Eksperyment terenowy - Field experiment

Eksperymenty terenowe to eksperymenty przeprowadzane poza warunkami laboratoryjnymi .

One losowo badani cedować (ani inne jednostki próbkowania) albo do leczenia lub grup kontrolnych w celu zastrzeżeń testowych przyczynowych relacji. Przydział losowy pomaga ustalić porównywalność grupy leczonej i kontrolnej, tak aby wszelkie różnice między nimi, które pojawiają się po podaniu leczenia, w wiarygodny sposób odzwierciedlają wpływ leczenia, a nie istniejące wcześniej różnice między grupami. Cechą wyróżniającą eksperymenty terenowe jest to, że są one przeprowadzane w warunkach rzeczywistych i często dyskretnie. Jest to w przeciwieństwie do eksperymentów laboratoryjnych, które wymuszają kontrolę naukową poprzez testowanie hipotezy w sztucznym i wysoce kontrolowanym środowisku laboratorium. Eksperymenty terenowe mają również pewne różnice kontekstowe od naturalnie występujących eksperymentów i quasi-eksperymentów. Podczas gdy naturalnie występujące eksperymenty opierają się na sile zewnętrznej (np. rząd, organizacja non-profit itp.) kontrolującej przydzielanie i wdrażanie randomizacji leczenia, eksperymenty terenowe wymagają od badaczy zachowania kontroli nad randomizacją i wdrażaniem. Quasi-eksperymenty mają miejsce, gdy leczenie jest przeprowadzane tak, jakby losowo (np. okręgi Kongresu Stanów Zjednoczonych, gdzie kandydaci wygrywają z niskimi marżami, warunkami pogodowymi, klęskami żywiołowymi itp.).

Eksperymenty terenowe obejmują szeroki wachlarz projektów eksperymentalnych, każdy o różnym stopniu ogólności. Niektóre kryteria ogólności (np. autentyczność terapii, uczestnicy, konteksty i miary wyników) odnoszą się do kontekstowych podobieństw między badanymi w próbie eksperymentalnej a resztą populacji. Są one coraz częściej wykorzystywane w naukach społecznych do badania skutków interwencji związanych z polityką w dziedzinach takich jak zdrowie, edukacja, przestępczość, opieka społeczna i polityka.

Charakterystyka

W ramach losowego przypisania wyniki eksperymentów terenowych odzwierciedlają rzeczywisty świat, ponieważ badani są przypisywani do grup na podstawie niedeterministycznych prawdopodobieństw. Dwa inne podstawowe założenia leżą u podstaw zdolności badacza do gromadzenia obiektywnych potencjalnych wyników: wykluczalność i brak ingerencji. Założenie wykluczalności przewiduje, że jedynym istotnym czynnikiem przyczynowym jest otrzymanie leczenia. Asymetrie w przydzielaniu, administrowaniu lub pomiarach grup terapeutycznych i kontrolnych naruszają to założenie. Założenie braku interferencji lub założenie stabilnej jednostki leczenia wartości (SUTVA) wskazuje, że wartość wyniku zależy tylko od tego, czy pacjentowi przydzielono leczenie, a nie od tego, czy do leczenia przypisuje się inne osoby. Gdy te trzy podstawowe założenia zostaną spełnione, badacze z większym prawdopodobieństwem przedstawią obiektywne szacunki poprzez eksperymenty terenowe.

Po zaprojektowaniu eksperymentu polowego i zebraniu danych badacze mogą wykorzystać testy wnioskowania statystycznego do określenia rozmiaru i siły wpływu interwencji na badanych. Eksperymenty terenowe pozwalają naukowcom zbierać różne ilości i rodzaje danych. Na przykład badacz może zaprojektować eksperyment, który wykorzystuje informacje przed i po badaniu w odpowiedniej metodzie wnioskowania statystycznego, aby sprawdzić, czy interwencja ma wpływ na zmiany wyników na poziomie podmiotu.

Praktyczne zastosowania

Eksperymenty terenowe dają naukowcom możliwość testowania teorii i odpowiadania na pytania o wyższej wiarygodności zewnętrznej, ponieważ symulują zdarzenia w świecie rzeczywistym. Niektórzy badacze twierdzą, że eksperymenty terenowe lepiej chronią przed potencjalnymi błędami i stronniczymi estymatorami . Eksperymenty terenowe mogą również służyć jako punkty odniesienia do porównywania danych obserwacyjnych z wynikami eksperymentów. Wykorzystanie eksperymentów terenowych jako punktów odniesienia może pomóc w określeniu poziomów błędu systematycznego w badaniach obserwacyjnych, a ponieważ badacze często opracowują hipotezę na podstawie oceny a priori , punkty odniesienia mogą pomóc zwiększyć wiarygodność badania. Podczas gdy niektórzy twierdzą, że korekta kowariancji lub projekty dopasowywania mogą równie dobrze działać w eliminowaniu błędu systematycznego, eksperymenty terenowe mogą zwiększyć pewność poprzez zastąpienie błędu odchylenia pominiętej zmiennej, ponieważ lepiej alokują obserwowane i nieobserwowane czynniki.

