แบบแผนการวิจัย เชิงทดลอง น.ท.หญิง ดร. วัชราพร เชยสุวรรณ

วัตถุประสงค์ เพื่อค้นหาข้อเท็จจริงของสาเหตุที่ทำให้เกิดผล เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุและผลของปรากฏการณ์ต่าง ๆ เพื่อนำผลการวิจัยไปสร้างเป็นกฏเกณฑ์ สูตร ทฤษฎี เพื่อวิเคราะห์หรือหาข้อบกพร่องของงาน ต่าง ๆ เพื่อนำไปปรับปรุง พัฒนา

ลักษณะสำคัญ มีการจัดกระทำสิ่งทดลอง การควบคุม ๒.๑ ตัวแปรแทรกซ้อน ๒.๒ การควบคุมสิ่งทดลอง ๒.๓ การมีกลุ่มควบคุม ๓. มีการสุ่ม

การควบคุมตัวแปรแทรกซ้อน การสุ่ม (Randomization) R. Selection - การสุ่มจากประชากร R. Assignment – การสุ่มเข้ากลุ่มทดลอง และกลุ่มควบคุม R.Treatment - การสุ่มสิ่งทดลอง การเพิ่มตัวแปร (Add to the design) การเพิ่มเป็นตัวแปรอิสระที่จะต้องศึกษา

การควบคุมตัวแปรแทรกซ้อน (ต่อ) การจับคู่ (Matching) - จับกลุ่ม (Matched group) เป็นการจัดให้ทั้ง ๒ กลุ่มมีคุณสมบัติเหมือนกัน โดยไม่คำนึงว่า สมาชิกในกลุ่มจะเท่ากันเป็นรายบุคคลหรือไม่ - จับคู่รายบุคคล (Matched subjects) การใช้สถิติ (Statistical control) Analysis of Covariance การตัดทิ้ง (Elimination) คัดเลือกกลุ่มตัวอย่างที่มีความสนใจเหมือน ๆ กัน

MAX – MIN- CON Principle หลักการออกแบบแผนการวิจัยเชิงทดลอง MAX – MIN- CON Principle (Kerlinger, 1986) Maximization of experimental variance Minimization of error variance random error, systematic error ๓. Control External factors, Intrinsic to the subjects, Experimenter and subjects

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความตรง ความตรงภายใน (Internal validity) ประวัติของกลุ่มตัวอย่าง (History) เหตุการณ์ใด ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการทดสอบครั้งแรกกับการทดสอบครั้งหลัง ๒. วุฒิภาวะ (Maturation) การเปลี่ยนแปลงกางกายหรือทางจิตในตัวอย่าง ๓. การทดสอบ (Testing) ช่วงเวลาของการสอบสั้น การวัดความจำ

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความตรง (ต่อ) ความตรงภายใน (Internal validity) ๔. เครื่องมือที่ใช้ (Instrumentation) การขาดความเที่ยงตรงในการวัด ความยากง่ายไม่เท่ากัน ไม่เป็นระบบ ๕. การถดถอยทางสถิติ (Statistical Regression) มีแนวโน้มของคะแนนที่เข้าใกล้ค่าเฉลี่ยในการสอบภายหลัง ๖. ความแตกต่างในการเลือกตัวอย่าง (Differential Selection)

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความตรง (ต่อ) ความตรงภายใน (Internal validity) ๗. การขาดหายของกลุ่มตัวอย่าง (Experimental mortality) ๘. ปฏิสัมพันธ์ระหว่างการเลือกกับวุฒิภาวะและอื่น ๆ (Selection-maturation interaction,etc)

ความตรงภายนอก (External validity) มี ๓ ประเภท ๑. ความตรงเชิงประชากร (Population v.) สามารถอ้างอิงไปยังประชากรได้ ๒. ความตรงเชิงสภาพแวดล้อม (Ecological v.) สามารถอ้างอิงไปยังสภาพแวดล้อมอื่นได้ ๓. ความตรงเชิงเวลา (Temporal v.) สามารถอ้างอิงไปยังช่วงเวลาอื่นได้

