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Experimental Psychology

L'esperimento fattoriale

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Experimental Psychology

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JoVE Science Education Experimental Psychology

The Factorial Experiment

2.4: Perspectives on Experimental Psychology

2.13: Placebos in Research

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06:58 min

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April 30, 2023

Overview

Fonte: Laboratori di Gary Lewandowski,Dave Strohmetz e Natalie Ciarocco—Monmouth University

Un disegno fattoriale è un tipo comune di esperimento in cui ci sono due o più variabili indipendenti. Questo video mostra un design fattoriale 2 x 2 utilizzato per esplorare come l’autoconsapevolezza e l’autostima possono influenzare la capacità di decifrare i segnali non verbali. Questo video guida gli studenti attraverso le basi di un design fattoriale, tra cui, la natura di un design fattoriale e ciò che lo distingue da altri progetti, i benefici del design fattoriale, l’importanza e la natura delle interazioni, le ipotesi di effetto principale e interazione e come condurre un esperimento fattoriale.

Procedure

1. Introduzione dell’argomento/domanda di ricerca

Domanda di ricerca: Il comportamento umano è complesso, in modo tale che i pensieri e i comportamenti di una persona sono il risultato di diverse cause o fattori. Ad esempio, se volevi sapere perché alcune persone sono più bravi a leggere le espressioni facciali di un’altra persona, ci sono molti fattori che possono influenzare tale capacità.
Giustificazione di un progetto fattoriale: piuttosto che testare potenziali spiegazioni una alla volta, è possibile utilizzare un design fattoriale, che è unico perché consente di testare due o più potenziali influenze nello stesso studio.
Vantaggi di un design fattoriale: consente di risparmiare tempo testando le cause contemporaneamente rispetto a sequenzialmente. Ciò consente al ricercatore di utilizzare meno partecipanti e rivela se le varie cause si combinano in modo speciale per influenzare il risultato.

2. Variabili chiave

Variabile = tutto ciò che cambia in uno studio
Variabile indipendente = la causa o ciò che il ricercatore manipola / cambia al fine di rilevare i cambiamenti nel partecipante
1. Sulla base della ricerca bibliografica del ricercatore, crede che l’autostima di una persona(cioè, la valutazione positiva o negativa di una persona di chi sono come persona) e l’autoconsapevolezza(cioè, quanto una persona è consapevole dei propri pensieri e sentimenti) siano due variabili indipendenti da studiare
Variabile dipendente = l’effetto o il risultato che il ricercatore misura nel partecipante
1. Sulla base della domanda di ricerca, la capacità di rilevare o decifrare con precisione la comunicazione non verbale è la variabile dipendente.

3. Ipotesi di ricerca

Definizione di ipotesi di effetto principale: ipotesi in un progetto fattoriale che si concentrano su una variabile indipendente alla volta, ignorando qualsiasi altra variabile indipendente
1. Effetto principale 1: Coloro che sperimentano un’alta autostima saranno giudici più accurati delle espressioni oculari rispetto a quelli che sperimentano una bassa autostima.
2. Effetto principale 2: Coloro che sperimentano un’elevata consapevolezza di sé saranno giudici più accurati delle espressioni oculari rispetto a coloro che sperimentano una bassa consapevolezza di sé.
Definizione dell’ipotesi di interazione: un’ipotesi che prevede che una variabile indipendente cambi l’impatto dell’altra variabile indipendente sulla variabile dipendente
1. Interazione: L’impatto dell’autostima sulla capacità di rilevare con precisione la comunicazione non verbale sarà migliorato per coloro che sperimentano un’alta consapevolezza di sé, ma ridotto per coloro che sperimentano una bassa consapevolezza di sé.

4. Definizione delle variabili

Autostima: per manipolare la variabile indipendente dell’autostima, il ricercatore fornirà ai partecipanti un falso feedback sulla capacità del partecipante di nominare con precisione i paesi in Europa.
Consapevolezza di sé: per manipolare la variabile indipendente dell’autoconsapevolezza, metti i partecipanti di fronte a uno specchio. Questo è adattato da ricerche precedenti. ¹
Accuratezza nella decodifica della comunicazione non verbale: per misurare la variabile dipendente dell’accuratezza nella decodifica della comunicazione non verbale, mostrare ai partecipanti diversi set di occhi e chiedere loro di identificare l’emozione corretta espressa. Anche questo è un test consolidato. ²

