试验随机化

随机化设置

以下内容旨在描述在 Labvanced 中随机化试验的最常见方法之一。

描述

虽然 试验系统open in new window 详细说明了定义的试验(试验变体)总数,试验随机化菜单规定了每个受试者看到多少试验,以及如何选择和排序这些试验。“试验选择”和“试验排序”是两个不同的连续过程。

试验随机化设置位于任务编辑器的左侧面板下的“随机化”部分。单击“编辑”以打开设置对话框,在其中可以调整所有相关设置。

随机化设置的位置

完整的随机化设置由 6 个独立的菜单组成。“试验顺序”菜单和“条件顺序”菜单用于确定整体试验顺序,而“因子随机化”、“每个受试者的试验”和“结果条件组及试验”菜单则用于试验选择。“试验序列模拟”用于预览已应用的随机化设置。

随机化设置选项

试验顺序

试验顺序是主要设置,它将影响试验的排序/随机化。有 5 种可能的设置:

  • 随机(默认选项): 选择此选项时,Labvanced 随机化设置将是最可调整的。此选项的核心功能是,所有选定的试验将在每个新受试者/会话中随机重新洗牌。如果有多个试验组,则不同试验组的试验将交错呈现。
  • 固定设计: 如果选择此选项,试验将按照在任务编辑器中定义的顺序呈现(较低的试验编号将首先显示)。这个顺序对于所有受试者都是相同的。
  • 手动固定: 如果激活此选项,用户可以输入自己选择的试验序列。序列应在“指定固定试验序列”框中输入。要输入序列,请使用编辑器中定义的试验编号,并用逗号分隔每个数字。这个序列对于所有受试者都是相同的。由于此选项将指定显示哪些试验以及试验的顺序,因此其他随机化菜单中的设置在这种情况下将被忽略。
  • 动态: 此选项可用于创建自适应/动态试验序列(例如,根据参与者的回答跳转到不同的试验)。选择一个起始试验编号,然后使用事件系统“跳转到特定试验”来决定动态试验序列。
  • 上传试验序列: 如果选择此选项,您可以使用外部 CSV 文件(试验以逗号分隔,受试者以换行符 CR-LF 分隔)为每个受试者指定一个单独的试验序列。然后上传这些序列并选择您希望如何计数受试者(每个受试者组有单独的计数器,或使用全局受试者计数器)。

条件顺序

条件顺序菜单也会影响试验的顺序。此选项决定个别条件是以区块方式顺序呈现,还是随机交叉(随机)。

“随机”选项将以交错方式显示各种条件的所有试验。为了进一步增强“随机性”,可以限制从同一条件显示的试验数量。选择随机化约束“限制连续重复次数”,并输入最大重复条件的数量。

“区块式”选项将分隔试验,这样首先将显示来自一个条件的试验,然后是另一个条件,依此类推。条件的顺序可以基于试验编辑器中的设计(固定设计)或随机重新洗牌(不平衡置换)。

因子随机化

因子随机化设置决定了受试者将看到哪些试验。这里最重要的设置是因子是固定还是随机。“固定因子”将为受试者生成更多试验(所有固定因子的水平都将显示),而“随机因子”将增加“试验变体”,从中仅选择一个版本(仅显示随机因子的一个水平)。根据如何选择这些试验变体(随机因子内的设置),随机因子允许在受试者内和/或之间的平衡。总体上,有 5 种可能性来选择水平,从而选择特定的试验变体。这 5 个选项如下:

  • 任务内不平衡: 对于每个试验,每次从所有可选项(级别)中随机选择随机因子的水平。
  • 任务内平衡: 对于每个试验,随机因子的水平选择使每个水平在整个任务中出现的频率相同。
  • 其他因子内平衡: 这在另一个因子或多个其他因子内平衡一个因子。例如,如果因子“位置”在因子“图像内容”内平衡,则对于因子“图像内容”的每个水平,因子位置是平衡的(例如,级别=左和级别=右在图像=面和图像=房子的两种情况下出现的频率相同)。因子也可以在几个其他因子内平衡,但不得产生循环依赖关系。
  • 受试者间不平衡: 每个受试者/执行任务的随机因子水平将始终相同,但在受试者/任务执行之间随机变化。
  • 受试者间平衡: 每个受试者/执行任务随机因子水平将始终相同,但在受试者/执行任务之间系统性变化。因此,当因子有 3 个水平时,受试者 1 将看到因子的水平 1,受试者 2 将看到因子的水平 2,受试者 3 将看到因子的水平 3。受试者 4 将再次看到因子的水平 1,依此类推,重复该模式。

另一个重要概念是“条件组”。条件组是通过交叉所有固定因子来计算的,排除了随机因子。因此,一个条件组由几个条件(和试验)组成,这些条件仅在随机因子的水平上有所不同。通常,条件组内的个别条件之间的试验几乎相同(例如,它们显示相同的刺激,但位置不同)。许多情况下,重要的是禁止选择 2 个几乎相同的试验。要更改这些设置,在因子随机化部分,用户可以更改如何在条件组内选择试验。在这里,有两个选项可用:

