Hai lý do để sử dụng một thiết kế giai thừa là gì?

Có lẽ cách dễ nhất để bắt đầu hiểu các thiết kế giai thừa là xem một ví dụ. Hãy tưởng tượng một thiết kế trong đó chúng tôi có một chương trình giáo dục, nơi chúng tôi muốn xem xét nhiều biến thể của chương trình để xem cái nào hoạt động tốt nhất. Chẳng hạn, chúng tôi muốn thay đổi lượng thời gian trẻ nhận được hướng dẫn với một nhóm nhận được 1 giờ hướng dẫn mỗi tuần và một nhóm khác nhận được 4 giờ mỗi tuần. Và, chúng tôi muốn thay đổi bối cảnh với một nhóm được hướng dẫn trong lớp (có thể bị kéo vào một góc của lớp học) và nhóm còn lại bị kéo ra khỏi lớp để được hướng dẫn ở một phòng khác. Chúng tôi có thể nghĩ đến việc có bốn nhóm riêng biệt để thực hiện việc này, nhưng khi chúng tôi thay đổi lượng thời gian hướng dẫn, chúng tôi sẽ sử dụng cài đặt nào. trong lớp hay kéo ra? . 1 giờ, 4 giờ, hay cái gì khác?

Với thiết kế giai thừa, chúng ta không phải thỏa hiệp khi trả lời những câu hỏi này. Chúng tôi có thể có cả hai cách nếu chúng tôi vượt qua từng thời điểm trong hai điều kiện hướng dẫn với từng cài đặt trong số hai cài đặt của chúng tôi. Hãy bắt đầu bằng cách thực hiện một số định nghĩa về thuật ngữ. Trong các thiết kế giai thừa, một yếu tố là một biến độc lập chính. Trong ví dụ này, chúng ta có hai yếu tố. thời gian trong hướng dẫn và cài đặt. Một cấp độ là một phần nhỏ của một yếu tố. Trong ví dụ này, thời gian trong hướng dẫn có hai cấp độ và cài đặt có hai cấp độ. Đôi khi chúng tôi mô tả một thiết kế giai thừa với ký hiệu đánh số. Trong ví dụ này, chúng ta có thể nói rằng chúng ta có một thiết kế giai thừa 2 x 2 (được nói là “hai nhân hai). Trong ký hiệu này, số lượng các số cho bạn biết có bao nhiêu yếu tố và các giá trị số cho bạn biết có bao nhiêu cấp độ. Nếu tôi nói rằng tôi có một thiết kế giai thừa 3 x 4, bạn sẽ biết rằng tôi có 2 nhân tố và một nhân tố có 3 cấp độ trong khi nhân tố kia có 4 cấp độ. Thứ tự của các con số không có gì khác biệt và chúng ta có thể dễ dàng gọi đây là thiết kế giai thừa 4 x 3. Có thể dễ dàng xác định số lượng các nhóm điều trị khác nhau mà chúng tôi có trong bất kỳ thiết kế giai thừa nào bằng cách nhân thông qua ký hiệu số. Chẳng hạn, trong ví dụ của chúng tôi, chúng tôi có 2 x 2 = 4 nhóm. Trong ví dụ công chứng của chúng tôi, chúng tôi sẽ cần các nhóm 3 x 4 = 12

Chúng ta cũng có thể mô tả một thiết kế giai thừa trong ký hiệu thiết kế. Do sự kết hợp mức độ điều trị, sẽ rất hữu ích khi sử dụng các chỉ số dưới biểu tượng điều trị (X). Chúng ta có thể thấy trong hình có bốn nhóm, mỗi nhóm đại diện cho sự kết hợp của các cấp độ yếu tố. Rõ ràng là các nhóm được chỉ định ngẫu nhiên và đây là thiết kế chỉ dành cho hậu kiểm

Bây giờ, hãy xem xét nhiều kết quả khác nhau mà chúng ta có thể nhận được từ thiết kế giai thừa 2 x 2 đơn giản này. Mỗi hình dưới đây mô tả một kết quả có thể xảy ra khác nhau. Và mỗi kết quả được hiển thị ở dạng bảng (bảng 2 x 2 với giá trị trung bình của hàng và cột) và ở dạng đồ họa (với mỗi yếu tố thay đổi theo trục hoành). Bạn nên thuyết phục bản thân rằng thông tin trong bảng phù hợp với thông tin trong cả hai biểu đồ. Bạn cũng nên thuyết phục bản thân rằng cặp biểu đồ trong mỗi hình hiển thị cùng một thông tin chính xác được vẽ theo hai cách khác nhau. Các đường được hiển thị trong biểu đồ là không cần thiết về mặt kỹ thuật – chúng được sử dụng như một công cụ hỗ trợ trực quan để cho phép bạn dễ dàng theo dõi vị trí trung bình của một cấp độ vượt qua các cấp độ của một yếu tố khác. Hãy nhớ rằng các giá trị được hiển thị trong bảng và biểu đồ là giá trị trung bình của nhóm đối với biến kết quả quan tâm. Trong ví dụ này, kết quả có thể là một bài kiểm tra thành tích trong môn học đang dạy. Chúng tôi sẽ giả định rằng điểm số trong bài kiểm tra này nằm trong phạm vi từ 1 to 10 với các giá trị cao hơn cho thấy thành tích cao hơn. Bạn nên nghiên cứu kỹ kết quả trong từng hình để hiểu rõ sự khác biệt giữa các trường hợp này

Kết quả Null

Hãy bắt đầu bằng cách xem trường hợp “null”. Trường hợp vô hiệu là tình huống mà các phương pháp điều trị không có tác dụng. Con số này giả định rằng ngay cả khi chúng tôi không đào tạo, chúng tôi vẫn có thể kỳ vọng rằng học sinh sẽ đạt điểm trung bình là 5 trong bài kiểm tra đầu ra. Bạn có thể thấy trong trường hợp giả định này rằng cả bốn nhóm đều đạt điểm trung bình là 5 và do đó, điểm trung bình của hàng và cột phải là 5. Bạn không thể nhìn thấy các đường cho cả hai cấp độ trong biểu đồ vì một đường nằm ngay trên đường kia

Các hiệu ứng chính

Tác động chính là một kết quả là sự khác biệt nhất quán giữa các mức độ của một yếu tố. Ví dụ: chúng tôi sẽ nói rằng có một tác động chính đối với việc thiết lập nếu chúng tôi tìm thấy sự khác biệt thống kê giữa mức trung bình của nhóm trong lớp và nhóm ngoài lớp, ở mọi cấp độ thời gian giảng dạy. Hình đầu tiên mô tả tác động chính của thời gian. Đối với tất cả các cài đặt, điều kiện 4 giờ/tuần hoạt động tốt hơn điều kiện 1 giờ/tuần. Cũng có thể có hiệu ứng chính để cài đặt (và không có thời gian)

Trong biểu đồ hiệu ứng chính thứ hai, chúng ta thấy rằng đào tạo trong lớp tốt hơn đào tạo ngoài giờ trong mọi khoảng thời gian

Cuối cùng, có thể có tác động chính lên cả hai biến đồng thời như được mô tả trong hình tác động chính thứ ba. Trong trường hợp này, 4 giờ/tuần luôn hoạt động tốt hơn 1 giờ/tuần và cài đặt trong lớp luôn hoạt động tốt hơn so với học ngoài lớp

