第十一章实验法.ppt

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1、 Eckerd Drug Co.进行了一项实验，检验为促进购买点进行了一项实验，检验为促进购买点（POP）购买而播出的店内广告的有效性。）购买而播出的店内广告的有效性。Eckerd根据商根据商店大小、地理位置、交通流量和经营年限选择了店大小、地理位置、交通流量和经营年限选择了20个在统个在统计上具有可比性的商店。这些商店中一半被随机地选做试计上具有可比性的商店。这些商店中一半被随机地选做试验商店，而另一半充当对照商店。试验商店播放广播广告，验商店，而另一半充当对照商店。试验商店播放广播广告，而对照商店的而对照商店的POP广播系统被撤掉。研究人员收集了实验广播系统被撤掉。研究人员收集了实验前前7

2、天、实验过程中天、实验过程中4周和实验后周和实验后7天以产品单位和美元金额天以产品单位和美元金额计算的销量跟踪数据。受监控的产品各种各样，从廉价的计算的销量跟踪数据。受监控的产品各种各样，从廉价的物品到小型厨房设备都有。结果表明，在试验商店中做了物品到小型厨房设备都有。结果表明，在试验商店中做了广告的产品的销售额至少翻了一番。根据这一结果，广告的产品的销售额至少翻了一番。根据这一结果，Eckerd认为店内广告在促进认为店内广告在促进POP购买中非常有效，因而决购买中非常有效，因而决定继续这一做法。定继续这一做法。一个真实的实验案例一个真实的实验案例实验中的基本概念实验中的基本概念自变量自变量测

3、试单位测试单位因变量因变量外生变量外生变量是由实验人员选择、操纵的变量，它决定着是由实验人员选择、操纵的变量，它决定着其他变量的变化其他变量的变化是指对自变量或处理的反应被作为检测对象是指对自变量或处理的反应被作为检测对象的个人、组织或其他实体。的个人、组织或其他实体。是指衡量自变量对测试单位的影响的变量。是指衡量自变量对测试单位的影响的变量。也称为控制变量，是指自变量以外的影响测也称为控制变量，是指自变量以外的影响测试单位反应的所有变量。这些变量会对因变试单位反应的所有变量。这些变量会对因变量的测量产生干扰，从而削弱实验结果或使量的测量产生干扰，从而削弱实验结果或使实验结果无效。实验结果无效

4、。概念 实验法是从影响调查对象或调查目的的诸因素中，选出一实验法是从影响调查对象或调查目的的诸因素中，选出一个或几个因素进行实验，在其余诸因素均不发生变化的条件下，个或几个因素进行实验，在其余诸因素均不发生变化的条件下，了解某个实验因素的变化对实验结果的影响。了解某个实验因素的变化对实验结果的影响。特点 实验法的主要特点是将调查对象置于非自然状实验法的主要特点是将调查对象置于非自然状态下，在事先设计的情景下进行实验，然后对比分态下，在事先设计的情景下进行实验，然后对比分析。这样收集的资料客观实用，排除人们主观估计析。这样收集的资料客观实用，排除人们主观估计的偏差。同时调查人员可以有意识地使调查

5、对象在的偏差。同时调查人员可以有意识地使调查对象在相同条件下反复出现，重复试验，可以使调查结果相同条件下反复出现，重复试验，可以使调查结果更精确。更精确。作用 证明两个量变之间的因果关系是否成立。证明两个量变之间的因果关系是否成立。因果关系证明的三个条件：因果关系证明的三个条件：能够证明两者之间存在相关关系能够证明两者之间存在相关关系能够证明两者在时间上的前后相继关系能够证明两者在时间上的前后相继关系能够证明不存在其他的原因能够证明不存在其他的原因案例案例百事可乐的实验百事可乐的实验 在在20世纪世纪70年代，百事可乐曾做过一个实验，年代，百事可乐曾做过一个实验，看消费者到底喜欢哪个公司的可乐

