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5.3 美国学术能力评估测试的数学平均分下降。一篇《纽约时报》的文章称，2007年美国学术能力评估测试的数学平均分比2006年下降了三分。美国大学委员会（管理学术能力评估测试的一个非营利性组织）的官员认为，参与学术能力评估测试的人数增多导致数学平均分被拉低。“参加考试的人数越来越多，明显拉低了分数。”美国大学委员会主席加斯滕·凯珀顿这样说道。这是实验的结论吗？理由是什么？解释变量和反应变量分别是什么？
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5.4 减肥手术和更长的寿命。《华盛顿邮报》的一篇文章称，根据两项大型研究的结果，特别肥胖的人如果接受减肥手术，过早死亡的概率会明显减小。但是，人们可以自主选择是否做减肥手术。解释为何这个有关因果问题的研究结论不可靠。用潜在变量与交叉干扰变量加以说明，并画出一个像图5–1那样的图。
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5.5 肥胖会传染吗？一项研究在32年（1971~2003年）里跟踪研究了一个包含12067人的大型社会网络。实验人员发现，如果一个人变胖了，其亲朋好友也会长胖。于是，这些实验人员声称肥胖也像病毒一样，会在人与人之间传染。
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请说明为什么一个人的体重增加了，其亲朋好友的体重也会增加，这并不意味着两者之间具有因果关系。指出有哪些潜在变量会对体重增加产生影响，并且会和亲朋好友的体重增加的效果发生交叉干扰。画一个类似图5–1的图来展示你的解释。
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5.6 阿司匹林和心脏病。服用阿司匹林可以预防心脏病发作吗“医生健康研究”这项有22000名男医生参与的大规模医学实验，就试图回答这个问题。包含大约11000名医生的实验组每隔一天服用一片阿司匹林，剩下的一组人服用安慰剂。数年之后，该研究发现，阿司匹林组的心脏病发作次数明显比安慰剂组少。
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（a）指出实验对象、解释变量、反应变量各是什么。
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（b）用图表来展示“医生健康研究”的实验设计。（要展示一项实验的设计时，必须把各个组的大小和反应变量都标示出来。图5–2和图5–3可当作范本。）
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（c）你怎样理解“心脏病发作次数明显比安慰剂组少”中的“明显”二字？
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5.7 计算机模拟教学。在学习科学概念时，计算机模拟是否和直接观察同样有效？要是这样的话，在科学课上，计算机模拟会比直接观察节约更多时间。两所大学的实验人员打算研究这个问题，他们从两所大学的天文学专业中各选了20名学生，其中一半人通过计算机模拟学习月相，另一半人直接观察月亮。然后，评估每名学生对于月相的理解情况。为了简便起见，实验人员决定让一个大学的学生通过计算机模拟学习月相，另一个大学的学生直接观察月亮。为什么这不是一个好主意？
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5.8 邻居对孩子分数的影响。为了研究邻居对孩子学业的影响，实验人员给1000个住户发放了住房补贴，促使他们搬离低收入社区。搬迁一年后，这些住户的孩子的学业成绩并没有改善。
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请清楚地解释为何一年后孩子的学业成绩没有明显改善并不意味着邻居不会影响到孩子的学业，并指出会影响孩子学业成绩，并会和邻居的影响产生交叉干扰的一些潜在变量，用一个像图5–1那样的图进行辅助说明。
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5.9 再看计算机模拟教学。
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（a）请做出一个比练习5.7中更好的实验设计，再比较学生用两种不同方法学习月相的效果。（描述一项实验设计时，一定要明确标出各个组的大小和反应变量。可以用图5–2和图5–3当作范本。）
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（b）使用表A，从第119行开始，执行你的设计中必不可少的随机化步骤。
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5.10 在线学习。前文中指出，诺瓦东南大学的研究无法对线上学习和课堂学习哪种效果较佳，得出什么有效的结论，因为选择线上学习的学生原本水平就较高。请说明如何设计一个好的实验以获得更有用的信息。
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5.11 服用抗氧化剂可以预防癌症吗？吃水果和蔬菜多的人比吃得少的人患结肠癌的概率低。水果和蔬菜富含像维生素A、C与E等“抗氧化剂”，服用抗氧化剂能预防结肠癌吗？一项临床试验选了864位结肠癌患病风险高的人来研究这个问题。实验对象被分成了4组：一组每天服用β胡萝卜素，一组每天服用维生素C与E，一组每天服用维生素A、C与E，一组每天服用安慰剂。经过4年的跟踪研究，实验人员非常意外地发现，4组的结肠癌患病率的差别居然不具有统计学显著性。
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（a）这项实验的解释变量和反应变量是什么？
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（b）描述这项实验的设计。（用图5–2和图5–3当作范本。）
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（c）给864位实验对象编号，并从表A的第118行开始，选出β胡萝卜素组的前5个实验对象。
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（d）用“不具有统计学显著性”来描述研究结果，是什么意思？
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（e）想想看有哪些潜在变量可能可以解释，为什么吃很多水果和蔬菜的人的患结肠癌的概率较低。这项实验结果表明，可能是这些潜在变量而不是抗氧化剂，才是我们吃水果和蔬菜的好处背后真正的原因。
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5.12 节约用电。例5中的实验旨在解释给一些住户提供电表或者图表，是否能够减少用电量。电力公司的一位主管反对在实验中设置一个控制组，他的理由是：“比较去年（那时还没提供电表或图表）和今年同期的用电量，花费会比较少。如果今年住户的用电量较少，就表明电表或图表有用。”清楚说明为什么这个实验的设计要比例5的设计差。
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5.13 改善公立学校教学质量的计划。美国国家科学基金会出钱资助了一项名叫“系统行动”的计划，旨在协助各城市改革公立教育系统，进而改善学生的学习状况。这项计划有效吗？芝加哥的行动重点在于改进高中数学的教学质量。计划实施两年以后，在该市60所中学中，有51所的学生的数学标准测验的平均分比以前提高了。美国国家科学基金会认为这就是该项计划成功的证明。但评论员说，这样的结果并不能证明“系统行动”计划的效果。评论员是对的吗？请解释。
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5.14 台锯刀片。一家台锯刀片制造商想知道较窄的刀片在切割很硬的木头时是否留下的焦黑印记较少，例如枫木。为了回答这个问题，工程师准备了20块厚度为1英寸[6]的枫木板，其中10块用新的窄刀片切割，另外10块用常规刀片切割。所有切割都按照同样的进料速度（木板被送进台锯刀口的速度）进行，然后评估焦黑程度（用1~10分评估，10表示焦黑程度最严重）。
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（a）在此实验中研究的个体不是人，而是什么？
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