יום שישי, 3 באפריל 2009

שיטות מחקר א: יחידה 6 - חלק א': מערך המחקר הניסויי

יחידה 6- מערך מחקר ניסויי

  • מערך מחקר ניסויי זהו מערך מחקר שבו החוקר יוצר את הערכים השונים של המשתנה הבלתי תלוי. (וזאת בניגוד למדידה של המשתנה - יחידות 4,5)

  • במערך מחקר ניסויי החוקר יוצר ערכים של המשתנה הבלתי תלוי, כלומר הוא שולט בשונות המשתנה ולכן במערך מחקר ניסויי קיימת אפשרות להסיק על סיבתיות

  • מטרת מערך המחקר הניסוי הוא, בעיקר, להסיק על השפעה בין שני המשתנים

  • (וכן גם להסיק על קשר ומתאם בין שני המשתנים)

  • כלומר המטרה היא להסיק שהמשתנה הבלתי תלוי השפיע / גרם להיווצרות המשתנה התלוי.

שני סוגי שונויות

שני סוגים של שונויות:

1. שונות מקרית

  • זוהי שונות בתוך קבוצות הניסוי= הבדלים בתוך הקבוצות

  • הבדלים אילו נובעים מהבדלים בין אישיים אמיתיים במשתנה התלוי, וטעויות מקריות.

2. שונות שיטתית (רצויה , טעותית)

  • זוהי שונות בין קבוצת הניסוי= הבדלים שיטתיים בין קבוצות הניסוי

  • כלומר אילו הם ההבדלים בין ממוצעי הקבוצות.

  • מטרת החוקר במערך מחקר ניסויי זה לשלוט בשונויות

  • ישנו סף מסכם של אלון: דף ס- 6 - 1

1. שונות מקרית

  • זוהי שונות בתוך קבוצות הניסוי= הבדלים בתוך הקבוצות

  • ההבדלים בתוך הקבוצות יכולים לנבוע

  1. מהבדלים בין אישיים אמיתיים במשתנה התלוי

  2. מטעות מקרית של המדידה

  • שונות מקרית היא בעייתי עבור החוקר כיוון שהיא לא נשלטת

  • החוקר שואף לצמצם את השונות המקרית ככל האפשר

באופן כללי (מה שצריך לדעת בקורס זה)

  • שונות מקרית מגדילה את השונות הטעותית

  • ככל שקיימת שונות מקרית גדולה יותר קיים יותר " רעשים" שמפריעים לחוקר לזהות את ההשפעה של המשתנה הבלתי תלוי על המשתנה התלוי

  • כלומר קשה לקבל תוצאה סטטיסטית מובהקת (לדחות את H0)

פירוט- אין צורך לדעת למבחן

  • שונות מקרית לא קובעת אם המשתנה הבלתי תלוי השפיע או לא השפיע על המשתנה התלוי

  • שונות מקרית קשורה רק לזיהוי ההשפעה אם היא קיימת

  • ככל שיש יותר שונות מקרית כך קשה יותר לזהות השפעה

  • ככל שיש פחות שונות מקרית כך קל יותר לזהות השפעה

2. שונות שיטתית

שני מקורות לשונות שיטתית :

  1. שונות שיטתית רצויה (נשלטת)

  2. שונות שיטתית טעותית (בלתי נשלטת / בלתי רצויה)

א. שונות שיטת רצויה

  • כאשר ההבדלים בין הקבוצות נוצרו בעקבות המשתנה הבלתי תלוי

  • היא נקראת נשלטת בגלל שהחוקר שולט בערכים של המשתנה הבלתי תלוי.

  • כלומר המניפולציה השונות נובעת מהמניפולציה (= המשתנה הבלתי תלוי במחקר)

ב. שונות שיטתית טעותית

  • כאשר קיימים הבדלים בין הקבוצות במשתנים חיצוניים.

  • כלומר שונות זו לא נשלטת על ידי החוקר ונובעת ממשתנים חיצונים (הסברים חלופיים)

משתנים חיצונים= הסברים חלופים

  • הכוונה לכל משתנה שהוא לא חלק מהמשתנה התלוי או המשתנה הבלתי תלוי.

  • כלומר המשתנה חיצוני למחקר שנערך

  • הסברים חלופים יכולים לתת הסבר חלופי לתוצאות וזאת מעבר למשתנה הבלתי תלוי.

  • ישנם שני סוגים של משתנים חיצוניים:

  1. משתנה נבדק

  2. משתנה פרוצדורה

A) משתנה נבדק
  • זהו משתנה שקשור לתכונות או מאפיינים של נבדק

  • כלומר כל מה שהנבדק הגיע איתו לניסוי (אפיונים שלו). כגון:

  • מין

  • גיל

  • רמת השכלה

  • מוצא

  • וכד'

B) משתנה פרוצדורה
  • משתנה שקשור לתנאי הניסוי הנלווים. כגון:

  • מקום שבו נערך הניסוי

  • הזמן שבו נערך הניסוי

  • התנאים הפיזיים של החדר שבו נערך הניסוי

  • וכד'

אם קיימים הבדלים בין הקבוצות
  • משתנה נבדק (A) ומשתנה פרוצדורה (B) יוצרים שונות שיטתית טעותית רק אם קיימים הבדלים בין הקבוצות במשתנים האלה

דוגמאות

א. אם יש הבדלים בין הקבוצות בסוג הנבדק למשל:

  • קבוצת גברים

  • קבוצת נשים

ב. הבדל בזמן בעריכת הניסוי יכול ליצור שונות שיטתית טעותית.

כאשר יש שונות שיטתית טעותית

החוקר לא יכול לדעת

  1. האם המשתנה הבלתי תלוי הוא זה שאחראי לתוצאות הניסוי (כלומר למשתנה התלוי)

  2. או שמשתנים החיצוניים ( =הסברים חלופים) הם שאחראים לתוצאות הניסוי (כלומר לשונות השיטתית הטעותית)

  • הסברים חלופים יכולים לתת הסבר חלופי לתוצאות וזאת מעבר למשתנה הבלתי תלוי.

לסיכום

אנחנו מבחינים בין:

1) שונות מקרית

2 - א) שונות שיטתית רצויה

2 - ב ) שונות שיטתית טעותית

דוגמא מלווה לאורך היחידה: השפעת קופאין על זיכרון לטווח קצר

נערך ניסוי

מטרת הניסוי:

  • חוקר ביקש לבחון האם קופאין משפיע על זכרון לטווח קצר.

מהלך הניסוי

  • החוקר לקח 50 אנשים

  • החוקר חילק אותם מקרית ל2 קבוצות (25 בכל קבוצה)

  • לקבוצה אחת החוקר נתן כוס קפה אחת

  • לקבוצה השנייה החוקר נתן שתי כוסות קפה

  • לאחר מכן החוקר הקריא להם רשימת מילים

  • וכעבור מספר דקות החוקר ביקש מהנבדקים לרשום על דף את המילים שהם זכרו (נקרא מבחן ריקול)

תוצאת הניסוי

  • החוקר מצא שהקבוצה ששתתה שתי כוסות קפה זכר בממוצע יותר מילים מהקבוצה ששתתה כוס קפה אחד

מסקנת הניסוי

  • החוקר הסיק שקופאין משפר את רמת הזיכרון לטווח קצר

ניתוח הניסוי

  • (סיבה)

  • מב"ת תיאורטי: רמת קופאין

    מב"ת תצפיתי : מספר כוסות הקפה ששתה הנבדק

    ערכים: כוס קפה אחד, שתי כוסות קפה (החוקר יצר את הערכים)

  • (תלוי)

  • מ"ת תיאורטי: רמת הזיכרון לטווח קצר

    מ"ת תצפיתי: מספר המילים שהקריא לנבדק מתוך רשימת מילים שהקריא לו.

    ערכים: מאפס ועד בכלל

הפתרונות/ דרכים לטפל בשונות שיטתית טעויות ו/ או שונות מקרית

  • החוקר שואף שהשונות היחידה במערך המחקר תהיה שונות שיטתית רצויה

  • במקביל החוקר שואף לצמצם ככל האפשר שונות שיטתית טעותית ושונות מקרית

  • הפתרונות המוצעים מטרתן לטפל בשניהם:

  • בצמצום השונות השיטתית טעותית

  • ובצמצום והשונות מקרית

1. איפוס השונות

  • אחזקת משתנה כקבוע

  • כלומר לקיחת ערך אחד בלבד של אותו משתנה לניסוי / (למחקר)

דוגמא

  • הכוונה היא שאם למשל החוקר חושב שהמשתנה מין הוא משתנה שעלול ליצור שונות שיטתית מקרית (2) או שונות שיטתית טעותית (1 - ב)

  • כלומר קיימים הבדלים בין נשים ובין גברים ברמת הזיכרון שלהם לטווח קצר

  • שונות שיטתית טעותית

  • ההבדלים בין הקבוצות ומין:

  • לא היה מספר שווה של גברים ונשים בכל קבוצה

  • ואולי זה מה שהשפיע על התוצאה

  • שונות מקרית

  • הבדלים בתוך הקבוצה

  • בתוך קבוצה קיימים גם גברים וגם נשים

  • אבל קיימים הבדלים בין גברים לבין נשים ברמת הזיכרון שלהם לטווח קצר

  • ויתכן שבגלל זה לא קיבלתי תוצאה מובהקת

הסבר הפתרון

  • דרך אחת לפתור את בעית משתנה מין זה לאפס את השונות, כלומר להחזיק משתנה קבוע.

