Bài 1. Thiết kế thử nghiệm (Experimental Designs)

3. Các loại thiết kế thử nghiệm

Mặc dù tất cả các thử nghiệm đều có những đặc điểm chung, nhưng việc sử dụng và ứng dụng của chúng khác nhau tùy thuộc vào kiểu thiết kế được sử dụng. Các thiết kế phổ biến nhất trong nghiên cứu giáo dục là:

i) Thiết kế giữa các nhóm (Between Group Designs)

• Thử nghiệm đích thực ‘True experiments’ (kiểm tra trước và sau, chỉ kiểm tra sau)
• Bán thử nghiệm ‘Quasi-experiments’ (kiểm tra trước và sau, chỉ kiểm tra sau)
• Thiết kế giai thừa ‘Factorial designs’

ii) Thiết kế trong nhóm hoặc cá nhân (Within Group or Individual Designs)

• Thử nghiệm chuỗi thời gian ‘Time series experiments’
• Thử nghiệm phép đo lặp lại ‘Repeated measures experiments’
• Các thử nghiệm đơn lẻ đối tượng ‘Single-subject experiments’

Việc xác định các đặc điểm chính của các loại thiết kế thử nghiệm này sẽ giúp chúng ta chọn một thiết kế phù hợp cho nghiên cứu của mình. Các loại thiết kế thử nghiệm có thể được phân biệt theo một số đặc điểm như i) phân công ngẫu nhiên người tham gia vào các nhóm; ii) số lượng nhóm hoặc cá nhân được so sánh; iii) số lượng các biện pháp can thiệp được sử dụng bởi nhà nghiên cứu; iv) số lần các biến phụ thuộc được đo lường/ quan sát; v) các kiểm soát thường được sử dụng. Vui lòng xem mô tả chi tiết trong Bảng 1 dưới đây:

Bảng 1. Các loại của thiết kế thử nghiệm

	Thử nghiệm đích thực	Bán thử nghiệm	Thiết kế giai thừa	Chuỗi thời gian	Phép đo lặp lại	Đối tượng đơn lẻ
Phân công ngẫu nhiên?	Có	Không	Có thể sử dụng	Không	Không	Không
Số lượng các nhóm/ cá nhân được so sánh?	Hai trở lên	Hai trở lên	Hai trở lên	Một nhóm	Một nhóm	Một cá nhân được nghiên cứu tại một thời điểm
Số lượng các can thiệp được sử dụng?	Một hoặc nhiều can thiệp	Một hoặc nhiều can thiệp	Hai hoặc nhiều can thiệp	Một hoặc nhiều can thiệp	Hai hoặc nhiều can thiệp	Một hoặc nhiều can thiệp
Số lần các biến phụ thuộc được đo lường/ quan sát?	Một lần	Một lần	Một lần	Sau mỗi lần can thiệp	Sau mỗi lần can thiệp	Đa điểm
Các kiểm soát thường được sử dụng?	Bài kiểm tra trước, khớp cặp, biến chặn, hiệp biến	Bài kiểm tra trước, khớp cặp, biến chặn, hiệp biến	Bài kiểm tra trước, khớp cặp, biến chặn, hiệp biến	Nhóm trở thành đối chứng của riêng mình nó	Hiệp biến	Cá nhân trở thành đối chứng của riêng mình nó

3.1. Thiết kế giữa các nhóm (Between Group Designs)

3.1.1. Thiết kế thử nghiệm đích thực ‘True experimental Designs’

Đây là thiết kế thử nghiệm chặt chẽ và mạnh mẽ nhất vì cân bằng các nhóm thông qua phân công ngẫu nhiên. Quy trình tiến hành các dạng thử nghiệm đích thực và bán thử nghiệm được trình bày trong Bảng 2 dưới đây.

