H7: EXPERIMENTELE DESIGNS
Het grootste deel van psychologisch onderzoek richt zich op de vraag ‘’waarom’’
bepaald gedrag voorkomt. Onderzoekers hebben theorieën over onderliggende
mechanismen die het gedrag veroorzaken. De enige manier hierin om een oorzakelijk
verband vast te stellen, is door een experiment uit te voeren.
Experimenten worden gebruikt om ons te laten zien hoe verschillende observaties en
uitkomsten met elkaar samenhangen. Doel is om causale relaties empirisch te
observeren en evalueren.
Ideaal geval: alleen de onafhankelijke variabele wordt veranderd of gemanipuleerd,
terwijl alle andere mogelijke invloeden constant worden gehouden (ceteris paribus =
alle overige omstandigheden gelijkblijvend). Als dit lukt kunnen we concluderen dat
een waargenomen verandering in de afhankelijke variabele, wordt veroorzaakt door
de verandering in de onafhankelijke variabele, en kan causaliteit worden vastgesteld.
Manipulatie in psychologisch onderzoek = aanbieden van een interventie.
- Controlegroepen (neutrale situatie)
Een experiment wordt versterkt door het toevoegen van een controleconditie.
experimentele conditie waarin de manipulatie niet wordt toegepast en die dient als
referentiepunt voor vergelijking met de conditie waarin de manipulatie wel wordt
toegepast.
- Mill’s methode
Het concept controlegroep, staat ook wel bekend als de methode van Mill. Mill stelde
hierbij dat experimenten twee vormen van bewijs moeten leveren:
1. Methode van overeenkomst: stelt dat een experiment als eerst moet
aantonen dat als X zich voordoet, Y zich ook voordoet. wanneer er ten
minste twee of meer situaties zijn waarin Y zich voordoet, en X is ook
aanwezig, dan is X een voldoende voorwaarde voor Y.
2. Methode van verschil: stelt dat wanneer X zich niet voordoet, Y zich ook
niet voordoet (-). Wanneer Y afwezig is en X is dit ook, dan is X een
noodzakelijke voorwaarde voor Y.
Controlegroep zonder manipulatie = -X. en zou moeten aantonen -Y.
Experimentele groep met manipulatie = X, dan Y.
Dit waarborgt dat onderzoekers niet enkel bewijs verzamelen voor een theorie, maar
ook het tegenovergestelde toetsen.
- Invullen van de controlegroep /-conditie
Controlegroep staat gelijk aan de natuurlijke situatie en gang van zaken. Wegens
ethische reden is een controlegroep niet altijd mogelijk (bijv. terminale patiënten
niets toedienen).
- Type experimentele ontwerpen
Belangrijkste doel van een experiment is het toetsen van een hypothese en
beantwoorden van een onderzoeksvraag. Een veelvoorkomende uitdaging in de
psychologie is dat mensen verschillen, los van de toegepaste manipulaties.
Er zijn verschillende categorieën van experimentele ontwerpen die op een of andere
manier een oplossing bieden voor de ruis die wordt veroorzaakt door individuele
1
,verschillen, zonder het testen van causaliteit uit het oog te verliezen. Twee
hoofdcategorieën van experimenten (twee uitersten):
- Volledig gerandomiseerde experimenten (zuiver experiment):
randomisatie wordt gebruikt om deelnemers random toe te wijzen aan
experimentele condities of manipulaties.
Randomisatie dient ervoor te zorgen dat ieder proefpersoon een gelijke kans heeft
om in een van de experimentele condities terecht te komen. Zolang er voldoende
proefpersonen zijn, zal hun willekeurige toewijzing aan de condities de invloed van
proefpersoonkenmerken die causale inferentie zouden kunnen verstoren, verspreiden
over alle condities.
- Quasi-experiment: bestaande groepen worden geobserveerd en
gemanipuleerd.
Proefpersonen worden niet willekeurig toegewezen aan groepen (bijv.
onderwijsvernieuwing onderzoeken op een school). ietwat zwakker in het aantonen
van causale relaties. Voordeel is dat het de mogelijkheid biedt om onderzoek uit te
voeren in een natuurlijke omgeving, zo kan het meer zeggen over de alledaagse
praktijk en neemt de ecologische validiteit toe.