6、。该公司请一些看消费者到底喜欢哪个公司的可乐。该公司请一些声称喜欢可口可乐的顾客来品尝这两种饮料。这两声称喜欢可口可乐的顾客来品尝这两种饮料。这两种饮料分别放在两只玻璃杯里：一只写有种饮料分别放在两只玻璃杯里：一只写有Q字母的玻字母的玻璃杯放可口可乐，另一只写有璃杯放可口可乐，另一只写有M字母玻璃杯放百事可字母玻璃杯放百事可乐。但顾客事前并不知道哪只杯放哪种饮料。乐。但顾客事前并不知道哪只杯放哪种饮料。实验结果：有半数以上的顾客喜欢实验结果：有半数以上的顾客喜欢M玻璃杯装的玻璃杯装的饮料。饮料。百事公司的结论：人们更喜欢百事可乐百事公司的结论：人们更喜欢百事可乐 问题：这个实验可信吗问题：这个

7、实验可信吗?案例案例可口可乐的实验可口可乐的实验 可口可乐公司得知后，他们自己也做了一个实可口可乐公司得知后，他们自己也做了一个实验。他们把可口可乐饮料分别倒在写有验。他们把可口可乐饮料分别倒在写有Q字母的玻璃字母的玻璃杯子和写有杯子和写有M字母的玻璃杯子里，请顾客品尝。顾客字母的玻璃杯子里，请顾客品尝。顾客事前也不知道哪只杯子里放哪种饮料。事前也不知道哪只杯子里放哪种饮料。实验结果：有半数以上的顾客喜欢实验结果：有半数以上的顾客喜欢M玻璃杯装的玻璃杯装的饮料。饮料。可口可乐公司的结论：可口可乐公司的结论：人们更喜欢的是写有人们更喜欢的是写有M字母的杯子。字母的杯子。问题问题:百事可乐公司的实

8、验出了什么错？百事可乐公司的实验出了什么错？实验的效度实验的效度 实验的效度是指根据实验设计进行因果关系研实验的效度是指根据实验设计进行因果关系研究所得出的结论的有效程度。究所得出的结论的有效程度。实实验验的的效效度度内内部部效效度度外外部部效效度度u是指对自变量或处理的操纵是否确实导致了是指对自变量或处理的操纵是否确实导致了所观察到的因变量的变化。所观察到的因变量的变化。u实质：是指自变量是否是因变量变化的唯一实质：是指自变量是否是因变量变化的唯一原因。原因。u它是实验必须的一个最低要求它是实验必须的一个最低要求 u解决内部效度的必要条件：控制外生变量解决内部效度的必要条件：控制外生变量 u

9、是指实验中所发现的因果关系是否具有普遍是指实验中所发现的因果关系是否具有普遍意义意义u实质：实验结果适用于真实世界的程度实质：实验结果适用于真实世界的程度u产生问题的原因：实验环境的处理产生问题的原因：实验环境的处理 关于实验效度的两个问题关于实验效度的两个问题n实验需要在内部效度与外部效度之间权实验需要在内部效度与外部效度之间权衡衡 n增加实验的效度会增加成本，因此，还增加实验的效度会增加成本，因此，还需在效度和成本之间进行适度平衡需在效度和成本之间进行适度平衡 影响实验效度的因素：外生变量影响实验效度的因素：外生变量也称历程误差，是指发生在实验开始和结束也称历程误差，是指发生在实验开始和结

10、束之间，不受实验人员控制的、可影响因变量之间，不受实验人员控制的、可影响因变量数值的特殊外部事件。数值的特殊外部事件。也称生理条件误差，是指随着时间的变化，也称生理条件误差，是指随着时间的变化，受试者在心理或生理方面变得成熟或有所变受试者在心理或生理方面变得成熟或有所变化，从而会影响到实验结果化，从而会影响到实验结果也称工具误差，是指在实验期间由于测量工也称工具误差，是指在实验期间由于测量工具或测量程序的改变而对实验结果产生的影具或测量程序的改变而对实验结果产生的影响。响。许多实验需要分组，一个处理组，一个控制许多实验需要分组，一个处理组，一个控制组。选择误差是指由于处理组和控制组在实组。选择