Bảng 2: So sánh thiết kế thử nghiệm đích thực và bán thử nghiệm

 Trong các thí nghiệm thực sự, nhà nghiên cứu nỗ lực thực hiện để áp đặt kiểm soát đối với tất cả các biến khác ngoại trừ biến đang được nghiên cứu. Việc áp đặt loại kiểm soát này trong phòng thí nghiệm thường dễ dàng hơn. Vì vậy, nhiều người lầm tưởng thử nghiệm đích thực là một thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Nhà nghiên cứu phân công ngẫu nhiên những người tham gia vào các điều kiện khác nhau của biến thử nghiệm. Các cá nhân trong nhóm thử nghiệm được điều trị thử nghiệm, trong khi những người trong nhóm đối chứng thì không. Sau khi tiến hành điều trị, họ tổng hợp điểm trung bình trên một bài kiểm tra.

1. Thiết kê kiểm tra trước và sau (Pre- and Posttest Design): Một biến thể trong thiết kế này là thu thập các bài kiểm tra trước cũng như bài kiểm tra sau. Khi nhà nghiên cứu thu thập điểm kiểm tra trước, họ có thể so sánh sự khác biệt giữa điểm trước và sau. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu có thể so sánh điểm bài kiểm tra trước của nhóm đối chứng và nhóm thử nghiệm để xem liệu chúng có giống nhau về mặt thống kê hay không, sau đó so sánh điểm số của hai nhóm kiểm tra sau. Trong nhiều thử nghiệm, điểm kiểm tra trước là hiệp biến và được nhà nghiên cứu kiểm soát về mặt thống kê. Bởi vì bạn phân công ngẫu nhiên các cá nhân vào các nhóm, hầu hết các mối đe dọa đối với giá trị nội bộ không phát sinh.
2. Thiết kế chỉ kiểm tra sau (Posttest-Only Design): Khi các thử nghiệm đích thực chỉ bao gồm một bài kiểm tra sau, nó làm giảm các mối đe dọa của thử nghiệm liên quan đến công cụ đo lường và hồi quy vì chúng ta không sử dụng một bài kiểm tra trước. Nếu một bài kiểm tra trước được sử dụng, nó bao gồm các yếu tố này như những mối đe dọa có thể có đối với tính hợp lệ. Công cụ đo lường tồn tại như một mối đe dọa tiềm tàng trong hầu hết các thử nghiệm, nhưng nếu các nhà nghiên cứu sử dụng cùng một công cụ hoặc công cụ tương tự cho quá trình kiểm tra trước và kiểm tra sau hoặc ban hành các quy trình tiêu chuẩn trong quá trình nghiên cứu, bạn sẽ hạn chế tối đa các mối đe dọa về công cụ đo lường.

3.1.2. Thiết kế bán thử nghiệm (Quasi-Experimental Designs)

Trong giáo dục, nhiều tình huống thử nghiệm xảy ra trong đó các nhà nghiên cứu cần sử dụng các nhóm nguyên vẹn. Điều này có thể xảy ra do sự sẵn có của những người tham gia hoặc do các thiết lập cấm thành lập các nhóm nhân tạo. Bán thử nghiệm là không phân công ngẫu nhiên những người tham gia vào các nhóm. Điều này là do người thử nghiệm không thể tạo các nhóm cho thử nghiệm một cách giả tạo. Ví dụ, việc học một chương trình toán mới có thể yêu cầu sử dụng các lớp khối lớp bốn hiện có và chỉ định một lớp làm nhóm thử nghiệm và một lớp làm nhóm đối chứng. Việc chỉ định ngẫu nhiên học sinh vào hai nhóm sẽ làm gián đoạn việc học trên lớp. Bởi vì các nhà giáo dục thường sử dụng các nhóm nguyên vẹn trong các thử nghiệm, các thiết kế bán thử nghiệm thường được sử dụng.

Trong Bảng 2, chúng ta có thể áp dụng phương pháp thiết kế kiểm tra trước và sau cho một thiết kế bán thử nghiệm. Nhà nghiên cứu chỉ định cho các nhóm nguyên vẹn các điều trị thử nghiệm và điều trị đối chứng, thực hiện một bài kiểm tra trước cho cả hai nhóm, tiến hành các hoạt động điều trị thử nghiệm chỉ với nhóm thử nghiệm và sau đó thực hiện một bài kiểm tra sau để đánh giá sự khác biệt giữa hai nhóm. Một biến thể của cách tiếp cận này, tương tự như thử nghiệm đích thực, chỉ sử dụng một bài kiểm tra sau trong thiết kế.

Phương pháp bán thử nghiệm đưa ra nhiều mối đe dọa đối với giá trị nội bộ hơn đáng kể so với thử nghiệm đích thực. Bởi vì nhà thử nghiệm không chỉ định ngẫu nhiên những người tham gia vào các nhóm, các mối đe dọa tiềm ẩn liên quan đến người tham gia là những khả năng xảy ra. Bởi vì chúng ta so sánh hai nhóm, các mối đe dọa liên quan đến điều trị cũng có thể xuất hiện. Ngoài ra, khi thiết kế kiểm tra trước – sau được sử dụng, các mối đe dọa bổ sung về lịch sử, công cụ đo lường và hồi quy cũng có thể xảy ra. Mặc dù thiết kế bán thử nghiệm có lợi thế là sử dụng các nhóm hiện có trong môi trường giáo dục, nhưng nó đưa ra nhiều mối đe dọa mà bạn cần giải quyết trong quá trình thiết kế thử nghiệm.

3.1.3. Thiết kế giai thừa (Factorial designs)

Mục đích của thiết kế giai thừa là nghiên cứu tác động độc lập và đồng thời của hai hoặc nhiều biến điều trị độc lập (tức là hai hoặc nhiều biến phân loại, độc lập, mỗi biến được phân loại ở hai hoặc nhiều cấp độ) đối với một kết quả.

Ví dụ, một nhà nghiên cứu muốn kiểm tra hiệu ứng của yếu tố khu vực đến sự cải thiện khả năng giao tiếp tiếng Anh của học sinh tiểu học thông qua sử dụng phương pháp trò chuyện theo cặp. Giả sử rằng người thử nghiệm muốn kiểm tra ảnh hưởng tổng hợp của kiểu giảng dạy tiếng Anh (bài giảng tiêu chuẩn thông thường và bài giảng kết hợp tăng cường trò chuyện theo cặp) và yếu tố khu vực (gồm thành thị và nông thôn) đối với việc cải thiện khả năng giao tiếp của học sinh trung học. Vấn đề này được đặt ra bởi nhà nghiên cứu có lí do để tin rằng học sinh đến từ các khu vực nông thôn là hạn chế hơn về sự tự tin và khả năng giao tiếp tiếng Anh so với học sinh khu vực thành thị. Việc nghiên cứu vấn đề nghiên cứu này đòi hỏi một thiết kế giai thừa. Do đó, “khu vực sống” là một biến chặn và nhà nghiên cứu phân công ngẫu nhiên mỗi khối chặn cho mỗi nhóm điều trị. Thiết kế này có ưu điểm là mức độ kiểm soát cao trong thử nghiệm. Nó cho phép người điều tra kiểm tra sự kết hợp hoặc tương tác của các biến độc lập để hiểu rõ hơn về kết quả của thử nghiệm. Nếu chỉ sử dụng một bài kiểm tra sau, các mối đe dọa về giá trị nội bộ của việc kiểm tra và công cụ đo lường sẽ không tồn tại. Nếu bạn chỉ định ngẫu nhiên các cá nhân vào các nhóm, bạn sẽ giảm thiểu các mối đe dọa liên quan đến người tham gia.

Tuy nhiên, với nhiều biến độc lập trong thiết kế giai thừa, các thủ tục thống kê trở nên phức tạp hơn và kết quả thực tế trở nên khó hiểu hơn. Các gói thống kê nên được xem xét sử dụng bao gồm ANOVA giai thừa, MANOVA, ANCOVA, MANCOVA.

Khi sử dụng một thiết kế giai thừa, nhà nghiên cứu cần xác định các mức của từng yếu tố hoặc biến độc lập:

• Yếu tố 1 – các loại hướng dẫn (bao gồm: cấp độ 1 = bài giảng tiếng Anh tiêu chuẩn thông thường; cấp độ 2 = bài giảng kết hợp tăng cường trò chuyện theo cặp)
• Yếu tố 2 – Khu vực sống (bao gồm: cấp độ 1 = học sinh thành thị; cấp độ 2 = học sinh nông thôn).

