Факториальный эксперимент
1. Введение в тему/исследовательский вопрос
- Исследовательский вопрос: Поведение человека является сложным, так что мысли и поведение человека являются результатом нескольких причин или факторов. Например, если вы хотите узнать, почему некоторые люди лучше читают выражения лица другого человека, есть много факторов, которые могут повлиять на эту способность.
- Обоснование факторного дизайна: Вместо того, чтобы проверять потенциальные объяснения по одному, вы можете использовать факторный дизайн, который уникален, потому что позволяет вам проверить два или более потенциальных влияния в одном и том же исследовании.
- Преимущества факторного дизайна: Он экономит время за счет одновременного тестирования причин, а не последовательно. Это позволяет исследователю использовать меньшее количество участников и выявляет, сочетаются ли различные причины особым образом, чтобы повлиять на результат.
2. Ключевые переменные
- Переменная = все, что изменяется в исследовании
- Независимая переменная = причина или то, чем исследователь манипулирует/изменяет для того, чтобы обнаружить изменения в участнике
- Основываясь на поиске литературы исследовательница, она считает, что самооценка человека (т.е. положительная или отрицательная оценка человеком того, кем он является как личность) и самосознание (т.е. насколько человек осознает свои собственные мысли и чувства) являются двумя независимыми переменными для изучения
- Зависимая переменная = эффект или результат, который исследователь измеряет у участника
- Исходя из исследовательского вопроса, способность точно обнаруживать или расшифровывать невербальную коммуникацию является зависимой переменной.
3. Исследовательские гипотезы
- Определение гипотез основного эффекта: Гипотезы в факториальном дизайне, которые фокусируются на одной независимой переменной за раз, игнорируя любые другие независимые переменные.
- Основной эффект 1: Те, кто испытывает высокую самооценку, будут более точными судьями по выражению глаз, чем те, кто испытывает низкую самооценку.
- Основной эффект 2: Те, кто испытывает высокое самосознание, будут более точными судьями по выражению глаз, чем те, кто испытывает низкое самосознание.
- Определение гипотезы взаимодействия: гипотеза, предсказывающая, что одна независимая переменная изменяет влияние другой независимой переменной на зависимую переменную
- Взаимодействие: Влияние самооценки на способность точно обнаруживать невербальную коммуникацию будет усилено у тех, кто испытывает высокое самосознание, но снижено у тех, кто испытывает низкое самосознание.
4. Определение переменных
- Самооценка: Чтобы манипулировать независимой переменной самооценки, исследователь предоставит участникам ложную обратную связь относительно способности участника точно назвать страны Европы.
- Самосознание: Чтобы манипулировать независимой переменной самосознания, поместите участников перед зеркалом. Это адаптировано из предыдущих исследований. 1
- Точность в декодировании невербальной коммуникации: Чтобы измерить зависимую переменную точности в декодировании невербальной коммуникации, покажите участникам несколько пар глаз и попросите их определить, какая эмоция выражается. Это тоже установленный тест. 2
5. Установка условий
- Самооценка: Попросите участников назвать столько стран в Европе, сколько они могут вспомнить в течение 2 минут. Предоставьте обратную связь на основе условий:
- Что касается высокой самооценки, участники узнают, что они набрали 10% лучших баллов и что их результаты были «выше и выше среднего».
- Что касается низкой самооценки, участники узнают, что они набрали 50% баллов в нижней части рейтинга и что их результаты были «ниже среднего».
- самосознание
- High = Сядьте перед зеркалом во время викторины по географии (зеркало должно казаться естественным/незаметным, насколько это возможно)
- Низкий = Во время викторины по географии нет зеркала.
- Комбинации условий: В факторном дизайне между субъектами каждый человек получает одну комбинацию независимых переменных (Таблица 1). В этом исследовании четыре возможные комбинации:
а) высокая самооценка/высокое самосознание
б) низкая самооценка/высокое самосознание
в) высокая самооценка/низкое самосознание
г) низкая самооценка/низкое самосознание
Таблица 1. Факторный дизайн. Показаны возможные комбинации факторов для конструкции 2 x 2.
6. Измерение зависимой переменной (точность в декодировании невербальной коммуникации)
- викторина
- Предложите участникам ответить на вопросы викторины; обязательно наводите курсор мыши на картинки во время презентации, чтобы более четко показать глаза.
- Балл = общее количество правильных, что приведет к счету от 0 до 36
7. Проведение исследования
- Обстановка = исследовательская лаборатория с компьютером и местом для сидения человека перед зеркалом
- Информированное согласие
- В исследовательской лаборатории познакомьтесь с участником исследования на тему «Лица культуры».
- Пройдите через информированное согласие: «Как вы можете прочитать в информированном согласии, это исследование посвящено восприятию невербальной коммуникации и культурным знаниям. Цель данного исследования — узнать, как люди интерпретируют выражения лица. Вы также прочитаете о любых рисках/преимуществах участия, а также о том, что вы можете выйти из него в любое время».
- Случайное присвоение условию
- Случайным образом расположите пакеты с комбинацией условий участника (высокая самооценка/высокая самооценка; низкая самооценка/высокая самооценка; высокая самооценка/низкая самооценка; низкая самооценка/низкая самооценка)
- Проведение исследования
- самосознание
- В зависимости от состояния, будет ли участник сидеть перед зеркалом или нет.
- самоуважение
- Раздайте участникам лист с 50 ячейками и попросите их перечислить как можно больше стран в Европе в течение следующих 2 мин. Запустите таймер. Проанализировав результаты участников по сравнению с прошлыми участниками, оставьте отзыв (в зависимости от условия) на листе бумаги
- Оценка привлекательности картин
- Участники садятся перед компьютером для прохождения онлайн-версии онлайн-викторины (http://www.questionwritertracker.com/quiz/61/Z4MK3TKB.html). В викторине говорится: «Для каждой пары глаз выберите, какое слово лучше всего описывает то, что думает или чувствует человек на картинке».
- самосознание
- расследование
- Объясните участнику цель исследования. Прочитайте отрывок из листа подведения итогов: «Спасибо за участие. Наше исследование было посвящено влиянию самооценки и самосознания на то, как люди воспринимают неоднозначные выражения лица. Мы предположили, что люди с низкой самооценкой и низким самосознанием будут интерпретировать выражения лица как более осуждающие и агрессивные, чем другие люди с высокой самооценкой и высоким самосознанием. У вас есть вопросы?»
- Адресный обман.
- Объясните: «Важно, чтобы мы получали естественное выступление, а не то, которое, по мнению участника, ожидается. Если бы участники знали истинные рассуждения и гипотезы, лежащие в основе исследования, они могли бы действовать неестественным образом, пытаясь оправдать ожидания, которые воспринимали экспериментаторы. Чтобы устранить эту проблему, экспериментатору необходимо предоставить участнику недостоверную информацию. В этом эксперименте мы сделали это, предоставив вам ложную обратную связь о пройденном вами тесте по географии. На самом деле, мы никак не оценивали викторину. Полученная вами обратная связь была основана на случайном задании и никоим образом не является истинным показателем ваших способностей. Это было необходимо для того, чтобы мы могли быть уверены, что каждый испытает кратковременное повышение или падение самооценки. Из-за особенностей того, как мы проводили исследование, вполне естественно, что участники поверили отзывам, но будьте уверены, что они не были реальными».
Источник: Лаборатории Гэри Левандовски, Дэйва Строметца и Натали Чиарокко — Университет Монмута
Факторный дизайн — это распространенный тип эксперимен…
1. Введение в тему/исследовательский вопрос
- Исследовательский вопрос: Поведение человека является сложным, так что мысли и поведение человека являются результатом нескольких причин или факторов. Например, если вы хотите узнать, почему некоторые люди лучше читают выражения лица другого человека, есть много факторов, которые могут повлиять на эту способность.
- Обоснование факторного дизайна: Вместо того, чтобы проверять потенциальные объяснения по одному, вы можете использовать факторный дизайн, который уникален, потому что позволяет вам проверить два или более потенциальных влияния в одном и том же исследовании.
- Преимущества факторного дизайна: Он экономит время за счет одновременного тестирования причин, а не последовательно. Это позволяет исследователю использовать меньшее количество участников и выявляет, сочетаются ли различные причины особым образом, чтобы повлиять на результат.
2. Ключевые переменные
- Переменная = все, что изменяется в исследовании
- Независимая переменная = причина или то, чем исследователь манипулирует/изменяет для того, чтобы обнаружить изменения в участнике
- Основываясь на поиске литературы исследовательница, она считает, что самооценка человека (т.е. положительная или отрицательная оценка человеком того, кем он является как личность) и самосознание (т.е. насколько человек осознает свои собственные мысли и чувства) являются двумя независимыми переменными для изучения
- Зависимая переменная = эффект или результат, который исследователь измеряет у участника
- Исходя из исследовательского вопроса, способность точно обнаруживать или расшифровывать невербальную коммуникацию является зависимой переменной.
3. Исследовательские гипотезы
- Определение гипотез основного эффекта: Гипотезы в факториальном дизайне, которые фокусируются на одной независимой переменной за раз, игнорируя любые другие независимые переменные.
- Основной эффект 1: Те, кто испытывает высокую самооценку, будут более точными судьями по выражению глаз, чем те, кто испытывает низкую самооценку.
- Основной эффект 2: Те, кто испытывает высокое самосознание, будут более точными судьями по выражению глаз, чем те, кто испытывает низкое самосознание.
- Определение гипотезы взаимодействия: гипотеза, предсказывающая, что одна независимая переменная изменяет влияние другой независимой переменной на зависимую переменную
- Взаимодействие: Влияние самооценки на способность точно обнаруживать невербальную коммуникацию будет усилено у тех, кто испытывает высокое самосознание, но снижено у тех, кто испытывает низкое самосознание.
4. Определение переменных
- Самооценка: Чтобы манипулировать независимой переменной самооценки, исследователь предоставит участникам ложную обратную связь относительно способности участника точно назвать страны Европы.
- Самосознание: Чтобы манипулировать независимой переменной самосознания, поместите участников перед зеркалом. Это адаптировано из предыдущих исследований. 1
- Точность в декодировании невербальной коммуникации: Чтобы измерить зависимую переменную точности в декодировании невербальной коммуникации, покажите участникам несколько пар глаз и попросите их определить, какая эмоция выражается. Это тоже установленный тест. 2
5. Установка условий
- Самооценка: Попросите участников назвать столько стран в Европе, сколько они могут вспомнить в течение 2 минут. Предоставьте обратную связь на основе условий:
- Что касается высокой самооценки, участники узнают, что они набрали 10% лучших баллов и что их результаты были «выше и выше среднего».
- Что касается низкой самооценки, участники узнают, что они набрали 50% баллов в нижней части рейтинга и что их результаты были «ниже среднего».
- самосознание
- High = Сядьте перед зеркалом во время викторины по географии (зеркало должно казаться естественным/незаметным, насколько это возможно)
- Низкий = Во время викторины по географии нет зеркала.
- Комбинации условий: В факторном дизайне между субъектами каждый человек получает одну комбинацию независимых переменных (Таблица 1). В этом исследовании четыре возможные комбинации:
а) высокая самооценка/высокое самосознание
б) низкая самооценка/высокое самосознание
в) высокая самооценка/низкое самосознание
г) низкая самооценка/низкое самосознание
Таблица 1. Факторный дизайн. Показаны возможные комбинации факторов для конструкции 2 x 2.
6. Измерение зависимой переменной (точность в декодировании невербальной коммуникации)
- викторина
- Предложите участникам ответить на вопросы викторины; обязательно наводите курсор мыши на картинки во время презентации, чтобы более четко показать глаза.
- Балл = общее количество правильных, что приведет к счету от 0 до 36
7. Проведение исследования
- Обстановка = исследовательская лаборатория с компьютером и местом для сидения человека перед зеркалом
- Информированное согласие
- В исследовательской лаборатории познакомьтесь с участником исследования на тему «Лица культуры».
- Пройдите через информированное согласие: «Как вы можете прочитать в информированном согласии, это исследование посвящено восприятию невербальной коммуникации и культурным знаниям. Цель данного исследования — узнать, как люди интерпретируют выражения лица. Вы также прочитаете о любых рисках/преимуществах участия, а также о том, что вы можете выйти из него в любое время».
- Случайное присвоение условию
- Случайным образом расположите пакеты с комбинацией условий участника (высокая самооценка/высокая самооценка; низкая самооценка/высокая самооценка; высокая самооценка/низкая самооценка; низкая самооценка/низкая самооценка)
- Проведение исследования
- самосознание
- В зависимости от состояния, будет ли участник сидеть перед зеркалом или нет.
- самоуважение
- Раздайте участникам лист с 50 ячейками и попросите их перечислить как можно больше стран в Европе в течение следующих 2 мин. Запустите таймер. Проанализировав результаты участников по сравнению с прошлыми участниками, оставьте отзыв (в зависимости от условия) на листе бумаги
- Оценка привлекательности картин
- Участники садятся перед компьютером для прохождения онлайн-версии онлайн-викторины (http://www.questionwritertracker.com/quiz/61/Z4MK3TKB.html). В викторине говорится: «Для каждой пары глаз выберите, какое слово лучше всего описывает то, что думает или чувствует человек на картинке».
- самосознание
- расследование
- Объясните участнику цель исследования. Прочитайте отрывок из листа подведения итогов: «Спасибо за участие. Наше исследование было посвящено влиянию самооценки и самосознания на то, как люди воспринимают неоднозначные выражения лица. Мы предположили, что люди с низкой самооценкой и низким самосознанием будут интерпретировать выражения лица как более осуждающие и агрессивные, чем другие люди с высокой самооценкой и высоким самосознанием. У вас есть вопросы?»
- Адресный обман.
- Объясните: «Важно, чтобы мы получали естественное выступление, а не то, которое, по мнению участника, ожидается. Если бы участники знали истинные рассуждения и гипотезы, лежащие в основе исследования, они могли бы действовать неестественным образом, пытаясь оправдать ожидания, которые воспринимали экспериментаторы. Чтобы устранить эту проблему, экспериментатору необходимо предоставить участнику недостоверную информацию. В этом эксперименте мы сделали это, предоставив вам ложную обратную связь о пройденном вами тесте по географии. На самом деле, мы никак не оценивали викторину. Полученная вами обратная связь была основана на случайном задании и никоим образом не является истинным показателем ваших способностей. Это было необходимо для того, чтобы мы могли быть уверены, что каждый испытает кратковременное повышение или падение самооценки. Из-за особенностей того, как мы проводили исследование, вполне естественно, что участники поверили отзывам, но будьте уверены, что они не были реальными».
Факторный дизайн используется, когда исследователям необходимо манипулировать двумя или более независимыми переменными и измерить влияние на одну зависимую переменную в одном и том же исследовании.
Например, если бы исследователи хотели узнать, почему некоторые люди лучше читают выражения лица другого человека, им пришлось бы изучить множество факторов, которые могут повлиять на такую способность.
Вместо того, чтобы проверять множество потенциальных влияний в одном эксперименте за раз, факторный дизайн позволяет одновременно исследовать несколько переменных в рамках одного эксперимента. Такой дизайн требует меньшего числа участников и показывает, взаимодействуют ли различные причины особым образом, чтобы повлиять на результат.
В этом видео показано, как спланировать и провести простой факторный эксперимент, чтобы изучить, как самосознание и самооценка могут влиять на способность расшифровывать невербальные сигналы, а также как проанализировать результаты и изучить дополнительные случаи, в которых используется этот дизайн.
В этом эксперименте используется факторный дизайн «два на два», состоящий из двух независимых переменных – самосознания и самооценки – с двумя уровнями: высоким и низким.
Чтобы манипулировать самосознанием, насколько человек осознает свои собственные мысли и чувства, участники решают викторину по географии перед зеркалом в группе с высоким уровнем самосознания или в группе с низким уровнем самосознания при отсутствии зеркала.
Чтобы одновременно манипулировать самооценкой – положительной или отрицательной оценкой человеком того, кем он является как личность – участникам предоставляется ложная обратная связь по географическому тесту.
Тем, кто находится в группе с высокой самооценкой, говорят, что они набрали 10% лучших и выше средней, в то время как те, кто находится в группе с низкой самооценкой, узнают, что они набрали меньше и ниже среднего.
Таким образом, обратите внимание, что участники подвергаются одной из четырех возможных комбинаций: высокая самооценка/высокое самосознание; низкая самооценка/повышенное самосознание; высокая самооценка/низкое самосознание; или низкая самооценка/низкое самосознание.
После получения обратной связи участников просят рассмотреть многочисленные пары глаз и определить, какая эмоция должна быть выражена. В данном случае зависимой переменной является точность декодирования невербальной коммуникации.
Из-за сложности конструкции генерируется несколько гипотез. Основные гипотезы эффекта — те, которые сосредоточены на эффекте одной независимой переменной — заключаются в том, что люди с высокими уровнями каждого состояния будут более точными судьями выражения глаз, чем те, кто находится в группах с низким уровнем.
В противоположность этому, гипотеза взаимодействия, которая предсказывает независимую переменную, изменяет влияние другой переменной на зависимую переменную, заключается в том, что влияние самооценки на способность точно обнаруживать невербальную коммуникацию будет усилено у тех, кто испытывает высокое самосознание, но снижено у тех, кто испытывает низкое самосознание.
До прибытия участника случайным образом организуйте пакеты с каждой из четырех комбинаций условий, чтобы гарантировать, что групповые задания полностью основаны на случайности.
Чтобы начать эксперимент, познакомьтесь с участником в лаборатории. Предоставьте им информированное согласие, краткое описание исследования, смысл процедуры, потенциальные риски и преимущества участия, а также право на отказ от участия в любое время.
В зависимости от назначенного условия самосознания попросите участника сесть перед односторонним зеркалом с открытыми жалюзи и видимым или закрытым их отражением, чтобы предотвратить самоотражение, чтобы пройти викторину.
Затем дайте каждому участнику лист с 50 местами на нем и попросите его перечислить как можно больше стран в Европе в течение следующих 2 минут.
Указав участнику, что вы анализируете его результаты по сравнению с прошлыми участниками, предоставьте ему обратную связь на листе бумаги на основе их случайно назначенного состояния.
Затем усадите участника перед компьютером, чтобы он прошел еще одну викторину, в которой его просят различить выражения лица, основанные на неоднозначных изображениях глаз.
Чтобы завершить эксперимент, расскажите участникам о характере исследования, а также о том, почему истинная цель исследования не может быть раскрыта заранее.
Чтобы проанализировать, как самооценка и самосознание влияют на способность расшифровывать невербальные выражения, усредните баллы викторины по интерпретации глаз в каждой группе и нанесите на карту средства по условиям.
Чтобы определить, были ли обнаружены групповые различия, выполните двусторонний ANOVA, чтобы выявить любые основные эффекты или эффекты взаимодействия. В этом случае влияние на самосознание зависит от уровня самооценки.
В отличие от предполагаемой закономерности, обратите внимание, что участники с высоким уровнем самосознания и низкой самооценкой были более точны в расшифровке невербальных выражений. Однако, когда участники подвергались воздействию низкого уровня самосознания, они были более точными, когда у них была высокая самооценка.
Теперь, когда вы знакомы с тем, как планировать и проводить факториальный эксперимент два на два, давайте рассмотрим некоторые другие примеры этого дизайна.
В одном исследовании потенцирование рефлекса испуга измерялось при низкой или высокой вероятности получения удара током.
Другая независимая переменная, такая как прием алкоголя или плацебо, позволяет исследовать, как уровень шока и алкоголь влияют на реакцию испуга.
В другом примере рассмотрим, как различные уровни стресса могут взаимодействовать с типом выполняемых упражнений. Чтобы проверить все эти условия одновременно, требуется факторный дизайн два на два.
Возможно, в другой ситуации исследователя интересует, как студенты справляются с тестом на экране по сравнению с письменным тестом, в результате чего участники? Пол может влиять на производительность. Опять же, факторный дизайн два на два необходим для одновременного исследования.
Вы только что посмотрели введение JoVE в факторный экспериментальный дизайн.
Теперь у вас должно быть хорошее понимание того, как планировать и проводить факторный эксперимент два на два, а также как статистически анализировать результаты, общие для этих исследований. Вы также познакомились с несколькими примерами, в которых использование факториального дизайна два на два является полезным.
Спасибо за просмотр!?
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is a factorial design and why would researchers use it?
A factorial design allows researchers to manipulate two or more independent variables and measure their effects on a single dependent variable within one study. Rather than testing potential influences one experiment at a time, this approach examines several variables simultaneously, requiring fewer participants while revealing whether different causes interact to affect outcomes.
Q2: How does a 2x2 factorial design work in practice?
A 2x2 factorial design uses two independent variables, each with two levels, creating four possible condition combinations. In the nonverbal signal study, self-awareness (high/low) and self-esteem (high/low) were manipulated through a mirror and false feedback. Participants experienced one of four combinations, allowing simultaneous examination of both variables' effects on emotion decoding accuracy.
Q3: What is the difference between main effects and interaction effects in factorial designs?
Main effects focus on how a single independent variable influences the dependent variable, while interaction effects examine whether one independent variable changes another's influence on the outcome. In the study, the main effect hypothesis predicted high self-awareness and high self-esteem would improve emotion detection, whereas the interaction hypothesis predicted self-esteem's impact would depend on self-awareness levels.
Q4: How do researchers manipulate independent variables in a factorial experiment?
Researchers use specific techniques to create different levels of each independent variable. Self-awareness was manipulated by having participants complete a quiz with or without a visible mirror. Self-esteem was manipulated through false feedback, telling participants they scored in the top 10% or bottom 50% on a geography quiz, creating distinct high and low conditions.
Q5: What statistical test analyzes results from a factorial experiment?
A two-way ANOVA (analysis of variance) reveals main effects and interaction effects in factorial designs. This test determines whether group differences exist and whether the effect of one independent variable depends on the level of another. In the study, the two-way ANOVA showed that self-awareness effects on emotion detection varied based on self-esteem levels.
Q6: Why is random assignment important when organizing factorial experiment conditions?
Random assignment ensures that group assignments are based entirely on chance, eliminating selection bias and strengthening causal conclusions. Before participants arrive, researchers randomly organize packets containing each of the four condition combinations, guaranteeing that participant characteristics do not systematically influence which condition they receive.
Q7: What are some real-world applications of factorial design beyond studying nonverbal communication?
Factorial designs apply across diverse research questions. Researchers use them to examine how shock probability and alcohol administration influence startle responses, how stress levels interact with exercise types to affect outcomes, and whether test format (on-screen versus written) and gender influence student performance. This design enables simultaneous investigation of multiple factors in complex real-world scenarios.
Главы в этом видео
0:00
Overview
1:10
Experimental Design
3:13
Running the Experiment
4:36
Representative Results
5:22
Applications
6:25
Summary