طراحی تجربی

طراحی تجربی در انجام پایان نامه، برای مطالعه روابط علی از آزمایش ها استفاده می شود. شما یک یا چند متغیر مستقل را دستکاری می‌کنید و تأثیر آن‌ها را بر یک یا چند متغیر وابسته می‌سنجید.

طراحی تجربی به معنای ایجاد مجموعه ای از رویه ها برای آزمایش سیستماتیک یک فرضیه است. یک طراحی آزمایشی خوب نیاز به درک قوی از سیستمی دارد که در حال مطالعه آن هستید.

فهرست مطالب

پنج مرحله کلیدی در طراحی آزمایش وجود دارد:

متغیرهای خود و نحوه ارتباط آنها را در نظر بگیرید
یک فرضیه خاص و قابل آزمایش بنویسید
درمان های تجربی را برای دستکاری متغیر مستقل خود طراحی کنید
موضوعات را به گروه ها اختصاص دهید، چه بین موضوعی یا درون موضوعی
برنامه ریزی کنید که چگونه متغیر وابسته خود را اندازه گیری کنید
برای نتیجه گیری معتبر، شما همچنین باید یک نمونه نماینده انتخاب کنید و هر متغیر خارجی که ممکن است بر نتایج شما تأثیر بگذارد را کنترل کنید. اگر انتساب تصادفی شرکت‌کنندگان به گروه‌های کنترل و درمان غیرممکن، غیراخلاقی یا بسیار دشوار است، به جای آن یک مطالعه مشاهده‌ای را در نظر بگیرید.

مرحله 1: متغیرهای خود را تعریف کنید

شما باید با یک سوال تحقیقاتی خاص شروع کنید. ما با دو نمونه سوال تحقیقی کار خواهیم کرد، یکی از علوم بهداشتی و دیگری از اکولوژی:

نمونه سوال 1: استفاده از تلفن و خواب

می خواهید بدانید استفاده از تلفن قبل از خواب چگونه بر الگوهای خواب تأثیر می گذارد. به طور خاص، شما می‌پرسید که تعداد دقیقه‌هایی که یک فرد قبل از خواب از تلفن خود استفاده می‌کند بر تعداد ساعات خواب او تأثیر می‌گذارد.

مثال سوال 2: دما و تنفس خاک در طراحی تجربی

می خواهید بدانید دما چگونه بر تنفس خاک تأثیر می گذارد. به طور خاص، شما می‌پرسید که افزایش دمای هوا در نزدیکی سطح خاک چگونه بر میزان دی اکسید کربن (CO2) تنفس شده از خاک تأثیر می‌گذارد.

در نهایت، می توانید این متغیرها را با هم در یک نمودار قرار دهید. از فلش ها برای نشان دادن روابط احتمالی بین متغیرها استفاده کنید و برای نشان دادن جهت مورد انتظار روابط از علائم استفاده کنید.

در اینجا ما پیش‌بینی می‌کنیم که میزان استفاده از تلفن تأثیر منفی بر ساعت‌های خواب داشته باشد و تأثیر ناشناخته تغییرات طبیعی بر ساعت‌های خواب را پیش‌بینی می‌کنیم.

مرحله 2: فرضیه خود را بنویسید در طراحی تجربی

اکنون که درک مفهومی قوی از سیستمی که مطالعه می کنید دارید، باید بتوانید یک فرضیه خاص و قابل آزمایش بنویسید که به سوال تحقیق شما پاسخ می دهد.

مراحل بعدی نحوه طراحی یک آزمایش کنترل شده را شرح خواهد داد. در یک آزمایش کنترل شده، شما باید بتوانید:

به طور سیستماتیک و دقیق متغیر(های) مستقل را دستکاری کنید.
متغیر(های) وابسته را دقیقا اندازه گیری کنید.
هر متغیر مخدوش کننده بالقوه را کنترل کنید.
اگر سیستم مطالعه شما با این معیارها مطابقت ندارد، انواع دیگری از تحقیق وجود دارد که می توانید برای پاسخ به سؤال تحقیق خود از آنها استفاده کنید.

مرحله 3: درمان های آزمایشی خود را طراحی کنید

اینکه چگونه متغیر مستقل را دستکاری می‌کنید می‌تواند بر اعتبار خارجی آزمایش تأثیر بگذارد – یعنی تا چه حد می‌توان نتایج را تعمیم داد و در جهان گسترده‌تر اعمال کرد.

ابتدا، ممکن است لازم باشد تصمیم بگیرید که چقدر متغیر مستقل خود را به طور گسترده تغییر دهید.

آزمایش گرم شدن خاک در طراحی تجربی

شما می توانید برای افزایش دمای هوا انتخاب کنید:
کمی بالاتر از محدوده طبیعی منطقه مورد مطالعه شما.
در محدوده وسیع تری از دماها برای تقلید از گرم شدن آینده.
بیش از یک محدوده شدید که فراتر از هر گونه تغییرات طبیعی ممکن است.
دوم، ممکن است نیاز داشته باشید که چقدر دقیق متغیر مستقل خود را تغییر دهید. گاهی اوقات این انتخاب توسط سیستم آزمایشی شما برای شما انجام می شود، اما اغلب باید تصمیم بگیرید، و این بر میزان نتیجه گیری شما از نتایج خود تأثیر می گذارد.

