關於研究所 之 實驗設計

MUMU
5 min readNov 30, 2018

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當你確定你的研究主題與研究目的後,便需要依靠設計一個能夠量測到你制定的目的的實驗,透過實驗來取得數據並最終驗證你的研究假設才能完成整個研究,實驗設計的好壞就像煮飯有沒有悶過,沒悶過的飯通常比較難吃。

基本上一個研究目的通常可以用上面這公式來做解釋。
X是自變項,也就是研究者所操弄的變數,a是你的實驗操作,Y會是所謂的依變項,b呢?b是干擾變項,像是環境或是你的研究範圍外的東西,因此在做實驗時我們需要盡量把環境、氛圍固定下來,找一張舒服的椅子、把電腦架設在固定位置,讓使用者在固定的情況下進行實驗。

這邊再詳細介紹一下每個變項:

01.自變項(independent variable):
自變項通常在因果關係中是假定的「因」,他是我們要操作的參數,當探討到「介面的圖像尺寸是否會影響到介面操作的績效?」時,圖像尺寸就是所謂的自變項,我們可以透過觀察、問卷去操弄「尺寸」這個參數,來探討我們的依變項「介面操作績效」。

02.依變項(dependent variable):
依變項就是在實驗、研究中被觀察紀錄的變數,像是上面假設的「介面操作績效」就是所謂的依變項,因為「介面操作績效」會 "依" 自變項而改 "變",因此被稱為依變項。

03.中介變項(intervening variable):
中介變項既然都叫做「中介」,那就是因為他是在兩個變項之間,讓原本的自變項先影響了中介變項後導致延續影響著依變項。
就像「焦躁的情緒會影響到注意力,間接影響到對於事件的判斷能力」,上面這段的「焦躁」就是所謂的自變項,「注意力」是所謂的中介變項,而「事件判斷能力」就是所謂的依變項。

04.控制變項(control variable):
當你的自變項有許多個項目時,這時候會需要控制變項去固定其中一個參數,就像是「人生七十古來稀,PV等於nRT」的情況,在我們還沒有得出PV=nRT時,我們做實驗時會需要固定氣體壓力(P),才能測出體積(V)與溫度(T)的關係,或是固定溫度(T)時,才可以測出壓力(P)與體積(V)的關係。

05.干擾變項(extraneous variable):
干擾變項可能會影響到我們的實驗結果,而會影響實驗結果的干擾因素可以分為情境與個體兩種變項。
情境變項:時間、實驗情境、人為的偏見等等……
個體變項:心理態度、智力、身心特質差異等等……

當然變項不止這幾種,還有許多的變項可能會影響到實驗的進行。

106年至103年護理師性別統計(2018, 結合賽局理論之男丁格爾遊戲探討性別刻板印象困境之決策)

「 結合賽局理論之“男”丁格爾遊戲探討性別刻板印象困境之決策」之論文中,應用賽局理論將男性護理師在職場上遇到的困境發展成一套遊戲,讓玩家與遊戲故事中的病人、家屬、同事建立的利害關係或是相互依賴關係,探討不同人格特質下在性別刻板印象困境中所做的抉擇差異。因為是要探討「人格特質」對於「性別刻板印象造成的困境」所產生的「抉擇差異」,因此實驗終究必須包含上述三者。

我們按照順序拆開問題會發現,「人格特質」會因人而有所差異,這部分是無法去操作的,但是卻也會影響到我們的研究,因此「人格特質」是屬於自變項的一種(實際上應該叫做調節變項)。而「性別刻板印象造成的困境」就是我們實際上操作的自變項,因為我們能透過擬定困境,來觀測受測者的反應。最後的「抉擇差異」則是代表實驗的依變項,原因是「抉擇差異」會因為我們前面的兩個自變項而有所改變,因此是「依據」自變項產生的「變項差異」。

透過分析上述的實驗後,我們可以知道拆解自己的研究目的,可以找出自己要設計的變項,了解那些應該作為自變項的參數設計,而根據自變項設計出對應的依變項選擇,依變項可以是五分量表或是一個選項。

舉例來說:今天我想測試「“可樂”是不是能提高“工作效率”?」,因此我需要找一群人來做實驗,把人群分成一半,一半提供可樂,一半提供水,然後讓兩群人進行相同的工作,這時候你必須先確定,你想量測的是什麼樣的工作?因為每項工作都可能存在不同的面向,有些工作是靠體力的,那這時候保力達可能比較是實驗的點,因此你的研究應該要更確定一個方向「“可樂”是不是能提高“團隊討論的工作效率”?」這樣你的研究才不容易被提出工作的類型、什麼樣的工作效率等等的質疑挑戰。而且為了保持實驗的純粹性,在實施實驗的時候,每個環境、用具等等兩組人都應該相同,他們需要在相同的舒適度(氣溫、濕度),使用相同的空間器具(桌椅、白板等等),因為如果實驗的當下一組的空調沒開,就會產生了新的變項。

總的來說,拆解自己的研究,讓每個研究的步驟都是為了得到研究結果來進行,這樣會讓你的研究更加順利。

那我們開始實驗吧!可樂實驗(一)

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