عند البدء بتصميم تجربة إحصائية، لابد من اتخاذ القرار حول كيفية توزيع مفردات العينة على حالات التجربة المختلفة. فعلى ذلك سيتم تحديد نوع الاختبارات الإحصائية التي ستطبق لاحقًا ومن ثم ستؤثر حتمًا على النتائج البحثية.

ماهي البحوث التجريبية و التصاميم التجريبية؟ (Experimental Designs)

تهدف البحوث التجريبية إلى إظهار العلاقة السببية بين متغيرين. لدراسة هذه العلاقة، يتوجب على الباحث اختيار نوع التصميم الذي يلائم طبيعة الدراسة التجريبية.

 

نوع التصميم: هو طريقة توزيع أفراد العينة على الحالات و الظروف التجريبية تبعًا لنوعية سؤال البحث المراد اختباره. مثل: اختيار توزيع العينة بين حالتي تناول جرعة دواء و عدم تناول جرعة دواء، أو حالة استخدام جهاز تقني في الفصل و حالة عدم استخدام جهاز تقني في الفصل.

 

هنالك ثلاثة أنواع للتصميمات التجريبية:

1. التصميم بين أفراد العينة.
2. التصميم داخل أفراد العينة.
3. التصميم المختلط.

أولاً: التصميم بين أفراد العينة (Between Subjects)

التصميم بين الأفراد (Between Subjects) يعرف بتقسيم مفردات العينة إلى مجموعات و تعريض كل منها لظرف تجريبي على حد مستقل. ويعرف عادة بالمجموعات المستقلة أو التصميم غير المرتبط (Independent Group / Unrelated Design).

في حالات بحثية، يتم الاعتماد على العشوائية (Randomisation) عند توزيع أفراد العينة على الحالات التجريبية. و في تجارب بحثية أخرى، لا يمكن اللجوء إلى العشوائية كأن يكون المتحكم في توزيع الأفراد ظروف طبيعية مثل تقسيمهم إلى إناث و ذكور.

مثال:

كما توضح الصورة أعلاه، لدينا مجموعتين مختلفتين من أفراد العينة (لا يشترط تساوي عدد الأفراد فيها). كل مجموعة تتعرض لمؤثر تجريبي مستقل. مثل: في المجموعة A تم تعريض أفرادها إلى الهدوء. بينما أفراد العينة B، تم تعريض أفرادها إلى صوت الموسيقى.

 

مميزات التصميم بين أفراد العينة و عيوبه

المميزات:

• ضروري لاختبار المؤثرات الطبيعية المستقلة مثل (اختلاف الفئة العمرية ، أو الجنس).
• نتائج المجموعات مستقلة عن بعضها البعض.
• نتائج المجموعات لا تتأثر بمؤثرات خارجية مثل: ملل المشاركين من تكرار التجربة، اكتساب مهارات تكرار التجربة، مؤثرات خارجية مثل: اختلاف درجة حرارة الغرفة بين مجموعة و أخرى.
• لا يتأثر بترتيب المؤثرات التجريبية.

عيوبه:

• يتطلب حجم عينة كبير.
• يخلق وجود الفروقات الفردية بين المجموعات مما يؤثر على أداء التجربة (لكن يمكن تلافي ذلك بتوزيع الأفراد على المجموعات بشكل عشوائي).

ثانيًا: التصميم داخل أفراد العينة (Within Subjects)

التصميم داخل الأفراد (Within Subjects) يعرف بتعريض جميع أفراد العينة على الظروف التجريبية المختلفة للتجربة. ويعرف عادة بالقياسات المتكررة أو التصميم المرتبط (Repeated Measures / Related Design).

مثال:

كما توضح الصورة أعلاه، لدينا مجموعتين من أفراد العينة. جميع مفردات العينة تم تعريضها على مؤثر الهدوء كما في المجموعة A. ثم تم تعريضها مجددًا لمؤثر الموسيقى كما في المجموعة B.

 

مميزات التصميم داخل أفراد العينة و عيوبه

مميزاته:

• القضاء على الاختلافات الفردية بين الظروف التجريبية.
• التكافؤ التام بين أفراد العينة. حيث أن جميعهم تعرضوا لنفس المؤثرات و الظروف.
• الاقتصاد في الوقت و الجهد.
• لا يتطلب حجم عينة كبير.
• يقلل من تأثير تباين الخطأ فيزيد من فرص اكتشاف تأثير المتغيرات المختبرة.

عيوبه:

• لا يمكن استخدامه في حالة كان الغرض من التجربة هو اختبار الفرق بين خصائص مفردات العينة. مثل: المقارنة بين الرجال و النساء في استخدام التقنية.
• يتأثر بعدة عوامل مثل:
  • ترتيب التعرض للمؤثرات التجريبية المختلفة.
  • اكتساب خبرة تكرار الممارسة مما يؤثر على أداء التجربة.
  • ملل المشاركين.

ثالثًا: التصميم المختلط (Matched Subjects)

التصميم المختلط (Matched Subjects) و يجمع بين التصميمين السابقين. فكل مجموعة من أفراد العينة هي عينة مختلطة تتعرض لجميع مؤثرات التجربة. و يصبح من الضروري تطبيقه حين تكون إحدى المتغيرات المستقلة من النوع التصنيفي مثلك الجنس أو العمر فلا يمكن تطبيق تصميم داخل الأفراد حينها.

مثال:

كما توضح الصورة أعلاه، لدينا عينة مكونة من إناث و ذكور، تم توزيعها على أربعة مجموعات مختلفة.

اللون الوردي دلالة على الإناث، و اللون الأزرق دلالة على الذكور.

في المجموعة A: تم تعريض جميع مفردات العينة من الإناث على الهدوء

في المجموعة B: تم تعريض جميع مفردات العينة من الإناث على الموسيقى

في المجموعة C: تم تعريض جميع مفردات العينة من الذكور على الهدوء

في المجموعة D: تم تعريض جميع مفردات العينة من الذكور على الموسيقى

 

و بهذا نستطيع مقارنة تأثير الهدوء و الموسيقى على الذكور و الإناث. و أيضًا اختبار الهدوء و الموسيقى على الإناث أنفسهم، و اختبار تأثير الهدوء و الموسيقى على الذكور أنفسهم فقط.

 

مميزات التصميم المختلط و عيوبه

مميزاته:

• لديه نفس مميزات التصميم بين الأفراد.
• التقليل من الاختلافات الفردية وذلك بتوزيع الأفراد الذين تكون احتمالية تشابه أداءهم

عيوبه:

• لا يمكن التيقن من تطابق المؤثرات الخارجية على أداء الأفراد في جميع المجموعات