Eksperyment

Adrian Wójcik

[e-mail]

Typy badań

*

Badania eksperymentalne

* Analiza wpływu manipulacyjnej zmiennej niezależnej na zmienną zależną

* Można mówić o przyczynowości: X → Y

* Badacz kontroluje zmienność zmiennej niezależnej

*

Badania korelacyjne

* Analiza związku pomiędzy zmienną niezależną i zależną

* Nie można mówić o przyczynowości, tylko o zmienności: X ↔ Y

Czy da się zbadać eksperymentalnie?

*

Wpływ wieku na preferencje muzyczne.

*

Wpływ alkoholu na zdolności manualne.

*

Wpływ pogody na samopoczucie.

*

Wpływ poczucia kontroli na zadowolenie z życia.

*

Wpływ płci na poziom dochodów.

Eksperyment = Manipulacja + ?

Klasyfikacja eksperymentów:

*

Liczba zmiennych niezależnych

*

Liczba zmiennych zależnych

*

Rodzaj zmiennej niezależnej

* Dwu lub więcej wartościowa

Efekty główne i efekty interakcyjne

6

*

Przykład: wpływ natężenia oświetlenia i nawożenia na porost rzeżuchy

5

5

*

Czy natężenie światła wpływa na wzrost rzeżuchy?

*

Czy obecność nawozu wpływa na wzrost rzeżuchy?

4

*

Czy istnieje interakcja pomiędzy nawozem a

3

światłem?

3

2

2

1

1

0

Św. Mocne

Św. Słabe

Bez nawozu

Nawóz

Eksperyment klasyczny

*

Zmienna zależna i zmienna niezależna o dwóch wartościach

* Dobór próby:

*

Selekcja osób jak najbardziej zbliżonych do siebie

*

Poziom zmiennych niezależnych ubocznych homogeniczny ( grupa jednorodna)

* Randomizacja, losowy przydział do grup

*

Operat losowania

*

Generacja przydziału do grup

* Porównanie poziomu wyjściowego zmiennej zależnej:

*

Sprawdzenie średnich i wariancji

*

Średnia wariancji dla obydwu grup to wariancja wewnątrzgrupowa

* Manipulacja, postępowanie eksperymentalne

*

al -or-nothing – wszystko albo nic, grupa kontrolna, grupa eksperymentalna

* Ponowny pomiar zmiennej zależnej

*

Sprawdzenie manipulacji

Eksperyment = Manipulacja + Randomizacja

Źródła zmienności zmiennej zależnej

*

Przed manipulacją:

* Różnice indywidualne

* Błąd pomiaru

*

Po manipulacji:

* Oddziaływanie zmiennej niezależnej

*

Wariancja całkowita = wariancje wewnątrzgrupowa + wariancja międzygrupowa

*

Stosunek wariancji międzygrupowej / wewnątrzgrupowej mówi o sile wpływu zmiennej niezależnej

Czym ludzie różnią się od brukwi?

*

Badamy wpływ nowego nawozu na porost brukwi:

* Mamy 20 poletek z wysianą brukwią, losowo przydzielamy je do warunków: z nawozem lub bez

* Przeprowadzamy pretest (pomiar wzrostu), manipulujemy (lub nie), posttest

* Analizujemy wyniki

*

Badamy skuteczność nowego leku na nadciśnienie:

* Mamy 20 uczestników, losowo przydzielamy ich do warunków: lek/placebo

* Przeprowadzamy pretest (ciśnienie krwi), manipulujemy (lub nie), przeprowadzamy posttest

* Analizujemy wyniki

*

Badamy wpływ emisji nowej reklamy Benettona na uprzedzenia społeczne:

* Mamy 20 uczestników, losowo przydzielamy ich do warunków: z reklamą lub bez

* Przeprowadzamy pretest (pomiar uprzedzeń), manipulujemy (lub nie), przeprowadzamy posttest

* Analizujemy wyniki

Problem pretestu i posttestu

*

Pomiar początkowy może zaburzać pomiar końcowy:

* Zapamiętywanie odpowiedzi z pierwszego badania

* Rozszyfrowanie celu badania

*

Rozwiązanie:

* Dwie wersje pomiaru tej samej zmiennej

* Rezygnacja z pretestu

* Plan Solomona

Plan Solomona

Plan Solomona

Rodzaje eksperymetu

*

Eksperyment laboratoryjny

* Izolacja od środowiska naturalnego

* Izolacja grup eksperymentalnych

* Wyciszenie się osób badanych przed eksperymentem

* Wada: może mieć niską trafność zewnętrzną

*

Eksperyment terenowy

* Prowadzony w środowisku naturalnym osoby badanej

*

Eksperyment naturalny

* „Dobór do grup” zostaje przeprowadzony w sposób naturalny, nie jest kontrolowany przez badacza

Eksperyment terenowy (Aronson, 1990)

*

Jak skłonić ludzi do oszczędzania wody w budynkach uniwersyteckich?

*

Miejsce: męskie natryski w Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz

*

Tabliczka: (1) opłukać się; (2) zakręcić wodę; (3) namydlić się; (4) spłukać mydło.

80

67

60

49

40

19

20

6

0

Tabliczka Tabliczka

1 model

2 model

przed halą

pod

batryskiem

Eksperyment naturalny (Snow, 1855)

*

Wybuch epidemi cholery na Broad Street w Londynie w 1854 roku

*

Wysoka śmiertelność – woda z Tamizy poniżej spustu ściekowego

*

Niska śmiertelność – woda z Tamizy powyżej powyżej spustu ściekowego Wady eksperymentu klasycznego

*

Tylko jedna niezależna.

*

Zmienna ma tylko dwie wartości – 0 i 1

*

Zależność mierzona ma charakter liniowy

*

Brak możliwości analizy interakcji

Wymogi badania eksperymentalnego

*

Manipulacja zmienną niezależną główną

*

Kontrolowanie zmiennych niezależnych ubocznych i zakłócających

*

Dokonywanie pomiaru zmiennej zależnej.

Trafność badania eksperymentalnego

*

Trafność wnioskowania statystycznego

*

Trafność wewnętrzna

*

Trafność teoretyczna domniemanych przyczyn i efektów

*

Trafność zewnętrzna

Trafność wnioskowania statystycznego

*

Czy wybrany test statystyczny rzeczywiście odpowiada moim danym?

*

Np. test T-studenta:

* Rozkład zmiennej zależnej jest normalny

* Jednorodność wariancji

* Zmienna zależna jest zmienną przedziałową lub ilorazową

*

Rzetelność narzędzi pomiarowych.

*

Heterogeniczność grupy ⇒ zwiększenie wariancji wewnątrzgrupowej ⇒ przyjęcie hipotezy

zerowej

Trafność wewnętrzna

*

Na ile badanie daje się wytłumaczyć czynnikami innymi niż manipulacja zmienną zależną:

* Adekwatność planu do hipotezy – plan 0/1 nie nadaje się do testowania zależności krzywoliniowych

* Kontrola czynników niezależnych poza zmienną niezależną główną

* Efektywna manipulacje

*

Czynniki wpływające na obniżenie trafności:

* Historia

* Dojrzewanie

* Testowanie – interakcja pretestu i zmiennej niezależnej

* Selekcja osób badanych do grup

Trafność teoretyczna

*

Jak zostały zoperacjonalizowane:

* Zmienna zależna – jaki był pomiar?

* Zmienna niezależna – jak była manipulacja?

Trafność zewnętrzna

*

Możliwość generalizowania wyników eksperymentu poza sytuację badawczą:

* Osoby z określonej populacji

* Inne warunki

* Zastosowanej metody operacjonalizacji

* Czasu

*

Metody zwiększenia trafności zewnętrznej:

* Replikacja

*

Źródła błędu:

* Interakcja selekcji z postępowaniem eksperymentalnym

* Interakcja warunków badania z postępowaniem eksperymentalnym

* Interakcja pretestu z postępowaniem eksperymentalnym Proszę zaprojektować eksperyment.

*

Proszę zaprojektować eksperymenty, w których można by potwierdzić/odrzucić następujące mądrości ludowe:

* Gdzie kucharek sześć, tam nie ma co jeść.

* Jak Kuba Bogu, Tak Bóg Kubie.

* Im kto mniej wart, tym wyżej głowę nosi.

* Jak trwoga, to do Boga.

* Kto nigdy głodu nie czuje, temu i nie smakuje.

* Prawda i cnota ginie od złota.

*

Co będzie zmienną zależną?; Co będzie zmienną niezależną?; Jak będziecie nią manipulować?