實驗性及準實驗性研究設計 (Experimental and Quasi-experimental Research Design) JC Tsai / 2010/03/26 e-mail: jenchent@tmu.edu.tw Tel: 2736-1661 ext. 6308 1
課程學習目標 了解實驗性研究設計之意義與目的 明瞭實驗性研究設計之效度與無關變異數 分辨實驗性研究設計之種類 說明準實驗性研究設計之特性與方法 指出危及實驗性研究內在效度之因素 確立危及實驗性研究外在效度之因素 指出實驗性研究設計效度之控制方法 2
研究設計 (Research Design) 依據研究目的, 研究問題或假設, 選擇適當的方法, 擬定研究計畫, 進行研究步驟及資料分析, 以達成研究之目的 依研究性質來區分, 可分為量性研究與質性研究 3
量性研究 目的是資料量化, 以科學方法驗證假設 以客觀 嚴謹 系統性的過程, 探討護理議題 : 可探討研究變項之間的關係 例如 : 血液透析 患者之疲倦和生活品質之相關性 可探討護理措施之成效 例如 : 症狀處置對血 液透析患者之疲倦和生活品質之效果 在護理專業領域, 量性研究是最常被應用的一種研究方式 4
量性研究之種類 實驗性研究 (Experimental research) 非實驗性研究 (Nonexperimental research) 調查法 (Survey) 描述性研究 (Descriptive research) 相關性研究 (Correlational research) 比較性研究 (Comparison research) 5
實驗性研究設計 (Experimental Research Design) 為一科學的查究, 亦即預測及解釋某一現象的方法 是將實驗之自變項 (independent variable) 加以操作或控制, 並測量依變項 (dependent variable), 以探討其因果關係 (cause and effect relationship) 可應用於檢測護理措施於臨床實務之成效 6
實驗性研究設計之分類 真實驗性研究設計 (True-experimental design): 對研究情境做最嚴格的控制, 將所有無關變異數控制到最低程度, 故被考量為最嚴謹的量性研究方法 準實驗性研究設計 (Quasi-experimental design) 前實驗性研究設計 (Pre-experimental design) 7
真實驗性研究設計之條件 同時具備操控 控制及隨機化三大要素 : 1. 操控 (manipulation): 研究者必須操作自變項, 進而觀察及收集依變相的反應, 操控之自變項可以視為某種實驗性處置或措施 (experimental treatment / intervention) 2. 控制 (control): 採用一種或多種控制方法, 包括使用一組或一組以上之對照組 ( 控制組 ) 8
真實驗性研究設計之條件 ( 續 ) 3. 隨機化 (randomization): 為避免因研究對象特質之差異, 而影響研究結果之推論, 故研究者經由隨機的取樣方法, 並使每位個案均有同等的機會分配至實驗組 (experimental group) 或控制組 (control group) 9
真實驗性研究設計之類型 10
前後測控制組設計 (Pretest-posttest control group design) R O 1 O 2 (E) R O 1 O 2 (C) R= 隨機取樣 (randomization sampling ) O 1 = 前測 ;O 2 = 後測 X= 實驗處置或措施 E= 實驗組 C= 控制組 例如 : 探討社交技巧訓練對提升精神科住院病患表達與溝 通能力之成效 11
前後測控制組設計 ( 續 ) (pretest-posttest control group design) R O 1 1 O 2 (E 1 ) R O 1 2 O 2 (E 2 ) R O 1 O 2 (C) 例如 : 不同放鬆療法對病患術前焦慮程度之影響 12
所羅門 (Soloman) 研究設計 R O 1 O 2 (E 1 ) R O 2 (E 2 ) R O 1 O 2 (C 1 ) R O 2 (C 2 ) 例如 : 音樂治療對癌末病患生活品質成效之探討 13
所羅門 (Soloman) 研究設計 ( 續 ) 可排除測試效應或自然成熟之因素的干擾 需要個案數較多, 較不適用於樣本源不易取得之 研究 14
真實驗性研究設計之特性 優點 : 可得到變項之間的因果關係 缺點 : 有些變項是無法操縱控制的, 故無法進行 真實驗性研究設計 15
準實驗性研究設計 (Quasi-experimental design) 針對某些無法以隨機方式來分配個案, 或在實際 情形下無法找到對照組的研究而設計的方法 除無法隨機分配個案, 或沒有對照組外, 其餘條 件與真實驗設計同 與實驗性研究設計的差異在於控制嚴謹度之不同 16
準實驗性研究設計之方法 17
非對等控制組設計 (Nonequivalent control group design) O 1 O 1 O 2 (E) O 2 (C) 兩組個案並非經由隨機方式來分配 兩組個案均接受前測 (O 1 ) 及後測 (O 2 ) 實驗組接受實驗處置 (x), 對照組不接受處置, 或接受其他常規處置 例如 : 探討心臟復健運動對病患身體活動功能之成效 18
時間系列之研究設計 (Time-series design) O 1 O 2 O 3 O 4 O 5 O 6 經由定期的對依變項加以測量 於兩組測量之間進行實驗性處置 例如 : 腹背肌運動訓練計畫對下背痛患者成效之探討 19
準實驗性研究設計之特性 優點 : 針對某些不容易進行之真實驗性研究, 準實驗研究法可設計一些控制辦法, 儘量減除潛在性危及研究效度之因素 缺點 : 研究結果對因果關係之推論較真實驗性研究弱 20
前實驗性研究設計 單組前後測設計 O 1 O 2 非對等控制組後測設計 O O 21
實驗性研究之控制 每個研究者都希望能獲得最正確 最完整的資料, 而針對研究之內在效度及外在效度進行評估, 就是評價研究成果的品質及整體研究設計是否合適的方法 如此才能於實務中應用可信之研究結果 22
實驗性研究效度之控制 內在效度 (internal validity): 指研究者能適當的操作自變項, 使自變項能確實預測依變項的程度 外在效度 (external validity): 指研究結果能實際推廣至其他母群體或研究場所的程度 23
實驗性研究效度之控制 ( 續 ) 無關變異數 (extraneous variable) 的控制 : 無關變異數是指許多難以控制的因素, 會影響研究的依變項, 進而干擾實驗結果, 因此在進行研究時, 應儘量的控制可能之無關變異數 24
內在效度 (Internal Validity) 是指研究結果的確實性 變項間的關係是否真的互為因果 研究所得到的結果, 可呈現出自變項所影響的結果, 而非外擾因素所造成的影響 為控制研究之 內在效度, 研究者須排除可能影響研究樣本表現的因素, 例如 : 收案期間是否有重大事件發生 年齡 經驗 等 25
影響研究內在效度之因素 是指除了研究自變項外, 其他足以影響依變項的干擾因素, 包括 : 取樣偏差 (selection bias) : 研究結果是因為選取個案的偏差, 例如 : 志願參與研究者 vs. 非志願參與研究者 同時事件 (contemporary history): 除了自變項外, 在研究過程中出現了足以影響依變項的因素, 例如 : 媒體雜誌的報導等 26
影響研究內在效度之因素 ( 續 ) 成熟因素 (maturation): 研究個案本身的改變而影響依變項, 例如 : 研究期間個案身高 體重 年齡的變化 疼痛 疲憊及自然痊癒等因素 測試效應 (testing effect): 個案可能根據前測 (pretest) 的經驗來回答後測 (posttest) 的結果 27
影響研究內在效度之因素 ( 續 ) 工具的改變 (instrument changes) 使用不同的工具來測量依變項 工具本身之效度 (validity) 及信度 (reliability) 隨著時間不同, 使用工具測量出來的結果也會不同 又如 : 設備因反覆使用而必須做調整, 或研究者因研究過程中獲得經驗使技巧越來越佳等 28
影響研究內在效度之因素 ( 續 ) 受試者的退出率 (mortality): 個案退出率高, 影響研究結果 依變項不同是因為實驗組與對照組個案退出率 的差異, 而非自變項的關係 實驗處置的擴散或摸仿 (diffusion or imitation of treatment): 實驗組與控制組成員互相接觸或影 霍桑效應 (Hawthorne effect): 個案因察覺他們正在被觀察而產生某種特殊的反應 29
影響研究內在效度之因素 ( 續 ) 統計迴歸 (Regression to the mean) : 樣本之得分可能在一段時間後趨近於團體平均數, 也就是縱使沒有實驗處置, 極佳者及極差者也會逐漸趨向平均數 30
控制研究內在效度之方法 隨機化 : 由隨機方法來分配個案 同質性取樣 (homogenity): 採同質性的研究個案來控制個案本身的特質差異 配對化 (matching): 分配與實驗組類似特質的個案至對照組 經由統計方法確認與自變項同時存在之無關變異數, 例如 : 共變數分析 (analysis of covariance; ANOVA) 31
其他增進研究內在效度之方法 維持研究情境的一致性 維持測量時間的一致性 與個案溝通方式的一致性 雙盲研究技巧 (double blind technique) 32
外在效度 (External Validity) 是指研究結果可推論至實驗對象以外的大眾群體, 即研究結果被概推的程度 研究者應用敘述研究設計時, 須考慮研究對象的代表性及樣本特性是否呈常態分布 研究樣本無法代表研究者欲推論之研究結果的群體時, 即會降低研究結果之推論性 33
影響研究外在效度之因素 參與研究的樣本來源過於特定 : 例如皆出自於志願者或樣本數過少等, 因研究對象較不具代表性而難將研究結果廣於推論 研究個案基本屬性限制越多, 將使研究結果越難做普遍性的推論, 如 : 年齡 性別 地區等 前測反應的效應 (pretest effect): 經由前測及後測之結果, 並不能推廣至僅接受後測之研究 34
評價研究設計之要項 研究之設計為何 是否適當 研究之設計是否對無關變異數加以控制 那些危及研究效度之因素未被研究者加以控制, 他們影響研究結果的程度為何 研究者對於自變項與依變項之間關係的陳述是否恰當 35
實驗性研究設計文獻評讀 作者採用何種研究設計? 研究之自變項為何? 有那些依變項? 可能影響研究內在效度之因素有那些? 本研究外在效度為何? 36