  • כלומר לקחת ערך אחיד= לקיחת רק גברים או לקיחת רק נשים.

  • הדבר פותר גם

  • את בעית השונות השיטתית הטעותית

  • וגם את בעית השונות המיקרית.

הבעיות בפתרון של איפוס השונות

א. החוקר לעולם לא יוכל לחשוב ולאתר מראש את כל המשתנים הרלוונטים למשתנה התלוי.
  • כלומר יכולים להיווצר שונות אצל החוקר

  • ולכן לעולם אי אפשר באמצעות הפתרון הנ"ל (איפוס השונות) להתגבר

  • על כל שונות שיטתית טעותית אפשרית

  • ועל כל שונות מקרית אפשרית.

ב. בעיה ההכללה
  • איפוס השונות מצמצת את יכולת ההכללה

  • וככל שנכנסים יותר משתנים כך רק האוכלוסייה שהממצאים תקפים לגביה מצטמצמת בצורה משמעותית

  • כלומר תוצאות המחקר תקפות לאוכלוסייה מאוד מצומצמת.

דוגמא
  • אם חשבתי

  • שמין הוא רלוונטי לזיכרון לטווח קצר

  • שאינטליגנציה זה רלוונטי לזיכרון לטווח קצר

  • שגיל רלונטי לזיכרון לטווח קצר

  • אז אני אקח למחקר

  • גיל 30-35

  • מנת משכל 100-120

  • גברים

  • ואז המחקר תקף רק לאותה אוכלוסייה מצומצמת.

2. שינוי השונות

  • שתי דרכים לשינוי השונות:

2 - א ) הפיכת משתנה חיצוני שעלול ליצור שונות שיטתית טעותית למשתנה ששונותו מקרית באמצעות חלוקה מקרית (= רנדומיזציה):

  1. רנדומיזציה של נבדקים

  2. רנדומיזציה של תנאי הניסוי

  • רנדומיזציה= הקצאה/ חלוקה מקרית.

2 - א - A ) הקצאה מקרית של נבדקים
  • הכוונה היא שהחלוקה של הנבדקים לקבוצות הניסוי השונות תהיה מקרית/ אקראית

  • כלומר לכל נבדק יהיה סיכוי שווה להיות בכל אחת מהקבוצות השונות.

  • לפיכך, בצורה כזאת

  • לתוך כל קבוצה יפלו נבדקים מסוגים שונים (כלוומר תכונות ומאפיינים שונים)

  • אבל בסך הכל הקבוצות תהיינה דומות בסוג הנבדקים

  • כלומר לא יהיו קיימים הבדלים בין הקבוצות במשתנה הנבדק (משתנים חיצונים )

  • אבל קיימים הבדלים בתוך כל קבוצה במשתנה זה.

הסבר הפתרון של הקצאה מקרית של נבדקים
  • בשיטה זו של הקצאה מקרית של נבדקים הפכנו משהו שהיה יכול להיות שונות שיטתית טעותית (= הסבר חלופי) לשונות מקרית

  • ואם זה שונות מקרית אז זה לא הסבר חלופי כי זה לא הבדלים בין הקבוצות.

2 - א - B) הקצאה מקרית של תנאי הניסוי
  • הכוונה לכך שכל נבדק בנפרד מוקצה לתנאי הניסוי באופן מקרי.

  • (הקצאה מקרית של תנאי הניסוי כוללת בתוכה הקצאה מקרית של נבדקים (2 - א - B))

פירוט ההליך של הקצאה מקרית של תנאי הניסוי
  • נבדק מגיע ומחליטים

  • לאיזה קבוצה הוא יהיה שייך (כלומר עשינו הקצאה מקרית של הנבדק

  • באיזה תנאי ניסוי הוא יעשה את הניסוי שלו. כלומר:

  • באיזה חדר

  • באיזה יום

  • כמה זמן

  • וכד'

  • כלומר הקצאה מקרית של תנאי הניסוי יוצר מצב שבתוך כל קבוצה יהיו לי:

  • נבדקים מסוגים שונים

  • שיעשה את הניסוי בתנאי ניסוי שונים.

