'Spicken' die
Anzeige wieder.
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6.) Wenn sich alle Teilnehmer für ein Signal entschieden haben und gezählt sind und noch
ein Testschritt ansteht, mit 'nächster Schritt' fortfahren. (Weiter wie Punkt 4.)
Nach dem letzten Schritt 'Auflösen' anklicken. Das Programm zeigt in dem Textfenster die
Signale an, die bei den einzelnen Schritten zufällig ausgewählt wurden. Falls die
Vermutungen der Teilnehmer vorher eingegeben wurden, zeigt das Programm diese
Eingaben und die Anzahl der Treffer an. Das Protokoll kann durch manuell eingegebene
Anmerkungen ergänzt und abgespeichert werden.
Für einen neuen Durchgang bei Punkt 3.) fortfahren oder je nach Wunsch bei Punkt 2.) mit
einer anderen Schrittzahl oder bei Punkt 1.) mit geänderten Einstellungen weitermachen.
Auf ein fröhliches und erfolgreiches Experimentieren!
Copyright 2013 Bernhard Foltz, Hitlstr. 1, 80997 München
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