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความตรง ความตรงภายนอก (External validity) การบรรยายถึงวิธีการจัดการทดลอง ขาดความชัดเจน และเพียงพอ ยากต่อการไปประยุกต์ใช้กับสิ่งแวดล้อมอื่น ๒. ผลจากการกระทำหรือทดลองหลาย ๆ ครั้ง ฮาวทอร์นเอ็ฟเฟค (Howthorne effect) กลุ่มทดลองมีการแสดงออกอย่างหลากหลาย

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความตรง ความตรงภายนอก (External validity) ๔. ผลของความแปลกใหม่และความแตกต่าง ๕. ผลจากผู้ทดลอง ๖. การกระตุ้นจากการสอบครั้งแรก ๗. การกระตุ้นจากการสอบครั้งหลัง ปฏิสัมพันธ์ของประวัติศาสตร์ และผลการจัดกระทำ ๘. วิธีการวัดตัวแปรตาม ๙. ปฏิสัมพันธ์ของเวลา การสอบ และผลของการจัดกระทำ

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความตรง ความตรงเชิงโครงสร้าง (Construct validity) การให้คำนิยามเชิงปฏิบัติการของตัวแปรไม่ครอบคลุมสาระของโครงสร้างตัวแปร การใช้เครื่องมือวัดตัวแปรเพียงเครื่องมือเดียว การใช้วิธีการรวบรวมข้อมูลที่ไม่เหมาะสม

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความตรง ความตรงจากวิธีการทางสถิติ (statistical Conclusion validity) การใช้สถิติที่มีอำนาจทดสอบต่ำ การใช้สถิติทดสอบไม่ตรงตามข้อกำหนดของการใช้สถิติ การเพิ่มระดับความคลาดเคลื่อนแบบที่ ๑

จุดแข็งของแบบแผนการวิจัยเชิงทดลอง * ความตรงภายใน จุดอ่อนของแบบแผนการวิจัยเชิงทดลอง แหล่งทดลองการวิจัย ขนาดกลุ่มตัวอย่าง การสุ่ม ประเด็นจริยธรรม

หลักการเลือกใช้แบบแผนการวิจัยเชิงทดลอง ๑. จำนวนตัวแปรอิสระหรือสิ่งทดลอง มีกี่ชนิด ๒. ระดับของตัวแปรอิสระหรือสิ่งทดลองมีกี่ระดับ ๓. หน่วยทดลองแต่ละหน่วย ได้รับอิทธิพลของสิ่งทดลองทุกระดับหรือไม่

ประเภทของแบบแผนการวิจัยเชิงทดลอง ๑. รูปแบบการทดลองอย่างอ่อน (Pre Experimental Design) ๒. รูปแบบการทดลองที่แท้จริง (True Experimental Design) ๓. รูปแบบกึ่งทดลอง (Quasi Experimental Design)

แบบแผนการทดลองขั้นต้น (Pre-experimental design) เป็นการวิจัยเชิงทดลองอย่างอ่อน (leaky design) ควบคุมอิทธิพลแทรกได้น้อยกว่าแบบอื่น ขาดน้ำหนักในการอธิบายความสัมพันธ์เชิงสาเหตุ มีความเป็นธรรมชาติสูง ประกอบด้วย ๑. The One-Shot Case Study ๒. The One-Group Pretest-posttest Design ๓. The Static Group Comparison Design

One-Shot Case Study X O ตัวอย่าง ข้อดี –ไม่ซับซ้อน ลักษณะ – ศึกษาเพียง 1 กลุ่ม - มีการวัดผลการทดลองครั้งเดียว X O ตัวอย่าง ข้อดี –ไม่ซับซ้อน ข้อจำกัด – ขาดข้อมูลสำหรับเปรียบเทียบกับตนเอง - ขาดข้อมูลการเปรียบเทียบกับกลุ่มอื่น

One-Group Pretest-posttest Design ลักษณะ – ศึกษาเพียง 1 กลุ่ม - มีการวัดผลการทดลองก่อน+หลัง O1 X O2 ตัวอย่าง ข้อดี –ไม่ซับซ้อน มีข้อมูลพื้นฐานเพื่อเปรียบเทียบ ข้อจำกัด - ขาดข้อมูลการเปรียบเทียบกับกลุ่มอื่น