5. Stabilire le condizioni

Autostima: chiedi ai partecipanti di nominare tutti i paesi in Europa a cui potrebbe pensare entro 2 minuti. Fornisci feedback in base alle condizioni:
1. Per un’alta autostima, i partecipanti imparano che hanno ottenuto un punteggio nel 10% superiore e che le loro prestazioni erano “superiori e superiori alla media”.
2. Per la bassa autostima, i partecipanti imparano che hanno ottenuto un punteggio inferiore del 50% e che le loro prestazioni erano “inferiori e inferiori alla media”.
Consapevolezza
1. Alto = Siediti i partecipanti davanti a uno specchio durante il quiz di geografia (lo specchio dovrebbe sembrare naturale / poco appariscente possibile)
2. Basso = Nessuno specchio è presente durante il quiz di geografia.
Combinazioni di condizioni: In un disegno fattoriale tra soggetti, ogni persona ottiene una combinazione delle variabili indipendenti (Tabella 1). In questo studio, le quattro possibili combinazioni sono:
a) alta autostima/alta consapevolezza di sé
b) bassa autostima/alta consapevolezza di sé
c) alta autostima/bassa consapevolezza di sé
d) bassa autostima/bassa consapevolezza di sé

Tabella 1. Progettazione fattoriale. Sono mostrate le possibili combinazioni di fattori per un design 2 x 2.

6. Misurazione della variabile dipendente (precisione nella decodifica della comunicazione non verbale)

Quiz
1. Fai in modo che i partecipanti completino il quiz; assicurati di passare il mouse sopra le immagini durante la presentazione per mostrare gli occhi in modo più chiaro.
2. Punteggio = numero totale corretto, che si tradurrà in un punteggio 0-36

7. Conduzione dello studio

Setting = laboratorio di ricerca con un computer e spazio per una persona per sedersi davanti allo specchio
Consenso informato
1. In un laboratorio di ricerca, incontra i partecipanti per lo studio su “I volti della cultura”.
2. Passa attraverso il consenso informato: “Come leggerete nel consenso informato, questo studio riguarda le percezioni della comunicazione non verbale e della conoscenza culturale. Lo scopo di questa ricerca è quello di imparare come le persone interpretano le espressioni facciali. Potrai anche leggere di eventuali rischi / benefici della partecipazione e che sei libero di smettere in qualsiasi momento “.
Assegnazione casuale alla condizione
1. Ordina casualmente i pacchetti con la combinazione di condizioni del partecipante (alta autostima / alta consapevolezza di sé; bassa autostima / alta consapevolezza di sé; alta autostima / bassa consapevolezza di sé; bassa autostima / bassa consapevolezza di sé)
Esecuzione dello studio
1. Consapevolezza
  1. A seconda delle condizioni, il partecipante si siederà davanti allo specchio o meno.
2. Autostima
  1. Dai ai partecipanti un foglio con 50 spazi su di esso e chiedi loro di elencare il maggior numero possibile di paesi in Europa nei prossimi 2 minuti. Dopo aver analizzato i risultati dei partecipanti rispetto ai partecipanti passati, fornire un feedback (in base alle condizioni) su un foglio di carta
3. Valutazione dell’attrattiva delle immagini
  1. Siede i partecipanti davanti a un computer per prendere la versione online di un quiz online (http://www.questionwritertracker.com/quiz/61/Z4MK3TKB.html). Il quiz chiede “Per ogni paio di occhi, scegli quale parola descrive meglio ciò che la persona nella foto sta pensando o sentendo”. Segna quanti ogni persona ottiene subito su 36.
Debriefing
1. Spiegare lo scopo dello studio al partecipante. Leggi dal foglio di debriefing: “Grazie per aver partecipato. Il nostro studio riguardava gli effetti dell’autostima e dell’autoconsapevolezza su come le persone percepiscono espressioni facciali ambigue. Abbiamo ipotizzato che le persone con bassa autostima e bassa consapevolezza di sé interpreterebbero le espressioni facciali come più giudicanti e aggressive di altre con alta autostima e alta consapevolezza di sé. Avete domande?”
2. Affronta l’inganno.
  1. Spiega: “È importante ottenere una performance naturale, non una che il partecipante ritenga sia attesa. Se i partecipanti dovessero conoscere il vero ragionamento e l’ipotesi alla base dello studio, potrebbero eseguire in modo innaturale cercando di essere all’altezza delle aspettative percepite dagli sperimentatori. Per eliminare questo problema è necessario che lo sperimentatore fornisca al partecipante informazioni false. In questo esperimento, lo abbiamo fatto fornendoti un falso feedback del quiz geografico che hai preso. In realtà, non abbiamo segnato il quiz in alcun modo. Il feedback che hai ricevuto si basava su un’assegnazione casuale e non è in alcun modo una vera indicazione delle tue capacità. Questo era necessario in modo che potessimo essere sicuri che tutti avrebbero sperimentato una breve spinta o un calo dell’autostima. A causa della natura di come abbiamo fatto lo studio, è abbastanza naturale che i partecipanti abbiano creduto al feedback, ma state certi che non era reale”.

