介入性研究: 控制組與偏誤
作者: 林庭佑 ／ 國立臺灣師範大學 體育與運動科學系 博士候選人
某次練習網球發球時，由於不滿意自己的發球軟弱無力，問了旁邊的朋友他有什麼訣竅，他告訴我只要把網球想像成你最討厭老師的臉，那你的發球威力自然突飛猛進。我照著他的做法練習了半個小時之後球速的確有快了一點，這時候，我想知道的除了他想像的是哪位教授之外，也想了解發球進步究竟是練習產生的效果 (Practice effect) 還是他的建議真的有用。但由於沒有一個比較對象，我無從得知這個方法是真有助於學習運動技能還是只能用來紓壓。
控制組的目的一: 減少來自練習效果的偏誤
練習效果是「由練習或重複進行某個測驗或活動所導致的變化或是進步」註一。當我們接受同一種測驗時，經常會因為熟能生巧而有所進步，趟若沒有控制組，這個進步有可能會被錯誤地歸因於實驗的介入。舉例來說，如果一所高中的學生一次考試平均只考了70分讓校長很不滿意，於是校長就拿著全校學生的名條跑去廟裡拜拜祈求學業進步，之後讓學生們拿著某某帝君加持過的2B鉛筆再考一遍，分數變成平均90分，這時候校長可能會說這20分的進步是他的功勞。然而，要明確地知道到底是拜拜有效，還是考第二次本來就會比較高分，需要改成讓校長只拿一部分學生的名子去求神問卜，然後在第二次考試的時候比較有保庇跟沒有的學生之間考試成績差異如何。
一個最常用來減少練習效果偏誤的作法是把介入組與控制組的進步分數拿來相減。以一個探究運動訓練是否會讓反應速度變快的研究來說，如果運動組跟控制組前測的反應速度都是0.50秒，而在運動課程後，運動組變成了0.40秒而沒有運動的控制組變成0.45秒，這時候把兩個進步幅度來相減，便可以得出 (1) 練習效果本身會造成0.05秒的進步 (0.45-0.40) (2) 運動介入的效果也是0.05秒而非0.10秒 [(0.50-0.40) – (0.45-0.40)]。換言之，採納了控制組減少了0.05秒的偏誤。
控制組的目的二: 減少來自時間效果 (Time effect) 的偏誤
就算測量的項目不易受到練習效果的影響，在沒有控制組的情況下，時間流逝本身也有可能讓研究結果產生偏誤。試想我們做了一個長期重量訓練對於年長者骨質密度影響的研究，在訓練一年之後發現參與者的骨質密度跟開始前差不多，如果訓練事實上不是沒有效果，而是被老化所帶來的骨質流失所抵銷的話，若是沒有控制組來做對比，就有可能得出重量訓練對於提高骨質密度沒有幫助的錯誤結論。
時間效果也有可能讓沒有用的介入被錯誤地解釋為有效。如果我要推廣一個號稱能夠促進耐力運動表現的營養品，我可以故意在夏天柏油路可以煎蛋的時候幫我要割的韭菜們進行前測 (例如計時跑十公里)，然後給他們營養品吃，在三個月後，秋風宜人之時進行後測，這時候我可以唬爛他們說吃了營養品讓他們表現進步很多，但兩次成績的變化實際上來自於不同季節的環境差異。
既使在一個研究中納入控制組可以讓前實驗變成準實驗設計，大幅地提高研究品質 (見本文表格)，卻並非所有的偏誤都能夠仰賴控組解決，不過，再進入到另外一個減少偏誤的方法之前 ，我們要先來了解控制組在使用上有何限制。
備註
註一: Practice effect: “any change or improvement that results from practice or repetition of task items or activities” 1
參考文獻
(內文數字後縮寫的意思請參考文章: 你看到的科普與學術文章正確嗎？ 中的表格)
- American Psychological Association. APA Dictionary of Statistics and Research Methods. (American Psychological Association, 2014).
相關科普文
作者介紹
作者林庭佑畢業於台師大體育與運動科學系與生命科學系 (雙學士)，以連續八學期系排名第一的成績畢業後直攻博士班，是體育系第一位完全跳過碩士逕讀博士的研究生，也是第一屆科技部優秀博士生獲獎者。在學期間通過美國肌力與體能訓練協會共四張證照考試 (NSCA-CPT, CSCS, CSPS, TSAC-F)，目前已通過資格考試，為臺師大體育與運動科學系博士候選人。
演講、工作坊、訓練課程或其合作邀約請email (80830016a@ntnu.edu.tw)
