Webinář ZDARMA [18. 1. 2024]

Nejčastější chyby v popisné statistice (a jak se jim vyhnout)

Výzkumné otázky: jak je správně formulovat a jakým chybám se vyhnout

Výzkumná otázka má velký vliv na design výzkumu, volbu statistických metod a také na to, zda vám získané výsledky pomohou potvrdit vaši hypotézu. Jak ji správně definovat?

Obsah


Co je výzkumná otázka?

Jedná se o druh otázky, kterou se snažíme vyřešit pomocí výzkumu, resp. prostřednictvím sběru a analýzy dat. Tvoří se postupně a její formulaci předchází:

  1. volba výzkumného tématu (vychází z našeho zaměření),
  2. určení neprouzkoumané oblasti (knowledge gap) tématu studiem literatury a konzultacemi s dalšími výzkumnými pracovníky,
  3. volba výzkumného problému (hlavní téma, kterým se určitá laboratoř nebo výzkumná skupina dlouhodobě zabývá); vyvstává jak z předchozího výzkumu, tak z aktuálních potřeb společnosti.

Výzkumná otázka se zaměřuje na specifický aspekt výzkumného problému – zkoumá pouze omezený počet proměnných. Určitý výzkumný problém proto může vygenerovat velké množství výzkumných otázek, na jejichž základě potom formulujeme konkrétní hypotézy (ve formě oznamovací věty), které se snažíme ověřit.

Příklad

Jak je patrné z textu výše, zaměření výzkumu se v každém kroku směrem k výzkumné otázce přesouvá z abstraktní roviny do konkrétní. Pokud se např. zabýváte ekologií rostlin, můžete si jako výzkumné téma zvolit vliv klimatických změn na druhovou rozmanitost rostlin.

Po rešerši literatury a konzultaci s kolegy zúžíte svůj profesní zájem do následující výzkumné otázky: „Jak změny teploty a srážek ovlivnily rozmanitost druhovou rozmanitost rostlin na alpinských loukách a v tropických deštných pralesech v posledních 50 letech?“

Z otázky lze odvodit hypotézu: „Vyšší teploty vedou k snížení druhové rozmanitosti rostlin v chladných ekosystémech, jako jsou alpinské louky, zatímco v některých teplých ekosystémech, jako jsou deštné pralesy, může dojít ke zvýšení rostlinné biodiverzity“.


Zvýhodněné balíčky kurzů

Zakupte si balíček 2 nebo více vybraných kurzů a ušetřete

K čemu výzkumné otázky potřebujeme?

Výzkumná otázka je důležitou součástí grantových žádostí, průběžných zpráv a vědeckých článků. Vedle toho ale také pomáhá určit směr výzkumu a jeho design, tedy:

Formulace výzkumné otázky není jednosměrný proces – na základě studia literatury a nových zjištění v průběhu práce se postupně mění a upravuje.

Příklad

Pokud se např. ukáže, že pro otázku „Jaký je vztah mezi dobou strávenou na sociálních sítích a úrovní stresu u 15letých studentů gymnázií?“ nedokážete sehnat dostatek respondentů, můžete otázku upravit na „Jaký je vztah mezi dobou strávenou na sociálních sítích a úrovní stresu u studentů gymnázií ve věku 15–18 let?“. (Na téma velikosti a výběru vzorku pro vás připravujeme samostatný článek.)

Je ale třeba vzít v potaz rozdíly mezi jednotlivými ročníky studentů v užíváním sociálních médií a v míře stresu kvůli tlaku na studijní výsledky (u starších studentů budou pravděpodobně vyšší) a dalším faktorům mimo naši kontrolu.

Špatně položená výzkumná otázka může vést k výběru nevhodné výzkumné metody a statistického testu. Výsledkem může být např. falešně negativní výsledek (tzv. chyba tzv. chyba druhého druhu), kdy jev, ke kterému skutečně dochází, vyhodnotíme jako výsledek náhody.

Příklad

Příkladem nevhodné výzkumné otázky je „Kolik studentů gymnázií ve věku 15–18 let tráví více než 5 hodin denně na sociálních sítích a kolik z nich uvádí, že cítí vysoký stres?“.

