Полевой эксперимент - Field experiment

Часть набор на
Исследование
Трое мужчин слушают женщину, все в белых халатах
Философский портал

Полевые эксперименты находятся эксперименты осуществляется за пределами лаборатория настройки.

Oни случайно назначить субъектов (или другие единицы выборки) либо в группы лечения, либо в контрольные группы, чтобы проверить утверждения о причинный отношения. Случайное распределение помогает установить сопоставимость группы лечения и контрольной группы, так что любые различия между ними, возникающие после введения лечения, достоверно отражают влияние лечения, а не ранее существовавшие различия между группами. Отличительные особенности полевых экспериментов заключаются в том, что они проводятся в реальных условиях и часто ненавязчиво. Это контрастирует с лабораторными экспериментами, которые обеспечивают научный контроль путем проверки гипотезы в искусственных и строго контролируемых условиях лаборатории. Полевые эксперименты также имеют некоторые контекстные отличия от естественных экспериментов и квази-экспериментов.[1] В то время как естественные эксперименты полагаются на внешнюю силу (например, правительство, некоммерческую организацию и т. Д.), Контролирующую рандомизация Назначение лечения и его реализация, полевые эксперименты требуют от исследователей сохранения контроля над рандомизацией и выполнением. Квазиэксперименты происходят, когда лечение назначается как будто случайным образом (например, в округах Конгресса США, где кандидаты побеждают с небольшим отрывом,[2] погодные условия, стихийные бедствия и т. д.).

Полевые эксперименты включают в себя широкий спектр экспериментальных схем, каждый с разной степенью общности. Некоторые критерии общности (например, аутентичность лечения, участники, контексты и показатели результатов) относятся к контекстуальному сходству между субъектами в экспериментальной выборке и остальной частью населения. Они все чаще используются в социальных науках для изучения последствий политических вмешательств в таких областях, как здравоохранение, образование, преступность, социальное обеспечение и политика.

Характеристики

При случайном распределении результаты полевых экспериментов отражают реальный мир, потому что испытуемые распределяются по группам на основе недетерминированных вероятностей.[3] Два других ключевых допущения лежат в основе способности исследователя собирать непредвзятые потенциальные результаты: исключение и невмешательство.[4][5] Предположение об исключительности предполагает, что единственный значимый причинный фактор - это получение лечения. Асимметрия в назначении, применении или измерении групп лечения и контроля нарушает это предположение. Предположение о невмешательстве, или Допущение стабильной стоимости единицы обработки (SUTVA) указывает, что ценность результата зависит только от того, назначено ли пациенту лечение, а не от того, назначено ли лечение другим субъектам. Когда эти три основных предположения выполняются, исследователи с большей вероятностью будут давать объективные оценки с помощью полевых экспериментов.

После разработки полевого эксперимента и сбора данных исследователи могут использовать статистические выводы тесты для определения размера и силы воздействия вмешательства на испытуемых. Полевые эксперименты позволяют исследователям собирать различные объемы и типы данных. Например, исследователь может разработать эксперимент, который использует информацию до и после испытания в соответствующем методе статистического вывода, чтобы увидеть, влияет ли вмешательство на изменения результатов на уровне субъекта.

Практическое использование

Полевые эксперименты предлагают исследователям возможность проверить теории и ответить на вопросы с более высокой внешняя валидность потому что они имитируют события реального мира.[6] Некоторые исследователи утверждают, что полевые эксперименты - лучшая защита от потенциальных предвзятость и предвзятые оценки. Кроме того, полевые эксперименты могут служить эталоном для сравнения данных наблюдений с результатами экспериментов. Использование полевых экспериментов в качестве эталонов может помочь определить уровни систематической ошибки в наблюдательных исследованиях, и, поскольку исследователи часто разрабатывают гипотезы на основе априори оценки, контрольные показатели могут помочь повысить доверие к исследованию.[7] В то время как некоторые утверждают, что ковариативная корректировка или сопоставление планов могут также хорошо работать для устранения систематической ошибки, полевые эксперименты могут повысить уверенность.[8] смещением смещения пропущенных переменных, поскольку они лучше распределяют наблюдаемые и ненаблюдаемые факторы.[9]

Исследователи могут использовать методы машинного обучения для моделирования, повторного взвешивания и обобщения экспериментальных данных.[10] Это увеличивает скорость и эффективность сбора экспериментальных результатов и снижает затраты на проведение эксперимента. Еще один передовой метод полевых экспериментов - это использование многорукий бандит дизайн,[11] включая аналогичные адаптивные планы экспериментов с переменными исходами и разными методами лечения с течением времени.[12]

Ограничения

Существуют ограничения и аргументы против использования полевых экспериментов вместо других исследовательских проектов (например, лабораторных экспериментов, исследовательских экспериментов, наблюдательных исследований и т. Д.). Учитывая, что полевые эксперименты обязательно проводятся в конкретных географических и политических условиях, существует озабоченность по поводу экстраполяции результатов для формулирования общей теории относительно интересующей группы населения. Тем не менее, исследователи начали искать стратегии для эффективного обобщения причинно-следственных связей за пределами выборки, сравнивая среду исследуемой популяции и внешней популяции, получая доступ к информации из более крупного размера выборки, а также учитывая и моделируя неоднородность эффектов лечения внутри выборки.[13] Другие использовали методы ковариативной блокировки для обобщения от популяций полевых экспериментов к внешним популяциям.[14]

Проблемы несоблюдения, влияющие на полевые эксперименты (как одностороннее, так и двустороннее несоблюдение)[15][16] может произойти, когда субъекты, отнесенные к определенной группе, никогда не получают назначенное им вмешательство. Другие проблемы при сборе данных включают истощение (когда пациенты, проходящие лечение, не предоставляют данных о результатах), что при определенных условиях может искажать собранные данные. Эти проблемы могут привести к неточному анализу данных; однако исследователи, использующие полевые эксперименты, могут использовать статистические методы для вычисления полезной информации, даже когда возникают эти трудности.[16]

Использование полевых экспериментов также может вызвать опасения по поводу помех.[17] между предметами. Когда подвергающийся лечению субъект или группа влияет на исходы группы, не получавшей лечения (через такие условия, как перемещение, общение, заражение и т. Д.), Группы, не получающие лечения, могут не иметь результата, который является истинным исходом без лечения. Подмножество помех - это побочный эффект, который возникает, когда обработка обработанных групп оказывает влияние на соседние необработанные группы.

Полевые эксперименты могут быть дорогостоящими, трудоемкими для проведения, трудными для воспроизведения и сопряженными с этическими недостатками. Субъекты или группы населения могут подорвать процесс реализации, если возникнет ощущение несправедливости при выборе лечения (например, вотрицательный подоходный налог сообщества экспериментов могут лоббировать, чтобы их сообщество получило денежный перевод, чтобы задание не было чисто случайным). Есть ограничения на сбор форм согласия от всех субъектов. Товарищи, проводящие вмешательства или собирающие данные, могут испортить схему рандомизации. Результирующий данные, следовательно, мог быть более разнообразным: больше среднеквадратичное отклонение, Меньше точность и аккуратность и т. д. Это приводит к использованию более крупных размеры выборки для полевых испытаний. Однако другие утверждают, что, несмотря на то, что воспроизводимость затруднена, если результаты эксперимента важны, то есть большая вероятность, что эксперимент будет воспроизведен. Кроме того, полевые эксперименты могут принять "ступенчатый клин «дизайн, который в конечном итоге предоставит всей выборке доступ к вмешательству по разным временным графикам.[18] Исследователи также могут разработать ослепленный полевой эксперимент по устранению возможности манипуляции.

Примеры

В история экспериментов в лабораторных и полевых условиях оказал давнее влияние на физические, естественные науки и науки о жизни. Современные полевые эксперименты уходят корнями в 1700-е годы, когда Джеймс Линд использовали управляемый полевой эксперимент для определения лечения цинга.[19]

Другие категориальные примеры наук, использующих полевые эксперименты, включают:

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Мейер, Б. Д. (1995). «Естественные и квазиэксперименты в экономике». Журнал деловой и экономической статистики. 13 (2): 151–161. JSTOR  1392369.
  2. ^ Ли, Д. С .; Moretti, E .; Батлер, М. Дж. (2004). «Влияют ли избиратели на политику или избирают ее? Данные из Палаты представителей США». Ежеквартальный журнал экономики. 119 (3): 807–859. Дои:10.1162/0033553041502153. JSTOR  25098703.
  3. ^ Рубин, Дональд Б. (2005). «Причинно-следственный вывод с использованием возможных результатов». Журнал Американской статистической ассоциации. 100 (469): 322–331. Дои:10.1198/016214504000001880. S2CID  842793.
  4. ^ Нюман, Пар (2017). «Предвыборная агитация на европейских выборах: данные шведского полевого эксперимента». Электоральные исследования. 45: 110–118. Дои:10.1016 / j.electstud.2016.12.002.
  5. ^ Брукман, Дэвид Э .; Kalla, Joshua L .; Сехон, Джасджит С. (2017). «Планирование полевых экспериментов с результатами опроса: основа для выбора более эффективных, надежных и этичных образцов». Политический анализ. 25 (4): 435–464. Дои:10.1017 / pan.2017.27.
  6. ^ Дюфло, Эстер (2006). Полевые эксперименты в экономике развития (Отчет). Массачусетский Институт Технологий.
  7. ^ Harrison, G.W .; Лист, Дж. А. (2004). «Полевые эксперименты». Журнал экономической литературы. 42 (4): 1009–1055. Дои:10.1257/0022051043004577. JSTOR  3594915.
  8. ^ ЛаЛонд, Р. Дж. (1986). «Оценка эконометрических оценок программ обучения с экспериментальными данными». Американский экономический обзор. 76 (4): 604–620. JSTOR  1806062.
  9. ^ Gordon, Brett R .; Зеттельмейер, Флориан; Бхаргава, Неха; Чапски, Дэн (2017). «Сравнение подходов к измерению рекламы: данные крупных полевых экспериментов в Facebook». Дои:10.2139 / ssrn.3033144. S2CID  197733986. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  10. ^ Ати, Сьюзен; Имбенс, Гвидо (2016). «Рекурсивное разбиение на неоднородные причинно-следственные связи: таблица 1». Труды Национальной академии наук. 113 (27): 7353–7360. Дои:10.1073 / pnas.1510489113. ЧВК  4941430. PMID  27382149.
  11. ^ Скотт, Стивен Л. (2010). «Современный байесовский взгляд на многорукого бандита». Прикладные стохастические модели в бизнесе и промышленности. 26 (6): 639–658. Дои:10.1002 / asmb.874.
  12. ^ Raj, V .; Каляни, С. (2017). «Укрощение нестационарных бандитов: байесовский подход». arXiv:1707.09727 [stat.ML ].
  13. ^ Dehejia, R .; Pop-Eleches, C .; Самии, К. (2015). От местного к глобальному: внешняя валидность в естественном эксперименте по фертильности (PDF) (Отчет). Национальное бюро экономических исследований. w21459.
  14. ^ Эгами, Наоки; Хартман, Эрин (19 июля 2018 г.). «Ковариативный отбор для обобщения экспериментальных результатов» (PDF). Princeton.edu.
  15. ^ Блэквелл, Мэтью (2017). «Инструментальные методы переменных для условных эффектов и причинного взаимодействия в экспериментах по мобилизации избирателей». Журнал Американской статистической ассоциации. 112 (518): 590–599. Дои:10.1080/01621459.2016.1246363. S2CID  55878137.
  16. ^ а б Aronow, Питер М .; Карнеги, Эллисон (2013). «Beyond LATE: оценка среднего эффекта лечения с помощью инструментальной переменной». Политический анализ. 21 (4): 492–506. Дои:10.1093 / pan / mpt013.
  17. ^ Aronow, P.M .; Самии, К. (2017). «Оценка средних причинных эффектов при общем вмешательстве, с приложением к эксперименту в социальной сети». Летопись прикладной статистики. 11 (4): 1912–1947. arXiv:1305.6156. Дои:10.1214 / 16-AOAS1005. S2CID  26963450.
  18. ^ Woertman, W .; de Hoop, E .; Moerbeek, M .; Zuidema, S.U .; Герритсен, Д. Л .; Тиренстра, С. (2013). «Ступенчатые клиновые конструкции могут уменьшить требуемый размер выборки в кластерных рандомизированных исследованиях». Журнал клинической эпидемиологии. 66 (7): 752–758. Дои:10.1016 / j.jclinepi.2013.01.009. PMID  23523551.
  19. ^ Трёлер, У. (2005). «Линд и цинга: с 1747 по 1795 год». Журнал Королевского медицинского общества. 98 (11): 519–522. Дои:10.1177/014107680509801120. ЧВК  1276007. PMID  16260808.
  20. ^ Бертран, Марианна; Муллайнатан, Сендхил (2004). «Эмили и Грег более трудоспособны, чем Лакиша и Джамал? Полевой эксперимент по дискриминации на рынке труда» (PDF). Американский экономический обзор. 94 (4): 991–1013. Дои:10.1257/0002828042002561.
  21. ^ Гнизи, Ури; Список, Джон А (2006). «Внедрение поведенческой экономики на работу: проверка обмена подарками на рынках труда с использованием полевых экспериментов» (PDF). Econometrica. 74 (5): 1365–1384. Дои:10.1111 / j.1468-0262.2006.00707.x.
  22. ^ Ахмед, Али М; Хаммарштедт, Матс (2008). «Дискриминация на рынке арендного жилья: полевой эксперимент в Интернете». Журнал экономики города. 64 (2): 362–372. Дои:10.1016 / j.jue.2008.02.004.
  23. ^ Эдельман, Бенджамин; Лука, Майкл; Свирский, Дан (2017). «Расовая дискриминация в экономике совместного использования: данные полевого эксперимента». Американский экономический журнал: прикладная экономика. 9 (2): 1–22. Дои:10.1257 / app.20160213.
  24. ^ Пейджер, Дева; Пастух, Хана (2008). «Социология дискриминации: расовая дискриминация в сфере занятости, жилья, кредитов и потребительских рынков». Годовой обзор социологии. 34: 181–209. Дои:10.1146 / annurev.soc.33.040406.131740. ЧВК  2915460. PMID  20689680.
  25. ^ Несселер, Корнел; Карлос, Гомес-Гонсалес; Дитль, Гельмут (2019). «Что в названии? Измерение доступа к социальной деятельности с помощью полевого эксперимента». Palgrave Communications. 5: 1–7. Дои:10.1057 / s41599-019-0372-0.
  26. ^ Ашраф, Нава; Берри, Джеймс; Шапиро, Джесси М (2010). «Могут ли более высокие цены стимулировать использование продукции? Данные полевого эксперимента в Замбии» (PDF). Американский экономический обзор. 100 (5): 2383–2413. Дои:10.1257 / aer.100.5.2383. S2CID  6392533.
  27. ^ Карлан, декан; Список, Джон А (2007). «Имеет ли значение цена при благотворительности? Данные крупномасштабного полевого эксперимента на природе» (PDF). Американский экономический обзор. 97 (5): 1774–1793. Дои:10.1257 / aer.97.5.1774. S2CID  10041821.
  28. ^ Фрайер-младший, Роланд Г. (2014). «Внедрение передового опыта чартерных школ в традиционные государственные школы: данные полевых экспериментов». Ежеквартальный журнал экономики. 129 (3): 1355–1407. Дои:10.1093 / qje / qju011.
  29. ^ Филд, Эрика; Панде, Рохини (2008). «Частота выплат и дефолт в микрофинансировании: свидетельства из Индии». Журнал Европейской экономической ассоциации. 6 (2–3): 501–509. Дои:10.1162 / JEEA.2008.6.2-3.501.
  30. ^ Ахмед А. С. (1984). «Аль-Беруни: первый антрополог». Дождь (60): 9–10. Дои:10.2307/3033407. JSTOR  3033407.
  31. ^ Фишер, Р.А. (1937). План экспериментов (PDF). Оливер и Бойд Ltd.
  32. ^ Госнелл, Гарольд Ф. (1926). «Эксперимент по стимулированию голосования». Обзор американской политической науки. 20 (4): 869–874. Дои:10.1017 / S0003055400110524.