آزمایش استفاده از تلفن در طراحی تجربی

می توانید استفاده از تلفن را به صورت زیر در نظر بگیرید:
یک متغیر طبقه بندی شده: یا به صورت باینری (بله/خیر) یا به عنوان سطوح یک عامل (عدم استفاده از تلفن، استفاده کم از تلفن، استفاده زیاد از تلفن).
یک متغیر پیوسته (دقیقه استفاده از تلفن هر شب اندازه گیری می شود).

مرحله 4: افراد خود را به گروه های درمانی اختصاص دهید

نحوه اعمال درمان های آزمایشی خود برای افراد مورد آزمایش برای به دست آوردن نتایج معتبر و قابل اعتماد بسیار مهم است.

ابتدا باید اندازه مطالعه را در نظر بگیرید: چند نفر در آزمایش شرکت خواهند کرد؟ به طور کلی، هر چه تعداد موضوعات بیشتری را شامل شود، قدرت آماری آزمایش شما بیشتر است، که تعیین می کند تا چه حد می توانید به نتایج خود اطمینان داشته باشید.

سپس باید افراد خود را به طور تصادفی به گروه های درمانی اختصاص دهید. هر گروه سطح متفاوتی از درمان را دریافت می کند (مثلاً عدم استفاده از تلفن، استفاده کم از تلفن، استفاده زیاد از تلفن).

شما همچنین باید یک گروه کنترل داشته باشید که هیچ درمانی دریافت نمی کند. گروه کنترل به ما می گوید که بدون هیچ مداخله آزمایشی چه اتفاقی برای افراد مورد آزمایش می افتاد.

هنگام اختصاص دادن افراد به گروه ها، دو انتخاب اصلی وجود دارد که باید انجام دهید:

طرح کاملا تصادفی در مقابل طرح بلوک های تصادفی.
طراحی بین سوژه ها در مقابل طراحی درون موضوعی.

تصادفی سازی در طراحی تجربی

یک آزمایش می تواند کاملاً تصادفی یا تصادفی در بلوک ها (با نام مستعار طبقات) باشد:

در یک طرح کاملا تصادفی، هر آزمودنی به صورت تصادفی در یک گروه درمانی قرار می‌گیرد.
در طرح بلوک‌های تصادفی (معروف به طرح تصادفی طبقه‌ای)، آزمودنی‌ها ابتدا بر اساس ویژگی مشترکشان گروه‌بندی می‌شوند و سپس به‌طور تصادفی به درمان‌های درون آن گروه‌ها تقسیم می‌شوند.

گاهی اوقات تصادفی سازی عملی یا اخلاقی نیست، بنابراین محققان طرح های نیمه تصادفی یا حتی غیرتصادفی ایجاد می کنند. طرح آزمایشی که در آن تیمارها به طور تصادفی تخصیص داده نمی شوند، طرح شبه آزمایشی نامیده می شود.

بین سوژه ها در مقابل درون سوژه ها

در یک طرح بین آزمودنی ها (همچنین به عنوان طرح اندازه گیری مستقل یا طراحی ANOVA کلاسیک نیز شناخته می شود)، افراد تنها یکی از سطوح ممکن یک درمان تجربی را دریافت می کنند.

در یک طرح درون آزمودنی (که به عنوان طرح اندازه گیری مکرر نیز شناخته می شود)، هر فرد هر یک از درمان های آزمایشی را به طور متوالی دریافت می کند و پاسخ آنها به هر درمان اندازه گیری می شود.

درون آزمودنی‌ها یا اندازه‌گیری‌های مکرر نیز می‌توانند به یک طرح آزمایشی اشاره کنند که در آن یک اثر در طول زمان ظاهر می‌شود، و پاسخ‌های فردی در طول زمان اندازه‌گیری می‌شوند تا این اثر در زمان ظهور اندازه‌گیری شود.

متوازن کردن (تصادفی کردن یا معکوس کردن ترتیب درمان ها در بین آزمودنی ها) اغلب در طرح های درون آزمودنی استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که ترتیب کاربرد درمان بر نتایج آزمایش تأثیر نمی گذارد.

مرحله 5: متغیر وابسته خود را اندازه گیری کنید

در نهایت، باید تصمیم بگیرید که چگونه داده ها را در مورد نتایج متغیر وابسته خود جمع آوری کنید. شما باید اندازه گیری های قابل اعتماد و معتبری را هدف بگیرید که سوگیری یا خطای تحقیق را به حداقل می رساند.

برخی از متغیرها مانند دما را می توان به طور عینی با ابزارهای علمی اندازه گیری کرد. سایرین ممکن است نیاز به عملیاتی شدن داشته باشند تا آنها را به مشاهدات قابل اندازه گیری تبدیل کنند.

آزمایش استفاده از تلفن در طراحی تجربی

در آزمایش خود در مورد استفاده از تلفن و خواب، می توانید متغیر وابسته خود را به یکی از دو روش اندازه گیری کنید:
از شرکت‌کنندگان بخواهید که ساعتی را که هر روز به خواب می‌روند و بیدار می‌شوند، یادداشت کنند.
از شرکت کنندگان بخواهید که از ردیاب خواب استفاده کنند.
اینکه چقدر متغیر وابسته خود را دقیقاً اندازه گیری می کنید بر انواع تجزیه و تحلیل آماری که می توانید روی داده های خود استفاده کنید نیز تأثیر می گذارد.

آزمایش‌ها همیشه وابسته به زمینه هستند، و یک طراحی آزمایشی خوب، تمام ملاحظات منحصر به فرد سیستم مطالعه شما را برای تولید اطلاعات معتبر و مرتبط با سؤال تحقیق شما در نظر می‌گیرد.

یک دیدگاه ثبت کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *