在上篇文章中我介紹了一些認知工適學的理論基礎，在這些基礎之上，到底認知工適學是如何做研究呢？有哪些常用的研究法？又需要注意哪一些研究上的細節的？與UX的接點又在哪裡呢？在這篇文章中，就讓我們更深入了解認知工適學的各種工具與研究方式。
接續前文
由於一個人特定的神經或認知活動常常無法直接精準的測定，我們只能透過間接的方式來試著從結果中分離出可以代表該認知活動的訊息，而一旦測定的內容需要主觀意識的介入，比方說進行判斷，那就很容易產生偏差。就連反應速度這個看來比較基礎的項目測定上都有很多問題了，更不要說其他有包含更多意識與認知的功能了，比方說感情、記憶、學習、推理等等，而偏偏這一些才是實務上大家想要量化了解的內容。也因此認知工適學在實驗設計上必須要非常的小心，而在實驗分析與結果上的討論與解讀通常也都比較複雜。
心理實驗法與實驗設計
在大致了解了認知工適學的內容後，大家可能會好奇這麼多的數據是如何測定出來的，因此在我們開始舉研究方法之前，必須要先認識兩門做為一切認知工適學核心的項目 —實驗設計(Experimental Design) 與實驗法(Experimental Methodology)，這兩個項目在之前介紹的人體工適學的同樣是基礎之一，但在認知工適學領域尤其重要。
實驗設計(Experimental Design)
實驗設計(Experimental Design)並非是心理學專屬，任何從事科學和社會科學研究的人都必須要對其有著足夠的理解，也是所有想要從事以人為研究對象的研究者的必修內容，其主要的內容在如何正確地設計出一個實驗並選擇合理的分析方式以得到可信的結果。在心理與認知工適學領域，實驗設計討論如何在控制條件下對某種行為或心理現象進行研究，除了被動的觀察外，也探討如何合理且有效地透過某些主動的手段調整(manipulate)某些因子(Factor)來影響心智認知活動以便取得對應的反應結果。
在實驗設計中最重要的一點就是對於假設的建立，透過觀察和過去的研究資料來建立檢設，並回推建立整著可以驗證該假設的研究方式。在建立研究框架後，最重要的就是如何挑選正確的因子，定義相對應的操弄(treatments)，設計新的或沿用既有的實驗典範(experimental paradigms)，依照過去研究的紀錄與統計檢定力(statistical power)來決定要多少受試者(sample size)與刺激次數(trial)，並控制(control)所有可能的干擾變量(confounders，或叫共變因、干擾因子)來以讓實驗有效(Valid)，白話來說就是讓你得到的實驗結果可以反映出你想測量的東西而不被其他的因素所干擾，且可以確定你所觀察到的結果是真實的而非隨機出現的。
對於很多轉行，沒有研究背景的人來說，實驗設計可以說是第一個門檻。其不僅是一門學問，也是態度和習慣，也就是人們所說的用科學的方式理性思考問題，但只知道實驗設計是不夠的，還需要知道該如何進行自己規劃實驗，了解需要注意的細節，因此實驗設計還需要搭配上相對應的實驗/研究法。
實驗法/研究法(Experimental/Research Methodology)
心理或認知科學相關實驗法/研究法是認知工適學裡另一個重要的環節，前面提到任何牽扯到人類認知的歷程都很難直接進行測定，且僅透過觀察法很難得到理想的結果，所以很大一部分的研究都必須要仰賴實際上的操弄，也因此須要面對大量的干擾因子，因此研究者必須要對如何控制這些混淆變相有著高度的理解，而實驗法正是探討如何進行有效的實驗設計的學問。
舉個簡單的例子，我們想知道解兩條不同的數學問題要花上多少時間來解，如果我們的對象是某台特定的電腦，在確保電腦是乾淨的(clean install)的情況下我們只要分別把兩個問題給電腦運算就可以直接拿到可以比較的結果。但如果是某個特定的人就有點複雜了，說不定他以前看過其中一個問題，說不定他在解完第一個問題後就耗盡腦力，說不定他在解其中一個問題時有人經過導致分心，又說不定他看錯了某個數字。這些干擾因子無關乎這個人的能力但卻會對實驗結果造成很大的影響，所以必須要透過良好的控制來確保我們得到可信的結果。