Bởi vì bạn đo lường hai cấp độ giảng dạy và hai cấp độ khu vực sống, nên thiết kế này được gọi là thiết kế giai thừa hai nhân 3. Nó được viết là “2 × 3” để chỉ các mức liên quan đến mỗi biến độc lập. Với ba biến độc lập, nó có thể là thiết kế “2 × 2 × 4”, với biến thứ ba bao gồm bốn cấp. Trong thiết kế 2 × 2, nhà nghiên cứu sau đó chỉ định những người tham gia vào bốn nhóm để tất cả các nhóm nhận được mỗi cấp độ trên một biến độc lập (ví dụ: loại hướng dẫn) và mỗi cấp độ trên biến độc lập thứ hai (ví dụ: khu vực sống). Bảng 3 cho thấy sự hình thành của bốn nhóm và sự phân công người tham gia vào mỗi nhóm dựa trên hai mức độ (tức là thành thị và nông thôn) của khu vực sống và hai mức độ (tức là loại bài giảng tiếng Anh tiêu chuẩn và bài giảng tăng cường trò chuyện theo cặp) của loại hướng dẫn.

Bảng 3: Các nhóm thiết kế giai thừa với hai biến độc lập

	Loại hướng dẫn	Khu vực sống	Biến phụ thuộc
Nhóm 1	Bài giảng tiếng Anh tiêu chuẩn	Học sinh thành thị	Kiểm tra sau (Điểm số về khả năng giao tiếp tiếng Anh)
Nhóm 2	Bài giảng tiếng Anh tiêu chuẩn	Học sinh nông thôn	Kiểm tra sau (Điểm số về khả năng giao tiếp tiếng Anh)
Nhóm 3	Bài giảng tiếng Anh tăng cường trò chuyện theo cặp	Học sinh thành thị	Kiểm tra sau (Điểm số về khả năng giao tiếp tiếng Anh)
Nhóm 4	Bài giảng tiếng Anh tăng cường trò chuyện theo cặp	Học sinh nông thôn	Kiểm tra sau (Điểm số về khả năng giao tiếp tiếng Anh)

Trong thiết kế giai thừa của chúng ta, hai nhóm sẽ nhận được bài giảng tiếng Anh tăng cường trò chuyện theo cặp, hai nhóm còn lại sẽ nhận được bài giảng tiếng Anh tiêu chuẩn trong lớp thông thường. Quy trình này sử dụng nghiên cứu bán thử nghiệm, trong đó nhà nghiên cứu sử dụng các lớp còn nguyên vẹn cho thử nghiệm (hai lớp tiếng Anh).

Khi kết thúc thử nghiệm, nhà nghiên cứu yêu cầu tất cả những người tham gia hoàn thành một bài kiểm tra sau. Bài kiểm tra này sẽ đo lường điểm số về khả năng giao tiếp tiếng Anh của các cá nhân trong thử nghiệm. Trung bình của điểm kiểm tra sau được sắp xếp thành bốn ô để mô tả trực quan sự khác biệt của chúng, như trong Hình 2. Một ô đại diện cho mỗi nhóm trong một thử nghiệm và nó chứa điểm trung bình cho các cá nhân trong mỗi nhóm. Khi bạn tính toán các điểm số trung bình, bạn sẽ so sánh các điểm số để xác định xem chúng có khác nhau về mặt thống kê hay không. Giả thuyết vô hiệu là các trung bình không khác nhau, trong khi giải pháp thay thế sẽ là chúng khác nhau.

Hình 2: Các trung bình và hiệu ứng chính của bốn nhóm trong thiết kế giai thừa

Trong ví dụ trên, khi sử dụng thống kê tham số của ANOVA, nhà nghiên cứu xem xét tác động của từng biến độc lập riêng biệt và trong sự kết hợp với biến phụ thuộc. Sử dụng một chương trình phần mềm thống kê, phân tích phương sai sẽ tạo ra kết quả thống kê cho các hiệu ứng chính và hiệu ứng tương tác. Hiệu ứng chính là mức độ ảnh hưởng của từng biến độc lập (ví dụ, kiểu hướng dẫn hoặc khu vực sống) lên kết quả (ví dụ, biến phụ thuộc, điểm giao tiếp tiếng Anh) trong một thử nghiệm. Hiệu ứng tương tác tồn tại khi mức tăng trên một biến độc lập phụ thuộc vào (hoặc đồng biến với) biến độc lập khác trong một thử nghiệm. Các nhà nghiên cứu thường vẽ biểu đồ chính và các hiệu ứng tương tác để giúp người đọc hình dung chúng hơn.

