Eksperyment to badanie, w którym badacz manipuluje poziomem pewnej zmiennej niezależnej, a następnie mierzy wynik. Eksperymenty to potężne techniki oceny związków przyczynowo-skutkowych. Wielu badaczy uważa eksperymenty za „złoty standard”, względem którego należy oceniać wszystkie inne projekty badawcze. Eksperymenty są przeprowadzane zarówno w laboratorium, jak iw sytuacjach życiowych.

Rodzaje projektowania eksperymentu

Istnieją dwa podstawowe typy projektowania badań:

• Prawdziwe eksperymenty
• Quasi-eksperymenty

Celem obu jest zbadanie przyczyny pewnych zjawisk.

Prawdziwe eksperymenty, w których wszystkie ważne czynniki mogące wpływać na interesujące zjawiska są całkowicie kontrolowane, są preferowanym projektem. Często jednak nie jest możliwe lub praktyczne kontrolowanie wszystkich kluczowych czynników, dlatego konieczne staje się wdrożenie quasi-eksperymentalnego projektu badawczego.

Podobieństwa między prawdziwymi i quasi-eksperymentami:

• Uczestnicy badania są poddawani pewnym typom leczenia lub schorzeniom
• Niektóre wyniki są mierzone
• Badacze sprawdzają, czy różnice w tym wyniku są związane z leczeniem

Różnice między prawdziwymi eksperymentami a quasi-eksperymentami:

• W prawdziwy eksperyment, uczestnicy są losowo przypisywani do grupy leczonej lub kontrolnej, podczas gdy nie są przydzielani losowo w quasi-eksperymencie
• W quasi-eksperymencie grupy kontrolne i leczone różnią się nie tylko warunki leczenia eksperymentalnego, jakie otrzymują, ale także na inne, często nieznane lub niepoznawalne sposoby. Zatem badacz musi spróbować statystycznie kontrolować jak najwięcej tych różnic
• Ponieważ w quasi-eksperymentach brakuje kontroli, może istnieć kilka „rywalizujących hipotez” konkurujących z manipulacją eksperymentalną jako wyjaśnieniem obserwowanych wyniki

Kluczowe elementy projektu badań eksperymentalnych

Manipulacja zmiennymi predyktorów

W eksperymencie badacz manipuluje czynnikiem, który, jak się przypuszcza, ma wpływać na wynik zainteresowania. Czynnik, którym się manipulujemy, jest zwykle określany jako leczenie lub interwencja. Badacz może manipulować tym, czy badani otrzymają leczenie (np. Lek przeciwdepresyjny: tak lub nie) i poziomem leczenia (np. 50 mg, 75 mg, 100 mg i 125 mg).

Załóżmy, że na przykład grupa badaczy była zainteresowana przyczynami zatrudnienia matek. Mogą postawić hipotezę, że zapewnienie opieki nad dziećmi dotowanej przez rząd będzie promować takie zatrudnienie. Następnie mogli zaprojektować eksperyment, w ramach którego niektórym badanym zostanie zapewniona opcja dotacji na opiekę nad dzieckiem finansowanych przez rząd, a innym nie. Naukowcy mogą również manipulować wartością dotacji na opiekę nad dziećmi, aby określić, czy wyższe wartości dotacji mogą skutkować różnymi poziomami zatrudnienia matek.

Losowe przydzielenie

• Uczestnicy badania są losowo przydzielani do różnych grup terapeutycznych.
• Wszyscy uczestnicy mają takie same szanse na bycie w określonym stanie
• Uczestnicy są przypisywani do grupy, która otrzymuje leczenie, zwanej „eksperymentalną grupa ”lub„ grupa leczona ”lub grupa, która nie jest leczona, określana jako„ grupa kontrolna ”
• Losowe przypisanie neutralizuje czynniki inne niż zmienne niezależne i zależne, umożliwiając wnioskuj bezpośrednio o przyczynie i skutku

Próbkowanie losowe

Tradycyjnie badacze eksperymentalni wybierali uczestników badania z wygodnego pobierania próbek. Jednak w miarę jak metody badawcze stały się bardziej rygorystyczne, a problemy z uogólnianiem z wygodnej próbki na większą populację stały się bardziej widoczne, badacze eksperymentalni coraz częściej zwracają się ku losowemu pobieraniu próbek. W eksperymentalnych badaniach naukowych uczestnicy są często wybierani losowo z administracyjnych baz danych programu i losowo przydzielani do grup kontrolnych lub leczonych.

