1.4: 实验设计与伦理

阿司匹林能降低心脏病发作的风险吗？ 一种品牌的肥料在种植玫瑰方面比另一种品牌更有效吗？ 疲劳对驾驶员的危险与酒精的影响一样危险吗？ 像这样的问题是使用随机实验来回答的。 在本模块中，您将学习实验设计的重要方面。 正确的研究设计可确保生成可靠、准确的数据。

实验的目的是研究两个变量之间的关系。 当一个变量导致另一个变量发生变化时，我们将第一个变量称为自变量或解释变量。 受影响的变量称为因变量或响应变量：刺激、响应。 在随机实验中，研究人员操纵解释变量的值并测量由此产生的响应变量的变化。 解释变量的不同值称为治疗。 实验单位是要测量的单个物体或个体。

你想调查维生素E在预防疾病方面的有效性。 你招募一组受试者，问他们是否经常服用维生素 E。你会注意到，平均而言，服用维生素 E 的受试者比不服用维生素 E 的受试者表现出更好的健康状况。 这是否证明维生素E可以有效预防疾病？ 事实并非如此。 相比之下，除了维生素E的摄入量外，两组之间还有许多差异。 经常服用维生素E的人通常会采取其他措施来改善自己的健康：运动、饮食、其他维生素补充剂，选择不吸烟。 这些因素中的任何一个都可能影响健康。 如前所述，这项研究并未证明维生素E是预防疾病的关键。

可能使研究蒙上阴影的其他变量称为潜伏变量。 为了证明解释变量导致了响应变量的变化，有必要隔离解释变量。 研究人员在设计实验时必须确保所比较的各组之间只有一个区别：计划的治疗方法。 这是通过将实验单位随机分配给治疗组来实现的。 当受试者被随机分配治疗时，所有潜在的潜伏变量在各组之间平均分布。 目前，各组之间的唯一区别是研究人员强加的区别。 因此，在反应变量中衡量的不同结果必须是不同治疗的直接结果。 通过这种方式，实验可以证明解释变量和响应变量之间存在因果关系。

建议的力量可以对实验结果产生重要影响。 研究表明，研究参与者的期望可能与实际药物一样重要。 在一项关于增强性能的药物的研究中，研究人员指出：

结果表明，相信自己服用了该物质所产生的 [性能] 速度几乎与服用该药物本身相关的速度一样快。 相比之下，在不知情的情况下服用该药物不会产生显著的性能提高。 （McClung，M. Collins，D. “因为我知道会的！” ：人体工程学辅助剂的安慰剂对运动表现的影响。 《运动与运动心理学杂志》。2007 年 6 月 29 日 (3): 382-94。 网页。 2013 年 4 月 30 日。）

当参与一项研究促使参与者做出身体反应时，很难区分解释变量的影响。 为了对抗建议的力量，研究人员将一个治疗组留作对照组。 该组接受安慰剂治疗，这种治疗方法不会影响反应变量。 对照组帮助研究人员在参与实验的效果和积极治疗的效果之间取得平衡。 当然，如果你正在参与一项研究，并且知道自己正在服用不含任何实际药物的药丸，那么建议的力量就不再是一个因素了。 在随机实验中@@ 致盲可以保留建议的力量。 当参与研究的人失明时，他不知道谁正在接受积极治疗，谁正在接受安慰剂治疗。 双盲实验是指受试者和参与受试者的研究人员都失明的实验。

示例\(\PageIndex{19}\)

嗅觉和味觉治疗与研究基金会进行了一项研究，以调查气味是否会影响学习。 受试者戴着口罩多次完成迷宫。 他们戴着花香口罩完成了三次铅笔和纸迷宫，三次戴着无味口罩。 在前三次试验或最后三次试验中，参与者被随机分配佩戴花卉口罩。 在每项试验中，研究人员记录了完成迷宫所花费的时间以及受试者对口罩气味的印象：阳性、负面或中性。

1. 描述本研究中的解释变量和响应变量。
2. 有哪些治疗方法？
3. 找出任何可能干扰本研究的潜伏变量。
4. 在这项研究中有可能使用致盲吗？

回答

解决方案 1.19

解释性变量是气味，响应变量是完成迷宫所需的时间。 有两种治疗方法：花香口罩和无味口罩。 所有受试者都经历了两种治疗。 治疗顺序是随机分配的，因此治疗组之间没有差异。 随机分配消除了潜伏变量的问题。 受试者会清楚地知道他们能否闻到花的味道，因此在这项研究中，受试者不能失明。 但是，研究人员对迷宫进行计时可能会失明。 正在观察受试者的研究人员不会知道佩戴的是哪个口罩。