第8章 實驗法 本章的學習主題 1.實驗法簡介 2.如何建構實驗設計 3.實驗設計的效度 4.典型實驗設計的類型 5.統計實驗設計的應用

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1 第8章 實驗法 本章的學習主題 1.實驗法簡介 2.如何建構實驗設計 3.實驗設計的效度 4.典型實驗設計的類型 5.統計實驗設計的應用
第8章　實驗法 本章的學習主題 　 1.實驗法簡介 　 2.如何建構實驗設計 　　3.實驗設計的效度 　　4.典型實驗設計的類型 　　5.統計實驗設計的應用 　　6.實驗法的限制 企業研究方法第8章

2 8.1 實驗法簡介 在這三種研究設計中，只有實驗法可以探討變數間 之因果關係。 一、實驗法的意義 實驗(experiment)是一種在控制環境下，操弄一個或一 個以上之自變項去探討此操弄對於依變項是否有直接影 響的學術研究。 而實驗法(experimentation)是一種研究 方法，藉由操弄一個或一個以上之自變項，並且控制研 究環境，藉此衡量自變項與依變項間的因果關係 。 企業研究方法第8章

3 8.1 實驗法簡介 所謂「實驗室實驗法」是指在一個相當嚴格控制的 環境中，操弄一個或一個以上的變項並控制其他條件不 變下，使研究者可以在其他相關因素影響最小的情況下， 觀察且衡量操弄變數對依變數的影響。 而「現場實驗法」是一種在真實環境或自然環境下所進 行的研究，研究人員在盡力控制的環境條件下，操弄一 個或一個以上的自變數，以觀察操弄變數對依變數之影 響。 企業研究方法第8章

4 8.1 實驗法簡介 二、實驗法的優點 Cooper & Schindler (2003)認為實驗法有以下的優點： 1.透過實驗法研究者可以操弄其想要研究之自變數。 2.和其他的研究設計相比，更能夠有效控制外來變項的干擾。 3.實驗法執行的便利性和成本較其他方法較佔優勢。 4.可以利用不同組的受試者、或者是不同的情境、不同的時間下複製或重覆同一實驗，以了解操弄變項對依變項的影響。 企業研究方法第8章

5 8.1 實驗法簡介 三、實驗法的缺點 1.人工環境 2.研究結果通則化(generalization)的問題 3.雖然實驗法一般而言較其他蒐集資料的方法來得省錢、 方便，但許多著名實驗法的支出都是超出預算許多。 企業研究方法第8章

6 8.1 實驗法簡介 4.實驗法針對現在或者是未來即將發生的問題是很有效的， 但是對於研究過去的事實而言，實驗法並不是很適 合的。 5.許多實驗都是以人為研究主體，但是其中牽涉到有關 道德問題，使實驗法受到限制。 企業研究方法第8章

7 8.2 如何建構實驗設計 一、使用實驗設計的主要議題 1.應該使用何種實驗設計？ 2.要選擇在實驗室或者是在現場中進行？ 3.在實驗中會威脅內外在效度的因素有那些?要如何 控制? 企業研究方法第8章

8 8.2 如何建構實驗設計 二、實驗建構的元素 實驗設計包含了三個主要的成分，分別為： 1.自變項與依變項 2.前測與後測 3.實驗組與控制組
8.2 如何建構實驗設計 二、實驗建構的元素 實驗設計包含了三個主要的成分，分別為： 1.自變項與依變項 2.前測與後測 3.實驗組與控制組 企業研究方法第8章

9 8.2 如何建構實驗設計 三、實驗設計中使用的符號： O、X、EG、CG、R、M 四、實驗設計建構的步驟 1.選擇相關變數 2.具體的說明處理的程度(specifying the levels or treatment) 3.控制實驗環境 4.選擇實驗設計 5.選擇和分派測試單位(test unit) 6.預試、修改及再試 7.正式實驗及分析資料 企業研究方法第8章

10 8.3 實驗設計的效度 一、內部效度 實驗設計之內部效度是在探討依變項的改變是否完全是 由實驗操弄自變數所導致的。 學者Churchill & Iacobucci (2005) 指出有八個項目可能會影 響實驗設計的內部效度，列示如下： 1.歷史(history) 2.成熟(maturation) 3.試驗(testing) 4.衡量工具(instrumentation) 5.統計迴歸(statistical regression) 6.選擇偏誤(selection bias) 7.實驗夭折(experimental mortality) 8.互動 企業研究方法第8章