Ważność wyników

Te dwa typy ważności eksperymentów to wewnętrzne i zewnętrzne . Często trudno jest osiągnąć jedno i drugie w eksperymentach z zakresu nauk społecznych.

Trafność wewnętrzna

• Gdy eksperyment jest wewnętrznie ważny, jesteśmy pewni, że zmienna niezależna (np. zasiłki na opiekę) spowodowały wynik badania (np. zatrudnienie matki)
• Gdy badani są losowo przydzielani do grup leczonych lub kontrolnych, możemy założyć, że zmienna niezależna spowodowała obserwowane wyniki, ponieważ dwie grupy nie powinny różniły się od siebie na początku eksperymentu
• Weźmy na przykład powyższy przykład dotacji na opiekę nad dzieckiem.Ponieważ osoby badane były losowo przydzielane do grup terapeutycznych (dostępne dotacje na opiekę nad dziećmi) i kontrolnych (brak dostępnych dotacji na opiekę nad dzieckiem), obie grupy nie powinny różnić się na początku badania. Jeśli po interwencji matki w grupie terapeutycznej były bardziej skłonne do pracy, możemy założyć, że dostępność dotacji na opiekę nad dzieckiem promowała zatrudnienie matek.

Potencjalne zagrożenie dla wewnętrznej ważności eksperymentów ma miejsce, gdy uczestnicy albo rezygnują z badania, albo odmawiają udziału w badaniu. Jeśli określone typy osób rezygnują lub odmawiają udziału częściej niż osoby o innych cechach, nazywa się to attrycją różnicową. Załóżmy na przykład, że przeprowadzono eksperyment w celu oceny skutków nowego programu nauczania czytania. Gdyby nowy program był tak trudny, że wielu najwolniejszych czytelników porzuciło szkołę, szkoła z nowym programem odnotowałaby wzrost średnich wyników w czytaniu. Jednak powodem wzrostu wyników w czytaniu było to, że najgorsi czytelnicy opuścili szkołę, a nie dlatego, że nowy program poprawił umiejętności czytania uczniów.

Ważność zewnętrzna

• Trafność zewnętrzna jest również przedmiotem szczególnej troski w eksperymentach z nauk społecznych.
• Uogólnienie wyników eksperymentów na grupy, które nie zostały uwzględnione w badaniu, może być bardzo trudne.
• Badania, które losowo wybierają uczestników z najbardziej zróżnicowane i reprezentatywne populacje mają większe szanse na trafność zewnętrzną.
• Zastosowanie technik losowego pobierania próbek ułatwia uogólnienie wyników badań na inne grupy.

Dla Na przykład badanie naukowe pokazuje, że nowy program nauczania poprawił umiejętność czytania ze zrozumieniem dzieci z trzeciej klasy w stanie Iowa. Aby ocenić zewnętrzną trafność badania, należy zapytać, czy ten nowy program byłby również skuteczny dla uczniów trzecich klas w Nowym Jorku, czy też dla dzieci z innych klas podstawowych .

Glo podstawowe terminy związane z trafnością:

• trafność wewnętrzna
• trafność zewnętrzna
• ścieranie różnicowe

Etyka

Szczególnie ważne w badaniach eksperymentalnych jest przestrzeganie zasad etycznych. Niezbędna jest ochrona zdrowia i bezpieczeństwa badanych. W celu zapewnienia bezpieczeństwa przedmiotu, wszyscy badacze powinni poddać się ocenie projektu przez Institutional Review Boards (IRBS). National Institutes of Health dostarcza ścisłe wytyczne dotyczące zatwierdzania projektów. Wiele z tych wytycznych opiera się na raporcie Belmonta (pdf).

Podstawowe zasady etyczne:

• Szacunek dla ludzi – wymaga, aby badani nie byli zmuszani do udziału w badaniu i wymaga ochrony badanych, którzy mają zmniejszoną autonomię.
• Dobroczynność – wymaga, aby eksperymenty nie szkodziły badanym i aby badacze minimalizowali ryzyko dla badanych, jednocześnie maksymalizując korzyści dla nich
• Sprawiedliwość – wymaga, aby wszystkie formy zróżnicowanego traktowania wśród badanych były uzasadnione

Zalety i wady projektu eksperymentu

Zalety

Otoczenie, w którym odbywają się badania, często można dokładnie kontrolować. W konsekwencji łatwiej jest oszacować rzeczywisty wpływ zmiennej będącej przedmiotem zainteresowania na wynik zainteresowania.

Wady

Często trudno jest zapewnić zewnętrzną trafność eksperymentu ze względu na do często nielosowych procesów selekcji i sztucznej natury kontekstu eksperymentalnego.