Un disegno fattoriale viene utilizzato quando i ricercatori hanno bisogno di manipolare due o più variabili indipendenti e misurare gli effetti su una singola variabile dipendente nello stesso studio.

Ad esempio, se i ricercatori volessero sapere perché alcune persone sono più bravi a leggere le espressioni facciali di un’altra persona, dovrebbero esaminare più fattori che potrebbero influenzare tale capacità.

Piuttosto che testare molte potenziali influenze un esperimento alla volta, un disegno fattoriale consente l’esame simultaneo di più variabili all’interno di un esperimento. Tale progettazione richiede meno partecipanti e rivela se le varie cause interagiscono in modo speciale per influenzare il risultato.

Questo video dimostra come progettare e condurre un semplice esperimento fattoriale per esplorare come l’autoconsapevolezza e l’autostima possono influenzare la capacità di decifrare i segnali non verbali, nonché come analizzare i risultati ed esaminare ulteriori casi che utilizzano questo design.

In questo esperimento, viene utilizzato un design fattoriale due per due, costituito da due variabili indipendenti – consapevolezza di sé e autostima – con due livelli, alto e basso.

Per manipolare l’autoconsapevolezza – quanto un individuo sia cosciente dei propri pensieri e sentimenti – i partecipanti completano un quiz di geografia di fronte a uno specchio nel gruppo ad alta consapevolezza di sé, o in assenza di uno specchio per il gruppo a bassa consapevolezza di sé.

Per manipolare contemporaneamente l’autostima – la valutazione positiva o negativa di una persona di chi sono come persona – ai partecipanti viene fornito un falso feedback sul quiz geografico.

A quelli del gruppo ad alta autostima viene detto che hanno ottenuto un punteggio nel 10% superiore, con prestazioni superiori e superiori alla media, mentre quelli nel gruppo a bassa autostima imparano che hanno ottenuto un punteggio nel 50% inferiore, con prestazioni inferiori e inferiori alla media.

Pertanto, si noti che i partecipanti sono sottoposti a una delle quattro possibili combinazioni: alta autostima / alta consapevolezza di sé; bassa autostima / alta consapevolezza di sé; alta autostima / bassa consapevolezza di sé; o bassa autostima / bassa consapevolezza di sé.

Dopo aver ricevuto il feedback, ai partecipanti viene chiesto di visualizzare numerosi set di occhi e identificare l’emozione corretta espressa. In questo caso, la variabile dipendente è l’accuratezza della decodifica della comunicazione non verbale.

A causa della complessità del progetto, vengono generate diverse ipotesi. Le ipotesi di effetto principale – quelle che si concentrano sull’effetto di una singola variabile indipendente – sono che quelli negli alti livelli di ciascuna condizione saranno giudici più accurati delle espressioni oculari rispetto a quelli nei gruppi di basso livello.

Al contrario, l’ipotesi di interazione – quella che prevede che una variabile indipendente cambi l’influenza di un’altra sulla variabile dipendente – è che l’impatto dell’autostima sulla capacità di rilevare con precisione la comunicazione non verbale sarà migliorato per coloro che sperimentano un’alta consapevolezza di sé, ma ridotto per coloro che sperimentano una bassa consapevolezza di sé.

Prima che il partecipante arrivi, organizza in modo casuale i pacchetti con ciascuna delle quattro combinazioni di condizioni per garantire che le assegnazioni di gruppo siano interamente basate sul caso.

Per iniziare l’esperimento, incontra il partecipante in laboratorio. Fornire loro il consenso informato, una breve descrizione della ricerca, il senso della procedura, i potenziali rischi e benefici della partecipazione e il diritto di recesso in qualsiasi momento.

A seconda della condizione di autoconsapevolezza assegnata, istruire il partecipante a sedersi di fronte a uno specchio unizionale, con le tende aperte e il loro riflesso visibile o chiuso per impedire l’auto-riflessione, per fare un quiz.

Quindi, dai a ciascun partecipante un foglio con 50 spazi su di esso e chiedi loro di elencare il maggior numero possibile di paesi in Europa nei prossimi 2 minuti.

Dopo aver indicato al partecipante che stai analizzando i loro risultati rispetto ai partecipanti passati, fornisci loro un feedback su un foglio di carta in base alla loro condizione assegnata in modo casuale.

Quindi, siediti il partecipante davanti a un computer per fare un altro quiz, che chiede al partecipante di discernere le espressioni facciali basate su immagini oculari ambigue.

Per concludere l’esperimento, informa i partecipanti dicendo loro la natura dello studio, nonché perché il vero scopo dello studio non poteva essere rivelato in anticipo.

Per analizzare come l’autostima e l’autoconsapevolezza influenzano la capacità di decifrare le espressioni non verbali, mediare i punteggi del quiz di interpretazione oculare in ciascun gruppo e tracciare i mezzi per condizioni.

Per determinare se sono state riscontrate differenze di gruppo, eseguire un ANOVA bidirezionale per rivelare eventuali effetti principali o di interazione. In questo caso, l’effetto sull’autoconsapevolezza dipende dal livello di autostima.

Contrariamente al modello ipotizzato, si noti che i partecipanti con alta consapevolezza di sé e bassa autostima erano più accurati nel decifrare le espressioni non verbali. Tuttavia, quando esposti a bassa consapevolezza di sé, i partecipanti erano più precisi quando avevano un’alta autostima.

Ora che hai familiarità con come progettare ed eseguire un esperimento fattoriale due per due, diamo un’occhiata ad alcuni altri esempi di questo design.

In uno studio, il potenziamento del riflesso di startle è stato misurato durante una bassa o alta probabilità di ricevere una scossa elettrica.

Un’altra variabile indipendente, come la somministrazione di alcol o placebo, consente di esaminare come il livello di shock e l’alcol influenzano la risposta di startle.

In un altro esempio, considera come diversi livelli di stress potrebbero interagire con il tipo di esercizio eseguito. Per testare tutte queste condizioni contemporaneamente, è necessario un design fattoriale due per due.

Forse in un’altra situazione, un ricercatore è interessato a come gli studenti si esibiscono su uno schermo rispetto a un test scritto, in cui il genere dei partecipanti può influenzare le prestazioni. Ancora una volta, un design fattoriale due per due è necessario per l’esame simultaneo.

Hai appena visto l’introduzione di JoVE al design sperimentale fattoriale.

Ora dovresti avere una buona comprensione di come progettare e condurre un esperimento fattoriale due per due, nonché di come analizzare statisticamente i risultati comuni a questi studi. Sei stato anche introdotto a diversi esempi in cui l’uso di un design fattoriale due per due è vantaggioso.

Grazie per l’attenzione!

Results

Dopo aver raccolto i dati da 136 persone, è stata eseguita un’analisi bidirezionale della varianza (ANOVA) per testare i due principali effetti e interazioni. Come mostrato nella Figura 1, contrariamente al modello ipotizzato, quando i partecipanti avevano un’alta consapevolezza di sé, erano più precisi quando avevano una bassa autostima; tuttavia, quando avevano una bassa consapevolezza di sé, erano più precisi quando avevano un’alta autostima.

Al di là della loro influenza sulla decifrazione del significato agli occhi di una persona, una maggiore consapevolezza di sé può portare le persone con bassa autostima a provare emozioni più negative come sentirsi depressi.

Se i ricercatori possono identificare i fattori che causano una maggiore precisione nella comprensione della comunicazione non verbale, è possibile che gli individui possano imparare a leggere meglio i segnali non verbali degli altri. Pensa a tutti i contesti in cui essere in grado di comprendere con precisione le espressioni di una persona aiuterebbe. Lavorare nelle vendite, fare sport, intervistare candidati al lavoro e andare alle date. In realtà, la comunicazione non verbale è ovunque e capire come leggerla in modo più accurato può solo aiutare.

Figura 1. Decifrazione della comunicazione non verbale mediante autostima e consapevolezza di sé. Vengono mostrati i punteggi medi in tutte le condizioni.

Applications and Summary

Un design fattoriale è comunemente usato negli esperimenti di psicologia. Questo design è utile per una varietà di argomenti, che vanno dalle influenze farmacologiche sulle risposte alla paura alle interazioni di vari livelli di stress e tipi di esercizio.

References

Wicklund, R. A., & Duval, T. S. Opinion change and performance facilitation as a result of objective self-awareness. Journal of Experimental Social Psychology. 7, 319-342 (1971).
Baron-Cohen, S., Wheelwright, S., Hill, J., Raste, Y., & Plumb, I. The 'Reading the mind in the eyes' Test revised version: A study with normal adults, and adults with Asperger syndrome or high-functioning autism. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 42 (2), 241-251. doi:10.1111/1469-7610.00715 (2001).