11、误差是指由于处理组和控制组在实验前就存在差异而导致的实验结果失真。验前就存在差异而导致的实验结果失真。历史历史成熟成熟工具化工具化选择误差选择误差也称流失误差，是指在实验过程中测试单位也称流失误差，是指在实验过程中测试单位的流失对实验结果的影响。的流失对实验结果的影响。也称均值的回归，指具有极端行为的被观察也称均值的回归，指具有极端行为的被观察者在实验过程中向着行为的均值发展的趋势。者在实验过程中向着行为的均值发展的趋势。由实验过程引起。一般来讲，它们是由于在由实验过程引起。一般来讲，它们是由于在处理前后测试因变量而对实验产生的影响。处理前后测试因变量而对实验产生的影响。l主测试效应：也称前期

12、测量误差，指前面的主测试效应：也称前期测量误差，指前面的观察对后来观察的影响。观察对后来观察的影响。l互动测试效应：也称相互作用误差，是一次互动测试效应：也称相互作用误差，是一次先前的测量影响到测试单位对自变量的反应。先前的测量影响到测试单位对自变量的反应。死亡率死亡率统计回归统计回归测试效应测试效应影响实验效度的因素：外生变量影响实验效度的因素：外生变量是因人工的实验环境或实验组织者的行为对是因人工的实验环境或实验组织者的行为对因变量发生影响而产生。因变量发生影响而产生。是由于测量实验结果的时间不当所引起的实是由于测量实验结果的时间不当所引起的实验误差。验误差。是由于实验情景与实际情景不同而

13、引起的。是由于实验情景与实际情景不同而引起的。反应误差反应误差测量时间测量时间替代情境替代情境影响实验效度的因素：外生变量影响实验效度的因素：外生变量总结总结n保证实验效度的关键是控制外生变量保证实验效度的关键是控制外生变量n实验效度的提高，需要控制较多的外生变实验效度的提高，需要控制较多的外生变量，因而，实验所需的费用会越大，设计也量，因而，实验所需的费用会越大，设计也会越复杂。需要进行权衡。会越复杂。需要进行权衡。n实验不可能消除全部误差，只能在给定条实验不可能消除全部误差，只能在给定条件下接受一个可能的误差程度。件下接受一个可能的误差程度。实验设计实验设计 是对实验内容和步骤的策划，说明

14、以下是对实验内容和步骤的策划，说明以下问题的一组程序。问题的一组程序。谁是测试单位？如何将这些单位分为均谁是测试单位？如何将这些单位分为均匀的子样本；匀的子样本；要处理或操纵哪些变量；要处理或操纵哪些变量；要测量哪些因变量；要测量哪些因变量；如何控制外生变量。如何控制外生变量。实验设计的实质：如何控制处生变量，提高实验设计的实质：如何控制处生变量，提高实验结果的效度。实验结果的效度。控制外生变量的基本方法控制外生变量的基本方法指的是通过使用随机数字将测试单位分派到指的是通过使用随机数字将测试单位分派到不同实验组。处理条件也被随机分派到不同不同实验组。处理条件也被随机分派到不同实验组。实验组。涉

15、及将测试单位分派到各处理条件之前，就涉及将测试单位分派到各处理条件之前，就一系列关键背景变量对它们进行比较比较。一系列关键背景变量对它们进行比较比较。l两个缺点：一是测试单位只能就几个特性进两个缺点：一是测试单位只能就几个特性进行匹配，所以测试单位可能在所选的变量上行匹配，所以测试单位可能在所选的变量上相近，但在其他变量上却不相当；二是如果相近，但在其他变量上却不相当；二是如果所匹配的特性与因变量无关，则匹配工作是所匹配的特性与因变量无关，则匹配工作是无效的。无效的。涉及测量外生变量并通过统计分析来对其影涉及测量外生变量并通过统计分析来对其影响加以调整。响加以调整。涉及使用特殊的实验方法来控制