Naukowcy mogą wykorzystywać metody uczenia maszynowego do symulacji, ponownego ważenia i uogólniania danych eksperymentalnych. Zwiększa to szybkość i efektywność zbierania wyników eksperymentalnych oraz obniża koszty realizacji eksperymentu. Inną nowatorską techniką w eksperymentach terenowych jest wykorzystanie wielorękiego projektu bandyty , w tym podobnych projektów adaptacyjnych w eksperymentach o zmiennych wynikach i zmiennym leczeniu w czasie.

Ograniczenia

Istnieją ograniczenia i argumenty przeciwko stosowaniu eksperymentów terenowych w miejsce innych projektów badawczych (np. eksperymentów laboratoryjnych, eksperymentów ankietowych, badań obserwacyjnych itp.). Biorąc pod uwagę, że eksperymenty terenowe z konieczności odbywają się w określonych warunkach geograficznych i politycznych, istnieje obawa o ekstrapolację wyników w celu sformułowania ogólnej teorii dotyczącej populacji będącej przedmiotem zainteresowania. Jednak naukowcy zaczęli szukać strategii skutecznego uogólniania skutków przyczynowych poza próbą, porównując środowiska leczonej populacji i populacji zewnętrznej, uzyskując dostęp do informacji z większej próby oraz rozliczając i modelując heterogeniczność efektów leczenia w próbie. Inni zastosowali techniki blokowania współzmiennych, aby uogólnić populacje eksperymentalne w terenie na populacje zewnętrzne.

Problemy z niezgodnością wpływające na eksperymenty terenowe (zarówno jednostronne, jak i dwustronne) mogą wystąpić, gdy badani przypisani do określonej grupy nigdy nie otrzymają przypisanej interwencji. Inne problemy związane z gromadzeniem danych obejmują utratę danych (gdy leczeni pacjenci nie dostarczają danych wynikowych), które pod pewnymi warunkami spowoduje stronniczość zebranych danych. Problemy te mogą prowadzić do nieprecyzyjnej analizy danych; jednak badacze, którzy korzystają z eksperymentów terenowych, mogą używać metod statystycznych do obliczania przydatnych informacji, nawet jeśli takie trudności wystąpią.

Korzystanie z eksperymentów terenowych może również prowadzić do obaw o interferencję między badanymi. Kiedy leczony pacjent lub grupa wpływa na wyniki grupy nieleczonej (poprzez takie stany jak wysiedlenie, komunikacja, zarażenie itp.), grupy nieleczone mogą nie mieć wyniku, który jest prawdziwym nieleczonym wynikiem. Podzbiorem zakłóceń jest efekt rozlewania, który występuje, gdy traktowanie grup poddanych działaniu substancji ma wpływ na sąsiednie grupy nieleczone.

Eksperymenty terenowe mogą być kosztowne, czasochłonne w przeprowadzeniu, trudne do powtórzenia i nękane pułapkami etycznymi. Badani lub populacje mogą podważyć proces wdrażania, jeśli istnieje poczucie niesprawiedliwości w wyborze leczenia (np. w eksperymentach z „ ujemnym podatkiem dochodowym ” społeczności mogą lobbować za swoją społecznością, aby uzyskać transfer pieniężny, aby przydział nie był czysto przypadkowy). Istnieją ograniczenia dotyczące zbierania formularzy zgody od wszystkich podmiotów. Towarzysze przeprowadzający interwencje lub zbierający dane mogą zanieczyścić schemat randomizacji. Uzyskane dane mogą zatem być bardziej zróżnicowane: większe odchylenie standardowe , mniejsza precyzja i dokładność itp. Prowadzi to do stosowania większych rozmiarów próbek do badań terenowych. Jednak inni twierdzą, że chociaż powtarzalność jest trudna, jeśli wyniki eksperymentu są ważne, to istnieje większa szansa, że ​​eksperyment zostanie powtórzony. Co więcej, eksperymenty polowe mogą przyjąć projekt „ krokowy klin ”, który ostatecznie zapewni całej próbce dostęp do interwencji według różnych harmonogramów. Naukowcy mogą również zaprojektować ślepy eksperyment terenowy, aby wyeliminować możliwości manipulacji.

Przykłady

Historia eksperymentów w laboratorium i na polu pozostawił długotrwałe skutki w fizycznej, nauk przyrodniczych i życiowych. Współczesne eksperymenty polowe mają swoje korzenie w XVIII wieku, kiedy James Lind wykorzystał kontrolowany eksperyment polowy, aby zidentyfikować leczenie szkorbutu .

Inne kategoryczne przykłady nauk wykorzystujących eksperymenty terenowe obejmują:

Zobacz też

Bibliografia