- Gedeeltelijk randomiseren
Tussen volledige en geen randomisatie ligt cluster randomisatie: waarbij gebruik
wordt gemaakt van bestaande clusters van deelnemers (bijv. schoolklassen). Deze
clusters worden dan random verdeeld over de condities. De indeling op clusterniveau
is in dit geval willekeurig (niet op deelnemersniveau).
Voordeel cluster randomisatie: er wordt gebruik gemaakt van natuurlijke groepen.
Nadeel cluster randomisatie: er vindt niet-perfecte randomisatie plaats, waardoor de
invloed van storende variabelen niet volledig kan worden uitgesloten.
- Experimentele controle
Verwijst naar de maatregelen die genomen worden om de invloed van storende
variabelen te beheersen de verdeling van achtergrondkenmerken over de
verschillende condities niet aan toeval overlaten. Zo kan onderzoeker proberen om
de invloed van storende variabelen te minimaliseren en een beter begrip krijgen van
de specifieke effecten van de manipulatie op de afhankelijke variabele.
- Het blokontwerp = quasi-experiment + experimentele controle
Een gerandomiseerd blokontwerp is een experimenteel ontwerp waarbij zowel
randomisatie over experimentele condities als experimentele controle worden
toegepast.
Proefpersonen worden ingedeeld in homogene categorieën op basis van
bepaalde
kenmerken. Onderzoekers bepalen de vorming van deze blokken op basis van de
variabelen waarvan zij veronderstellen dat deze het verband beïnvloeden tussen
behandeling en effect.
Het verstorende effect van deze kenmerken worden uitgeschakeld en de invloed van
eventuele andere storende variabelen, worden geminimaliseerd door randomisatie.
Gerandomiseerd blokontwerp combineert de voordelen van randomisatie en precieze
experimentele controle door mensen met vergelijkbare kenmerken te matchen en bij
elkaar te plaatsen Wordt ook wel groepsgewijs matchen genoemd.
- Matchen en homogeniseren
Als er veel bekende, storende variabelen zijn, vereist dit veel deelnemers omdat er
meer blokken nodig zijn om deze variabelen te controleren. Een oplossing hiervoor
kan zijn het matchen en homogeniseren van deelnemers.
2
,Matchen: methode om ervoor te zorgen dat de experimentele- en controlegroep
gelijk zijn op externe bekende kenmerken, die naar verwachting een belangrijke
invloed hebben op de afhankelijke variabele. Twee benaderingen om dit te doen
zonder extra variabelen toe te voegen:
1. Precisiecontrole: voor elk proefpersoon in de experimentele groep, een
bijpassend
proefpersoon in de controlegroep vinden die vergelijkbare kenmerken heeft. Deze
paren worden gematcht. Dit vereist een grote steekproef om geschikte paren te
vinden.
2. Globale controle: streven naar gelijke frequenties van belangrijke
kenmerken in zowel de
experimentele- als de controlegroep. Meer algemene vorm van matchen (bijv. in
beide groepen evenveel mannen als vrouwen plaatsen).
Homogeniseren: om het effect van een externe variabele op een afhankelijke
variabele te isoleren, kan men ervoor kiezen om proefpersonen te homogeniseren.
Proefpersonen worden zo geselecteerd dat zij dat de groepen zo homogeen mogelijk
zijn wat betreft de externe variabele. Bijv. vermoeden is dat leeftijd een verstorende
variabele is bij het beoordelen van de effecten van de manipulatie, dan kan het
experiment beperkt worden tot alleen jongeren of ouderen.
Zo wordt de variatie verminderd en neemt de ruis af. Resulteert in een hogere
statistische power (kans om een werkelijk effect in de populatie te vinden). Deze
winst in power, gaat ten koste van de externe validiteit, omdat de steekproef minder
representatief is voor de algemene populatie.
Bij homogeniseren en matchen: van belang om te focussen op externe kenmerken
waarvan bekend is, of wordt vermoed, dat deze invloed hebben op de afhankelijke
variabele. Beide procedures kunnen i.c.m. randomisatie worden toegepast (niet
vervangend voor).
- Between-subjects vs. within-subjects designs
Naast de indeling in gerandomiseerde- en quasi-experimenten kunnen designs ook
worden ingedeeld in between subjects en within subjects designs.