3.2. Thiết kế trong nhóm hoặc cá nhân (Within-Group or Individual Designs)

Trong bất kỳ thử nghiệm nhất định nào, số lượng người tham gia có thể bị giới hạn và không thể có nhiều hơn một nhóm. Trong những trường hợp này, các nhà nghiên cứu thường nghiên cứu một nhóm đơn lẻ bằng cách sử dụng thiết kế thử nghiệm trong nhóm (within-group experimental design). Ngoài ra, người thử nghiệm có thể kiểm tra các cá nhân đơn lẻ (within-individual design). Kiểu thiết kế này có một số dạng: chuỗi thời gian, các phép đo lặp lại và thiết kế đơn lẻ đối tượng.

3.2.1. Thiết kế chuỗi thời gian (Time Series)

Khi một người thử nghiệm chỉ có quyền truy cập vào một nhóm và có thể nghiên cứu họ trong một khoảng thời gian, thiết kế chuỗi thời gian là một cách tiếp cận thử nghiệm tốt. Thiết kế chuỗi thời gian bao gồm nghiên cứu một nhóm, theo thời gian, với nhiều phép đo (hoặc quan sát) kiểm tra trước và sau được thực hiện bởi nhà nghiên cứu. Thiết kế này không yêu cầu tiếp cận với số lượng lớn người tham gia và nó chỉ yêu cầu một nhóm cho nghiên cứu. Tuy nhiên, thiết kế này tốn nhiều công sức vì nhà nghiên cứu cần tập hợp nhiều phép đo.

Bảng 4: Thiết kế thử nghiệm theo chuỗi thời gian

Có hai biến thể quan trọng của thiết kế này như Bảng 4:

– Đầu tiên là thiết kế chuỗi thời gian gián đoạn. Quy trình này bao gồm việc nghiên cứu một nhóm, thu thập nhiều phép đo kiểm tra trước trong một khoảng thời gian, thực hiện một biện pháp can thiệp (hoặc làm gián đoạn các hoạt động), và sau đó đo lường kết quả (hoặc kết quả kiểm tra sau) nhiều lần. Phân tích dữ liệu trong ví dụ này bao gồm việc kiểm tra điểm khác biệt giữa các bài kiểm tra trước và các bài kiểm tra sau hoặc chỉ điểm bài kiểm tra sau và sử dụng các bài kiểm tra trước làm hiệp biến.

– Một biến thể khác là thiết kế chuỗi thời gian tương đương, trong đó người nhà nghiên cứu thay thế một phương pháp điều trị với một phép đó kiểm tra sau. Sau đó, phân tích dữ liệu bao gồm việc so sánh các phép đo kiểm tra sau hoặc vẽ đồ thị chúng để phân biệt các mô hình mẫu trong dữ liệu theo thời gian.

Thiết kế chuỗi thời gian cho phép kiểm soát đáng kể các mối đe dọa đối với giá trị nội bộ. Ảnh hưởng lịch sử được giảm thiểu bởi khoảng thời gian ngắn giữa các phép đo và quan sát. Tuy nhiên, các mối đe dọa đến tính hợp lệ có thể xảy ra do độ dài tổng thể của việc thu thập dữ liệu trong thiết kế này. Sự trưởng thành của những người tham gia có thể là một vấn đề, mặc dù nhà nghiên cứu có thể ước tính những thay đổi trong quá trình trưởng thành bằng cách nghiên cứu chúng và loại bỏ chúng một cách thống kê trong thiết kế. Để kiểm soát hồi quy thống kê, các nhà nghiên cứu cũng có thể quan sát điểm số trong các bài kiểm tra trước và kiểm soát điểm số cao hoặc thấp bất thường. Các phép đo hoặc quan sát lặp lại theo thời gian có thể làm giảm tác dụng của thử nghiệm. Khi các nhà nghiên cứu thay đổi công cụ đo lường trong nhiều lần kiểm tra, họ cũng có thể đưa ra các mối đe dọa về tính hợp lệ.

