民國115年 高考三級 教育行政 教育心理與測驗統計
第3題
某縣市教育局欲評估「AI 雙語學伴計畫」對國小學生學習成就，是否具 有因果推論之影響力。由於該計畫當初即採行以學校自由申請報名方式 參加，因此，無法進行隨機分派…
題目
某縣市教育局欲評估「AI 雙語學伴計畫」對國小學生學習成就，是否具 有因果推論之影響力。由於該計畫當初即採行以學校自由申請報名方式 參加，因此，無法進行隨機分派實驗。請針對此研究現況，替該縣市教 育局擬定一個能有效控制選樣偏差（selection bias）並兼顧因果推論 （causal inference）價值的研究設計與分析程序？（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、問題界定：計畫採學校自由申請，參與與否與學校行政動能、師資品質、家長支持及學生起始能力高度相關，屬自我選擇（self-selection），直接比較參與校與未參與校將混雜選樣偏差（selection bias）與成熟、歷史等干擾，難以支持因果推論。研究設計須先明定處理變項（是否參與、參與強度）、結果變項（標準化成就測驗前後測）與共變項。
- 二、設計一：傾向分數配對結合差異中的差異。以學校與學生層級共變項（規模、地區、社經背景、前測成績、師資結構、數位設備）估計參與機率，進行傾向分數配對（propensity score matching）或加權，建立可比對照組；再以參與前後兩期資料進行差異中的差異（difference-in-differences, DID），以組別與時間交互項估計平均處理效果（ATT），消除不隨時間變動的未觀察干擾。
- 三、設計二：輔助與前瞻作法。若縣市仍可調整行政流程，可對超額申請學校辦理公開抽籤或建立等待名單（waitlist），形成近似隨機分派；亦可尋找工具變數（如學區設備補助資格、申請截止日之差異）或以參與門檻設計迴歸斷點（regression discontinuity），但須檢驗排他性限制與操弄風險。
- 四、分析程序：依序為（1）建構共變項與遺漏值處理；（2）估計傾向分數並檢驗共同支持（common support）；（3）配對後檢定標準化差異是否小於0.1、變異比是否接近1；（4）DID估計並以學校叢集穩健標準誤處理群聚；（5）以事件研究法檢驗平行趨勢（parallel trends）；（6）進行異質性分析（城鄉、年級、先備能力）。
- 五、穩健性、限制與建議：應執行安慰劑檢定、替代配對法（鄰近配對、IPW、doubly robust）、E值或Rosenbaum界限等敏感性分析，評估未觀察干擾能否翻轉結論。限制在於僅能估計符合共同支持範圍之效果、外部效度受限，且自願參與校可能存在實施忠誠度差異；建議縣市自下一期起改採抽籤或分階段推行，以建立可持續的因果證據。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。