实验设计指南|概述，5步及示例

实验用于研究因果关系．你操纵一个或多个独立变量并测量它们对一个或多个因变量的影响。

实验设计创建一套程序以系统地执行检验假设．一个好的实验设计需要对你正在研究的系统有深刻的理解。

设计实验有五个关键步骤:

1. 考虑你的变量以及它们之间的关系
2. 写一个具体的，可测试的假设
3. 设计实验治疗来操纵你的独立变量
4. 也可以给受试者分组主题之间或受试
5. 计划如何衡量你的能力因变量

对于有效的结论，你还需要选择一个代表样本并控制外部变量这可能会影响你的结果。如果随机分配参与者的控制和治疗组是不可能的，不道德的，或高度困难，考虑一个观察性研究代替。这尤其减少了几种类型的研究偏差抽样偏差，生存偏差,磨损的偏见随着时间的流逝。

步骤1:定义变量

你应该从一个具体的开始研究问题．我们将使用两个研究问题的例子，一个来自健康科学，一个来自生态学:

为了将你的研究问题转化为实验假设，你需要定义主要变量，并预测它们之间的关系。

首先简单地列出自变量和因变量．

然后你需要考虑可能性无关的而且混杂变量考虑一下你会怎么做控制他们在你的实验中。

最后，您可以将这些变量放在一个图表中。使用箭头来显示变量之间可能的关系，并包含符号来显示关系的预期方向。

在这里，我们预测手机的使用量会对睡眠时间产生负面影响，并预测自然变化对睡眠时间的未知影响。

我们预测温度升高会增加土壤呼吸，降低土壤湿度，而降低土壤湿度会导致土壤呼吸降低。

第二步:写下你的假设

现在您已经对正在学习的系统有了很强的概念理解，您应该能够编写一个具体的、可测试的系统假设这就解决了你的研究问题。

下面的步骤将描述如何设计控制实验．在对照实验中，你必须能够:

• 系统而精确地操纵自变量。
• 精确地测量因变量。
• 控制任何潜在的混杂变量。

如果你的学习方法不符合这些标准，还有其他方法研究类型你可以用来回答你的研究问题。

步骤3:设计你的实验治疗方法

你如何操纵自变量会影响实验的结果外部效度——也就是说，结果可能达到的程度广义并应用到更广阔的世界。

首先，你可能需要决定如何做广泛改变自变量。

其次，你可能需要选择如何做细改变自变量。有时，这个选择是由你的实验系统为你做出的，但通常情况下，你需要自己决定，这将影响到你能做多少推断出从你的结果。

第四步:将受试者分配到治疗组

你如何将你的实验疗法应用于你的实验对象对于获得有效可靠结果。

首先，您需要考虑研究规模有多少人将被包括在实验中?一般来说，你的实验对象越多，你的实验效果就越好统计能力，这决定了你对你的结果有多大信心。

然后你需要随机分配你的科目治疗组．每个组接受不同程度的治疗(例如，不使用电话，低使用电话，高使用电话)。

你还应该包括一个对照组这种病没有接受治疗。对照组告诉我们在没有任何实验干预的情况下测试对象会发生什么。

在给你的研究对象分组时，你需要做两个主要的选择:

1. 一个完全随机化设计对一个随机分组设计．
2. 一个主题之间的设计对一个受试设计．

随机化

一个实验可以完全随机化，也可以在块内随机化(又名地层):

• 在一个完全随机化设计，每个受试者被随机分配到一个治疗组。
• 在一个随机分组设计(又名分层随机设计)，受试者首先根据他们共同的特征进行分组，然后随机分配到这些组中的治疗。

有时随机化并不实际道德因此，研究人员创造了部分随机甚至非随机的设计。不是随机分配治疗的实验设计叫做准实验设计．

学科间和学科内

在一个主题之间的设计(也称为独立测量设计或经典方差分析设计)，个体只接受一种可能的实验治疗水平。

在医学或社会研究中，你也可以使用配对在受试者之间的设计中，确保每个治疗组包含相同比例的相同种类的测试对象。

在一个试设计(也称为重复测量设计)，每个人都连续接受每种实验处理，并测量他们对每种处理的反应。

受试者内部或重复测量也可以指一种实验设计，其中一种效果随着时间的推移而出现，并且随着时间的推移测量个体的反应，以便在效果出现时测量这种效果。

平衡(随机或颠倒受试者之间的处理顺序)通常用于受试者内部设计，以确保处理应用的顺序不影响实验结果。

第五步:测量你的因变量

最后，你需要决定如何收集因变量结果的数据。你应该瞄准可靠有效最小化度量研究偏见或错误。

有些变量，如温度，可以用科学仪器客观地测量。其他人可能需要这样做实施将它们转化为可测量的观测结果。

你如何精确地测量因变量也会影响种类统计分析你可以在你的数据上使用。

实验总是与情境相关的，一个好的实验设计会考虑到你的学习系统中所有独特的考虑因素，从而产生与你的研究问题既有效又相关的信息。

关于实验的常见问题

什么是实验设计?

实验设计意味着计划一套程序来调查两者之间的关系变量．为了设计一个对照实验，你需要:

• 一个可测试的假设
• 至少一个独立变量这是可以被精确操纵的
• 至少有一个可以精确测量的因变量

在设计实验时，你决定:

• 如何操作这些变量
• 你将如何控制任何潜力混杂变量
• 有多少科目样品会被纳入研究吗
• 如何将受试者分配到治疗水平

实验设计是必不可少的内部有效性和外部有效性你的实验。

观察性研究和实验的区别是什么?

两者之间的关键区别观察性研究而且实验设计一个做得好的观察性研究不会影响参与者的反应，而实验却有某种影响治疗条件适用于至少一些参与者随机分配．

什么是混杂变量?

一个混杂变量，也称为混淆因素或混淆因素，是第三个变量在一项调查潜在因果关系的研究中。

混杂变量既与研究的假定原因有关，也与研究的假定结果有关。很难分离出真正的效果独立变量从混杂变量的影响。

在你的研究设计因此，识别潜在的混淆变量并计划如何减少它们的影响是很重要的。

科目内设计和科目间设计的区别是什么?

在一个主题之间的设计在美国，每个参与者只经历一种情况，研究人员评估不同情况下参与者之间的群体差异。

在一个试设计在美国，每个参与者都会经历所有的条件，研究人员会反复测试相同的参与者，以确定不同条件之间的差异。

“between”这个词的意思是你在两组之间比较不同的条件，而“within”这个词的意思是你在同一组内比较不同的条件。

对照组和实验组的区别是什么?

一个实验组，也被称为治疗组，接受研究人员希望研究其效果的治疗对照组没有。它们在其他方面应该是相同的。