Between subjects design: proefpersonen worden toegewezen aan slechts één
experimentele conditie, wat resulteert in verschillende groepen proefpersonen die
met elkaar kunnen worden vergeleken (controlegroep vergelijken met experimentele
groep).
Within subjects designs: alle proefpersonen worden blootgesteld aan alle
experimentele- en controlecondities. Binnen within subjects designs worden reacties
van proefpersonen gemeten na elke manipulatie, daarom ook wel: repeated
measures designs.
Potentieel probleem: optreden van volgorde-effecten reacties worden beïnvloed
door de volgorde waarin de condities worden aangeboden. Daarom:
counterbalancing: om volgorde-effecten te voorkomen kan in sommige gevallen de
volgorde van de condities worden gevarieerd.
Mixed designs: mix van between en within – waarbij bijv. de voortgang van twee
groepen op drie verschillende tijdstippen wordt gemeten.
Je kan hier zowel proefpersonen met elkaar, als met zichzelf vergelijken.
- Voorbeelden van experimentele designs
3
, Essentie van alle designs: een fijngeslepen meetinstrument om zo veel mogelijk
factoren uit te sluiten.
Uiteindelijke doel: causaliteit vaststellen volgens de Mill’s-Methode.
Symbolische notatie om experimenten samen te vatten:
O = observation: waarneming of meting van de afhankelijke variabele.
X = het ondergaan van de experimentele stimulus (treatment).
R = er is sprake van randomisatie.
NR = geen sprake van randomisatie.
Pre-experimentele designs
- One shot case study: er wordt eerst een manipulatie uitgevoerd en
vervolgens geobserveerd wat het effect is op de proefpersonen. Schema: t1 –
X – O1. Geen observaties voorafgaand aan de manipulatie.
- One group pre-host design: proefpersonen worden zowel voor als na de
manipulatie geobserveerd. Schema: t1 – t2 – O1 – X – O2. Het betreft nog
steeds pre-experimenteel, vanwege de afwezigheid van een
vergelijkingsconditie (-X).
- Pre-experimenteel bestaande groepen nameting only: door het gebruik
van bestaande groepen is het onwaarschijnlijk dat beide condities goed
vergelijkbaar zijn. Schema: t1 – t2 – NR – X – O1 – NR – O2.
Gerandomiseerde experimenten
-Posttest-only control (alleen nameting met controlegroep): het
eenvoudigste gerandomiseerde experimentele ontwerp. Schema: t1 – t2 – R –
X – O1 – R – O2.
Door randomisatie mag er vanuit worden gegaan dat de groepen gelijk waren bij de
start van het experiment. Er ontbreekt hier een voormeting en dat is een voordeel
voor de interne validiteit. Een validiteitsbedreiger is vaak het testeffect: de
voormeting beïnvloedt observaties in de nameting. Wel missen we informatie over
het startpunt: plafond- en bodemeffecten.
-
Pretest-posttest control design (voor- en nameting met
controlegroep): één van de meest gebruikte designs in psychologisch en
onderwijskundig onderzoek het klassieke experimentele ontwerp. Schema:
t1 – t2 – R – O1 – X – O2 – R – O3 – O4.
Proefpersonen worden willekeurig toegewezen aan beide groepen en bij beiden is er
een voor- en nameting. Hierdoor is het tamelijk zeker dat verschillen tussen de
groepen toe te schrijven zijn aan de experimentele treatment en niet aan een of
meer storende factoren.
- Solomon vier-groependesign: combinatie van posttest only en pretest-
posttest control. Schema: t1 – t2 – R - O1 – X – O2 – R – X – O3 – R – O4 – O5 –
R – O6.
Bij de eerste groep vindt een voormeting plaats, gevolgd door de manipulatie (X) en
de nameting.
Bij de tweede groep vindt alleen de manipulatie en de nameting plaats.
Bij de derde groep vindt een voor- en nameting plaats, maar geen manipulatie.
Bij de vierde groep vindt enkel de nameting plaats.