3.2.2. Thiết kế các phép đo lặp lại (Repeated measures Design)

Một thiết kế thử nghiệm khác có ưu điểm là chỉ sử dụng một nhóm duy nhất là một thiết kế các phép đo lặp lại (repeated measures design). Trong một thiết kế các phép đo lặp lại, tất cả những người tham gia trong một nhóm duy nhất tham gia vào tất cả các phương pháp điều trị thử nghiệm, với mỗi nhóm sẽ trở thành đối tượng đối chứng của riêng mình nó. Nhà nghiên cứu so sánh hiệu suất của một nhóm trong một phương pháp điều trị thử nghiệm với hiệu suất của nhóm đó trong một phương pháp điều trị thử nghiệm khác. Nhà nghiên cứu quyết định nhiều phương pháp điều trị (như trong thiết kế giai thừa) nhưng chỉ quản lý từng phương pháp riêng biệt cho một nhóm. Sau mỗi lần quản lý, nhà nghiên cứu thu được một thước đo hoặc quan sát. Các bước trong thiết kế này được trình bày trong Bảng 5.

Bảng 5: Thiết kế các phép đo lặp lại

Sau khi lựa chọn những người tham gia, nhà nghiên cứu quyết định các phương pháp điều trị thử nghiệm khác nhau để xác định ảnh hưởng của mỗi phương pháp đối với một hoặc nhiều kết quả. Một phép đo hoặc quan sát kết quả theo sau lần điều trị thử nghiệm đầu tiên, và sau đó phép đo hoặc quan sát kết quả thứ hai được thực hiện sau lần điều trị thử nghiệm thứ hai. Sự thay đổi trong các phép đo kết quả sau đó được đánh giá về sự khác biệt giữa các lần điều trị.

Ví dụ, một nhà nghiên cứu muốn kiểm tra sự khác biệt giữa các phương pháp cải thiện khả năng từ vựng tiếng Anh của học sinh tiểu học trong ba thử nghiệm đọc im lặng, kể chuyện và kể chuyện với hình ảnh. Một lớp học sinh tiểu học được lựa chọn tham gia trong phương pháp cải thiện khả năng từ vựng bằng sử dụng thêm không gian đọc im lặng, hoặc kể chuyện, hoặc kể chuyện với hình ảnh trong giờ học tiếng Anh. Kết thúc mỗi lần thử nghiệm với phương pháp đọc im lặng, kể chuyện, kể chuyện với tranh, tất cả học sinh trải một một bài kiểm tra từ vựng tiếng anh với số lượng từ trả lời đúng. Các kết quả được nhà nghiên cứu thu thập và so sánh.

Về các mối đe dọa đối với giá trị nội bộ, thiết kế này không bị ảnh hưởng bởi các mối đe dọa liên quan đến việc so sánh các nhóm. Lịch sử là một vấn đề tiềm ẩn trong đó các sự kiện có thể xảy ra trong quá trình thử nghiệm làm tăng tiềm tàng của ngoại lai ảnh hưởng đến đo lường kết quả. Một phương pháp điều trị thử nghiệm có thể ảnh hưởng đến phương pháp điều trị tiếp theo và do đó các nhà nghiên cứu cần làm cho các phương pháp điều trị khác biệt nhất có thể.