Otázka segmentuje data do dvou oddělených kategorií (1/ počet studentů, kteří tráví víc než 5 hodin na sociálních sítích, a 2/ počet studentů, kteří cítí vysoký stres), což může výzkumníka chybně vést např. k použití chi-kvadrátového testu nezávislosti. Touto metodou ale neodhalí, zda doba strávená na sociálních sítích ovlivňuje úroveň stresu u zkoumaného vzorku osob.

V neposlední řadě nevhodná podoba výzkumné otázky snižuje šanci na publikování výsledků výzkumu i na získání dalších grantů. A to má zase negativní vliv na vědeckou kariéru jedince, který otázku špatně formuloval, a na prestiž jeho výzkumné skupiny.


Charakteristiky dobré výzkumné otázky (a typické chyby při její formulaci)

Kritéria správně definované otázky řeší řada metodik. Mezi nejrozšířenější patří FINER (použitelný prakticky ve všech oborech) a PICOT (určený pro klinické studie). Obecně ale platí, že dobrá výzkumná otázka je pro vás zajímavá a splňuje i následující charakteristiky:


Zaměření na specifický problém

Otázka se příliš neodchyluje od výzkumného záměru, není obecná a díky jasné specifikaci přesně víme, jaký vzorek (a proč) studujeme a jaký typ hodnot (a proč) zaznamenáváme.

U abstraktnějších konceptů je důležité:

  • přesně definovat termíny, se kterými plánujete ve výzkumu pracovat,
  • provést operacionalizaci, tedy upravit měřené proměnné tak, abychom je mohli vyhodnotit statistickými metodami.

Příklad výzkumné otázky

✔️ „Jak pohlaví a úroveň vzdělání ovlivňuje míru recidivy mezi bývalými vězni z vězeňských zařízení s nízkým stupněm zabezpečení v České republice v posledních 15 letech?“

Otázka je specifická: zaměřuje se na konkrétní proměnné (pohlaví, vzdělání, recidiva) a přesně definovaný vzorek (bývalí vězni v ČR). Před započetím samotného výzkumu by bylo vhodné vymezit termín „recidiva“ a metodiku pro měřené této proměnné.

❌ „Jak se daří bývalým vězňům?“

U této otázky není jasné, jakou skupinu vězňů zamýšlíme zkoumat (v České republice, nebo na celém světě?) ani jaké proměnné chceme studovat. Pojem „dařit se“ je navíc příliš obecný.


Proveditelnost výzkumu

Výzkumnou otázku pokládáme tak, abychom navazující výzkum dokázali provést ve vymezeném čase a s know-how a technickými, finančními a lidskými zdroji, které máme k dispozici.

Na proveditelnost výzkumu je třeba hledět i optikou metody sběru dat. Využití standardní metodiky zvyšuje šanci na reprodukovatelnost výzkumu, a tedy i přijetí rukopisu do vědeckého periodika.

Příklad výzkumné otázky

✔️ „V čem se liší složení mikrobiomu tlustého střeva mezi pacienty s Crohnovou chorobou a zdravými jedinci ve věku 18–35 let?“

❌ „V čem se liší složení mikrobiomu mezi pacienty se střevními problémy a zdravými jedinci?“

Výzkum, který řeší druhou otázku, není snadno proveditelný, protože si žádá více času na zajištění dostatku dobrovolníků (tedy pacientů, kteří vedle Crohnovy choroby trpí dalšími nemocemi tlustého střeva) a metagenomickou sekvenaci mikrobiomu z různých částí těla. Náklady na sekvenování jsou navíc vzhledem k rozsahu projektu neúměrně vysoké.

Problém může být i nedostatek zkušených pracovníků, kteří získaná data dokáží zpracovat a vyhodnotit.


Originální pojetí

Zodpovězení výzkumné otázky by mělo rozšířit mozaiku poznatků ve vašem oboru. Nalezení originální myšlenky předpokládá výbornou znalost aktuální literatury v oblasti zvolené problematiky. Z tohoto pohledu se otázka může zabývat:

  • vlivem známých jevů na předtím nezkoumané vzorky a populace,
  • shrnutím výsledků předních studií (metastudie),
  • zkoumáním nových kombinací proměnných,
  • testováním nových metod nebo postupů,
  • vytvořením nové teorie nebo modelu, který vysvětluje stávající výsledky nebo předpovídá nové jevy.