Voormetingsensitisatie: een bedreiging die wordt veroorzaakt door de voormeting
fenomeen waarbij de voormeting proefpersonen bewust maakt van het onderwerp
4
Het grootste deel van psychologisch onderzoek richt zich op de vraag ‘’waarom’’
bepaald gedrag voorkomt. Onderzoekers hebben theorieën over onderliggende
mechanismen die het gedrag veroorzaken. De enige manier hierin om een oorzakelijk
verband vast te stellen, is door een experiment uit te voeren.
Experimenten worden gebruikt om ons te laten zien hoe verschillende observaties en
uitkomsten met elkaar samenhangen. Doel is om causale relaties empirisch te
observeren en evalueren.
Ideaal geval: alleen de onafhankelijke variabele wordt veranderd of gemanipuleerd,
terwijl alle andere mogelijke invloeden constant worden gehouden (ceteris paribus =
alle overige omstandigheden gelijkblijvend). Als dit lukt kunnen we concluderen dat
een waargenomen verandering in de afhankelijke variabele, wordt veroorzaakt door
de verandering in de onafhankelijke variabele, en kan causaliteit worden vastgesteld.
Manipulatie in psychologisch onderzoek = aanbieden van een interventie.
- Controlegroepen (neutrale situatie)
Een experiment wordt versterkt door het toevoegen van een controleconditie.
experimentele conditie waarin de manipulatie niet wordt toegepast en die dient als
referentiepunt voor vergelijking met de conditie waarin de manipulatie wel wordt
toegepast.
- Mill’s methode
Het concept controlegroep, staat ook wel bekend als de methode van Mill. Mill stelde
hierbij dat experimenten twee vormen van bewijs moeten leveren:
1. Methode van overeenkomst: stelt dat een experiment als eerst moet
aantonen dat als X zich voordoet, Y zich ook voordoet. wanneer er ten
minste twee of meer situaties zijn waarin Y zich voordoet, en X is ook
aanwezig, dan is X een voldoende voorwaarde voor Y.
2. Methode van verschil: stelt dat wanneer X zich niet voordoet, Y zich ook
niet voordoet (-). Wanneer Y afwezig is en X is dit ook, dan is X een
noodzakelijke voorwaarde voor Y.
Controlegroep zonder manipulatie = -X. en zou moeten aantonen -Y.
Experimentele groep met manipulatie = X, dan Y.
Dit waarborgt dat onderzoekers niet enkel bewijs verzamelen voor een theorie, maar
ook het tegenovergestelde toetsen.
- Invullen van de controlegroep /-conditie
Controlegroep staat gelijk aan de natuurlijke situatie en gang van zaken. Wegens
ethische reden is een controlegroep niet altijd mogelijk (bijv. terminale patiënten
niets toedienen).
- Type experimentele ontwerpen
Belangrijkste doel van een experiment is het toetsen van een hypothese en
beantwoorden van een onderzoeksvraag. Een veelvoorkomende uitdaging in de
psychologie is dat mensen verschillen, los van de toegepaste manipulaties.
Er zijn verschillende categorieën van experimentele ontwerpen die op een of andere
manier een oplossing bieden voor de ruis die wordt veroorzaakt door individuele
1
,verschillen, zonder het testen van causaliteit uit het oog te verliezen. Twee
hoofdcategorieën van experimenten (twee uitersten):
- Volledig gerandomiseerde experimenten (zuiver experiment):
randomisatie wordt gebruikt om deelnemers random toe te wijzen aan
experimentele condities of manipulaties.
Randomisatie dient ervoor te zorgen dat ieder proefpersoon een gelijke kans heeft
om in een van de experimentele condities terecht te komen. Zolang er voldoende
proefpersonen zijn, zal hun willekeurige toewijzing aan de condities de invloed van
proefpersoonkenmerken die causale inferentie zouden kunnen verstoren, verspreiden
over alle condities.
- Quasi-experiment: bestaande groepen worden geobserveerd en
gemanipuleerd.
Proefpersonen worden niet willekeurig toegewezen aan groepen (bijv.
onderwijsvernieuwing onderzoeken op een school). ietwat zwakker in het aantonen
van causale relaties. Voordeel is dat het de mogelijkheid biedt om onderzoek uit te
voeren in een natuurlijke omgeving, zo kan het meer zeggen over de alledaagse
praktijk en neemt de ecologische validiteit toe.
- Gedeeltelijk randomiseren
Tussen volledige en geen randomisatie ligt cluster randomisatie: waarbij gebruik
wordt gemaakt van bestaande clusters van deelnemers (bijv. schoolklassen). Deze
clusters worden dan random verdeeld over de condities. De indeling op clusterniveau
is in dit geval willekeurig (niet op deelnemersniveau).
Voordeel cluster randomisatie: er wordt gebruik gemaakt van natuurlijke groepen.
Nadeel cluster randomisatie: er vindt niet-perfecte randomisatie plaats, waardoor de
invloed van storende variabelen niet volledig kan worden uitgesloten.
- Experimentele controle
Verwijst naar de maatregelen die genomen worden om de invloed van storende
variabelen te beheersen de verdeling van achtergrondkenmerken over de
verschillende condities niet aan toeval overlaten. Zo kan onderzoeker proberen om
de invloed van storende variabelen te minimaliseren en een beter begrip krijgen van
de specifieke effecten van de manipulatie op de afhankelijke variabele.
- Het blokontwerp = quasi-experiment + experimentele controle
Een gerandomiseerd blokontwerp is een experimenteel ontwerp waarbij zowel
randomisatie over experimentele condities als experimentele controle worden
toegepast.
Proefpersonen worden ingedeeld in homogene categorieën op basis van
bepaalde
kenmerken. Onderzoekers bepalen de vorming van deze blokken op basis van de
variabelen waarvan zij veronderstellen dat deze het verband beïnvloeden tussen
behandeling en effect.
Het verstorende effect van deze kenmerken worden uitgeschakeld en de invloed van
eventuele andere storende variabelen, worden geminimaliseerd door randomisatie.
Gerandomiseerd blokontwerp combineert de voordelen van randomisatie en precieze
experimentele controle door mensen met vergelijkbare kenmerken te matchen en bij
elkaar te plaatsen Wordt ook wel groepsgewijs matchen genoemd.
- Matchen en homogeniseren
Als er veel bekende, storende variabelen zijn, vereist dit veel deelnemers omdat er
meer blokken nodig zijn om deze variabelen te controleren. Een oplossing hiervoor
kan zijn het matchen en homogeniseren van deelnemers.
2
,Matchen: methode om ervoor te zorgen dat de experimentele- en controlegroep
gelijk zijn op externe bekende kenmerken, die naar verwachting een belangrijke
invloed hebben op de afhankelijke variabele. Twee benaderingen om dit te doen
zonder extra variabelen toe te voegen:
1. Precisiecontrole: voor elk proefpersoon in de experimentele groep, een
bijpassend
proefpersoon in de controlegroep vinden die vergelijkbare kenmerken heeft. Deze
paren worden gematcht. Dit vereist een grote steekproef om geschikte paren te
vinden.
2. Globale controle: streven naar gelijke frequenties van belangrijke
kenmerken in zowel de
experimentele- als de controlegroep. Meer algemene vorm van matchen (bijv. in
beide groepen evenveel mannen als vrouwen plaatsen).
Homogeniseren: om het effect van een externe variabele op een afhankelijke
variabele te isoleren, kan men ervoor kiezen om proefpersonen te homogeniseren.
Proefpersonen worden zo geselecteerd dat zij dat de groepen zo homogeen mogelijk
zijn wat betreft de externe variabele. Bijv. vermoeden is dat leeftijd een verstorende
variabele is bij het beoordelen van de effecten van de manipulatie, dan kan het
experiment beperkt worden tot alleen jongeren of ouderen.
Zo wordt de variatie verminderd en neemt de ruis af. Resulteert in een hogere
statistische power (kans om een werkelijk effect in de populatie te vinden). Deze
winst in power, gaat ten koste van de externe validiteit, omdat de steekproef minder
representatief is voor de algemene populatie.
Bij homogeniseren en matchen: van belang om te focussen op externe kenmerken
waarvan bekend is, of wordt vermoed, dat deze invloed hebben op de afhankelijke
variabele. Beide procedures kunnen i.c.m. randomisatie worden toegepast (niet
vervangend voor).
- Between-subjects vs. within-subjects designs
Naast de indeling in gerandomiseerde- en quasi-experimenten kunnen designs ook
worden ingedeeld in between subjects en within subjects designs.
Between subjects design: proefpersonen worden toegewezen aan slechts één
experimentele conditie, wat resulteert in verschillende groepen proefpersonen die
met elkaar kunnen worden vergeleken (controlegroep vergelijken met experimentele
groep).
Within subjects designs: alle proefpersonen worden blootgesteld aan alle
experimentele- en controlecondities. Binnen within subjects designs worden reacties
van proefpersonen gemeten na elke manipulatie, daarom ook wel: repeated
measures designs.
Potentieel probleem: optreden van volgorde-effecten reacties worden beïnvloed
door de volgorde waarin de condities worden aangeboden. Daarom:
counterbalancing: om volgorde-effecten te voorkomen kan in sommige gevallen de
volgorde van de condities worden gevarieerd.
Mixed designs: mix van between en within – waarbij bijv. de voortgang van twee
groepen op drie verschillende tijdstippen wordt gemeten.
Je kan hier zowel proefpersonen met elkaar, als met zichzelf vergelijken.
- Voorbeelden van experimentele designs
3
, Essentie van alle designs: een fijngeslepen meetinstrument om zo veel mogelijk
factoren uit te sluiten.
Uiteindelijke doel: causaliteit vaststellen volgens de Mill’s-Methode.
Symbolische notatie om experimenten samen te vatten:
O = observation: waarneming of meting van de afhankelijke variabele.
X = het ondergaan van de experimentele stimulus (treatment).
R = er is sprake van randomisatie.
NR = geen sprake van randomisatie.
Pre-experimentele designs
- One shot case study: er wordt eerst een manipulatie uitgevoerd en
vervolgens geobserveerd wat het effect is op de proefpersonen. Schema: t1 –
X – O1. Geen observaties voorafgaand aan de manipulatie.
- One group pre-host design: proefpersonen worden zowel voor als na de
manipulatie geobserveerd. Schema: t1 – t2 – O1 – X – O2. Het betreft nog
steeds pre-experimenteel, vanwege de afwezigheid van een
vergelijkingsconditie (-X).
- Pre-experimenteel bestaande groepen nameting only: door het gebruik
van bestaande groepen is het onwaarschijnlijk dat beide condities goed
vergelijkbaar zijn. Schema: t1 – t2 – NR – X – O1 – NR – O2.
Gerandomiseerde experimenten
-Posttest-only control (alleen nameting met controlegroep): het
eenvoudigste gerandomiseerde experimentele ontwerp. Schema: t1 – t2 – R –
X – O1 – R – O2.
Door randomisatie mag er vanuit worden gegaan dat de groepen gelijk waren bij de
start van het experiment. Er ontbreekt hier een voormeting en dat is een voordeel
voor de interne validiteit. Een validiteitsbedreiger is vaak het testeffect: de
voormeting beïnvloedt observaties in de nameting. Wel missen we informatie over
het startpunt: plafond- en bodemeffecten.
-
Pretest-posttest control design (voor- en nameting met
controlegroep): één van de meest gebruikte designs in psychologisch en
onderwijskundig onderzoek het klassieke experimentele ontwerp. Schema:
t1 – t2 – R – O1 – X – O2 – R – O3 – O4.
Proefpersonen worden willekeurig toegewezen aan beide groepen en bij beiden is er
een voor- en nameting. Hierdoor is het tamelijk zeker dat verschillen tussen de
groepen toe te schrijven zijn aan de experimentele treatment en niet aan een of
meer storende factoren.
- Solomon vier-groependesign: combinatie van posttest only en pretest-
posttest control. Schema: t1 – t2 – R - O1 – X – O2 – R – X – O3 – R – O4 – O5 –
R – O6.
Bij de eerste groep vindt een voormeting plaats, gevolgd door de manipulatie (X) en
de nameting.
Bij de tweede groep vindt alleen de manipulatie en de nameting plaats.
Bij de derde groep vindt een voor- en nameting plaats, maar geen manipulatie.
Bij de vierde groep vindt enkel de nameting plaats.
Voormetingsensitisatie: een bedreiging die wordt veroorzaakt door de voormeting
fenomeen waarbij de voormeting proefpersonen bewust maakt van het onderwerp
4