Static Group Comparison Design X O1 ----------- O2 ลักษณะ – ศึกษามากกว่า 1 กลุ่ม - มีการวัดผลการทดลองหลังอย่างเดียว สุ่มไม่สมบูรณ์ ตัวอย่าง ข้อดี –มีการเปรียบเทียบระหว่างกลุ่ม ข้อจำกัด – ขาดข้อมูลสำหรับเปรียบเทียบกับตนเอง

แบบแผนการทดลองจริง (True-experimental design) เป็นการวิจัยเชิงทดลองเต็มรูปแบบ มีลักษณะสำคัญคือการสุ่มเข้ากลุ่มแบบสมบูรณ์ มีการควบคุมอิทธิพลแทรก เป็นรูปแบบที่แกร่ง (tight design) แต่มีความเป็นธรรมชาติน้อย ประกอบด้วย ๑. Posttest-Only Control Group Design ๒. Pretest Posttest Control Group Design ๓. Solomon Four Group Design

แบบแผนการทดลองจริง (True-experimental design) ๔. Completely Randomized Design ๕. Completely Randomized Factorial Design ๖. Randomized Block Design ๗. Nested Design ๘. Latin-Square Design ๙. Split-plot Factorial Design

Posttest-Only Control Group Design ลักษณะ – เปรียบเทียบ 2 กลุ่มขึ้นไป - มีการวัดผลการทดลองหลังอย่างเดียว R X O R O สุ่มสมบูรณ์ R ตัวอย่าง R ข้อดี –มีการเปรียบเทียบระหว่างกลุ่ม -มีการสุ่มสมบูรณ์ ลดความแตกต่างระหว่างกลุ่ม ข้อจำกัด – ขาดข้อมูลสำหรับเปรียบเทียบกับตนเอง

Pretest Posttest Control Group Design R O1 X O2 R O1 O2 ลักษณะ – เปรียบเทียบ 2 กลุ่มขึ้นไป - มีการวัดผลการทดลองก่อน+หลัง สุ่มสมบูรณ์ R ตัวอย่าง R ข้อดี –มีการเปรียบเทียบระหว่างกลุ่ม และภายในกลุ่ม -มีการสุ่มสมบูรณ์ ลดความแตกต่างระหว่างกลุ่ม ข้อจำกัด – pretesting

Solomon Four Group Design R O1 X O2 R O1 O2 R X O2 R O2 ลักษณะ – เปรียบเทียบ 4 กลุ่ม - มีการวัดผลการทดลองก่อน+หลัง /หลัง สุ่มสมบูรณ์ R ตัวอย่าง R R R ข้อดี –มีการเปรียบเทียบระหว่างกลุ่ม และภายในกลุ่ม -มีการสุ่มสมบูรณ์ ลดความแตกต่างระหว่างกลุ่ม ข้อจำกัด – ยุ่งยากในการทดลอง

Completely Randomized Design มีสิ่งทดลอง ๑ อย่าง ที่มีระดับสิ่งทดลองมากกว่า ๒ ระดับ โดยแต่ละระดับของสิ่งทดลองจะแตกต่างที่ปริมาณหรือคุณภาพก็ได้ ขนาดกลุ่มตัวอย่างในแต่ละกลุ่มไม่จำเป็นต้องเท่ากัน เหมาะกับกลุ่มตัวอย่างที่เป็นเอกพันธ์ (Homogenous)

Completely Randomized Design โมเดลของการวิเคราะห์ความแปรปรวน Model l (fixed effect model) ใช้กรณีที่สิ่งทดลองถูกเลือกโดยเจาะจงของผู้วิจัย ๒. Model ll (Random effect model) ใช้กรณีที่สิ่งทดลองถูกสุ่มจากประชากรของสิ่ง ทดลอง

Completely Randomized Design ตัวอย่าง A B C n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10 n11 n12 n13 n14 n15

Completely Randomized Factorial Design มีสิ่งทดลอง ๒ อย่าง ที่มีระดับสิ่งทดลองมากกว่า ๒ ระดับ ศึกษาผลของสิ่งทดลองแต่ละสิ่งต่อตัวแปรตาม (Main effect) อิทธิพลร่วมของสิ่งทดลองต่อตัวแปรตาม (Interaction of treatment effect) ศึกษาอิทธิพลของสิ่งทดลองหนึ่งที่มีต่อระดับของสิ่งทดลองอีกสิ่งหนึ่ง (simple main effect)

Completely Randomized Factorial Design ตัวอย่าง Factor A level a1 a2 a3 B b1 b2 b3

Completely Randomized Factorial Design ตัวอย่าง วิธีสอน 1 วิธีสอน 2 วิธีสอน 3 เชาว์1 เชาว์2 เชาว์3 24 44 38 30 35 26 21 41 42 33 36 29 40 27 18 39 52 37 25 28 10 50 53

Completely Randomized Factorial Design โมเดลของการวิเคราะห์ความแปรปรวน Model l แบบเจาะจง (fixed effect model)ใช้กรณีที่สิ่งทดลองถูกเลือกโดยเจาะจงของผู้วิจัย ๒. Model ll แบบสุ่ม (Random effect model) ใช้กรณีที่สิ่งทดลองถูกสุ่มจากประชากรของสิ่ง ทดลอง

Completely Randomized Factorial Design โมเดลของการวิเคราะห์ความแปรปรวน (ต่อ) ๓. Model lll แบบผสม (Mixed effect model) ใช้กรณีที่สิ่งทดลองสิ่งหนึ่งถูกเลือกโดยเจาะจงของ ผู้วิจัย และอีกสิ่งหนึ่งถูกเลือกโดยการสุ่ม ตัวอย่าง ผลของสื่อการศึกษาและวิธีการสอนต่อ ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน โดยสื่อการศึกษาเป็นการเลือก แบบเจาะจง วิธีการสอนของอาจารย์ ๕ ท่าน ใช้วิธีการสุ่ม

Randomized Block Design ช่วยลดความแปรปรวนซึ่งเกิดจากตัวแปรแทรกซ้อน โดยนำมาศึกษาเป็นตัวแปรอิสระ เรียกว่าตัวแปรบลอค หรือตัวแปรจัดกลุ่ม ตัวแปรจัดกลุ่มและสิ่งทดลองไม่มีปฏิสัมพันธ์กัน ตัวแปรจัดกลุ่มมีค่าไม่ต่อเนื่อง

Randomized Block Design มีสิ่งทดลอง ๑ อย่าง ที่มีระดับเท่ากับหรือมากกว่า ๒ ระดับ มีตัวแปรกลุ่ม ๑ ตัวแปร มีระดับเท่ากับหรือมากกว่า ๒ ระดับ หน่วยทดลองในแต่ละบลอคมีความคล้ายคลึงกัน และหน่วยทดลองต่างบลอคจะต้องมีความต่างกัน

Randomized Block Design ชุมชน บล็อค รวม P. 0 - 25 P. 26-50 P. 51-75 P. 76-100 คะแนน 63.98 63.99-66.12 66.13-69.65  69.66 ทดลอง-1 เลขที่ 40, 28 6, 11, 21 2, 27, 32 34, 19 10 ทดลอง-2 26, 36, 37 30, 22, 31 16, 23 3, 8, 15 11 ควบคุม-1 7, 41, 12 14, 1 35, 13, 39 33, 24 ควบคุม-2 38, 5 29, 9, 20 17, 10 25, 18, 4 41

Nested Design (Hierarchical) มีตัวแปรทดลองอย่างน้อย ๒ ตัวแปร ตัวแปรทดลองอย่างน้อย ๑ ตัวแปรจะถูก Nested โดยตัวแปรที่เหลือ ไม่มีปฏิสัมพันธ์ร่วมระหว่างตัวแปรทดลอง การ Nested ใน A = B (A) อ่านว่า B within A

Nested Design (Hierarchical) ตัวอย่าง B nested อยู่ในตัวแปร A a1 a2 b1 b2 b3 b4

Nested Design (Hierarchical) ตัวอย่าง A และ B Crossed a1 a2 b1 b2 b1 b2

Nested Design (Hierarchical) ตัวอย่าง วิธีสอน 1 2 ห้องเรียนที่ 3 4 5 6 7 8 9

Latin Square Design มีตัวแปรทดลอง ๑ ตัว มีระดับของตัวแปรมากกว่าหรือเท่ากับ ๒ มีตัวแปรจัดกลุ่ม (Block) ๒ ตัว (ด้านแถวและสดมภ์) แต่ละตัวมี p ระดับเท่ากัน ไม่มีปฏิสัมพันธ์ร่วมระหว่างตัวแปรทดลอง จำนวนระดับการทดลองจะเท่ากับจำนวนระดับของตัวแปรจัดกลุ่ม

Latin Square Design ตัวอย่าง ตัวแปรอิสระเป็นยางรถยนต์ ๔ ประเภท ตัวแปรจัดกลุ่มมี ๒ ตัว คือ ๑) ตำแหน่งของล้อ ๔ ตำแหน่ง ๒) ประเภทของยางรถยนต์ ๔ แบบ ตัวแปรตาม คือ ความหนาของยางรถยนต์หลังจากวิ่งไปแล้ว ๑๐,๐๐๐ ไมล์

Latin Square Design c1 c2 c3 c4 B1 A1 A2 A3 A4 B2 B3 b4

แบบแผนการทดลองกี่งการทดลอง (Quasi-experimental design) เป็นการวิจัยเชิงทดลองมีลักษณะกึ่งกลางระหว่าง pre กับ true experiment มีการควบคุมอิทธิพลแทรกดีกว่า pre experiment แต่มีความเป็นธรรมชาติมากกว่า true experiment ได้แก่ Quasi-Equivalent Control Group Design Time- Series Design etc.

Quasi-Equivalent Control Group Design O1 X O2 ลักษณะ – เปรียบเทียบ 2 กลุ่ม - มีการวัดผลการทดลองก่อน+หลัง O1 O2 o1 o1 ข้อดี –มีการเปรียบเทียบระหว่างกลุ่ม และภายในกลุ่ม - เหมาะสำหรับกลุ่มตัวอย่างจำนวนน้อย ๆ ข้อจำกัด – ไม่มีการสุ่ม

เกณฑ์สำหรับงานวิจัยเชิงทดลองที่ดี มีการควบคุมอย่างพอเพียง ผลที่ได้จากการทดลองต้องสามารถสรุปอ้างอิงยังประชากรได้ มีกลุ่มควบคุม ข้อมูลมีความเพียงพอในการทดสอบสมมติฐาน ข้อมูลที่ได้จะต้องสะท้อนผลที่ได้รับจากการทดลอง มีการควบคุมตัวแปรภายนอกด้วยแบบแผนการวิจัย รูปแบบการวิจัยไม่ซับซ้อนมากเกินไป

สถิติกับงานวิจัยเชิงทดลอง การทดสอบค่าที (T-Test) ในกรณีที่เป็นการทดลองเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยระหว่างกลุ่ม ๒ กลุ่ม การวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) ในกรณีที่เป็นการเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยระหว่าง ๓ กลุ่มขึ้นไป การวิเคราะห์ความแปรปรวนร่วม (ANCOVA) ในกรณีเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยระหว่าง ๓ กลุ่ม และควบคุมตัวแปรแทรกซ้อนที่เกิดขึ้นในการทดลอง

การเปรียบเทียบค่าเฉลี่ย การเปรียบเทียบจะใช้เครื่องหมาย (Psi) ซึ่งเราจะเรียกว่า Contrast ซึ่งหมายถึงคู่ของการเปรียบเทียบระหว่างค่าเฉลี่ยใด ๆ ๑ คู่ Orthogonal Contrast การวิจัยที่มีค่าเฉลี่ยหลายค่า สามารถสร้าง Contrast ได้เป็นจำนวนมาก อาจมีความซ้ำซ้อนกัน บางกรณีผู้วิจัยต้องการสร้าง Contrast ที่ไม่ซ้ำซ้อนกัน เรียกว่า Orthogonal Contrast

การวิจารณ์ผล/ อภิปรายผลการวิจัย ผู้วิจัยควรอธิบายหาเหตุผลว่าการทดลองเป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้หรือไม่ เพราะเหตุใด มีหลักฐานสนับสนุนหรือไม่ มีงานทดลองที่ใกล้เคียงอย่างไร จากนั้นสรุปและเสนอแนะข้อมูลที่เป็นประโยชน์ ปัญหาและอุปสรรค เพื่อผู้วิจัยอื่น ๆ จะได้ถือปฏิบัติและพึงระวัง ช่องทางวิจัยในการต่อยอด

Q & A ThankSssssssss