Jos haluaisit määrittää koululaisten lukutaidon parantamiseen tarkoitetun ohjelman tehokkuuden, olisit luonnollisesti kiinnostunut mittaamaan lasten lukutaidon ennen ja jälkeen ohjelman suorittamisen. Jos tekisit juuri näin lapsiryhmälle, ja heidän lukutasonsa paranisi 50 %, joutuisit silloin vastaamaan hankalaan kysymykseen: Mistä tiedät, ettei lasten lukutaso olisi parantunut muutenkin itsestään? Normaali biologinen vaihtelu, tutkijan puolueellisuus ja ympäristön vaihtelu ovat kaikki ulkoisia muuttujia, jotka voivat häiritä yhteyttä, jota yrität ymmärtää. ”Ankkuroimalla” yksi ryhmä tekemällä siitä identtisen toisen ryhmän kanssa kaikin tavoin yhtä muuttujaa lukuun ottamatta saat paljon enemmän tietoa kyseisestä muuttujasta.
Kokeellinen / hoitoryhmä: Saa hoidon tai intervention, yleensä riippumattoman muuttujan manipuloinnin.
Kontrolliryhmä: Ei saa hoitoa tai interventiota tai saa tavanomaista hoitoa, joka voidaan ymmärtää lähtötasoksi.
Muuttujien kontrolloinnin lisäksi tällä tavoin koeasetelmassa olevat kontrolliryhmät antavat myös viitteitä vaikutuksen suuruudesta. Jos tutkija havaitsee, että lapset, jotka eivät osallistuneet ohjelmaan, nostivat silti lukutaitoaan 10 prosenttia, hän voi päätellä, että kaikki hänen koeryhmässään havaitsemansa tulos ei johdu pelkästään ohjelmasta. Kontrolliryhmien avulla voidaan tehdä mielekkäitä vertailuja.
Toinen esimerkki on koe, jossa käytetään lumelääkettä. Lääketieteellisessä tutkimuksessa käytetään kahta ryhmää, joista toiselle annetaan oikeaa lääkettä ja toiselle plaseboa. Plasebolla ei ole vaikutusta, mutta sitä ei voi erottaa interventiosta, jolla on vaikutusta, esimerkiksi pilleristä, joka muistuttaa lääkettä, mutta on todellisuudessa vain sokeria. Tutkijat oppivat jo varhain, että potilaan tila voi parantua pelkästään siksi, että hän uskoo hoidon tehoavan. Tätä kutsutaan plasebovaikutukseksi, ja se on yksi yleisimmistä syistä ottaa mukaan kontrolliryhmä.
Tässä erityyppisessä tutkimuksessa koe on kaksoissokkotutkimus, mikä tarkoittaa, etteivät lääkärit eivätkä potilaat tiedä, mitä pilleriä he saavat, mikä eliminoi mahdollisen tutkimusharhan. Toinen varotoimenpide on, että osallistujat jaetaan satunnaisesti joko kontrolli- tai hoitoryhmään, jotta nämä kaksi ryhmää olisivat mahdollisimman samankaltaisia.
Placebovaikutuksen lisäksi Hawthorne-ilmiö on toinen ilmiö, jossa, jos ihmiset tietävät olevansa kokeen kohteena, he muuttavat automaattisesti käyttäytymistään. Tutkijat suunnittelevat joskus nerokkaita tapoja kiertää tämä, yleensä kertomalla osallistujille, että he testaavat yhtä asiaa, vaikka todellisuudessa testaavat toista asiaa. Tämä voi olla hyvinkin nokkela lähestymistapa, kunhan ensin huolehditaan tutkimuksen etiikasta.
Sosiaalitieteissä kontrolliryhmät ovat erityisen tärkeä osa koetta, koska usein on hyvin vaikeaa eliminoida kaikkia sekoittavia muuttujia ja harhaa.
Kontrolleja on kahta päätyyppiä, positiivisia ja negatiivisia, jotka molemmat tarjoavat tutkijoille keinoja lisätä aineistonsa tilastollista validiteettia.
Positiiviset tieteelliset kontrolliryhmät
Positiivisella tieteellisellä kontrolliryhmällä tarkoitetaan kontrolliryhmää, jonka odotetaan tuottavan positiivisen tuloksen. Käyttämällä hoitoa, jonka tiedetään jo tuottavan vaikutuksen, tutkija voi verrata testituloksia (positiiviseen) kontrolliryhmään ja nähdä, voivatko tulokset vastata vaikutukseltaan tunnetun hoidon vaikutusta.
Tutkija, joka esimerkiksi testaa uusien antibioottien vaikutusta bakteereita sisältäviin Petri-maljoihin, voi käyttää kontrolliryhmänä vakiintunutta antibioottia, jonka tiedetään toimivan. Jos kaikki uuden antibiootin näytteet epäonnistuvat, paitsi vakiintunut antibiootti, on todennäköistä, että uudet antibiootit ovat tehottomia.
Mutta jos myös kontrolli epäonnistuu, suunnittelussa voi olla jotain vikaa. Positiiviset tieteelliset kontrolliryhmät vähentävät väärien negatiivisten tulosten mahdollisuutta.
Negatiiviset tieteelliset kontrolliryhmät
Negatiivisessa tieteellisessä kontrolliryhmässä ei odoteta tulosta. Tällöin kontrolliryhmällä varmistetaan, ettei mikään sekoittava muuttuja tai harha ole vaikuttanut tuloksiin.
Samaisessa antibioottiesimerkissä negatiivinen kontrolliryhmä olisi bakteerien Petri-malja, johon ei ole lisätty minkäänlaista antibioottia. Tämän jälkeen verrataan kontrolli- ja koeryhmän tuloksia. Näin tutkija voi osoittaa, että bakteerien väheneminen koeryhmässä johtuu testattavan uuden antibiootin vaikutuksesta, koska sitä ei tapahtunut kontrollipetrimaljassa.
Jos kaikki uusi antibiootti esti bakteerit, mutta myös negatiivinen kontrolliryhmä esti, jollain muulla muuttujalla saattoi olla vaikutusta, mikä sekoitti tulokset.
Viimeiseksi kontrolliryhmät voidaan haastaa lähtötason määrittämiseksi. Esimerkiksi tutkija, joka testaa eri näytteiden radioaktiivisuustasoja Geiger-laskurilla, ottaisi myös näytteen taustatasosta, jolloin hän voisi säätää tuloksia vastaavasti. Taustaso toimii kontrollina.
Vahvojen tieteellisten kontrolliryhmien perustaminen on kiistatta tärkeämpi osa mitä tahansa tieteellistä suunnittelua kuin varsinaiset näytteet. Jos vahvoista kontrolliryhmistä ei anneta riittävää näyttöä, se voi täysin horjuttaa tutkimusta, vaikka korkeat merkitsevyystasot osoittaisivatkin, että virhetodennäköisyys on pieni.