3.2.3. Thiết kế đơn lẻ đối tượng (Single-Subject Designs)

Trong thử nghiệm của bạn, giả sử rằng bạn muốn tìm hiểu về hành vi của các cá nhân đơn lẻ hơn là các nhóm. Bạn cũng có cơ hội quan sát hành vi của họ theo thời gian. Trong những tình huống này, các thiết kế thí nghiệm đơn lẻ đối tượng là lý tưởng. Nghiên cứu đơn lẻ đối tượng (phân tích hành vi hoặc nghiên cứu trong đối tượng) liên quan đến việc nghiên cứu các cá nhân đơn lẻ, quan sát của họ trong một thời kì cơ sở (1, 2 tuần…) và thực hiện một can thiệp. Tiếp theo là một quan sát khác sau khi can thiệp để xác định xem việc điều trị có ảnh hưởng đến kết quả hay không. Ví dụ, trong một nghiên cứu đối tượng đơn lẻ, nhà nghiên cứu đã kiểm tra xem học sinh tiểu học có khuyết tật học tập có đạt kết quả tốt hơn hay không nếu chúng được can thiệp tâm lí bằng liệu pháp hành vi nhận thức và cảm xúc.

Không có sự phân công ngẫu nhiên, thiết kế này là một thiết kế bán thử nghiệm chứ không phải là một thiết kế thử nghiệm. Nhà nghiên cứu nghiên cứu hành vi của các cá nhân đơn lẻ (một hoặc nhiều) thay vì một nhóm đối tượng, với đối tượng trở thành đối tượng đối chứng của chính mình trong thử nghiệm.

Nhà nghiên cứu tìm cách xác định xem liệu một can thiệp có ảnh hưởng đến hành vi của một người tham gia hay không bằng cách quan sát cá nhân đó trong một thời gian dài và ghi lại hành vi trước và sau khi can thiệp. Nhà nghiên cứu đánh giá liệu có mối quan hệ giữa phương pháp điều trị và hành vi hoặc kết quả mục tiêu hay không. Các đặc điểm chính của nghiên cứu đơn lẻ đối tượng là:

• Trước khi thực hiện can thiệp, nhà nghiên cứu thiết lập một đường cơ sở ổn định về thông tin về hành vi của cá nhân. Đường cơ sở ổn định (stable baseline) có nghĩa là hành vi của một cá nhân ít thay đổi trong vài phiên hoặc vài ngày. Một hành vi là ổn định nếu (a) sự thay đổi theo thời gian là nhỏ nhất và (b) không có xu hướng tăng hoặc giảm hiệu suất theo thời gian.
• Nhà nghiên cứu đo lường nhiều lần và thường xuyên hành vi (tức là kết quả) trong suốt thử nghiệm dựa trên việc quan sát và ghi lại điểm số cho từng cá nhân.
• Sau khi thực hiện can thiệp, nhà nghiên cứu ghi nhận các mẫu hành vi và vẽ đồ thị chúng trên biểu đồ. Mô hình này có thể tăng dần, giảm dần, phẳng hoặc thay đổi. Dữ liệu thường được phân tích bằng cách kiểm tra trực quan dữ liệu thay vì sử dụng phân tích thống kê. Đặc biệt, nhà nghiên cứu lưu ý hành vi của cá nhân đã thay đổi như thế nào sau khi can thiệp, sau khi rút lại can thiệp, hoặc trong nhiều lần can thiệp.
• Trong một phân tích đồ họa của dữ liệu, nhà nghiên cứu đơn lẻ đối tượng lập đồ thị hành vi của các cá nhân cụ thể trên một biểu đồ. Trên biểu đồ này, trục tung ghi lại phần trăm hoặc số lượng hành vi đang được nghiên cứu. Ngoài ra, trục hoành hiển thị các ngày hoặc phiên mà các quan sát xảy ra. Biểu đồ có thể hiển thị dữ liệu cho một số cá nhân hoặc nhiều biến phụ thuộc cho một cá nhân.

Nghiên cứu đơn chủ đề có lợi thế là cung cấp dữ liệu về các cá nhân đơn lẻ, chẳng hạn như việc học tập và hành vi của trẻ khuyết tật. Nó cũng kiểm soát nhiều mối đe dọa đối với giá trị nội bộ. Nếu các thủ tục tiêu chuẩn giống nhau được sử dụng, công cụ đo lường có thể không phải là vấn đề. Khi sử dụng nhiều phương pháp điều trị, việc học được từ một lần can thiệp có thể ảnh hưởng đến lần can thiệp thứ hai và lịch sử có thể là một vấn đề vì thử nghiệm diễn ra theo thời gian.