《实验经济学》第二讲：实验设计初探(专业技术)

➢其根本基础是有效的实验设计。
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讨论的要点：
• 实验设计中的基本术语和基本问题 • 有效的实验设计所具备的基本特征 • 实验设计的基本步骤 • 实验设计简例
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一、实验设计中的基本术语和 基本问题
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1．绝对实验和相对实验
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• 相对实验是指测度某个特定环境中某种因 素变化所产生的效果的实验。
• 在接受过该专业技能培训的人群中随机选择样本 若干，调查其收入；
• 在未接受过该专业技能培训的群体中也选择样本 若干，调查其收入。
• 通过对比平均收入，判断接受培训是否对收入有 显著影响。
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• 进行此类调查的明显缺陷是研究人员在对 受调查者分类时，研究人员并不知道受调 查者被归入某个具体类别背后的原因是什 么，即存在样本选择问题。
➢比如，假若选择接受培训的人全部是高智 商的人、而高智商的人无论是否接受培训 其收入都比其他人高。
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• 相对实验的另一个优势就是它能极大地克 服“样本选择”问题。
• 比如，针对劳动经济学家的问题，我们可 以设计这样一个实验：
– 在未接受培训的人中随机选择样本若干 – 随机分为两组。一组接受培训，另一组不接受 – 追踪这两组参与实验的人的收入变化
（见Smith 2002）。
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• 相对实验的方法能在很大程度上解决 “杜 赫姆·奎恩问题”
• 当实验组和参照组的环境基本一致时，相 对实验中实验结果的对比差异只能归结于 被研究因素的变动。
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样本选择问题
例 某劳动经济学家希望了解接受某种专业技能培 训对个人收入的影响。她采用了问卷调查的方法：
• 当我们观察到某个实验结果时，该结果究 竟是来自于理论还是来自于实验环境本身？
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理论 A
(1)
应用背景 B
(2)
理论假说 H; 观察值 C
(3)
将A应用到背景B中去; 运行实验 以确定观察值是否为C
(4)
结果为 C
(5)
结果不是 C
H 被支持
(6)
H 不被支持
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(1) 对理论进行陈述； (2) 将理论运用到特定的背景中去（例如，在
• 在相对实验中，实验参与者是否参与某个 条件下的实验完全由研究人员所控制、不
受实验参与者个体特征的影响。
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2．实验变量与实验设置
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实验变量（Experimental Variable）
• 有时也被称作设置变量(Treatment Variable)，或实 验的因子(Factor)，是指相对实验中所测度的因素。
境的联合检验。因此，如果在特定环境中 检验理论假说H时，我们需要使检验过程在 该环境中得以实现的辅助假说A1, A2,..., An， 那么我们观察到结果C意味着条件假说 （H|A1,A2,...,An）为真。如果我们观察到 的实验结果不是C，其原因可能是 H,A1,A2,...,An中的任何一个假说不成立， 可能性不仅仅来自于H不成立。
• 在实验设计中包含多个实验变量、而每个 实验变量又包含多种状态的情况下，实验 设置也被称作实验单元（Experimental Cell）。
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例子：特定拍卖下的成交效率检验
拍卖机制
保有价格分布
低保有价格 高保有价格
英式
A
B
荷式
C
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D
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➢在实验设计中一种常见的错误是同时变动 多个实验变量，造成研究人员无法解释在 不同的实验设置下实验参加者行为变化的 原因。
《实验经济学》第二讲： 实验设计初探
杜宁华
上海财经大学经济学院，经济学实验室 2008 年 2 月
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• 经济学实证分析工作的主线是比较静态分 析，而经济实验是比较静态分析的天然工 具
– 通过实验控制其它无关因素 – 直接观察到被研究的因素对实验中的经济运行
的影响
• 研究人员在实验中对无关因素的“控制” 是怎样实现的？
• 一个实验变量可以包含多种状态，而实验变量的各 个状态被称作Hale Waihona Puke Baidu验条件(Experimental Condition)， 也被称作实验变量的水平（Level）。
➢ 实验设计中的实验变量不宜过多，通常情况下实验 变量的数量不会超过三个
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实验设置（Treatment）
• 在一个实验里，实验设置是指包括实验说 明、实验的激励机制以及所有实验运行规 则在内的全部实验流程的集合。
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• 跨被试设计能有效避免同被试设计中常出 现的“次序效应”问题，却难于避免“个 体效应”
• 而同被试设计能有效避免“个体效应” ， 却难于避免“次序效应”。
经济学实验中，我们考察的是被货币回报 所激励的实验参与者）；
(3) 将理论在环境中的应用总结为一个或多个 理论假说；
(4) 描述实验设计； (5) 记录用于理论检验的实验数据； (6) 根据实验结果，推断理论假说是否被拒绝。
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• 实验结果所表达的，是关于实验所要检验 的理论、和所有实施这一理论所需要的环
– 测量电子的质量 – 某种特定的博弈中选取纳什均衡策略的人数
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• 在实验设计的过程中，我们所关注的核心 是相对实验。
– 杜赫姆·奎恩问题（Duhem-Quine problem） – 样本选择问题
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杜赫姆·奎恩问题
• 当研究人员创造出实验环境进行理论检验 时，不仅仅被研究的要素（即理论所描述 的对象）可能对实验结果造成影响，这个 特定的实验环境本身也可能对实验结果造 成影响。
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3．跨被试设计与同被试设计
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• 如果实验参加者只参与一个实验设置下的 实验，这样的实验设计被称作跨被试设计 （Across Subject Design)；
• 如果实验参加者同时参与多个被比照的实 验设置下的实验，这样的实验设计就被称 作同被试设计（Within Subject Design）。
– 比较同一片土壤中种植不同农作物的产量有何 不同，或使用化肥对提高产量的影响；
– 使用某种新药对治愈某种疾病的作用； – 厂商的生产技术发生变化对厂商利润的影响。
• 相对实验所回答的研究问题，都可以归结 为比较静态分析问题。
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• 除相对实验外的其它实验都归类于绝对实 验。
• 绝对实验中所测度的量往往是普遍的恒量， 或者是在相同的实验设置下固定不变的量。