16、特定的外生涉及使用特殊的实验方法来控制特定的外生变量。变量。随机化随机化匹配匹配统计控制统计控制设计控制设计控制实验设计符号定义实验设计符号定义nEG：实验组，指接受实验的被研究对象。：实验组，指接受实验的被研究对象。nCG：控制组，即非实验对象，往往与实验组进行对比实验：控制组，即非实验对象，往往与实验组进行对比实验调查调查nX：处理，指改变自变量，也称操纵：处理，指改变自变量，也称操纵nMB：前测，指在自变量被处理以前对因变量进行的测量：前测，指在自变量被处理以前对因变量进行的测量nMA：后测，指在自变量被处理以后对因变量进行的测量：后测，指在自变量被处理以后对因变量进行的测量nR：将测试

17、单位或测试单位组随机分配到不同处理组中：将测试单位或测试单位组随机分配到不同处理组中n惯例：惯例：l符号从左右到的先后排列表示是随时间方向的运动符号从左右到的先后排列表示是随时间方向的运动l符号的水平排列表示所有这些符号涉及同一个特定处理组符号的水平排列表示所有这些符号涉及同一个特定处理组l符号的垂直排列表示这些符号涉及同时发生的活动或事件符号的垂直排列表示这些符号涉及同时发生的活动或事件实验设计方法实验设计方法实验设计实验设计基础性设计基础性设计统计性设计统计性设计预实验设计预实验设计简单后测设计简单后测设计简单前后测设计简单前后测设计真实验设计真实验设计模拟的前后测设计模拟的前后测设计对照

18、前后测设计对照前后测设计对照后测设计对照后测设计所罗门四组设计所罗门四组设计准实验设计准实验设计时间序列设计时间序列设计多重时间序列设计多重时间序列设计完全随机设计完全随机设计随机区组设计随机区组设计拉丁方格设计拉丁方格设计因子设计因子设计简单后测设计简单后测设计符号表示为：符号表示为：X MA X MA指对自变量处理后，测量自变量的变量对因变量的影响。指对自变量处理后，测量自变量的变量对因变量的影响。注意：注意：lMAMA的水平受所有外生变量的影响的水平受所有外生变量的影响l适用于探索性研究而非结论研究适用于探索性研究而非结论研究简单前后测设计简单前后测设计符号表示为：符号表示为：MB X

19、MAMB X MA指指对对测测试试对对象象进进行行两两次次测测量量，在在处处理理前前进进行行一一次次测测量，在处理后再进行一次测量，实验效果为量，在处理后再进行一次测量，实验效果为MA-MBMA-MB。注意：注意：lMAMA的水平受所有外生变量的影响的水平受所有外生变量的影响l对它的使用主要考虑时间和成本上比较占优势对它的使用主要考虑时间和成本上比较占优势实例实例模拟的前后测设计模拟的前后测设计符号表示为：符号表示为：R R MB1 MB1 R X MA2 R X MA2指指通通过过随随机机方方法法选选择择测测试试单单位位，并并使使用用不不同同的的测测试试单位进行前测与后测，消除了实验效应的影

20、响。单位进行前测与后测，消除了实验效应的影响。注意：注意：l可可消消除除前前测测误误差差和和相相互互作作用用误误差差，但但无无法法消消除除其其他他误差误差对照前后测设计对照前后测设计符号表示为：符号表示为：EG EG：R R MB1 X MA1MB1 X MA1 CG CG：R MB2 MA2R MB2 MA2增增加加了了控控制制组组，将将测测试试单单位位随随机机地地分分派派到到实实验验组组和和控控制制组组，对对每每一一个个组组都都进进行行一一次次前前测测和和后后测测，实实验验效果为（效果为（MA1-MB1)-(MA2-MB2MA1-MB1)-(MA2-MB2）。）。注意：注意：l除相互作用误

21、差外，可消除其他误差除相互作用误差外，可消除其他误差实例实例对照后测设计对照后测设计符号表示为：符号表示为：EG EG：R R X MA1 X MA1 CG CG：R MA2R MA2它它是是在在简简单单后后测测基基础础上上加加上上一一个个控控制制组组，实实验验效效果果为为MA2-MA1MA2-MA1。注意：注意：l除选择误差、流失误差外，可消除其他误差除选择误差、流失误差外，可消除其他误差实例实例所罗门四组设计所罗门四组设计符号表示为：符号表示为：EG EG：R MB1R MB1 X MA1 X MA1 CG CG：R MB2 MA2R MB2 MA2 EG R X MA1 EG R X M

22、A1 CG R MA2CG R MA2它由对照前后测设计和对照后设计组合而成。它由对照前后测设计和对照后设计组合而成。注意：注意：l理想实验模型理想实验模型l成本太高，很少采用成本太高，很少采用时间序列设计时间序列设计符号表示为：符号表示为：MB1 MB2 MB3 MB4 X MA1 MA2 MA3 MA4 MB1 MB2 MB3 MB4 X MA1 MA2 MA3 MA4它它是是在在自自变变量量处处理理前前后后，分分若若干干时时点点对对测测试试单单位位进进行行重重复复测测量量，从从处处理理前前后后因因变变量量的的变变化化趋趋势势上上判判断断自变量的影响程度。自变量的影响程度。注意：注意：l除

23、除历历程程误误差差和和相相互互作作用用误误差差外外，能能消消除除其其他他误误差差的的影响。影响。多重时间序列设计多重时间序列设计符号表示为：符号表示为：EG EG：MB1 MB2 MB3 MB4 X MA1 MA2 MA3 MA4MB1 MB2 MB3 MB4 X MA1 MA2 MA3 MA4 CG CG：MB1 MB2 MB3 MB4 MA1 MA2 MA3 MA4MB1 MB2 MB3 MB4 MA1 MA2 MA3 MA4它它是是在在时时间间序序列列设设计计的的基基础础上上加加上上一一个个控控制制组组作作为为对照。对照。注意：注意：l消除历程误差和相互作用误差。消除历程误差和相互作用误

24、差。统计性实验设计统计性实验设计n完全随机设计完全随机设计n随机区组设计随机区组设计n拉丁方格设计拉丁方格设计n因子设计因子设计 对实验设计的总结对实验设计的总结n没有完美的实验设计没有完美的实验设计n实验设计要与成本相均衡实验设计要与成本相均衡n实实验验误误差差出出现现的的可可能能性性并并不不等等于于实实验验误误差本身差本身实验法的类型实验法的类型因素因素实验室实验室现现 场场因素因素实验室实验室现现 场场环境环境人造的人造的 现实的现实的 外部效度外部效度低低高高控制控制高高低低时间时间短短长长反应误差反应误差高高低低测试单位数目测试单位数目小小大大迎合假象迎合假象高高低低执行容易程度执行

25、容易程度高高低低内部效度内部效度高高低低成本成本低低高高现场实验与实验室实验现场实验与实验室实验优点优点 结果的客观性和实用性结果的客观性和实用性 方法具有可控性和主动性方法具有可控性和主动性 针对性针对性 可以探索不明确的因果关系可以探索不明确的因果关系 实验结论有较强的说服能力实验结论有较强的说服能力 费用较大费用较大 化费的时间长化费的时间长 管理控制比较困难管理控制比较困难 保密性差保密性差缺点缺点实验法的优缺点实验法的优缺点本章总结本章总结n实验法的含义与本质实验法的含义与本质n实验的效度实验的效度n实验设计实验设计n实验法的类型实验法的类型糖果品种糖果品种实验前售量实验前售量Y Y

26、。实验后销量实验后销量YnYn实验结果实验结果YnYn-Y-Y。A AB BC CD DE E30030028028038038044044034034034034030030041041049049038038040402020303050504040合计合计1740174019201920180180实验单位实验单位前检测前检测后检测后检测前后对比前后对比实验效果实验效果实验组实验组Y Y。=16000=16000YnYn=21000=21000YnYn-Y-Y。=5000=50005000-2000=3000对照组对照组X X。=16000=16000XnXn=18000=18000XnXn-X-X。=2000=2000