中央資管范錚強 1 科學的發展與研究 — 兼談實驗室實驗 國立中央大學 資訊管理學所 范錚強

中央資管范錚強 2 科學研究的基本觀念 科學探索的目的 解釋現象 預測現象 操縱現象 研究的發展－－螺旋模式 研究主題的訂定

中央資管范錚強 3 資管學域研究類型 工程典範 (Engineering paradigm) 新設計，新觀念應用 雛形建造 理論推演、數學邏輯典範 數學證明 邏輯推導 社會科學典範 (Social Science paradigm) 實徵性研究 源自於自然科學研究

中央資管范錚強 4 實徵性 Empirical 研究 依研究階段 探索性－－ exploratory, hypothesis building （達爾文） 實証性－－ confirmatory, hypothesis testing 依實徵資料蒐集方法分類 定性研究（質的研究） Qualitative Research 個案研究，田野調查，參與觀察，歷史探索，行動研究 定量研究（數量化研究） Quantitative Research 問卷調查，實驗室實驗，實地實驗，內容分析 研究課題決定研究方法的使用 問卷調查並不是社會科學研究的唯一途徑

中央資管范錚強 5 科學的發展 早期的科學 缺乏延續性 現代科學的轉捩： 16/17 世紀 哥白尼 Nicolaus Copernicus 加利略 Galilei Galileo 克卜勒 Johannes Kepler 牛頓 Sir Isaac Newton 天文觀察、自然觀察 追求真理、提出違反當時權威的學說

中央資管范錚強 6 科學的發展 2 經由自然觀察，瞭解現象 檢驗當時主流的說法（理論） 提出新的解釋（理論） 驗證學說 ── 根據理論，提出假說，檢驗假說 地球是宇宙的中心？ 地球是平的？ 越重的東西掉下來的速度越快？

中央資管范錚強 7 科學的發展 3 觀察 檢驗理論 觀察結果的構念化 提出理論 驗證理論 實証性檢驗

中央資管范錚強 8 實徵性研究 依研究階段 探索性－－ exploratory, hypothesis building （達爾文） 實證性－－ confirmatory, hypothesis testing

中央資管范錚強 9 研究的發展－－螺旋模式 Spiral up 目的：解釋，預測，控制 現象 規則 觀察 理論 解釋 假說 推導 結論 實証研究

構念層次 觀察和構念化 實質層次 共變關係 推論：因果關係 y 測量 誤差 x 測量 X Y 抽象化 構念化 抽象化 構念化

學說的驗證 實質層次 構念層次 因果、共變關係 X Y 學說：因果關係 操作化 x 誤差 操弄、測量 y 測量 誤差 操作化 因果關係：實徵支持

中央資管范錚強 12 一些研究相關的議題 想清楚你想回答什麼？ 有什麼現象？ What—fact finding, natural laws 現象如何發生的？ How--events, process 為何會發生該現象？ Why--theory 研究是一個累積的過程 不要期望一項「獨立」的研究能有突破性的貢獻 踩在前人累積的成果上 提供一些成果來累積該學門的「傳統」 cumulative tradition 應然觀 (Normative) 和實然觀 (Descriptive)

中央資管范錚強 13 應然觀和實然觀 實然觀 (what? how? why?) 例如：樂透如何影響工作態度？賭博合法化是否影 響犯罪率和犯罪類型？ 應然觀 (what should be done?) 例如：該不該廢除樂透？該不該禁止賭博？ 差別 實然觀：反映實情、反映變數間的相關性 應然觀：加入主觀的價值判斷，屬於決策分析而非 研究領域 研究問題應該以實然觀呈現

中央資管范錚強 14 實徵性研究 2 依實徵資料蒐集方法分類 定性研究（質的研究） Qualitative Research 個案研究，田野調查，參與觀察，歷史探索， 行動研究 定量研究（數量化研究） Quantitative Research 問卷調查，實驗室實驗，實地實驗，內容分析 研究課題決定研究方法的使用 問卷調查並不是社會科學研究的唯一途徑

中央資管范錚強 15 實驗研究 研究中牽涉到研究者除了被動的觀察之外，還主動 地操弄一些研究情境 探討因果關係 操弄研究變數 結論來自於 自變數和因變數之間的相關性 時間差、先後順序 排除了外在的干擾