Transcript

A factorial design is used when researchers need to manipulate two or more independent variables and measure the effects on a single dependent variable in the same study.

For example, if researchers wanted to know why some people are better at reading another person’s facial expressions, they would have to examine multiple factors that could influence such ability.

Rather than test many potential influences one experiment at a time, a factorial design allows the simultaneous examination of several variables within one experiment. Such design requires fewer participants, and reveals whether the various causes interact in a special way to affect the outcome.

This video demonstrates how to design and conduct a simple factorial experiment to explore how self-awareness and self-esteem may influence the ability to decipher nonverbal signals, as well as how to analyze the results and examine additional cases that use this design.

In this experiment, a two-by-two factorial design is used, consisting of two independent variables—self-awareness and self-esteem—with two levels, high and low.

To manipulate self-awareness—how conscious an individual is about their own thoughts and feelings—participants complete a geography quiz in front of a mirror in the high self-awareness group, or in the absence of a mirror for the low self-awareness group.

To simultaneously manipulate self-esteem—a person’s positive or negative evaluation of who they are as a person—participants are provided with false-feedback on the geography quiz.

Those in the high self-esteem group are told that they scored in the top 10%, with superior and above average performance, while those in the low self-esteem group learn that they scored in the bottom 50%, performing inferior and below average.

Thus, note that participants are subjected to one of four possible combinations: high self-esteem/high self-awareness; low self-esteem/high self-awareness; high self-esteem/low self-awareness; or low self-esteem/low self-awareness.

After receiving feedback, participants are asked to view numerous sets of eyes and identify the proper emotion being expressed. In this case, the dependent variable is the accuracy of decoding the nonverbal communication.

Because of the design complexity, several hypotheses are generated. The main effect hypotheses—those that focus on the effect of a single independent variable—are that those in the high levels of each condition will be more accurate judges of eye expressions than those in the low level groups.

In contrast, the interaction hypothesis—one that predicts an independent variable changes another’s influence on the dependent variable—is that the impact of self-esteem on the ability to accurately detect nonverbal communication will be enhanced for those who experience high self-awareness, but reduced for those who experience low self-awareness.

Before the participant arrives, randomly organize packets with each of the four combinations of conditions to ensure that group assignments are entirely based on chance.

To begin the experiment, meet the participant in the lab. Provide them with informed consent, a brief description of the research, sense of the procedure, the potential risks and benefits of participating, and the right to withdrawal at any time.

Depending on the assigned self-awareness condition, instruct the participant to sit in front of a one-way mirror, with blinds open and their reflection visible or closed to prevent self-reflection, to take a quiz.

Next, give each participant a sheet with 50 spaces on it and ask them to list as many countries in Europe as they can in the next 2 min.

After indicating to the participant that you are analyzing their results compared to past participants, provide feedback to them on a sheet of paper based on their randomly assigned condition.

Then, sit the participant in front of a computer to take another quiz, which asks the participant to discern facial expressions based on ambiguous eye images.

To conclude the experiment, debrief participants by telling them the nature of the study, as well as why the true purpose of the study could not be revealed beforehand.

To analyze how self-esteem and self-awareness influence the ability to decipher nonverbal expressions, average the eye interpretation quiz scores in each group and plot the means by conditions.

To determine if group differences were found, perform a two-way ANOVA to reveal any main or interaction effects. In this case, the effect on self-awareness depends on the level of self-esteem.

Contrary to the hypothesized pattern, notice that participants with high self-awareness and low self-esteem were more accurate at deciphering nonverbal expressions. However, when exposed to low self-awareness, participants were more accurate when they had high self-esteem.

Now that you are familiar with how to design and perform a two-by-two factorial experiment, let’s take a look at some other examples of this design.

In one study, potentiation of the startle reflex was measured during a low or high probability of receiving an electric shock.

Another independent variable, such as the administration of alcohol or placebo, allows for the investigation into how shock level and alcohol influence the startle response.

In another example, consider how different levels of stress could interact with the type of exercise performed. To test all of these conditions simultaneously, a two-by-two factorial design is required.

Perhaps in another situation, a researcher is interested in how students perform on an on-screen versus a written test, whereby participants’ gender may influence performance. Once again, a two-by-two factorial design is necessary for simultaneous examination.

You’ve just watched JoVE’s introduction to factorial experimental design.

Now you should have a good understanding of how to design and conduct a two-by-two factorial experiment, as well as how to statistically analyze the results common to these studies. You’ve also been introduced to several examples where the use of a two-by-two factorial design is beneficial.

Thanks for watching!

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