hiệu ứng tương tác

Nếu chúng ta chỉ có thể xem xét các hiệu ứng chính, thiết kế giai thừa sẽ hữu ích. Tuy nhiên, do cách chúng ta kết hợp các cấp độ trong thiết kế giai thừa, chúng cũng cho phép chúng ta kiểm tra các hiệu ứng tương tác tồn tại giữa các yếu tố. Hiệu ứng tương tác tồn tại khi sự khác biệt về một yếu tố phụ thuộc vào mức độ của bạn đối với yếu tố khác. Điều quan trọng là phải nhận ra rằng sự tương tác là giữa các yếu tố, không phải cấp độ. Chúng tôi sẽ không nói rằng có sự tương tác giữa 4 giờ/tuần và cách đối xử trong lớp. Thay vào đó, chúng tôi sẽ nói rằng có sự tương tác giữa thời gian và cài đặt, sau đó chúng tôi sẽ tiếp tục mô tả các cấp độ cụ thể có liên quan

Làm thế nào để bạn biết nếu có một sự tương tác trong một thiết kế giai thừa? . Đầu tiên, khi bạn chạy phân tích thống kê, bảng thống kê sẽ báo cáo về tất cả các tác động và tương tác chính. Thứ hai, bạn biết có một sự tương tác khi không thể nói về tác động đến một yếu tố mà không đề cập đến yếu tố kia. nếu bạn có thể nói vào cuối nghiên cứu của chúng tôi rằng thời gian hướng dẫn tạo ra sự khác biệt, thì bạn biết rằng bạn có tác động chính chứ không phải tương tác (vì bạn không phải đề cập đến yếu tố thiết lập khi mô tả kết quả về thời gian). Mặt khác, khi bạn tương tác, không thể mô tả chính xác kết quả của bạn mà không đề cập đến cả hai yếu tố. Cuối cùng, bạn luôn có thể phát hiện ra sự tương tác trong đồ thị của phương tiện nhóm – bất cứ khi nào có các đường không song song thì có sự tương tác. Nếu bạn xem các biểu đồ hiệu ứng chính ở trên, bạn sẽ nhận thấy rằng tất cả các đường trong biểu đồ đều song song. Ngược lại, đối với tất cả các biểu đồ tương tác, bạn sẽ thấy rằng các đường thẳng không song song

Trong biểu đồ hiệu ứng tương tác đầu tiên, chúng ta thấy rằng một sự kết hợp các cấp độ – 4 giờ/tuần và môi trường trong lớp – hoạt động tốt hơn ba mức độ còn lại. Trong tương tác thứ hai, chúng ta có một tương tác “chéo” phức tạp hơn. Ở đây, với 1 giờ/tuần, nhóm bỏ học làm tốt hơn nhóm trong lớp trong khi với 4 giờ/tuần thì ngược lại. Hơn nữa, cả hai kết hợp cấp độ này đều hoạt động tốt như nhau

Tóm lược

Thiết kế nhân tố có một số tính năng quan trọng. Đầu tiên, nó có tính linh hoạt cao để khám phá hoặc tăng cường “tín hiệu” (điều trị) trong các nghiên cứu của chúng tôi. Bất cứ khi nào chúng ta quan tâm đến việc kiểm tra các biến thể điều trị, các thiết kế giai thừa nên là những ứng cử viên sáng giá như các thiết kế được lựa chọn. Thứ hai, thiết kế giai thừa hiệu quả. Thay vì tiến hành một loạt các nghiên cứu độc lập, chúng tôi có thể kết hợp các nghiên cứu này thành một một cách hiệu quả. Cuối cùng, thiết kế giai thừa là cách hiệu quả duy nhất để kiểm tra hiệu ứng tương tác

Cho đến nay, chúng ta mới chỉ xem xét một cấu trúc thiết kế giai thừa 2 x 2 rất đơn giản. Bạn có thể muốn xem xét một số biến thể thiết kế giai thừa để hiểu sâu hơn về cách chúng hoạt động. Bạn cũng có thể muốn kiểm tra cách chúng tôi tiếp cận phân tích thống kê của các thiết kế thử nghiệm giai thừa

Tại sao bạn sẽ sử dụng một thiết kế giai thừa?

Hai lợi ích của một nghiên cứu giai thừa là gì?