心理實驗法第十三講:Subject variables and design critiques

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目錄 1 Subject variables 1.1 舉例之一 1.2 組間控制 1.3 subject variables之測量 1.4 Random selection 1.5 Paradigm 1.6 Model 1 between subject design 1.6.1 random assign 1.6.2 Block randomization 1.6.3 assignment的方向 1.7 Model 2 matched subject design 1.7.1 測量方式 1.7.2 ad lib matching 1.7.3 random blocks technique 1.8 Model 3 within subject design 1.8.1 Latin square 1.8.2 何時不能用Within？ 1.9 Subject loss 1.10 Design critiques 1.10.1 Cues for criticizing

Subject variables

• 心理學（實驗）之夢魘
• 最大confounding variables之來源
  • 個別差異（individual difference）
  • 如身材、IQ、性別、種族、社群....
• 是夢魘但也不能不理

舉例之一

• 課本p97~98
  • Field based study
    • 在一工廠，一般員工開設領導知能研習班，自由在下班後參加。並在10年追蹤，發現參加研習班的員工職位明顯與他們同期但未參加研習班者為高
    • 所以研習班有效？
  • confounding : motivation

組間控制

• 基本上實驗中希望在各組之間所有的相關的subject variables為相等
• 但很難！
• 所以approximately equal即可
• 但問題一：到底有多少相關的
• 問題二：什麼是相關的
• 問題三：相等？

subject variables之測量

• 如何得知各組間subject variables相等？
• 有些有測量，如IQ
• 但很多不能測，如參加這個實驗的動機
• 即使可測量也有誤差
  • IQ 105與 102相等或不相等

Random selection

• 一種讓組間沒有差異的理想作法
  • 理論上理想
  • 實際上有些困難
    • 當隨機選擇的電話號碼
    • 但接電話者隨機嗎？
    • 肯回答問題者沒有偏誤？

Paradigm

• 由第五章models中前3種例，說明如何控制
  • between subject design
  • matched subject design
  • within subject design
• 其實為兩大類
  • independent groups designs (between-subject)
  • dependent groups designs (within-subject)

Model 1 between subject design

• unbiased assignment
• random assignment (completely random assignment)可以使兩（或多）組大約相等
• random assignment之注意事項
  • equal number
    • 若某一組等別少，穩定不高
    • 統計會較容易
  • large number
    • 大數原則

random assign

• random assign的作法
  • 抽籤：如60人分成四組，可以預作60張簽，其中15張為A，15張為B，15張為C，15張為D
  • 查表
  • 電腦(pseudo-random問題)
  • 座位：請實驗參與者分成四排（不要刻意安排）

Block randomization

• 在Linder, Cooper, and Jones(1967) cognitive dissonance之實驗
  • 因怕洩題採block randomization
  • 使用block randomization要有理由
  • 作法與completely randomization相等在固定block內完成各次之randomization

assignment的方向

• random assign有兩種方向（即使結果相等）
  • assign subjects to treatments
  • assign treatments to subjects

Model 2 matched subject design

• Match要有兩個條件
  • 要有highly related
  • subject characteristics可以測量
  • 如學習之作業
    • IQ高相關，性格低相關
    • IQ可測量

測量方式

• 利用與實驗與完全不相干的工具
  • 如IQ用IQ test
• 用實驗task或與task相似工作
  • 如p102下面的例子
• Match時的注意
  • 理想狀態，分到不同組的各受試者某一特性完全相同（如IQ、年齡...）
  • 實際上很難找到完全相同。
  • 所以「大致」相同即可
  • 但是該特性之變異性大怎麼辦？
• Matching technique
  • ad lib matching
    • p125
      • A 20.5 8.0 7.2 3.2 mean=9.72
      • B 17.2 10.7 6.5 4.3 mean=9.67
    • 平均相當，並各有高中低大致分佈
  • random blocks technique
    • 各blocks內random assign (blocks由matching之特性依序排列後分出）

ad lib matching

• Lambert and Solomon (1952)
  • task : run down a runway
  • 步驟：1. 30次學習。2. 分組兩組。 3.測量何時不跑了。
  • 依變項：在多少trials之後在start box3分鐘以上
  • 分組：A.障礙物在靠goal。B. 障礙物在靠start。
  • matching：學習階段最後四次離開start box的時間。

random blocks technique

• P.103 case study (Smith等人, 2005）
  • 檢驗盲人與視力正常人對大小知覺的能力
    • 蒙眼拿十種物品（如牛奶壺、汽水罐..）6秒
    • 全部拿過以後依隨機順序用手比物品大小
    • 盲人較為精確，視力正常者往往高估
  • match什麼？
    • 性別、教育程度、年齡
    • 後兩項可以用random blocks technique

Model 3 within subject design

• 為何要作順序平衡？
  • 兩個影響力
    • practice effect
      • 使表現好
    • fatigue effect
      • 使表現差
  • 但不知何者較具影響力

Latin square

• sequence counter balance需要N!組
• Latin square只要N組（如p104 table6.1）
  • 4x4(還有三種）
    • ABCD
    • BADC
    • CDBA
    • DCAB
• Latin square例子
  • P.106~107 Case study Evans & Saint-Aubin(2005)
  • 兒童聽童書時較注意文字或圖？
    • 受試者：五個4至5歲的兒童（不識字）
    • 材料：五種圖畫書（圖文位置及圖有無彩色等不同）
    • 測量：利用eye tracker
    • 觀看順序：以Latin square決定
    • 結果：兒童多半在看圖、彩色圖更吸引兒童

何時不能用Within？

• treatment影響後來的
  • 隔離生長vs未隔離生長 老鼠
  • 不同教學法比較
• 與subject相關
  • 不同IQ者的表現差異
  • 性向不同的效果

Subject loss

• Case study P.106
• subject loss (attrition)
  • 主題：求職訓練
  • 受試者：60個人，隨機分兩組，一組接受為期四週的求職訓練，另一組為對照組。
  • 依變項：一個月後求職成功率
  • 結果：求職訓練組16人完成所有課程，其中12人成功（75%），對照組為15人成功（50%）。所以認為求職訓練成功。
• 為何流失？
  • 動機
    • 動機不高，求職意願沒有很強烈....
  • IQ
    • IQ不高，不理解課程內容，上不下去了...
  • 情緒
    • 情緒穩定性不高，耐不了壓力...

• 如何防止流失？
  • 盡可能不要作長期的實驗
  • 先前就要和受試者確認可否作長時間合作
  • 留下受試者連絡方式（手機）
  • 前一天一定要提醒受試者
• 如何防止流失之例
• P.108 case study Rushton & Bons (2005)
  • 想利用同卵及異卵雙胞胎了解擇偶及擇友與自己的相似性
  • 針對每一對雙胞胎發出六份問卷（本身、配偶、同性友人）
  • 防止流失之方法
    • 若沒寄回，再寄一次-->增加25%
    • missing data --> 利用統計方式補足
• 若避免不了
  • Pretreatment information
  • Data on the subjects' progress
  • Posttreatment information

Design critiques

• Case study chap 7 p.112
• hippocampus 對複雜學習有關，與簡單學習無關
  • 切除由隨機選擇的20隻老鼠的hippocampus
  • 上述再隨機分成各10隻為一組，一組學簡單迷津，另一組學很複雜的困難迷津
  • 結果簡單迷津組在10個嘗試之無錯誤學會，但複雜迷津組則超過30次以上
  • 因此認為假設成立
• Case study的問題在那？
  • Case study利用independent subject design
  • 但在假設中除了簡單/複雜問題外，尚有hippocampus的存在與否。
  • 所以應該用factorial design如p.112之表

Cues for criticizing

• What is the independent variable?
• Subject / manipulated variable?
• What is the dependent variable?
• Keep constancy?
• Type of design