Příklad výzkumné otázky

✔️ „Jaké jsou nejúčinnější přístupy ke genetické modifikaci pšenice seté za účelem pomocí metody CRISPR-Cas9?“

❌ „Jakým způsobem funguje genetická modifikace pšenice seté za účelem zvýšení odolnosti vůči rzi pšeničné?“

Originalita první otázky spočívá ve zkoumání efektivity různých přístupů relativně nové metody genetické modifikace. U druhé otázky je princip stávajících metod úpravy genomu poměrně známý a dobře popsaný.


Dodržení etických standardů

Výzkum, který z otázky vychází, se musí pohybovat v mantinelech etických standardů vašeho oboru – a ideálně by se k nim neměl ani přiblížit. 

Etické principy výzkumu stanovuje řada dokumentů (např. WMA Declaration of Helsinki: Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects nebo Směrnice Evropského parlamentu a rady 2010/63/EU o ochraně zvířat používaných pro vědecké účely). Samozřejmostí je vyhnout se plagiátorství (včetně autoplagiátorství) a získaná data cíleně neměnit (výjimkou je jejich čištění a transformace za účelem získání relevantních výsledků).

U dobrovolníků by měl výzkum mj. probíhat:

  • bez jakéhokoliv nátlaku a s informovaným souhlasem (u dětí a dospívajících i se souhlasem zákonných zástupců),
  • tak, aby nedošlo ke zdravotní újmě (u klinických studií je třeba zvážit potenciální přínos přípravku pacientovi vůči možným vedlejším účinkům),
  • s ohledem na zajištění bezpečnosti osobních údajů,

Na biologických modelech – zejména zvířatech – pak provádíme výzkum pouze tehdy, není-li možné adekvátně využít počítačové modely, tkáňové kultury či mikrofluidní čipy. I tehdy je pak nutné zajistit, aby k získání relevantních výsledků:

  • bylo potřeba pracovat s co nejmenším počtem zvířat (k tomu může přispět mj. i volba vhodné statistické metody – viz analýza síly testu),
  • zvířata trpěla co nejmenším diskomfortem, stresem a bolestí (a byla jim po provedení pokusů případně poskytnuta náležitá péče).

Příklad výzkumné otázky

✔️ „Jaký je potenciál nádorových buněk děložního čípku odebraných informovaným dobrovolníkům k neomezené proliferaci v buněčné kultuře v porovnání se zdravými buňkami děložního čípku?“

Tato otázka dodržuje etické standardy – k odběru buněk dochází se souhlasem dobrovolníků, kteří mají o účelu odběru a navazujícím výzkumu dostatek informací.

❌ „Jaký je potenciál nádorových buněk děložního čípku odebraných v rámci biopsie k neomezené proliferaci v buněčné kultuře v porovnání se zdravými buňkami děložního čípku?“

Naopak tato výzkumná otázka tyto standardy nesplňuje. K založení buněčné kultury nelze využít vzorek izolovaný pouze za účelem vyšetření.

(K podobným situacím mimochodem v minulosti opakovaně docházelo – např. nejznámější buněčná linie HeLa pochází ze vzorku nádoru děložního čípku, odebraného v roce 1951 Henriettě Lacks, která několik měsíců po stanovení diagnózy zemřela. Bez jejího souhlasu se buňky k výzkumu používají dodnes.)


Relevance

Je důležité, aby výzkumná otázka přispěla k rozvoji oboru – tedy aby přinesla nové znalosti, pohledy a koncepty. Relevantní výzkumná otázka (a na ní navázaný výzkum) typicky přispívá k aktuální oborové diskuzi, generuje řadu dalších otázek a naznačuje  možné směry dalšího zkoumání.

Příklad výzkumné otázky

✔️ „Nakolik proměnnou SRH (self-rated health – subjektivní hodnocení zdraví) ovlivňují objektivní fyziologické indikátory zdravotního stavu (krevní tlak, tepová frekvence, BMI) a nakolik sociodemografické indikátory (vzdělání, rodinný stav, příjem)?“

První otázka je relevantní, neboť podíl objektivních fyziologických indikátorů zdraví na SRH zatím žádná studie nezjišťovala a není jasné, zda jsou důležitější než sociodemografické ukazatele jedince. Její zodpovězení proto přinese nové znalosti.

❌ „Souvisí SRH s objektivními fyziologickými indikátory zdravotního stavu (krevní tlak, tepová frekvence, BMI)?“

Druhá otázka naopak příliš relevantní není – vztah mezi SRH a objektivními fyziologickými indikátory zdraví v minulosti opakovaně ověřila řada zahraničních studií z mnoha zemí.



Typy výzkumných otázek (a šablony, které můžete použít)

Druh otázky odvozujeme především od typu kvantitativního nebo kvalitativního výzkumu, který provádíme. Mezi základní druhy výzkumných otázek (a studií) patří:

  • popisné (deskriptivní),
  • vztahové (relační),
  • srovnávací (komparativní),
  • příčinné (kauzální).

Součástí samotných otázek jsou pak téměř vždy nezávislé proměnné (v následujícím textu označené jako X) a závislé proměnné (Y, Z).


Popisné (deskriptivní) výzkumné otázky

Zaměřují se na popis (charakteristiky a vlastnosti) určitého jevu, stavu či situace. Tímto typem otázek se zabývá popisný (deskriptivní) výzkum a často je lze zodpovědět pouze s použitím popisné statistiky, zatímco u ostatních otázek se neobejdeme bez induktivní statistiky.

Příklady formulace otázky

Formulace Příklad
„Co je…?“ „Co je příčinou zvýšené prevalence obezity u dětí od 3 do 15 let v Karlovarském kraji?“
„Kolik…?“ „Kolik peněz průměrně utratila česká domácnost měsíčně za potraviny v letech 2013 až 2023?“
„Jak často…?“ „Jak často se vyskytuje spánková apnoe u lidí pracujících na noční směny?“
„Jak se změnil…?“ „Jak se vyvíjela politická polarizace české společnosti vlivem sociální sítě Facebook?“

Vztahové (relační) výzkumné otázky

Zaměřují se na vztah mezi nezávislou (X) a jednou či více závislými proměnnými (Y, Z). Tímto druhem otázek se mj. zabývají:

  • korelační studie (sledujeme hodnoty nezávislé a závislých proměnných),
  • experimentální studie (cíleně měníme hodnotu nezávislé proměnné u náhodného výběru statistických jednotek a sledujeme hodnotu závislých proměnných),
  • kvaziexperimentální studie (cíleně měníme hodnotu nezávislé proměnné a sledujeme hodnotu závislých proměnných u vzorku, kde nemáme vliv na výběr statistických jednotek).

Příklady formulace otázky

Formulace Příklad
„Jaký je vztah mezi X a Y (a případně Z)?“ „Jaký je vztah mezi rychlostí internetového připojení, počtem reálně odpracovaných hodin a produktivitou práce na dálku?“

Srovnávací (komparativní) výzkumné otázky

Soustředí se na rozdíl ve vlivu nezávislé proměnné (X) na závislou proměnnou (Y) u dvou a více nezávislých skupin. Tímto druhem otázek se zabývají experimentální a kvaziexperimentální studie.

Příklady formulace otázky

Formulace Příklad
„Jaký je rozdíl ve vlivu X na Y u různých skupin?“ „Jaký je rozdíl ve vlivu genderových stereotypů na volbu kariéry u mužů a žen různých vzdělávacích úrovní?“
„Jak se liší Y mezi skupinami X?“ „Jak se liší prognóza nádoru prsu mezi ženami různých etnických skupin v USA v posledních deseti letech?“

Příčinné (kauzální) výzkumné otázky

Hledají odpověď, zda (a jak) nezávislá proměnná (X) ovlivňuje jednu či více závislých proměnných (Y, Z). Tyto otázky zkoumají zpravidla experimentální, kvaziexperimentální a korelační studie.

Příklady formulace otázky

Formulace Příklad
„Jak X ovlivňuje Y (a Z)?“ „Jaký je efekt regulace cen léků na jejich dostupnost pro pacienty s chronickými chorobami v České republice?“
„Jaký je efekt X na Y (a Z)?“ „Jak se liší prognóza nádoru prsu mezi ženami různých etnických skupin v USA v posledních deseti letech?“
„„Jaká je příčinná souvislosti mezi X a Y (a Z)?““ „Jaká je příčinná souvislost mezi teplotou a enzymatickou aktivitou amylasy a rychlostí štěpení škrobu ve slinách?“



Zvýhodněné balíčky kurzů

Zakupte si balíček 2 nebo více vybraných kurzů a ušetřete