Функціональна еволюція експериментального дизайну у спортивній науці: від бібліометричного аналізу до формування функціональної концепції
DOI:
https://doi.org/10.17309/tmfv.2026.5.01Ключові слова:
експериментальний дизайн, повний факторний експеримент, спортивна наука, математичне моделювання, регресійний аналіз, дискримінантний аналіз, бібліометричний аналіз, систематичний методологічний аналіз, педагогічне програмування, модельно обґрунтоване прийняття рішеньАнотація
Передумови. Експериментальний дизайн є основною методологічною основою встановлення причинно-наслідкових зв'язків у спортивній науці. Традиційні класифікації описують експериментальні дизайни за їх структурними характеристиками, такими як кількість факторів, процедури рандомізації, організація вимірювань або застосовані статистичні методи. Водночас такі підходи не пояснюють, яким чином методологічні функції експериментального дизайну еволюціонують від статистичної перевірки гіпотез до математичного моделювання, програмування та модельно обґрунтованого прийняття рішень.
Мета. Дослідити функціональну еволюцію експериментального дизайну у спортивній науці, визначити методологічну роль повного факторного експерименту (ПФЕ 2^k) та розробити функціональну концепцію експериментального дизайну на основі бібліометричного та систематичного методологічного аналізів.
Матеріал і методи. Дослідження виконано у два етапи. На першому етапі проведено бібліометричний аналіз публікацій, індексованих у базі даних Scopus (2000–2026 рр.), з метою визначення структури досліджень експериментальних дизайнів та формування аналітичного корпусу документів. Після вилучення дублікатів бібліометричний корпус складався з 1653 публікацій. На другому етапі проведено систематичний методологічний аналіз спеціалізованого корпусу з 244 публікацій для оцінювання рівня реалізації пізнавального та конструктивного потенціалу експериментальних дизайнів. Особливу увагу приділено дослідженням, у яких повний факторний експеримент поєднувався з методами математичного моделювання, регресійного та дискримінантного аналізу.
Результати. Бібліометричний аналіз показав, що сучасна спортивна наука характеризується домінуванням предметно орієнтованої термінології, тоді як методологічні поняття, пов'язані з експериментальним дизайном, рідко представлені серед авторських ключових слів або в назвах публікацій. Систематичний методологічний аналіз засвідчив, що експериментальні дизайни з подібними структурними характеристиками можуть виконувати принципово різні методологічні функції. На цій основі розроблено функціональну концепцію експериментального дизайну, відповідно до якої його методологічне значення визначається рівнем реалізації пізнавального та конструктивного потенціалу. Встановлено, що повний факторний експеримент є методологічною ланкою, яка поєднує експериментальний аналіз із математичним моделюванням. Виділено три рівні реалізації конструктивного потенціалу експериментального дизайну: локальне модельно обґрунтоване керування, програмування педагогічного процесу та системне керування.
Висновки. Запропоновано функціональну концепцію експериментального дизайну, яка доповнює традиційні структурні класифікації. Методологічний внесок дослідження полягає у запровадженні нового принципу класифікації експериментальних дизайнів за рівнем реалізації їх пізнавального та конструктивного потенціалу. Повний факторний експеримент займає центральне методологічне місце в цій концепції, забезпечуючи перехід від статистичної перевірки гіпотез до математичного моделювання, програмування та модельно обґрунтованого керування педагогічними й тренувальними процесами.
Завантаження
Посилання
Goodwin, C. J. (2004). Research in psychology: Methods and design (4th ed.). Wiley.
Creswell, J. W., & Creswell, J. D. (2018). Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches (5th ed.). SAGE.