11 8.3 實驗設計的效度 1.歷史(history) 所謂歷史效果(history effect)是表示第一次測量與第二次 測量間，因為在這段期間外在環境發生的特殊事件而造 成研究之偏差。例如某實驗的實驗場所是在A銀行，不巧 在兩次衡量的時間中，該銀行因某些因素發生擠兌，而 這個事件可能會影響到實驗的效度，則這個效果即稱為 歷史效果。歷史效果通常難以觀察，且通常發生在實地 實驗中，在實驗室中發生的機率較小。 企業研究方法第8章

12 8.3 實驗設計的效度 2.成熟(maturation) 此種影響類似歷史效果，只是成熟是指受測者發生了改 變，此種改變不是由於實驗變數的影響，而是由於時間 的增長而造成的改變。例如若測試單位是人的話，成熟 使人長大、或者是參與實驗時變得很疲憊、想睡、無聊、 饑餓或者是因其他改變而影響行為受測者之填答。 企業研究方法第8章

13 8.3 實驗設計的效度 3.試驗(testing) 測試效果(testing effect)又稱預試效果(pretesting effect)，是 由於反覆多次對受測者進行相同或類似的實驗而造成學習 之效果。有時因為一再的重覆測驗，使受測者對某些題目 有警戒而影響了實驗的本質，因此受測者可能會表現出和 沒有實行預試時不同的反應，例如學者在實行第二次智力 測驗時，得分通常會比第一次高。 企業研究方法第8章

14 8.3 實驗設計的效度 4.衡量工具(instrumentation) 在實驗中衡量依變數需要使用問卷或者其他形式的衡量 方法。如果完全相同的衡量工具被使用一次以上，可能 會產生預試效果，為了避免產生預試效果，事前與事後 衡量所使用之衡量工具也許不一樣。這樣的做法雖會減 少預試效果，但是卻會產生衡量工具效果(instrumentation effect)，因為問卷用字的改變、訪員的不同、衡量程序的 不同而造成衡量上之誤差，均會影響實驗的內部效度。 企業研究方法第8章

15 8.3 實驗設計的效度 5.統計迴歸(statistical regression) 有時選擇極端的受測者進行實驗可能會產生統計迴歸 效果，因極端受測者原先極端的看法產生變化，而造成 這些極端受測者向中間修正的情形，然而研究者可能以 為是實驗刺激所致。 企業研究方法第8章

16 8.3 實驗設計的效度 6.選擇偏誤(selection bias) 如果不是使用隨機選擇和分派時，在實驗中可能會產 生選擇偏誤。當控制組與實驗組的受測者不是隨機指派 進入現場(randomly assign the subjects to the treatment)，則比 較兩組測試之結果是沒有意義的。 企業研究方法第8章

17 8.3 實驗設計的效度 7.實驗夭折(experimental mortality) 有時測試單位可能因為某些因素不能全程參與實驗，在中途便退出，此種情況稱為實驗夭折，此時統計分析所做出的結論可能會受到影響。 8.互動 在某些實驗設計，交互效果可能會影響實驗變數造成實 驗效果的錯估。 企業研究方法第8章

18 8.3 實驗設計的效度 二、外部效度 影響外部效度的主要因素有下面幾點： 1.測試的反作用或者是交互效果 (the reactive or interactive effect of testing) 前測可能增加也可能減少受測者對量測變項的敏感性 或應答率，其實驗結果可能和未接受前測的測試單位 有差異。 企業研究方法第8章

19 8.3 實驗設計的效度 2.選擇偏誤和實驗變數的交互效果 樣本選擇有偏差或實驗變數之間產生交互作用，其結 果可能降低外部效度之適用性。
8.3 實驗設計的效度 2.選擇偏誤和實驗變數的交互效果 樣本選擇有偏差或實驗變數之間產生交互作用，其結 果可能降低外部效度之適用性。 企業研究方法第8章

20 8.3 實驗設計的效度 3.對實驗環境產生的反作用 (reactive effect to the experimental situation) 當受測者對實驗環境產生反作用時，研究之外部效度會降 低。例如實驗環境的陳設及安排使實驗者產生反感。 4.操弄處理的干擾 當我們操弄某些變項，但操弄前與操弄後之實驗均選用同 一批人時，就會產生干擾的情形。 企業研究方法第8章

