实验的设计

第四节　实验的设计

在控制实验研究中，设计是经常用的，甚至贯穿于整个研究中，因为不仅在整个研究中或实验中需要整体的设计，在具体的实验过程中还有具体的设计，如抽样设计、资料分析设计、统计类目量表设计。抽样设计与研究的建构有关，量表设计是为了保证实验的科学性而设计的程序与操作思路。本节介绍的设计是指导整个实验过程的设计。

为了便于理解和叙述，首先应规定某些符号以表示各因素或要素之间的关系。

R——随机抽样或随机分配；

X——表示对自变量的处理或操纵，并检验这些变量对因变量的影响；

O——观察或测量的过程，通常在O下有一个注脚，表示观察的次数，如O₁表示观察1次。

举例：RO₁XO₂表示了实验的顺序，受试者被随机抽样成组别（R），然后接受观察过测量（O₁）。之后对自变量进行处理或操纵（X），接着是第二天的观察或测量（O₂）。每行的符号代表一组实验，如：

R　　　O₁　　　X　　　O₂

R　　　O₁　　　　　　 O₂

一、基本实验设计

控制实验是一套完整的方法和体系，在实际实验中，都应根据研究者的假设和收集的不同资料，进行具体设计，并采用适合本研究的方法。研究者在研究和建构设计之前必须明确一些基本的问题：

研究的目的和目标；

实验和测量的具体内容；

实验中的因素（自变量）；

层次的因素（自变量的程度）；

期望得到的资料；

收集资料的方法；

统计分析方法；

本领域过去的研究；

研究本领域的意义；

研究的现有物质条件；

研究经费能否保证。

基本实验设计内容很多，这里介绍的仅是最通常使用的部分。

1.关于预测—后测的控制组

在使用控制实验的任何研究领域，预测—后测控制组（Pretest－Posttest Control Group）都是基本的、常用的，这种设计包含了许多人为的假设，受试者是由随机抽样或分配而组成的，并且进行预测，然而只有第一组接受实验处理，将第一组O₁与O₂的差别与第二组O₁与O₂的差别进行比较，若发现结果差别比较大，就可以认为，实验处理正是造成差异的原因。

预测—后测控制组设计：

R　　　　O₁　　　X　　O₂

R　　　　O₁　　　　　 O₂

2.关于后测的控制组

当研究人员考虑到受试者可能对于后测很敏感时，可将前述的设计改为仅有后测的（Posttest－only Control Group）设计。

只有后测的控制组设计：

R　　　　X　　　　O₁

R　　　　　　　　 O₂

仅有后测控制组设计广泛用于控制的解释。

3.索罗门四组设计

索罗门四组设计结合了前两组设计，常用于“预测”为负面因素时。

索罗门四组设计：

R　　　　O₁　　　　X　　　　O₂

R　　　　O₃　　　　　　　　 O₄

R　　　　　　　　　X　　　　O₅

R　　　　　　　　　　　　　 O₆

举例：大学生习惯性阅读与时事测验分数相关性的实验。

假设数据中，数字表示大学生时事测验的分数，X表示习惯性阅报的行为。

索罗门四组设计：

组别

1　　　R　　　20（O₁）　　　X　　　40（O₂）

2　　　R　　　20（O₃）　　　　　　 20（O₄）

3　　　R　　　　　　　　　　X　　　40（O₅）

4　　　R　　　　　　　　　　　　　 20（O₆）

为了判断阅报的效果，O₂应与O₁有显著差别，且应与O₄有显著的差别。此外O₅与O₆亦应有显著的差别，与O₅也有显著差别。如果索罗门四组设计的假设数据中列出的20分为显著的差别，则表明了自变量对时事新闻产生效果。O₄与O₆进行比较，可以评估可能产生的效果；O₂与O₃进行比较，实验者便能查明随机的效果；O₂与O₅进行比较，可探究预测与操纵之间可能的互动。

索罗门四组设计缺点是缺乏实用性，而且又需要较多的受试者，需要更多的时间和经费的投入，结果解释又较为困难。

二、因素研究

1.多因素设计

包含两种或两种以上的自变量的分析研究称为多因素设计（factorial designs），每一项自变量称为因素（factor），研究者可调查和研究自变量之间的关系。在许多情形下，两个或更多的变量，对于因变量的效果可能是相互依赖的，其研究依靠简单的随机设计是无法完成。

2.双因素设计

双因素设计（two－factor designs）表示有两项自变量受到操纵，三因素设计则包含三种自变量，并以此类推。研究中的因素设计必须包含至少两个因素或自变量。

3.因素的层次

因素可以分为多个层次。2×2多因素设计表示两个自变量，各两个层次；3×3多因素设计则表示两个自变量，各有三个层次；2×3×3多因素设计则表示三个自变量，第一个自变量有两个层次，而第二个与第三个自变量各有三个层次。

为了说明层次的概念，罗杰·温默（Roger Wimmer）和约瑟夫·多米尼克（Joseph Dominick）举了个例子。假设电视台要了解电影系列影片的促销活动是否成功，便计划将此系列影片在收音机和报纸上做广告，并随机选择受试者，被置于2×2多因素设计中，如图7-1所示。

图7-1

图7-1就可以进行两个自变量两种层次的试验——收音机的广告与报纸上的广告，一组为呈现在收音机和报纸上的广告，二组为呈现在报纸上的广告，三组为呈现在收音机上的广告，四组为控制组，广告在收音机和报纸上都没有呈现。进行实验之后，就可以了解到哪一种媒介或哪几种媒介的结合最有效。

2×3多因素设计，第二种自变量增加为三个层次，这种设计说明如何调查彩色和黑白报纸广告的相对效果，如图7-2所示。

图7-2

2×3多因素设计：如果还想增加电视广告，就构成了2×2×2多因素设计，三因素设计包括了八种可能，如图7-3所示。

图7-3

【注释】

[1]Roger Wimmer ＆ Joseph Dominick，Mass Media Research—An Introduction，by Wadsworth，A Division of Wadsworth，Inc.