Bishop, D. (2008). An applied research model for the sport sciences. Sports Medicine, 38(3), 253–263. https://doi.org/10.2165/00007256-200838030-00005 DOI: https://doi.org/10.2165/00007256-200838030-00005
Hopkins, W. G., Marshall, S. W., Batterham, A. M., & Hanin, J. (2009). Progressive statistics for studies in sports medicine and exercise science. Medicine & Science in Sports & Exercise, 41(1), 3–13. https://doi.org/10.1249/MSS.0b013e31818cb278 DOI: https://doi.org/10.1249/MSS.0b013e31818cb278
Newans, T., Bellinger, P., Drovandi, C., Buxton, S., & Minahan, C. (2022). The utility of mixed models in sport science: A call for further adoption in longitudinal data sets. International Journal of Sports Physiology and Performance, 17(8), 1289–1295. https://doi.org/10.1123/ijspp.2021-0496 DOI: https://doi.org/10.1123/ijspp.2021-0496
Alferes, V. R. (2012). Methods of randomization in experimental design. SAGE. https://doi.org/10.4135/9781452270012 DOI: https://doi.org/10.4135/9781452270012
Kirk, R. E. (2012). Experimental design. In I. B. Weiner, J. A. Schinka, & W. F. Velicer (Eds.), Handbook of psychology: Research methods in psychology (2nd ed.). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781118133880.hop202001 DOI: https://doi.org/10.1002/9781118133880.hop202001
Montgomery, D. C. (2020). Design and analysis of experiments (10th ed.). Wiley.
Box, G. E. P., & Wilson, K. B. (1951). On the experimental attainment of optimum conditions. Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Methodological), 13(1), 1–38. https://doi.org/10.1111/j.2517-6161.1951.tb00067.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.2517-6161.1951.tb00067.x
Myers, R. H., Montgomery, D. C., & Anderson-Cook, C. M. (2016). Response surface methodology: Process and product optimization using designed experiments (4th ed.). Wiley.
Ivashchenko, O. (2020). Research program: Modeling of motor abilities development and teaching of schoolchildren. Physical Education Theory and Methodology, 20(1), 32–41. https://doi.org/10.17309/tmfv.2020.1.05 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2020.1.05
Khudolii, O. M. (2019). Research program: Modeling of young gymnasts’ training process. Physical Education Theory and Methodology, 19(4), 168–178. https://doi.org/10.17309/tmfv.2019.4.02 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2019.4.02
Khudolii, O., Ivashchenko, O., & Khudolii, M. (2026b). The meta-problem in scientific research in physical education and sport: Architecture and pathways to knowledge. Physical Education Theory and Methodology, 26(4), 646–654. https://doi.org/10.17309/tmfv.2026.4.01 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2026.4.01
Khudolii, O., Ivashchenko, O., & Khudolii, M. (2026a). From knowledge mapping to evidence synthesis: A critical path model for constructing coherent scientific texts. Physical Education Theory and Methodology, 26(3), 411–418. https://doi.org/10.17309/tmfv.2026.3.01 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2026.3.01
Page, M. J., McKenzie, J. E., Bossuyt, P. M., Boutron, I., Hoffmann, T. C., Mulrow, C. D., Shamseer, L., Tetzlaff, J. M., Akl, E. A., Brennan, S. E., Chou, R., Glanville, J., Grimshaw, J. M., Hróbjartsson, A., Lalu, M. M., Li, T., Loder, E. W., Mayo-Wilson, E., McDonald, S., … Moher, D. (2021). The PRISMA 2020 statement: An updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ, 372, n71. https://doi.org/10.1136/bmj.n71 DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n71
Lopatiev, A., Bartík, P., & Cieślicka, M. (2026). Epistemological foundations of modeling in motor action research: A narrative review. Journal of Learning Theory and Methodology, 7(1), 17–24. https://doi.org/10.17309/jltm.2026.7.1.03 DOI: https://doi.org/10.17309/jltm.2026.7.1.03
Aria, M., & Cuccurullo, C. (2017). bibliometrix: An R-tool for comprehensive science mapping analysis. Journal of Informetrics, 11(4), 959–975. https://doi.org/10.1016/j.joi.2017.08.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.joi.2017.08.007
Donthu, N., Kumar, S., Mukherjee, D., Pandey, N., & Lim, W. M. (2021). How to conduct a bibliometric analysis: An overview and guidelines. Journal of Business Research, 133, 285–296. https://doi.org/10.1016/j.jbusres.2021.04.070 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbusres.2021.04.070
Ivashchenko, O., Khudolii, O., & Khudolii, M. (2026). Physical education of schoolchildren as a managed learning process: Theoretical and methodological foundations, a systems perspective, and modelling. Physical Education Theory and Methodology, 26(2), 223–229. https://doi.org/10.17309/tmfv.2026.2.01 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2026.2.01
Ivashchenko, O., Khudolii, O., Iermakov, S., Chernenko, S., & Honcharenko, O. (2018). Full factorial experiment and discriminant analysis in determining peculiarities of motor skills development in boys aged 9. Journal of Physical Education and Sport, 18(Supplement issue 4), 1958–1965. https://doi.org/10.7752/jpes.2018.s4289 DOI: https://doi.org/10.7752/jpes.2018.s4289
Ivashchenko, O. V., Nosko, M. O., Nosko, Y. M., & Chernenko, S. O. (2019). Pattern recognition: Description of modes of teaching boys aged 7 throwing a small ball at a vertical target. Physical Education Theory and Methodology, 19(3), 130–138. https://doi.org/10.17309/tmfv.2019.3.04 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2019.3.04
Kapkan, O. O., Khudolii, O. M., & Bartík, P. (2019b). Pattern recognition: Motor skills development in girls aged 15. Physical Education Theory and Methodology, 19(1), 44–52. https://doi.org/10.17309/tmfv.2019.1.06 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2019.1.06
Kapkan, O. O., Khudolii, O. M., & Bartík, P. (2019a). Motor skills development: Optimization of teaching boys aged 14. Physical Education Theory and Methodology, 19(3), 148–155. https://doi.org/10.17309/tmfv.2019.3.06 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2019.3.06
Ivashchenko, O., Khudolii, O., Prusik, K., & Giovanis, V. (2020). Strength abilities: Immediate and delayed training effects of orthogonal modes of strength training in boys aged 8 years. Physical Education Theory and Methodology, 20(2), 109–116. https://doi.org/10.17309/tmfv.2020.2.07 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2020.2.07
Khudolii, O., Iermakov, S., Ivashchenko, O., & Nosko, M. (2020). Strength abilities: Modeling of immediate and delayed training effect of strength loads in boys aged 8 years. Physical Education Theory and Methodology, 20(4), 248–255. https://doi.org/10.17309/tmfv.2020.4.08 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2020.4.08
Zima, D., & Ivashchenko, O. (2022). Pattern recognition: The specific features of teaching the standing long jump to 14-year-old girls. Physical Education Theory and Methodology, 22(4), 589–595. https://doi.org/10.17309/tmfv.2022.4.19 DOI: https://doi.org/10.17309/tmfv.2022.4.19
Nicholas, D. M., Mugampoza, D., Nankwanga, A., Nahwera, L., Ojara, R. R., Lumbuye, L., & Kamwebaze, M. (2025). Research designs in sports and health science. International Journal of Recreation and Sports Science, 9(2), 168–178. https://doi.org/10.46463/ijrss.1712571
Warmenhoven, J., Menaspà, P., Borg, D. N., Vazire, S., White, N., Sainani, K., Nimphius, S., Coutts, A. J., & Impellizzeri, F. M. (2025). Sports metaresearch: An emerging discipline of sport science and medicine. Sports Medicine, 55, 845–856. https://doi.org/10.1007/s40279-025-02181-x DOI: https://doi.org/10.1007/s40279-025-02181-x
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Oleg Khudolii, Olha Ivashchenko, Mykola Khudolii
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
