Experimenteel ontwerp

In dit artikel wordt uitgelegd wat experimenteel ontwerp in de statistiek is en waarvoor het wordt gebruikt. Ook ontdek je hoe een proefplan tot stand komt en een voorbeeld van zo’n plan.

Wat is een experimenteel ontwerp?

Experimenteel ontwerp is een statistische methode die wordt gebruikt om de relatie tussen de onafhankelijke variabele en de afhankelijke variabele te bestuderen. Daarom omvat experimenteel ontwerp het opzettelijk manipuleren van de onafhankelijke variabele om te analyseren welk effect deze heeft op de afhankelijke variabele.

Het experimentele ontwerp dient dus om een hypothesetest te contrasteren, zodat de conclusies uit het uitgevoerde onderzoek worden gebruikt om te bepalen of de hypothese van het onderzoek waar of onwaar is.

Over het algemeen wordt bij een experimenteel ontwerp gewoonlijk de impact van een onafhankelijke variabele op een afhankelijke variabele bestudeerd; het effect van twee of meer onafhankelijke variabelen op de afhankelijke variabele kan echter ook worden onderzocht.

Opgemerkt moet worden dat om de getrokken conclusies juist te laten zijn, de te analyseren variabelen geïsoleerd moeten worden en daarom externe variabelen moeten worden gecontroleerd.

Hoe maak je een experimenteel plan?

De stappen om een experimenteel plan uit te voeren zijn:

1. Definieer onderzoeksvariabelen : De onafhankelijke variabele en de afhankelijke variabele van het onderzoek moeten worden bepaald.
2. Stel de statistische hypothese vast : de werkhypothese moet worden gedefinieerd, dat wil zeggen: wat is de relatie tussen de variabelen die het onderzoek wil aantonen.
3. Bij het ontwerpen van het experimentele onderzoek moet u plannen hoe u het onderzoek gaat uitvoeren om te proberen de werkhypothese te weerleggen.
4. Bestudeer een steekproef : Analyseer hoe de waarde van de onafhankelijke variabele de afhankelijke variabele beïnvloedt. Normaal gesproken kunnen niet alle individuen in de populatie worden bestudeerd, dus moet men zich concentreren op een representatieve steekproef.
5. Trek conclusies : trek uit de verkregen resultaten conclusies en bepaal of de werkhypothese waar of onwaar is.

Houd er rekening mee dat elk statistisch onderzoek nauwkeurig, betrouwbaar en reproduceerbaar moet zijn. Zorg er dus voor dat u deze drie principes volgt voordat u veel tijd en moeite in het project investeert.

Voorbeeld van experimenteel ontwerp

Laten we, om het begrip van het concept af te ronden, eens kijken naar een eenvoudig voorbeeld van experimenteel ontwerp.

In dit geval willen we onderzoeken of uren slaap de stemming van mensen op het werk beïnvloeden. Daarom is de onafhankelijke variabele het gemiddelde aantal uren slaap en de afhankelijke variabele de stemming van de werknemers.

De nulhypothese van het onderzoek is dus dat slaapuren geen verandering in de stemming van mensen veroorzaken, terwijl de alternatieve hypothese is dat slaapuren de stemming beïnvloeden.

Om de werkhypothese te bestuderen, hebben we dus willekeurig twee groepen werknemers van dertig mensen uit hetzelfde bedrijf geselecteerd. Twee weken lang slaapt de ene groep 8 uur per dag en de andere groep maximaal 5 uur per dag.

Om vervolgens de stemming van de deelnemers te beoordelen, zullen we op de laatste dag een steekproef van twintig werknemers die niet aan het onderzoek hebben deelgenomen, vragen om de stemming van elk van de deelnemers over de afgelopen twee weken te beoordelen. De beoordelingen variëren van 1 tot 5, waarbij 1 de slechtste beoordeling is en 5 de beste.

Na uitvoering van het experiment kreeg de groep die 8 uur per dag sliep een gemiddelde beoordeling van 4,1, maar de groep die slechts 5 uur per dag sliep kreeg een gemiddelde beoordeling van 2,7.

Het verschil tussen de twee middelen lijkt duidelijk, maar een dergelijke conclusie kan niet met het blote oog worden getrokken. Er werd daarom een hypothesetest uitgevoerd op het verschil in gemiddelden en we concluderen inderdaad dat de twee gemiddelden statistisch verschillend zijn. De nulhypothese dat slaapuren de werkstemming beïnvloeden wordt daarom verworpen.

Soorten experimenteel ontwerp

Soorten experimentele ontwerpen zijn:

• Pre-experimenteel ontwerp : een variabele wordt waargenomen zonder de onafhankelijke variabele opzettelijk te veranderen. Bijvoorbeeld: een leraar past een nieuwe lesmethode toe op zijn leerlingen en analyseert na één semester of de cijfers van zijn leerlingen zijn verbeterd of niet.
• Echt experimenteel ontwerp : er worden twee controlegroepen gevormd, zodat in de ene groep de onafhankelijke variabele wordt gemanipuleerd en in de andere groep niet. Op deze manier is het mogelijk om de impact van de onafhankelijke variabele tussen de twee groepen te vergelijken. Bijvoorbeeld: van twee willekeurig gevormde controlegroepen waarvan de leden aan een bepaalde ziekte lijden, wordt slechts aan één groep een medicijn toegediend om te beoordelen of de toestand van de patiënt verbetert in vergelijking met degenen die het medicijn niet hebben ingenomen. geneesmiddel.
• Quasi-experimenteel ontwerp : dit type experimenteel ontwerp is vergelijkbaar met het vorige, maar de controlegroepen worden niet willekeurig geselecteerd, maar reeds gevormde groepen worden bestudeerd. Zo wordt bijvoorbeeld de implementatie van een nieuw onderwijssysteem in twee verschillende klassen bestudeerd.

Experimenteel ontwerp en factorieel ontwerp

Het factoriële ontwerp is een soort experiment dat enkele overeenkomsten vertoont met het experimentele ontwerp. Hieronder zullen we kort zien wat dit soort onderzoek inhoudt.

In de statistiek is het factoriële ontwerp een experiment dat bestaat uit twee of meer factoren en bovendien heeft elk van deze factoren verschillende waarden of niveaus. In een factorieel ontwerp wordt dus bestudeerd hoe elk van deze factoren de afhankelijke variabele beïnvloedt en wordt ook de impact van de interactie tussen verschillende factoren op de responsvariabele geanalyseerd.

Daarom is het belangrijkste verschil tussen het experimentele ontwerp en het factoriële ontwerp het aantal onafhankelijke variabelen. Een experimenteel ontwerp wordt doorgaans uitgevoerd met één enkele onafhankelijke variabele, terwijl een factorieel ontwerp doorgaans met twee of meer onafhankelijke variabelen werkt.