南台科技大學教育領導與評鑑究所研究生：張夏銘、...

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大綱意涵獨特性種類步驟實驗控制隨機化納入法統計控制實驗設計單組前測後測

設計對照組設計多組設計多因子設計綜合比較缺點優點實例 2

又稱為實驗觀察法，它是在妥善控制的情境下，探討自變項對依變項的因果關係，因此它可說是各種實證研究法中最科學的方法。

實驗研究是一種在為了某種特定目的而設計的情境之中進行觀察 ( 或資料蒐集 ) 的過程。

實驗法中所涵括的主要變項有自變項、中介變項、依變相三種。

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設計對照組設計多組設計多因子設計綜合比較缺點優點實例

唯一企圖直接影響變項的研究法。

檢定因果關係假設的最佳方法。

研究者操弄自變項，決定對誰施以怎樣的實驗處理，再觀察或測量接受不同實驗處理的群體之間的異同。

它能讓研究者決定「現象發生的原因是什麼」。

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大綱意涵獨特性種類步驟實驗控制隨機化納入法統計控制實驗設計單組前測後測設計

對照組設計多組設計多因子設計綜合比較缺點優點實例

依實驗情境的特徵。

依實驗受試者的處理方式。

依實驗的控制程度。

依實驗自變項的個數。



實驗室實驗

人為安排的實驗室中所進行的實驗。

優點：易控制各類實驗變項，有較理想之內在效度。

缺點：降低實驗結果的外在效度。



實地實驗

自然情境中所進行的實驗。

優點：較易推論到其他現實的情境 - 外在效度較佳。

缺點：較難控制實驗中的各種變項 - 內在效度較低。



受試者間實驗

每組受試者各自接受各種不同實驗處理的實驗。

結果：運用獨立樣本統計分析。

受試者內實驗

每位受試者都接受各種實驗處理的實驗。結果：運用相依樣本統計分析。實驗：運用獨立樣本統計分析。



真實驗實驗過程中，實驗變項大多在實驗者的控制之下，對

受試者加以隨機分派處理的實驗。可控制實驗變項，可隨機分派。

準實驗實驗過程中，必須從已存在的組別中去選取受試者，

並加以分派的實驗。無法或不能隨機分派受試者的實驗。可控制實驗變項，無法隨機分派。



單因子實驗實驗過程中，只操弄一個自變項的實驗。只能分析實驗的主要效果。

多因子實驗實驗過程中，同時操弄二個或二個以上自變項的實驗。旨在分析多個自變項之間對依變項所產生的交互作用

效果。能進一步分析主要效果。



廣義

實驗過程中，排除會降低研究效度之因素的任何手段。

狹義

實驗過程中，控制會干擾依變項之中介變項的手段。



隨機化 - 受試者被選中的機率是均等

隨機抽樣 - 選擇受試者的第一個程序。

隨機分派 - 選擇受試者的第二個程序。

隨機化的方法是為針對受試者所進行的實驗控制。



納入法

納入法是針對中介變項所進行的實驗控制。中介變項 - 非自變項，但會影響依變項的的變項。

統計控制（當實驗控制無效時）

用法 - 當變項遭到異變時，無法或很難利用隨機化與納入法來控制時，便用統計控制為之。

統計控制 - 利用統計學的方法，以排除中介變項對依變項干擾的歷程。



單組前測後測設計只用一組受試者進行實驗的設計模式。

◎ 表 - 單組前測後測設計模式

X 代表實驗處理。Y1 代表實驗處理前對受試者所做的測量數據。Y2 代表實驗處理後對受試者所做的測量數據。



組別前測實驗處理後測1 Y1 X Y2

對照組設計一組稱為控制組，另一組稱為實驗組。對照組後測設計 ( 實驗組控制組後測設計 ) 。 - 最佳且最常用之對照組設計。

◎ 表對照組後測設計模式 1 為實驗組， 2 為對照組。Y1 代表實驗組在實驗處理後的測量數據。Y2 代表控制組的測量數據。



組別前測實驗處理後測12

無無

X無

Y1

Y2

對照組設計