21 8.4 典型實驗設計的類型 實驗設計廣義來說可以分為兩種類型：典型設計 (classical designs)與統計設計。典型設計一般又可分為三大 類：預實驗設計、真實驗設計及準實驗設計，分別解釋如 下： 一、預實驗設計(Pre-Experimental Designs) 1.單次研究設計(one-shot case study)： 此種研究設計又稱為事後研究(after only design)，其表示方式如下： X O1 企業研究方法第8章

22 8.4 典型實驗設計的類型 2.單組前後測設計(one-group pretest-posttest design) 此種設計方法是在變數操弄前與操弄後均進行衡量，然後進行比較。其表示方法如下： O1 X O2 企業研究方法第8章

23 8.4 典型實驗設計的類型 3.靜態組間比較(Static-Group Comparison) 在此種實驗設計中，將實驗對象分成兩組，一組是實驗組、另一組是控制組。其表示方式如下： 實驗組 X O1 控制組 O2 實驗組施予實驗處理(操弄)，而控制組則沒有做任何 操弄處理，實驗處理的效果衡量是藉由O2－O1(實驗組與 控制組分數之差距)。 企業研究方法第8章

24 8.4 典型實驗設計的類型 二、真實驗設計(True Experimental Designs) 真實驗設計強調隨機分派之重要性，而隨機 (Randomization)的意思為分派實驗對象接受實驗處理時每 個實驗對象被分派的機率是相同的。 企業研究方法第8章

25 8.4 典型實驗設計的類型 1.前後加控制組設計(pretest-posttest control group design) 此種設計是一種典型的實驗設計，用符號表示如下： 實驗組： R O1 X O2 控制組： R O3 O4 2.事後加控制組設計(posttest-only control group design)在此種設計， 實驗過程中並沒有事先的前測(pretest)用符號表示如下： 實驗組： R X O1 控制組： R O2 企業研究方法第8章

26 8.4 典型實驗設計的類型 3.所羅門四組設計(Solomon four-group design) 此種實驗設計又稱四組六研究設計(four-group six-study design)， 其結合前兩種實驗之設計的優點。所羅門四組設計用符號表示 如下，在此設計的兩個X是代表在每個實驗組中施予同樣的實 驗處理。 實驗組I： R O1 X O2 控制組I： R O3 O4 實驗組II： R X O5 控制組II： R O6 企業研究方法第8章

27 8.4 典型實驗設計的類型 三、準實驗設計 (Quasi-Experimental Designs) 準實驗設計提供比預實驗設計更多的控制，但在實驗 對象的選擇與分派卻不是如真實驗設計般隨機選取。 在準實驗設計中，最常被使用的即是時間序列設計 (time-series designs)。時間序列設計可以下符號表示： EG O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8 企業研究方法第8章

28 8.5 實驗設計的應用 一、完全隨機設計 (Completely Randomized Design,CRD) 完全隨機設計是一種使用隨機程序來分派實驗單位 接受實驗的一種方法，隨機分派實驗單位的目的是要控 制所有外來變項的干擾因素，如此才能更精確地瞭解操 弄變數之影響效果。 企業研究方法第8章

29 8.5 實驗設計的應用 二、隨機區集設計 (Randomized-Block Design) 企業研究方法第8章

30 8.5 實驗設計的應用 三、拉丁方格設計(Latin Square Design) 企業研究方法第8章

31 8.5 實驗設計的應用 四、因子設計(Factorial Design) 企業研究方法第8章

32 8.6 實驗法的限制 一、成本 成本和時間壓力是第一個困難。實驗成本包含正式 研究成本、衡量工具使用成本與工作人員成本。所以 直接研究成本通常是相當大的，必須做適當的控制。 若成本耗費比所得之效益還要高時，就必須考慮是否 必須做這些實驗。 企業研究方法第8章

33 8.6 實驗法的限制 二、安全 在進行實地實驗時必須公開暴露，是故要隱瞞競爭者 這些訊息是很困難的。例如一個公司開發了一項新產 品，其在台北市的幾個商店於四月某個星期五展示八 小時，八小時後，所有東西都被撤離，此時其競爭廠 商由於展覽的關係，可能已得知所有新產品細節而開 始開發他們的新產品。 企業研究方法第8章

34 8.6 實驗法的限制 三、控制 控制的問題可能發生於以下幾種情況。第一，在實驗 本身即會產生控制的問題。如果是實地實驗的話，如何 避免其他外來因素的干擾是很重要的；如果測試單位是 人，應保持控制組不受其他因素的影響，且不會和實驗 組有交互影響，而影響實驗結果的正確性。 企業研究方法第8章