9. 實驗設計 Experimental Design
✤ Kirk: A plan for assigning subjects to experimental conditions and
the statistical analysis associated with the plan.
✤ 將受試者分配到各種實驗情境之下
✤ 採取適當的統計分析
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15. ✤ Acceptable research hypotheses
✤ “...questions that can be answered by procedures that are
available or that can be developed.”
✤ 能夠提出實作的程序，即使在當下的時空環境無法達成，但可
以提出可行的方向
Formulation of Plans for
Collection and Analysis of Data
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16. ✤ Distinction between independent and dependent variables
✤ 獨變項 IV (independent variable/ treatments)
✤ 研究者操弄的因素
✤ 受試者有無接觸過某種環境、刺激
✤ 依變項 DV (dependent variable)
✤ 受試者的表現
✤ e.g.:
反應時間、腦波數值、有無某種反應
Formulation of Plans for
Collection and Analysis of Data
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17. ✤ Selection of independent variable
✤ 選擇和研究假設有關的變項，盡量簡化變項的數量
✤ 決定每個變項中需要幾個組別 (levels)
Formulation of Plans for
Collection and Analysis of Data
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18. ✤ Quantitative independent variables
✤ 輻射劑量
(microwatts):
0,
20k,
40k,
60k
✤ “數量”上不同
✤ “間距大小”要能夠彰顯獨變相的效果
✤ “組別數量”能夠涵蓋所有的變化(function)
✤ Qualitative independent variables
✤ “類別”上不同
Formulation of Plans for
Collection and Analysis of Data
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19. ✤ Selection of the dependent variable
✤ 選擇和研究假設有關的測量值，可以考慮這幾個面向:
✤ sensitivity: 0 vs 1, -∞~∞
✤ reliability: 可否穩定的重複觀察？
✤ distribution: 常態分佈，或者有特定的機率函數？
✤ practicality: 研究需求的設備、人員等等環境要素
✤ 本課程僅介紹一種測量值的狀況，有些研究需要同時觀察多種
測量值，請參考多變量分析(multivariate designs)
Formulation of Plans for
Collection and Analysis of Data
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20. ✤ Nuisance variables
✤ Bias: 干擾變項對觀察值的影響
✤ 實驗進行過程中各種人為因素、硬體屬性都有可能造成bias
✤ “實驗設計”的目的就是要避免bias，以免造成研究生的悲劇...
✤ 如果不幸的在事後發現難以挽回的
bias，請儘早提出來討論並
且修証實驗設計。已經收的資料就先放一邊，標明為“有bias
的資料”，不納入統計分析。
Formulation of Plans for
Collection and Analysis of Data
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37. ✤ Ambiguity
about
the
direction
of
causal
influence:
無法斷定DV
和IV
之間的因
果關係。
✤ 比如，語音覺識能力
(phonological
awareness)
和閱讀能力。
✤ Diffusion
or
imitation
of
treatments:
受試者察覺到IV
的各組別之間的關聯，
自發性的改變反應策略並且改變DV。
✤ Compensatory
rivalry
by
respondents
receiving
less
desirable
treatments:
e.g.
John
Henry
effect
✤ Resentful
demoralization
of
respondents
receiving
less
desirable
treatments:
受
試者知道他們接受的treatment
被期望要表現得比較差，反而表現得更差。
Threats to InternalValidity (2)
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38. ✤ Interaction
of
testing
and
treatment:
每個受試者在測試的前半段會比較集中注意。到後半段時有人
會持續注意作業定且越來越精熟，但有的人則相反。
✤ Interaction
of
selection
and
treatment:
願意接受實驗，或者能夠接受實驗的人可能會破壞
“隨機抽
樣”原則，並且無法反應母群的特性。
✤ Interaction
of
setting
and
treatment:
實驗環境的特殊性質
(教室
v.s.
工廠)
導致DV
的變化只限於某
種環境下才能發生。
✤ Interaction
of
history
and
treatment:
收集DV
當下的某個時空環境決定了實驗結果，以至於無法重
複這些結果。
✤ Reactive
arrangements:
有些受試者警覺到自己在參與實驗並且比較投入在作業中，有些受試者則
沒有俱備同樣的警覺度，因此重複測試的時候DV
表現得不一致。
✤ Multiple-treatment
interference:
每次實驗安排的treatment
不一樣，而且每次得到DV
的效果也不
同。e.g:
文字辨識作業時給予高頻詞、低頻詞，但每次實驗使用的詞彙不一樣。
Threats to ExternalValidity
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41. ✤ General Approaches to Control
✤ Experimental control
✤ 讓每一位受試者具有同樣的干擾變項
✤ 隨機地將treatment
給予受試者
✤ 把干擾變項納入實驗設計的
IV
✤ Statistical control: 共變數分析
Controlling NuisanceVariables(1)
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42. ✤ Some Specific Approaches to Control (part 1)
✤ Blind procedures: 不違反研究倫理之下，不告知受試者研究的目的
(single-blind)。安排非主要研究人員給予刺激、記錄反應(double-blind)。
✤ Deception: 受試者接受的資訊與研究目的無關。
✤ Unobtrusive experimentation: 受試者不知道自己已經處在實驗過程
中。
✤ Multiple researchers
Controlling NuisanceVariables(2)
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43. ✤ Some Specific Approaches to Control (part 2)
✤ Debriefing: 在實驗之後詢問受試者對於作業的感覺、使用什麼策略
✤ Experimenter-expectancy control groups
✤ Unrelated-experiment technique
✤ Quasi-control group
✤ Yoked control procedure
Controlling NuisanceVariables(3)
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44. 1. Responsibility of researcher
2. Informed consent
3. Protection from harm
4. Protection of rights
5. Research deception
6. Confidentiality
7. Debriefing
8. Accurate and reporting
EthicalTreatment of Subjects
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