Ein kontrolliertes Experiment über die Auswirkung von Feedback ...

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Die wesentlichen Elemente eines Experiments sind die Variablen. Man unterscheidet
zwischen abhängigen, unabhängigen und Störvariablen. Die unabhängigen Variablen
werden bewusst beeinflusst, um eine mögliche Veränderung messen zu können. Sie wirken
auf die abhängigen Variablen ein. Ihre Auswirkung wiederum sollen gerade durch das
Experiment geprüft werden. Als Störvariablen bezeichnet man schließlich Elemente
innerhalb des Versuchsaufbaus, die ebenfalls auf die abhängigen Variablen einwirken und so
die Gültigkeit der Ergebnisse beeinflussen und die Aussagekraft des Experiments mindern.
2.3.2 Exkurs: Experimentdesign
Im klinischen Umfeld werden oft Experimente durchgeführt, um beispielsweise die
unterschiedlichen Wirkungsweisen von zwei Medikamenten beim Menschen zu vergleichen.
Beim sogenannten Parallelgruppen-Design wird jeder Experimentteilnehmer per
Zufallsziehung nur einer der beiden Experimentgruppen zugeteilt, das heißt an jedem
Experimentteilnehmer wird nur eines der beiden Medikamente getestet. Häufig wird aber das
Cross-Over-Design angewendet. Im Gegensatz zum Parallelgruppen-Design werden dabei
die Experimentteilnehmer nacheinander beiden Experimentgruppe zugeordnet, das heißt an
jedem Experimentteilnehmer wird erst das eine und dann das andere Medikament getestet.
Ausschließlich die Reihenfolge wird dann noch mit Hilfe einer Zufallsziehung bestimmt. Im
Vorfeld der Planung des in dieser Arbeit durchzuführenden Experiments stellte sich die
Frage, ob die Anwendung dieses Experimentdesigns die doppelte Menge an Datenpunkten
liefern bzw. die Größe der für ein aussagekräftiges Ergebnis notwendigen Stichprobe
verringern könnte, weshalb die Designmethode hier kurz erläutert und ihr Nutzen für dieses
Experiment abgeschätzt werden soll.
Ein Experiment, das die verschiedenen Wirkungsweisen von Medikamenten untersuchen ist
ähnlich dem in dieser Arbeit durchgeführten Experiment, in dem die Wirkungsweisen von
Werkzeugen in der Anforderungserhebung verglichen werden sollen. Nach [Schu+08, S.306]
kann dieses Experimentdesign in klinischen Experimenten im geeigneten Fall den Aufwand
gegenüber dem Parallelgruppendesign deutlich reduzieren, weil jeder Experimentteilnehmer
seine eigene Kontrolle ist. Weniger Aufwand meint insbesondere, dass man mit einer
geringeren Stichprobengröße auskommt. Die Idee davon, dass die Anwendung des Cross-
Over-Designs die notwendige Stichprobengröße verringern könnte, begründet sich darin, dass
die Variabilität innerhalb der einzelnen Experimentteilnehmer oft geringer ist als die zwischen
Experimentteilnehmern. Die Frage ist, unter welchen Voraussetzungen das der Fall ist, das
heißt welcher Fall für das Cross-Over-Design als geeignet betrachtet werden kann. Dieser
mögliche positive Effekt einer geringeren Stichprobengröße kann nämlich nur dann eintreten,
wenn von dem ersten Experiment keine sogenannten Überhangeffekte mit in das
nachfolgende Experiment getragen werden. So ein Überhangeffekt kann beispielsweise
entstehen, wenn das im ersten Experiment verabreichte Medikament die Wirkung des zweiten
beeinflusst. Nur durch Vermeidung von Überhangeffekten kann die Vergleichbarkeit der
Experimentgruppen geleistet werden. Wirken starke Überhangeffekte auf das zweite
Experiment ein, die man im Vorfeld vielleicht nicht berücksichtigt hat, können nur noch die
Ergebnisse der ersten Experimentgruppe für ein Parallelgruppen-Design verwendet werden,
für das dann aber oft die gewählte Stichprobengröße nicht mehr ausreicht. In klinischen
Experimenten, in denen die Wirkungsweisen verschiedener Medikamente verglichen werden
soll, kann zur Vermeidung von Überhangeffekte ein gewisser Zeitraum ohne
Medikamentenverabreichung zwischen den Experimenten eingeplant werden (Wash-Out
Periode).