  • 每个条件组内平衡: 仅通过一个或多个随机因子变化的试验不能被选择多于一次。
  • 每个条件组内不平衡: 在条件组内的试验选择过程中没有限制。

我们认为,对于绝大多数情况,“每个条件组内平衡”选项是最佳选择。

示例

由于因子随机化(试验选择)过程可能相当复杂,因此让我们看一个例子。在这个示例任务中,受试者将看到 2 张图片:一张是他们之前见过的(目标),另一张是陌生的(干扰)。任务是单击(识别)目标刺激。总共有 4 个因子:1 个固定因子和 3 个随机因子:

  1. 固定因子“呈现时间/难度”: 此因子有 3 个水平,2 秒(难),4 秒(中),和 6 秒(易)。每个条件应呈现 20 次。
  2. 随机因子“正确的位置”: 此因子有 2 个水平,目标图像在左且目标图像在右。总的来说,“左侧正确答案”和“右侧正确答案”的数量应相同,以避免任何偏见。
  3. 随机因子:“图像方向”: 此因子有两个水平:水平和倒置(图像旋转 180°)。此因子应在固定因子“呈现时间”内平衡,以确保每个难度级别都有相同数量的正常和旋转试验。
  4. 随机因子“图像类别”: 此因子有 3 个水平:房屋、汽车和人脸。此因子将用于概括结果。每个受试者应仅查看一种类别/类型,但此因子应在受试者之间平衡。

设置

  • 呈现时间 --> 固定因子 由于这是唯一的固定因子,因此仅有 3 个条件组(易、中、难)。每个条件组有 12 个子条件,每个子条件中有 20 个试验。每个受试者总共将呈现 60 个试验。
  • 正确的位置 --> 随机因子 --> 任务内平衡 因子“正确的位置”将设置为“任务内平衡”。通过这种方式,目标图像在整个任务中左侧和右侧的位置出现的频率相同。然而,这在每个条件/呈现时间(难度级别)内并不平衡。
  • 图像方向 --> 随机因子 --> 在其他因子内平衡 --> “呈现时间” 因子“图像方向”将设置为“在其他因子内平衡”,然后选择因子“呈现时间”。通过这种方式,对于因子“呈现时间”的每 3 个级别,将有相同数量(10)的图像正常呈现和倒置呈现(10)。
  • 图像类别 --> 随机因子 --> 受试者间平衡 因子“图像类别”将设置为“受试者间平衡”。通过这种方式,每个受试者只会看到一种图像类别(房屋、汽车或人脸),但类别选择将在受试者之间平衡(受试者 1 将看到房屋,受试者 2 将看到汽车,受试者 3 将看到人脸,受试者 4 将再次看到房屋,依此类推)。

结果条件组和试验

“结果条件组和试验”菜单中显示的信息在很大程度上依赖于“因子随机化”菜单中的设置。主要是,此菜单将显示条件组的表格,以及一些其他信息。有 2 个附加设置会影响试验选择过程:

  • 每个条件组显示的试验数量: 此选项将影响每个条件组显示多少试验。此设置仅在一个条件组内(条件之间)应不同于另一个的试验数量时才重要。通常,每个条件组的试验数量将基于定义的试验最少的条件。例如,如果在一个条件组中有 3 个条件,而其中 2 个条件定义了 20 次试验,而第 3 个条件仅定义了 10 次试验,则仅显示 10 次试验。然而,当定义了 0 次试验时,此类条件可以从计算中排除,因此当有 2 个条件定义了 20 次试验和 1 个条件定义了 0 次时,仍然显示 20 次试验。此选项对嵌套设计很有用。
  • 通过何种方式选择条件中的试验: 此选项将影响在一个条件内选择试验的方式。此设置仅在一个条件组内(条件之间)应不同于另一个的试验数量时才重要。例如,如果在 2 个条件(条件组)中定义了 20 次试验,但在第 3 个条件中仅定义了 10 次试验,则仅显示 10 次试验(如上所述)。然而,对于定义了 20 次试验的 2 个条件,可以选择是否仅选择前 10 次试验,或者是否也可以选择第 11-20 次试验(作为替代)。此选项在希望从具有不同可能性的条件中抽取试验时非常有用。

生成的表格显示了每个条件组的以下属性:

  • 因子组: 定义条件组因子的因子组。
  • 条件组: 条件组索引。
  • #条件: 条件组内部的条件数量。
  • #显示试验: 条件组显示的试验数量。
  • #试验变体: 条件组内定义的试验(变体)数量。

在此菜单底部,您将看到整个任务中的总试验(变体)数量。

每个受试者的试验

默认情况下,每个受试者的试验数量是自动计算的。但是,通过选择“手动设置试验数量”选项,用户可以手动设置每个受试者的试验数量。当手动选项被激活时,这也将影响其他随机化设置的内部功能(即因子随机化和结果条件组及试验)。

试验序列模拟

正如名字所示,“试验序列模拟”菜单可用于为一个受试者模拟一个可能的试验序列。点击“刷新”图标,根据当前设置计算出一个新的可能序列。在这里,您还可以看到每个试验的试验 ID 和条件编号。在此菜单底部,您将看到显示给每个受试者的总试验数量。