◎ 表對照組前測後測設計模式正確之統計方法 - 以 Y1 為 Y2 的共變數，並以 Y3 為 Y4 的共變數進行共變數分析。

注意：並非是以「 Y2- Y1 」與「 Y4- Y3 」之差異考驗。



組別前測實驗處理後測12

Y1

Y2

X無

Y3

Y4

多組設計將隨機抽樣而來的受試者隨機分派二組以上的組別。大多採用後測的方法來測量依變數。

◎ 表對照組後測設計模式

◎ 多組 ( 不含控制組 ) 後測設計 X1X2…Xn-1Xn - 實驗處理的組別。 Y1Y2…Yn-1Yn - 實驗處理後之數據。



組別前測實驗處理後測12..

n-1n

無無..

無無

X1

X2

.

.Xn-1

Xn

Y1

Y2

.

.Yn-1

Yn

多因子設計操弄二個或二個以上的自變項。

◎ 表 - 多 ( 二 ) 因子設計的基本模式 a及 b分別代表二個自變項 -a 因子有 p個水準， b因子有 q

個水準，所以又稱為 pxq 實驗設計。 Xa1Xb1-a 因子與 b因子第一個水準實驗處理。 Ypq- 第 pxq 組實驗處理的實驗結果。



組別前測實驗處理後測12..

pq-1pq

無無無無無無

Xa1Xb1

Xa2Xb2

.

.Xpq-1Xpq-1

XpqXpq

Y1Y2..

Ypq-1

Ypq

多因子 (2x3) 設計範例

◎ 表 -2X3 設計範例Y1-男生看紅光的平均反應時間 ( 以此類推 Y2Y3Y4Y5Y6) 。2X3 實驗設計可觀察到 6 組反應。以 2X3 多因子設計原理 -如有 2X2X3 的設計，將可

觀察到 12 組反應 ( 以此類推到 pxqx… 設計 ) 。



紅光綠光黃光

男 Y1 Y2 Y3

女 Y4 Y5 Y6

實驗設計能否適當的控制自變項牽涉到內部效度的高低。

內部效度 - 實驗結果所得到之關係是否代表真正的關係。

下表我們將列出 7 個研究設計中常見威脅內部效度之因素。



研究策略研究問題類型控制程度同時事件或歷史事件個案法 How.why 不控制同時事件實驗法 How,why 可控制同時事件調查法 who,what,where

,how,many,how much

不控制同時事件

次級資料分析 who,what,where, how,many,how much

不控制同時事件或歷史事件

自然觀察法 who,what,where,how,many,how much

不控制同時事件

歷史法 How.why 不控制歷史事件



電視卡呈現形式對學生學習成效之研究 - 以空大教學學程為例本實例摘錄自陳定邦 ( 民 84)碩士論文。

研究設計採 3x2 二因子實驗設計。兩個自變數項：字卡數量與字卡訊息量。依變項為學習總成效、知識目標、理解目標的學習成

效與應用目標。研究對象

採便利抽樣與叢集抽樣 (未採隨機抽樣和隨機分派，故本研究之實驗法為準實驗 ) 。



研究結果有字卡的教學節目較沒有字卡的節目，學習成效較佳。就自卡數量而言，愈多字卡，學習成效不一定愈高；愈少字卡，學習成效不一定愈低。

就字卡的訊息量而言，綱要式字卡優於全文式字卡。字卡的數量與訊息量之間，並沒有交互作用存在。字卡數量多時，訊息量的多寡呈兩極化反應。行為目標的學習成效中，理解目標的學習成效優於應

用目標的學習成效。

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設計對照組設計多組設計多因子設計綜合比較缺點優點實例

周文欽 (2002) 。研究方法ㄧ實徵性研究取向。台北：心理。

張紹勳 (2008) 。研究方法ㄧ理論與統計。台中：滄海。

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設計對照組設計多組設計多因子設計綜合比較缺點優點實例參考文獻 28

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