Veicot zinātniskus pētījumus, ir svarīgi noskaidrot, kāpēc kaut kas notiek. Tieši šeit eksperimentālā projektēšana kļūst neaizstājama, palīdzot pētniekiem atklāt cēloņu un seku sakarību noslēpumus. Rūpīgi plānojot eksperimentus, vācot precīzus datus un pārdomāti tos analizējot, eksperimentālā projektēšana sniedz pētniekiem rīkus, lai noteiktu un saprastu, kā dažādas lietas ir saistītas. Šajā rakstā izpētīsim eksperimentālā dizaina jomu, izzināsim tā nozīmi, mērķi un dažādās metodēs, ko izmanto dažādās pētījumu jomās.
Kas ir eksperimentālais dizains?
Eksperimentu plānošana ir sistemātiska pieeja eksperimentu plānošanai, veikšanai un analīzei, lai noteiktu un izprastu cēloņsakarības starp mainīgajiem. Tā ietver rūpīgu eksperimenta plānošanu, lai kontrolētu iespējamos traucējošos faktorus un nodrošinātu, ka datu vākšanas pasākumi efektīvi risina pētījuma jautājumus un hipotēzes. Eksperimenta plānošana ietver faktoru un apstrādes veidu izvēli, dalībnieku vai pētāmo personu iedalīšanu dažādos apstākļos, kā arī datu vākšanu un analīzi, lai izdarītu nozīmīgus secinājumus. Izmantojot dažādus eksperimentālos plānus, piemēram, pilnīgi nejaušināts, nejaušināts blokveida un novērošanas pētījums, pētnieki var uzlabot savu secinājumu derīgumu un ticamību.
Eksperimentālā dizaina veidi
Eksperimentu plāni ietver dažādus veidus, kurus var pielāgot, lai tie atbilstu konkrētām vajadzībām. pētniecības mērķi un iestatījumiem. Katrs dizains piedāvā unikālas priekšrocības un ierobežojumus, ļaujot pētniekiem kontrolēt traucējošos faktorus, pētīt mijiedarbības efektus vai strādāt ētisku ierobežojumu ietvaros. Šeit ir daži izplatītākie eksperimentu modeļu veidi:
Neatkarīgi pasākumi
Neatkarīgi mērījumi, ko dēvē arī par starpobjekta vai neatkarīgu grupu plānojumu, ir eksperimenta plānojuma koncepcija, kurā dažādi dalībnieki tiek iedalīti dažādos eksperimenta apstākļos vai grupās. Šajā plānā katrs dalībnieks piedzīvo tikai vienu neatkarīgā mainīgā lieluma līmeni, un viņu atbildes vai rezultāti tiek salīdzināti šajās dažādajās grupās.
Neatkarīgu mērījumu izmantošana ļauj pētniekiem vienlaikus pārbaudīt vairākus apstākļus, samazinot individuālo atšķirību un ar dalībniekiem saistīto mainīgo faktoru iespējamo ietekmi. Tomēr tas prasa lielāku izlases lielumu un rada nevienlīdzīga grupu sastāva risku. Lai risinātu šo problēmu, bieži tiek izmantota nejaušības principa piešķiršana, lai nodrošinātu, ka dalībnieki dažādos apstākļos tiek sadalīti pēc nejaušības principa.
Saskaņotie pāri
Eksperimentu plānošanā pētniekiem ir dažādas iespējas, kā risināt problēmu, lai samazinātu mainīgumu un iegūtu ticamus rezultātus. Viena no pieejām ir saskaņotu pāru eksperimentālā plānojuma izmantošana, kas ietilpst pētījumu starp subjektiem kategorijā. Šajā modelī pētnieki cenšas samazināt iepriekš pastāvošās atšķirības starp eksperimentālajām grupām, savienojot pētāmās personas ar līdzīgām īpašībām. Katrā pārī ir divi dalībnieki, no kuriem viens ir iedalīts pētījuma grupā, bet otrs - kontroles grupā.
Lai gan ar to nevar panākt tādu pašu atbilstības līmeni kā ar pētījuma subjektiem, tomēr saskaņotu pāru dizains palīdz samazināt mainību starp grupām un izvairīties no apstrādes secības efekta. Tomēr šī pieeja var būt laikietilpīga, un tā ir atkarīga no piemērotu saskaņotu pāru atrašanas. Kopumā, izvēloties piemērotu eksperimenta plānu, rūpīgi jāapsver konkrētās jomas problēmas, pieejamie resursi un pētījuma jautājums.
Atkārtotu mērījumu dizains
Atkārtotu mērījumu dizains, pazīstams arī kā pētījuma subjekta iekšējais dizains, ir eksperimentāla pieeja, kurā vieni un tie paši dalībnieki tiek pakļauti vairākiem neatkarīgā mainīgā lieluma apstākļiem vai līmeņiem. Dalībnieku atbilžu mērīšana dažādos apstākļos ļauj izpētīt atšķirības subjekta iekšienē, vienlaikus samazinot individuālo mainīgumu. Tomēr ir svarīgi novērst iespējamos kārtas efektus, izmantojot līdzsvarošanas metodes.
Atkārtotu mērījumu dizains sniedz tādas priekšrocības kā lielāka statistiskā jauda un ieskats individuālajās variācijās. Datu analīze bieži vien ietver specializētas statistikas metodes. Kopumā atkārtotu mērījumu dizains nodrošina vērtīgu metodi, lai pētītu izmaiņas dalībnieku vidū un izprastu neatkarīgo mainīgo ietekmi, vienlaikus kontrolējot individuālās atšķirības.
Starpobjekts un subjekts subjekta iekšienē
Veicot starpobjektīvo pētījumu, dalībnieki tiek iedalīti dažādās grupās, piemēram, ārstēšanas grupā vai kontroles grupā, un eksperimenta beigās šīs grupas tiek salīdzinātas. Šī pieeja, ko dēvē arī par neatkarīgu mērījumu plānu, nodrošina, ka katrs dalībnieks ir pakļauts tikai vienam nosacījumam. Tomēr, neraugoties uz centieniem nejaušības principa ceļā sadalīt grupas, iepriekš pastāvošās atšķirības starp grupām var ietekmēt rezultātus.
No otras puses, pētījuma subjekta ietvaros, ko dēvē arī par atkārtotu mērījumu plānu, dalībnieki izdzīvo visus apstrādes nosacījumus un tiek mērīti katrā no tiem. Šāds plāns ļauj katram dalībniekam kalpot kā savam kontrolparaugam, samazinot mainīgumu un palielinot statistisko jaudu. Tomēr ārstēšanas kārtība var ietekmēt rezultātus, un pētniekiem ir jāņem vērā iespējamā prakses un noguruma ietekme.
Izvēloties starp starpobjekta un subjekta iekšienē veikto pētījumu, rūpīgi jāapsver pētījuma mērķi, pētāmo mainīgo lielumu raksturs un iespējamie traucējošie faktori.
Eksperimenta plāna izstrāde
Eksperimenta plāna izstrāde ietver rūpīgu plānošanu, lai optimizētu uzticamu datu vākšanu un noteiktu cēloņsakarības. Šo pētījumu galvenais mērķis ir novērot ietekmi, kas pastāv pētāmajā populācijā, priekšroku dodot cēloņsakarību ietekmes noteikšanai. Tādēļ ir nepieciešams izolēt katra faktora patieso ietekmi no iespējamiem maldinošiem mainīgajiem lielumiem un izdarīt secinājumus, ko var vispārināt reālajā pasaulē.
Lai sasniegtu šos mērķus, eksperimentālajos projektos par prioritāti tiek izvirzīta datu validitāte un uzticamība, kā arī iekšējā un ārējā eksperimenta validitāte. Ja eksperiments ir derīgs un uzticams, pētnieki var būt pārliecināti par savu procedūru un datu precizitāti un konsekvenci, tādējādi iegūstot ticamus rezultātus.
Veiksmīgs eksperimenta plāns ietver šādus galvenos komponentus:
Iepriekšēja plānošana
Būtisks uzsvars tiek likts uz rūpīgu iepriekšēju plānošanu, kurā pētnieki rūpīgi apsver pētījuma jautājumu, interesējošos mainīgos lielumus un eksperimenta vispārējo plānu. Tas nodrošina, ka pirms pētījuma uzsākšanas tiek ņemti vērā visi nepieciešamie aspekti.
Eksperimentālo ārstēšanas metožu izstrāde
Pētnieki izstrādā un nosaka apstrādes vai apstākļus, ar kuriem eksperimenta laikā saskarsies dalībnieki. Šīs procedūras ir rūpīgi izstrādātas, lai manipulētu ar interesējošajiem mainīgajiem lielumiem, ļaujot pētniekiem novērtēt to ietekmi.
Pētāmo personu iedalīšanas noteikšana ārstēšanas grupās
Pētniekiem ir jāizlemj, kā sadalīt dalībniekus vai pētāmās personas dažādās ārstēšanas grupās. To var izdarīt nejauši vai ar citām sistemātiskām metodēm, lai nodrošinātu taisnīgumu un mazinātu iespējamos aizspriedumus.
Pētāmo personu iedalīšana eksperimentālajās grupās
Eksperimentālo grupu sadalījums ir būtisks eksperimenta plānošanas aspekts. Pētniekiem ir rūpīgi jānosaka, kā dalībnieki tiek sadalīti pētījuma un kontroles grupās. Kontrolgrupa parasti ir tā, kurā netiek veikta ārstēšana, un tā nodrošina salīdzināšanai nepieciešamo bāzes līniju. Metode, ar kādu dalībnieki tiek iedalīti grupās, būtiski ietekmē spēju noteikt patieso cēloņsakarīgo ietekmi un kontrolēt maldinošos mainīgos. Apskatīsim dažas pieejas pētāmo personu sadalījumam eksperimentālos projektos.
Pilnīgi nejaušināts
Pilnīgi randomizēti pētījumi ietver nejaušības principa principa piemērošanu pētāmajām personām ārstēšanas un kontroles grupās, izmantojot tādas metodes kā monētu mešana, kauliņu mešana vai datora izmantošana. Šāds nejaušs sadalījums nodrošina, ka grupas sākumā ir aptuveni līdzvērtīgas, tādējādi palielinot pārliecību, ka beigās novērotās atšķirības var attiecināt uz ārstēšanu, nevis citiem faktoriem. Randomizācija palīdz izlīdzināt traucējošos faktorus starp grupām, atstājot tikai ārstēšanas ietekmi.
Pilnīgi nejaušinātas izlases veida plāna piemērs ir pētījums, kurā pētīta jaunas mācību metodes ietekme uz skolēnu sekmēm. Pētnieki pēc nejaušības principa iedala skolēnus divās grupās: vienai grupai tiek piemērota jaunā mācību metode, bet otra grupa turpina izmantot tradicionālo mācību metodi. Ja līdz pētījuma beigām rezultāti ievērojami mainās, pētnieki var būt pārliecināti, ka uzlabojumus izraisījusi jaunā metode.
Randomizēts bloks
Randomizētu bloku plānojumu izmanto, ja pastāv traucējoši faktori, kas var ietekmēt rezultātus, bet nav pētījuma galvenais mērķis. Šie faktori var slēpt vai izkropļot ārstēšanas ietekmi. Lai mazinātu šo faktoru ietekmi, eksperimentatori izmanto nejaušinātu bloku plānu.
Šajā plānā dalībnieki, kuriem ir kopīga traucējoša īpašība, tiek organizēti blokos, un dalībnieki katrā blokā tiek nejauši sadalīti eksperimentālajās grupās. Šī pieeja ļauj kontrolēt zināmos traucējošos faktorus. Iekļaujot bloķēšanu eksperimentu plānos, tiek samazināta traucējošo mainīgo ietekme uz eksperimenta kļūdu. Analīzē pārbauda apstrādes ietekmi katrā blokā, novēršot mainīgumu starp blokiem. Līdz ar to bloķētie plāni uzlabo apstrādes ietekmes noteikšanas precizitāti, samazinot līdz minimumam faktoru ietekmi. traucējoši mainīgie.
Piemēram, ja testē dažādas mācību metodes, klases līmenis var būt būtisks traucējošs faktors, kas ietekmē mācību rezultātus. Lai īstenotu izlases veida bloka plānu, dalībnieki tiktu sadalīti pa klašu līmeņiem, un dalībnieki katrā līmenī tiktu pēc nejaušības principa iedalīti eksperimentālajās grupās.
Novērojumu pētījumi
Novērojumu pētījumi, kas pazīstami arī kā kvazieksperimentu izmanto situācijās, kad nav praktiski vai ētiski nejauši iedalīt pētāmās personas eksperimentālos apstākļos. Tā vietā pētnieki novēro pētāmās personas to dabiskajās grupās, mēra kritiskos mainīgos lielumus un meklē korelācijas.
Novērojuma pētījumi ļauj veikt pētījumus, ja ārstēšanas kontrole nav iespējama. Tomēr kvazieksperimentālie modeļi rada problēmas, kas saistītas ar mainīgajiem mainīgajiem. Šāda veida eksperimentālā plānojumā korelācija starp mainīgajiem ne vienmēr norāda uz cēloņsakarību. Lai gan īpašas procedūras var palīdzēt pārvaldīt traucējošos faktorus novērojumu pētījumos, pārliecība par cēloņsakarību konstatējumiem galu galā ir mazāka.
Piemēram, iedomājieties, ka jūs pētāt fizisko aktivitāšu ietekmi uz svara zudumu. Dalībniekus nav iespējams nejauši sadalīt grupās, kurās tiek veikti vingrinājumi, un grupās, kurās netiek veikti vingrinājumi. Tomēr jūs varat salīdzināt cilvēkus, kuri regulāri nodarbojas ar fiziskām aktivitātēm, ar tiem, kuri ar tām nenodarbojas, un novērot, kā atšķiras viņu svara samazināšanās rezultāti.
Ārstēšanas veidi eksperimentālajos projektos
Eksperimentālajā projektēšanā ar pētījumiem apzīmē mainīgos lielumus, ar kuriem pētnieki manipulē un kurus kontrolē pētījuma laikā. Šīs apstrādes kalpo kā primārie neatkarīgie mainīgie, un pētnieki tās piemēro eksperimentā iesaistītajiem pētāmajiem vai priekšmetiem. Mērķis ir novērot, vai apstrādei ir ietekme uz rezultātu vai atkarīgo mainīgo.
Lai gan ārstēšana var ietvert medicīnisku iejaukšanos, piemēram, medikamentus vai vakcīnas, šis termins attiecas arī uz dažādiem citiem faktoriem, piemēram, apmācību programmām, mācību metodēm, ražošanas apstākļiem vai mēslošanas līdzekļu veidiem. Nosakot ārstēšanas veidus, ir būtiski rūpīgi apsvērt to specifiskās īpašības, piemēram, devu vai intensitāti. Piemēram, ja ražošanas procesā salīdzina trīs dažādas temperatūras, ir jānosaka to specifiskās atšķirības.
Veids, kādā eksperimenta ietvaros tiek definēti un izstrādāti ārstēšanas veidi, var būtiski ietekmēt iegūtos rezultātus un secinājumu vispārināmību. Tāpēc, lai nodrošinātu precīzus un jēgpilnus secinājumus, eksperimenta plānošanā svarīgi ir rūpīgi apsvērt un precīzi noteikt apstrādes veidus.
Vizuāli pievilcīgi skaitļi jūsu pētījumiem
Mind the Graph piedāvā zinātniekiem iespēju izveidot vizuāli pievilcīgus skaitļus saviem pētījumiem. Ar lietotājam draudzīgu saskarni un plašu zinātnisko ilustrāciju bibliotēku pētnieki var viegli pielāgot veidnes, diagrammas un grafikus, lai saistoši atspoguļotu savus secinājumus. Platforma nodrošina arī piekļuvi zinātniski precīzām ilustrācijām, ļaujot pētniekiem vizuāli attēlot sarežģītus jēdzienus un struktūras. Palielinot savu pētījumu vizuālo ietekmi ar vizuāli pievilcīgiem attēliem, zinātnieki var efektīvi informēt par savu darbu un aizraut auditoriju.
Abonēt mūsu biļetenu
Ekskluzīvs augstas kvalitātes saturs par efektīvu vizuālo
komunikācija zinātnē.