中央資管范錚強 16 實驗研究設計的基本課題 如何提高研究效度 validity 操弄自變數 如何操弄 劑量 選擇因變數 實驗對象的分配 外在變數的控制

研究中的效度 Validity 理念 X Y x y 構念層次 操作層次 構念效度 外部效度 內部效度 統計結論效度 操作化 共變關係 因果關係 測量 誤差 替代效果 構念效度 操作化 誤差 操弄、測量

中央資管范錚強 18 統計結論效度 Statistical Conclusion Validity Q: 研究中的因變數和自變數是否相關？ ( 共變 co-variation ) 研究設計的敏感度是否足夠顯示資料間 的共變 若敏感度構，是否有足夠的証據支持 「因」和「果」之間有共變？ 如果有充分証據顯示其間的共變，其強 度為何

中央資管范錚強 19 對統計結論效度的威脅 分析缺乏統計力 樣本大小、信心水準的影響 違背統計測試的假設 母體分布、均質性、自變數之間的獨立性 在資料中找尋「規則」 多重比對、資料的特例 衡量方法的信度 實驗操弄的信度 實驗情境中的隨機偏誤 其他外在的、未被控制的影響因素 回答問卷者的系統性誤差

中央資管范錚強 20 內部效度 Internal Validity Q: 若 A 和 B 共變，其間有何因果關係？ A->B B->A A->C->B C B A C B A C B A C B A 替代的 因果關係 A??B 第三變項 的干擾 內部效度的精神在於排除第三變項對 A-B 關係的替代性解釋

中央資管范錚強 21 對內部效度的最主要威脅 發生歷史事件 樣本成熟 受測樣本在前測和後測之間的成長，例如，熟悉測試工具 測量工具改變 統計迴歸 例如：將樣本依前測得分分組，高分組退步，低分組進步 選擇偏誤 樣本流失 因果關係的混淆 在相關性研究中，經常發生

中央資管范錚強 22 構念效度 Construct Validity 構念的操作化是否良好 操作化：操弄和測量 必須確保 自變數的確反映了相關的構念 自變數不會隨著相關、但不同的變數做改變 依變數應該反映了相關的構念 依變數不應該受無關變數的影響 針對同一個構念的不同衡量結果應該收斂 針對相關但不同構念的衡量結果應該發散

中央資管范錚強 23 對構念效度的威脅 操作化前對構念搞不清楚 構念的定義、操作化定義、它確切的意義 單一操作化的偏誤 實驗中，需要多項操弄水準、劑量 單一方法的偏誤 需要測量多個「外顯」的變數 樣本對研究假說的猜測

中央資管范錚強 24 對構念效度的威脅 2 樣本對測量感到緊張 樣本對研究有特殊期望 構念混淆、模糊，構念的程度差異 不同操弄之間的相互影響 操弄和測量之間的相互影響

中央資管范錚強 25 信度 Reliability 測量工具的穩定度、可靠度 重測信度、折半信度、複本信度 測量工具的內部一致性 項目間的信度 (e.g. Cronbach  ) 評分員間的信度

中央資管范錚強 26 外部效度 External Validity Q: 研究結果能否推論到整個目標母體？ 母體 — 我們在說哪一個？ 目標母體 針對目標母體所作的正式描述 在實徵研究中，實際達成的樣本  所對應的母體 另外一個和外部效度相關但不同的觀念： 可類化性 Generalizability 研究結果可推廣到其他母體的程度

中央資管范錚強 27 目標母體 外部效度 External Validity 正式描述 規劃樣本 實際達成的母體 實際達成 的樣本

中央資管范錚強 28 對外部效度的威脅 研究情境的影響 在某企業中進行研究 選擇和操弄間的相互影響 自我選擇可能會排除某一類的樣本 例如：新藥的測試，自願者求生意願較強 研究情境和操弄間的相互影響 歷史事件和操弄間的相互影響 過程長的研究

中央資管范錚強 29 透過抽樣增進外部效度 全面隨機抽樣 求取代表性、統計力強 經常昂貴、實驗室實驗下不可行 分層隨機抽樣 刻意求取樣本的異質性 每一個母體中的子群體都被納入 選取典型樣本 統計力弱、在學術研究中不利 每一個母體中的子群體都被納入

中央資管范錚強 30 透過重複研究增進外部效度 不同的重複可能、各有優劣 同時重複、連續重複 獨立研究人員、相同研究人員 真實重複、假設重複（大型研究中的不同部份） 比較好的重複研究 多個小型的研究 多個情境 多個研究者

中央資管范錚強 31 研究效度間的取捨 學術性研究 內部效度  構念效度  統計結論效度  外部效度 實務性研究、應用研究 內部效度  外部效度  依變數的構念效度  統計結論效 度  自變數的構念效度 在進行研究設計時，研究者必須清醒的對各種效度 的考量，做全盤的取捨 例如：在研究管理者決策訂定的研究時，應該用學生為 樣本（高可行性、高內部效度、低外部效度）；還是在 真實情境用真實的經理人員（低可行性、低內部效度、 高外部效度）

中央資管范錚強 32 實驗過程 ：實驗過程的設計影響效度 選擇適當的變數 選擇實驗設計 訂定自變數操弄的劑量（不同的程度） 控制環境變數 環境控制、 blind; double-blind 選擇和分派樣本 隨機分派、配對、配額矩陣 (quota matrix) 先導實驗、調整、測試 分析資料

中央資管范錚強 33 實驗研究 實驗室實驗 Lab experiments 真實實驗 True-experiments 在實驗室中進行 現場實驗 Field experiments 準實驗 Quasi-experiments 在自然情境下的現場中進行 模擬實驗 利用電腦模擬實驗情境

中央資管范錚強 34 實驗室實驗現場實驗 Field Experiment 人造情境 ─ 真實性低 很少外在變數 控制嚴密 低成本 時程短 樣本知道參與實驗 自然情境 ─ 真實性高 很多外在變數 控制鬆散 高成本 時程長 樣本不知道參與實驗 Co pyright © 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved 實驗室實驗和現場實驗的比較

中央資管范錚強 35 實驗研究的優點 對「因果」關係的確定 排除外在變數的污染 方便性、成本考量 可以複製、重複實驗 可使用自然發生的事件

中央資管范錚強 36 實驗研究的弱點 實驗室的人造情境 一些特定樣本可能產生偏誤 可能會 針對當前的問題比較有效 對樣本操弄的道德問題

中央資管范錚強 37 實驗設計：假實驗 Preexperimental One-Shot Case Study X O One-Group Pretest-Posttest Design OXO Static Group Comparison XO 1 O 2

中央資管范錚強 38 實驗設計：真實驗 True Experimental Posttest-Only Control Group Design RXO 1 RO 2 Pretest-Posttest Control Group Design RO 1 XO 2 RO 3 O 4 Effect= (O 2  O 1 )  (O 4  O 3 ) Deal well with the major internal validity problems

中央資管范錚強 39 真實驗 3 Completely Randomized Design E.g., 3 treatment levels RO 1 X 2 O 3 RO 3 X 3 O 4 RO 5 X 5 O 6

中央資管范錚強 40 Randomized Block Design 真實驗 4

中央資管范錚強 41 真實驗 5 Latin Square Design

中央資管范錚強 42 Factorial Design Covariance Analysis 真實驗 6

中央資管范錚強 43 Main effect The influence of a single independent variable on a dependent variable. Interaction effect The influence on a dependent variable by combinations of two or more independent variables. 主效果和互動效果

中央資管范錚強 44 Men Women Ad A Ad B Main Effects of Gender Main Effects of Ad > > 2 x 2 Factorial Design

中央資管范錚強 Believability 變數互動 Men Women Ad AAd B

中央資管范錚強 46 Non Equivalent Control Group Design Separate Sample Pretest-Posttest Design Group Time Series Design Field Experiments: Quasi- or Semi-Experiments

中央資管范錚強 47 台灣研究趨勢：尚在發展中 早期 以工程導向，或評述為主 社會科學面：以郵寄問卷為主 研究循環不完整 逐漸重視實徵研究、方法豐富化 實驗室實驗，實地實驗 定性研究 理論性研究的配合 資訊經濟領域 實徵性研究如何能增加對理論的貢獻