הסבר הפתרון
  • אנחנו הופכים שונות שיטתית טעותית שקשורה למשתנה נבדק ומשתנה פרוצדורה למשתנה בעל שונות מקרית.

הבעיות בהקצאה מקרית
א. פתרון חלקי + הקצאה מקרית של תנאי הניסוי טובה יותר
  • הקצאה מקרית של נבדקים (2 - א - A ) פותרת רק באופן חלקי שונות שיטתית טעותית מכיוון שהיא פותרת רק שונות שיטתית טעותית שקשורה למשתנה נבדקים

  • לעומת זאת הקצאה מקרית של תנאי הניסוי ( 2 -א - B ) פותרת בו זמנית שונות שיטתית טעותית של נבדק ושונות שיטתית טעותית של פרצדורה

  • ולכן הקצאה מקרית של תנאי הניסוי נחשב פתרון טוב יותר עבור שונות שיטתית טעותית

ב. הקצאה מקרית יוצרת שונות מקרית
  • (הקצאה מקרית, ככלל, אמורה לפתור שונות שיטתית טעותית )

  • הבעיה היא שהקצאה מקרית (של נבדקים ושל תנאי הניסוי) יוצרת שונות מקרית.

  • כלומר הבעיה היא שהפתרון הנ"ל (שלוקח שונות שיטתית טעותית) יוצר שונות מקרית גדולה יותר:

  • כי יש הבדלים בקבוצות גם בנבדק וגם בפרוצדורה

  • כלומר יש יותר סיכוי שלא נזהה השפעה של משתנה בלתי תלוי על המשתנה התלוי

2 - ב) הפיכת משתנה חיצוני, למשתנה בעל שונות שיטתית רצויה = הוספת משתנה בלתי תלוי נוסף.

  • (הכוונה למשתנה חיצוני זה גם למשתנה חיצוני ששונותו מקרית, וגם משתנה ששונותו שיטתית טעותית)

  • הפיכת המחקר למערך מחקר פקטוריאלי (= זהו מערך מחקר שיש בו יותר ממשתנה בלתי תלוי אחד)

  • במילים אחרות הפיכה משונות שיטתית טעותית לשונות שיטתית רצויה.

דוגמא

  • אם יש משתנה חיצוני (למשל מין), שאני רוצה להוסיף כמשתנה בלתי תלוי נוסף

  • צריך להגדיל את קבוצות הניסוי שלי פי מספר הערכים של אותו משתנה חיצוני שהתווסף (מב"ת)

  • עבור משתנה מין: במקום שיהיה לי 2 קבוצות ניסוי (בדוגמא של הקופאין והזיכרון לטווח קצר) יהיה לי 4 קבוצות ניסוי:

    כוס קפה אחד

    שתי כוסות קפה

    גברים

    (1)

    (2)

    נשים

    (3)

    (4)

  • אם הוספנו משתנה כמו גיל ולקחנו שלושה ערכים לגיל (צעירים, מבוגרים, קשישים)

  • אז הקבוצה שלנו היתה גדלה פי 3 והיו לנו 6 קבוצות ניסוי

  • כלומר במקרה של הפיכת המחקר למחקר פקטוריאלי יש לנו 2 משתנים בלתי תלוי.

הסבר הפתרון
  • הבעיה של השונות השיטתית נפתרה כי עכשיו שולטים באותו משתנה חיצוני (הסבר חלופי)

  • כלומר משונות שיטתית טעותית הפך להיות שונות שיטתית רצויה.

הפתרון הנ"ל פותר גם את בעית השונות המקרית.

  • שונות מקרית (למשל מין) פירושה ההבדלים בתוך כל קבוצה.

  • לכל קבוצה יש רק ערך אחד של מין

  • כלומר בפתרון הזה אנחנו מאפסים את השונות המקרית של המשתנה

  • ולכן הפתרון הזה פותר

  • גם שונות טעותית

  • וגם שונות מקרית

  • פתרון זה נחשב לטוב יותר מהפתרון של איפוס השונות (1) כיוון שאין פה בעית הכללה

הבעיות (אין צורך לדעת למבחן)

  • ניתוח סטטיסטי מורכב

  • צריך כמות גדולה של נבדקים- מייקר מאוד את המחקר

  • אי אפשר להשפיע על כל המשתנים (פחות חשוב)

‏אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה