Đang tải bài học…

AP Statistics

đối tượng nghiên cứu

subjects

Đối tượng nghiên cứu là các đơn vị thực nghiệm — người, động vật hoặc vật thể — trực tiếp nhận tác động xử lý và cung cấp dữ liệu đo lường.

Trong thiết kế thực nghiệm, đối tượng nghiên cứu (subjects) là những đơn vị thực nghiệm chịu tác động của biến xử lý mà nhà nghiên cứu muốn kiểm tra. Khi đơn vị thực nghiệm là con người, thuật ngữ này được dùng để phân biệt rõ với đơn vị quan sát trong nghiên cứu quan sát, nơi nhà nghiên cứu không can thiệp vào điều kiện sống hay hành vi của người được theo dõi. Do đó, việc xác định đúng đối tượng nghiên cứu giúp người đọc hiểu phạm vi suy luận của toàn bộ thực nghiệm.

Mỗi đối tượng nghiên cứu được phân ngẫu nhiên vào một trong các nhóm xử lý — đây là bước cốt lõi để giảm ảnh hưởng của các biến nhiễu (confounding variables) mà nhà nghiên cứu không kiểm soát được. Nếu phân nhóm không ngẫu nhiên, những khác biệt vốn có giữa các đối tượng có thể khiến ta nhầm lẫn tác động thật sự của nhân tố xử lý. Vì vậy, phân ngẫu nhiên chính là lá chắn bảo vệ tính hiệu lực nhân quả của kết luận.

Số lượng đối tượng nghiên cứu ảnh hưởng trực tiếp đến độ mạnh của kiểm định (power): mẫu càng lớn thì khả năng phát hiện sự khác biệt thật sự giữa các nhóm xử lý càng cao. Tuy nhiên, con số này không thể tăng tùy ý vì bị giới hạn bởi chi phí, đạo đức nghiên cứu và tính khả thi. Nhờ đó, việc lên kế hoạch về quy mô mẫu trở thành một bước không thể bỏ qua trước khi tiến hành bất kỳ thực nghiệm nào.

Trực giác: Giống như người thử thuốc trong thử nghiệm lâm sàng — họ không chỉ được quan sát từ xa mà còn trực tiếp uống thuốc hoặc nhận giả dược để xem điều gì xảy ra.

Thử nghiệm tương tác

Tự tay chia 18 tình nguyện viên vào hai nhóm — rồi bấm bốc thăm và so hai bảng đặc điểm nền

Hay hiểu sai

Đối tượng nghiên cứu là người tham gia thí nghiệm, không phải người trả lời khảo sát.

Đối tượng nghiên cứu là người tình nguyện thì không được kết luận cho cả tổng thể.

Không cần kiểm tra điều kiện 10% khi đối tượng nghiên cứu là người tình nguyện.

Số đối tượng ít không tự động được dùng định lý giới hạn trung tâm.

Ví dụ có lời giải

1Ví dụ 1/2

Một nhóm nghiên cứu y khoa muốn đánh giá xem châm cứu có làm giảm triệu chứng của một bệnh đường ruột mạn tính hay không. Có 90 người tình nguyện đang mắc bệnh này đồng ý tham gia và đồng ý được phân vào một trong hai cách xử lý: châm cứu thật hoặc châm cứu giả (kim được ấn vào da nhưng không đâm xuyên qua da). Nhóm nghiên cứu dự định chia đều 45 người cho mỗi cách xử lý, và người đánh giá triệu chứng sau 8 tuần không biết mỗi người tình nguyện đã nhận cách xử lý nào.

aTrong nghiên cứu này, ai là đối tượng nghiên cứu và hai cách xử lý (treatments) là gì?
bHãy mô tả cụ thể một cách gán ngẫu nhiên 90 đối tượng nghiên cứu vào hai nhóm sao cho mỗi nhóm có 45 người.
cGiải thích vì sao việc dùng châm cứu giả và việc giấu thông tin với người đánh giá lại quan trọng đối với kết luận của thí nghiệm.

Bạn nắm chắc chưa?

Quiz câu thật từ ngân hàng đề

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.

Tạo tài khoản miễn phí

Học tiếp từ đây

Bài học chứa thuật ngữ nàyDữ liệu một biến & thu thập dữ liệu · bài “Thiết kế thực nghiệm” — khoá AP Statistics

Cần trướcthí nghiệm (thực nghiệm)

Hay nhầm với

Thuật ngữKhác nhau ở đâuHay nhầm khi

đơn vị thí nghiệmexperimental units

Khác nhau ở đâuĐơn vị thí nghiệm là thuật ngữ chung cho bất kỳ đối tượng nào nhận tác động, còn đối tượng nghiên cứu chỉ dùng khi đơn vị đó là con người

Hay nhầm khiđề hỏi về thí nghiệm trên động vật hoặc vật liệu — lúc đó phải dùng đơn vị thí nghiệm, không phải đối tượng nghiên cứu

Nguồn tham khảo

[1]Barron_AP_Stat_2026. tr. 23, 27, 62.

Tự tay chia 18 tình nguyện viên vào hai nhóm — rồi bấm bốc thăm và so hai bảng đặc điểm nền

Kéo tham số, thấy khái niệm chuyển động — mở khoá bằng tài khoản 0đ.

Tạo tài khoản miễn phí

Mẹo phòng thi

Viết đủ ba chữ trong kết luận thí nghiệm: ngẫu nhiên hóa, nhân quả, phạm vi.

Khi kiểm tra điều kiện, hỏi trước: dữ liệu đến từ chọn mẫu hay từ phân nhóm?

Đọc kỹ đơn vị trên trục khi đề hỏi về số đối tượng trong biểu đồ cột.

Tần suất trong đề AP StatisticsHay gặp

Bước 1: Trước hết cần phân biệt rõ ba thành phần của một thí nghiệm: ai nhận xử lý, xử lý là gì, và đo cái gì. Ở đây 90 người tình nguyện đang mắc bệnh đường ruột mạn tính chính là những người nhận xử lý, nên họ là đối tượng nghiên cứu; vì họ là con người nên ta gọi là đối tượng nghiên cứu chứ không gọi là đơn vị thí nghiệm (experimental unit) như khi làm việc với cây trồng hay ô đất. Hai cách xử lý là châm cứu thật và châm cứu giả, còn biến phản hồi là mức độ triệu chứng đo sau 8 tuần.

2Bước 2: Muốn mô tả gán ngẫu nhiên (random assignment) cho trọn điểm, câu trả lời phải nói rõ ba việc: đánh số, lấy số ngẫu nhiên, và dừng ở đâu. Ta đánh số 90 đối tượng nghiên cứu từ 01 đến 90, rồi dùng bảng số ngẫu nhiên hoặc máy tính đọc từng cụm hai chữ số, bỏ qua các số 00, các số lớn hơn 90 và các số đã xuất hiện. Bốn mươi lăm số hợp lệ đầu tiên chỉ ra 45 người được châm cứu thật; 45 người còn lại nhận châm cứu giả. Mô tả kiểu "tung đồng xu cho từng người" là chưa đạt, vì nó không bảo đảm mỗi nhóm đúng 45 người như đề yêu cầu.

3Bước 3: Việc gán ngẫu nhiên có tác dụng làm hai nhóm tương đương nhau về những đặc điểm nền như tuổi tác, mức độ bệnh hay chế độ ăn, nhờ đó hạn chế ảnh hưởng của biến gây nhiễu (confounding variable). Tuy nhiên, riêng gán ngẫu nhiên vẫn chưa đủ, vì bản thân niềm tin "tôi đang được chữa" cũng làm triệu chứng thuyên giảm. Châm cứu giả đóng vai trò giả dược (placebo): cả hai nhóm đều tin mình đang được điều trị, nên phần cải thiện do tâm lý xuất hiện ở cả hai nhóm và bị triệt tiêu khi ta so sánh.

4Bước 4: Việc người đánh giá triệu chứng không biết ai thuộc nhóm nào là một tầng làm mù (blinding) thứ hai. Nếu người đo biết trước, kỳ vọng của họ có thể khiến họ chấm điểm triệu chứng nhẹ đi cho nhóm châm cứu thật, và khi ấy chênh lệch quan sát được không còn phản ánh riêng tác dụng của châm cứu nữa. Kết hợp cả hai tầng, ta có thí nghiệm mù đôi, trong đó cả đối tượng nghiên cứu lẫn người đo đều không biết cách xử lý.

Đối tượng nghiên cứu là 90 người tình nguyện mắc bệnh đường ruột mạn tính, hai cách xử lý là châm cứu thật và châm cứu giả. Ta đánh số họ từ 01 đến 90, dùng số ngẫu nhiên chọn ra 45 số khác nhau để nhận châm cứu thật, 45 người còn lại nhận châm cứu giả. Nhờ gán ngẫu nhiên, hai nhóm cân bằng về các đặc điểm nền; nhờ châm cứu giả và việc giấu thông tin với người đánh giá, khác biệt về triệu chứng giữa hai nhóm có thể quy cho châm cứu chứ không phải cho hiệu ứng tâm lý hay thiên lệch của người chấm điểm.

2Ví dụ 2/2

Một thí nghiệm được tiến hành để kiểm tra hiệu quả của một loại thực phẩm bổ sung giảm cân. Có 24 người tình nguyện trưởng thành được gán ngẫu nhiên vào hai nhóm, mỗi nhóm 12 người: một nhóm uống viên bổ sung, nhóm kia uống viên giả giống hệt về hình dạng và mùi vị, trong 90 ngày. Người tham gia không biết mình uống loại viên nào. Sau 90 ngày, số cân giảm được (kg) của nhóm bổ sung có trung bình 4,8 và độ lệch chuẩn (standard deviation) 1,6; nhóm viên giả có trung bình 2,1 và độ lệch chuẩn 1,5.

aAi là đối tượng nghiên cứu, và việc họ không biết mình uống loại viên nào mang lại lợi ích gì?
bLập khoảng tin cậy 95% cho chênh lệch trung bình số cân giảm giữa hai nhóm (dùng bậc tự do bảo thủ).
cDựa trên thiết kế của thí nghiệm, có thể kết luận gì và không thể kết luận gì về hiệu quả của viên bổ sung?

1Bước 1: Hai mươi bốn người tình nguyện trưởng thành là những cá thể nhận xử lý, nên họ chính là đối tượng nghiên cứu của thí nghiệm. Vì họ không biết mình thuộc nhóm nào, thí nghiệm có làm mù một chiều: mọi kỳ vọng tâm lý về chuyện "mình đang uống thuốc giảm cân" xuất hiện đều ở cả hai nhóm. Do đó nếu nhóm uống viên bổ sung giảm nhiều hơn hẳn, phần chênh lệch ấy khó có thể quy cho niềm tin của người tham gia.

2Bước 2: Với hai nhóm độc lập, được gán ngẫu nhiên, cỡ mẫu nhỏ và không có dấu hiệu số liệu bất thường, ta dùng khoảng tin cậy t hai mẫu. Sai số chuẩn của hiệu hai trung bình là

SE=\sqrt{\frac{s_1^2}{n_1}+\frac{s_2^2}{n_2}}=\sqrt{\frac{1{,}6^2}{12}+\frac{1{,}5^2}{12}}=\sqrt{0{,}2133+0{,}1875}=0{,}633.

Con số

0{,}633

cho biết hiệu hai trung bình mẫu thường lệch khỏi hiệu hai trung bình thật khoảng chừng ấy kilôgam.

3Bước 3: Dùng bậc tự do bảo thủ

df=\min(n_1-1,\,n_2-1)=11

, giá trị tới hạn cho mức 95% là

t^*=2{,}201

. Biên sai số là

2{,}201\times0{,}633=1{,}39

, còn hiệu hai trung bình mẫu là

4{,}8-2{,}1=2{,}7

. Vậy khoảng tin cậy là

2{,}7\pm1{,}39\ \Rightarrow\ (1{,}31;\ 4{,}09).

Ta tin 95% rằng viên bổ sung giúp giảm nhiều hơn viên giả từ khoảng 1,31 kg đến 4,09 kg.

4Bước 4: Phạm vi suy luận phụ thuộc vào hai chuyện tách biệt: cách chọn đối tượng nghiên cứu và cách gán họ vào nhóm. Ở đây xử lý được gán ngẫu nhiên nên ta được phép nói về quan hệ nhân quả, vì gán ngẫu nhiên cân bằng các đặc điểm nền giữa hai nhóm. Ngược lại, 24 người này là người tình nguyện chứ không phải mẫu ngẫu nhiên rút ra từ một tổng thể xác định, nên kết luận chỉ áp dụng cho những người giống các đối tượng nghiên cứu này, không mở rộng ra mọi người trưởng thành.

Đối tượng nghiên cứu là 24 người tình nguyện trưởng thành; việc họ không biết mình uống loại viên nào giúp loại bỏ ảnh hưởng tâm lý khỏi so sánh giữa hai nhóm. Khoảng tin cậy 95% cho chênh lệch trung bình số cân giảm là khoảng $(1{,}31;\ 4{,}09)$ kg, hoàn toàn nằm bên phải số 0, nên có bằng chứng thuyết phục rằng viên bổ sung giúp giảm cân nhiều hơn viên giả. Vì xử lý được gán ngẫu nhiên, ta kết luận được quan hệ nhân quả cho nhóm người này; nhưng vì họ là người tình nguyện chứ không phải mẫu ngẫu nhiên, ta không suy rộng kết quả cho toàn bộ người trưởng thành.

Mục tiêu và lộ trình unit xem miễn phí — làm bài tập và lưu tiến độ cần tài khoản 0đ.