實驗法根基於實驗設計上，針對特定研究領域的實驗設計相關知識，不同的研究主題會有相對應的實驗法，比方說心理實驗法、認知科學實驗法、人因工程實驗法等等。實驗法羅列了古今中外無數研究者針對該領域研究時可能會遭遇的混淆變相以及應對方式，提出合理的實驗操弄方式與分析方法，並列舉經典的研究案例與方法。雖然說很多在業界進行的研究都很難在之中找到完全對應的項目，但在熟悉實驗與研究法的狀況下往往能夠隨機應變導出可行的方案。
研究倫理
實驗設計和實驗法除了講述實驗技巧外，還包含了一個常常被人忽略的環節: 研究倫理(Research Ethics)。由於實驗法是透過操弄某些因子來觀察其效果，所以受試者勢必會受到那些因子所影響，如果操作不當可能會造成使用者短期或長期的影響。心理學史上有數個經典實驗，包含Little Albert Experiment, Milgram Obedience Experiment和Stanford Prison Experiment，這些實驗的結果至今仍然被各大教科書和影視出版品引用，但由於實驗過程中沒有盡到保護者的義務，很多實驗參與者在實驗後都出現了心理上的後遺症，而在醫學界更是嚴重，特別是二戰期間很多的祕密實驗造成了受試者的傷殘，隨著民主與人權的進步，世界各國開始對人體時進行規範，從1947年的紐倫堡守則(Nuremberg Code)，1964年的赫爾辛基宣言(Declaration of Helsinki)，1974年美國的National Research Act，到1978年的貝爾蒙特報告書(Belmont Report)，逐步訂立對了人類研究受試者的保護規範，隨後各大學與研究機構也成立了IRB (Institutional Review Board)或類似的組織以審查研究內容。現階段任何於學界機構進行的研究都必須先通過審查，而業界研究組織如果有意發表其研究結果於學術期刊也必須要預先通過審查(比方說微軟內部有Microsoft Research Ethics，坊間也有獨立的IRB公司/機構提供審查服務)以保護實驗者。其審查原則在於
- 尊重受試者: 受試者的參與需要出於自願並理解該研究的內容與可能造成之結果下同意
- 行善原則: 研究者應該盡一切所能保護受試者，減少風險的同時並盡可能地從研究中最大化的獲取對整體社會之利益
- 公平正義原則: 該研究所獲得的利益與可能的風險是否有被公平的分配
附帶一提，很多我們在UX業界常使用的實驗法，比方說去家訪，焦點團體，使用者測試等等如果有牽扯到個人隱私理應受IRB的審查，HF實驗法由於研究操弄使用較多所以也應要通過IRB。對業界來說，由於鮮少有發表的需求，所有大部分都沒有IRB相關要求，這種情況之下就需要仰賴研究員對於研究的理解和專業判斷了。
認知工適學的測量方法與限制
看完上面的一長串介紹，這邊就讓我們實際看一下認知工適學是如何測量我們心智歷程吧。認知工適學很大的一個研究目的在於量化人的感受，人對於光的敏感性、溫度、聲音的感受力，對於各種動作熱量的消耗，在各種情境中對生理與心理的影響等等，所以認知工適學非常重視系統性的的實驗與操弄。由於認知工適學的領域非常的廣，所以這邊僅較高層次的列舉幾個我有在使用且和一般UX與產品設計比較有關連的方法。
行為和反應(Behavior & Responses)
行為觀測是任何對人研究的基礎，認知工適學也不例外。行為的觀測可以分為觀察法與實驗法，觀察法由於研究者的介入少，所以可以觀察到最真實的反應，但卻難以對結果進行因果或關聯性推論，而實驗法則相反，因為有著良好的變項控制所以可以得到更有信度的資料。由於認知工適學期望可以找到因果性(Causality)，再不然也要有理解關聯性(Correlation)，因此多半使用實驗法，透過創造一個有良好混淆變相控制的情境並觀察在該情境下使用者的行為與反應。
舉例來說，如果我們想要測試一隻耳機主動降噪的效果，如果單純讓使用者帶回家使用，雖然比較符合真實使用狀況，但研究者無從得知使用者到底都在哪些環境使用，聽了哪些音樂，所以為了更好的量化感受，研究者可以讓使用者在一個安靜的聲音實驗室中，聽著選定好的音樂，並在背景撥放各種情境的噪音，去觀察使用者對於音量與降噪程度的調整，如此就可以更好的量化該降噪耳機的效果。在一些搜索與注意力相關的研究中，也可以透過觀察眼動(eye-movement)的軌跡與凝視點(fixation)來理解使用者有沒有注意到相關的刺激並做出反應。
