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佩里学前项目的分组缺陷与长期结果

题图:优先使用与佩里学前项目相关、有许可的原图(如伊普西兰蒂佩里小学校舍或 HighScope 早期课堂。

AI 生成示意图:1960 年代美国学前教室中,幼儿围桌活动、教师在旁陪伴。画面只示意佩里项目的课堂形式,不是项目的真实照片。

1962 至 1967 年,戴维·韦卡特(David Weikart)团队在密歇根州伊普西兰蒂开展佩里学前教育项目,把 123 名低收入非裔儿童分为干预组和对照组,并随访到 40 岁。它常被引用为早期教育投资的证据,但分组并未完全按随机方案执行;2010 年 Heckman 等人针对随机化偏离、小样本和多重检验重新分析了这批数据。

123 名儿童的入选与分组

据 HighScope 基金会对 40 岁随访报告的摘要,项目在 1962–1967 年间运行,共纳入 123 名被评估为学业失败高风险的低收入非裔儿童,其中 58 人进入干预组,65 人进入对照组。Heckman 等(2010)依据项目早期专著整理了入选条件:儿童为非裔;入组时斯坦福–比奈智力测验 IQ 在 70–85 之间;家庭社会经济状况(SES)指数偏低,原定门槛为 11 分及以下,该指数由父母受教育年限、就业技能等级和人均住房间数加权得到。儿童分五批入组,候选家庭来自佩里小学学生家庭调查、邻里转介和上门走访。

按 Heckman 等转述的 Weikart、Bond 与 McNeil(1978)的说明,每一批儿童的分组分五步完成:

  1. 已入组家庭的弟妹直接沿用哥哥姐姐的组别,以免同一家庭内的干预效果互相渗透。
  2. 其余儿童按入组 IQ 排序,奇数位和偶数位分进两个未标记的组;同分时掷硬币决定。
  3. 在两组之间调换部分儿童,以平衡性别和平均 SES,同时让 IQ“大致保持不变”。
  4. 掷一次硬币,决定哪一组是干预组、哪一组是对照组。
  5. 把干预组中部分母亲在职的儿童,与对照组中母亲不在职的儿童对调;共有 5 名在职母亲的孩子由干预组改到对照组。

五步里真正由随机装置决定的只有第 4 步,而且每批只掷一次硬币给整组贴标签;第 3 步和第 5 步都是在知道儿童背景之后做的人工调换。第 5 步的理由是项目只有半日制课程和家访,没有交通和全日托经费,在职母亲难以配合。问题在于,Weikart 等(1978)也记录了在职母亲的孩子入组时测验分数更高,这类孩子被集中换到对照组,会让两组在基线上不再可比;若不加调整,学业类结果的干预效应可能被低估。此外,有 7 名儿童的 SES 指数超过了门槛,其中 6 人在干预组。Heckman 等的图表显示,调换之后两组的 IQ 和 SES 分布仍有一定不平衡。

干预内容与 40 岁随访结果

干预从 3 岁开始,持续两个学年(每年 10 月到次年 5 月):工作日每天 2.5 小时的课堂,加上教师每周一次家访。教师都有学士学位和教师资格,4 名教师负责 20–25 名儿童。课堂采用在项目中逐步形成的 HighScope 模式,由儿童自己计划、执行和回顾活动,教师组织小组与集体活动。例外是第一批:13 名干预组儿童从 4 岁才开始,只上了一年。对照组不参加这项学前课程。

随访从 3 岁到 11 岁每年一次,之后在 14、15、19、27 和 40 岁各做一次。HighScope 报告全部测量的缺失率为 6%;Heckman 等统计,到 40 岁仍有超过 91% 的原始对象接受了访谈,流失者中约三分之二已去世。40 岁随访报告(Schweinhart 等,2005)中常被引用的几项结果如下:

结果 干预组 对照组
从正规高中毕业 65% 45%
其中女性从正规高中毕业 84% 32%
40 岁时就业 76% 62%
40 岁年收入中位数 20,800 美元 15,300 美元
到 40 岁被捕 5 次及以上 36% 55%

该报告还做了成本收益分析:按 2000 年不变美元、3% 贴现率,每名参与者的项目投入为 15,166 美元,社会回报为 244,812 美元,即每投入 1 美元回报 16.14 美元;公众所得回报中 88% 来自犯罪减少,且 93% 来自男性参与者。项目团队调整了 7 个背景协变量,并用每户只保留一名兄弟姐妹、加入批次变量等方式检查分组偏离的影响,报告称主要结论不变。不过按 Heckman 等的评述,这些分析使用的是大样本检验,没有处理随机方案的偏离,也没有对大量结果指标做多重检验校正。

Heckman 等 2010 年的重新分析

Heckman、Moon、Pinto、Savelyev 和 Yavitz 2010 年发表在《Quantitative Economics》上的论文,把佩里数据面临的统计问题归为三类:随机方案在执行中出现偏离;样本太小,难以依赖大样本近似;结果指标很多,只报告显著项会人为压低 p 值。他们指出,此前的分析都把数据当作随机方案已照计划执行来处理。

对前两个问题,作者使用条件置换检验:分组所依据的背景变量有记录,就只在背景相同的儿童之间交换“干预/对照”标签,以此构造零假设下的分布。样本太小,无法按全部变量细分,他们便对入组 IQ、SES 指数、母亲就业和父亲是否在家做线性调整(Freedman–Lane 程序),只按 SES 是否高于中位数分层。对多重检验,他们把结果按类型和年龄分块(如 27 岁就业、40 岁犯罪),用 Romano–Wolf 逐步下降法控制族错误率,也就是一组检验中至少错误拒绝一个真零假设的概率。

结论是男女两性都有统计显著、经济上也重要的效应,但模式随年龄不同:女性在教育(高中 GPA、毕业、最高学历)和 19、27 岁就业上效应更强;男性在被捕次数、40 岁入狱、27 岁收入和 40 岁就业上效应更强,教育结果除“到 19 岁被认定为智力障碍”外基本不显著。作者还发现,校正分组偏离和协变量不平衡后,男性的证据比未校正时更强。同一团队在《Journal of Public Economics》上的收益率研究估计,年社会收益率大多在 7%–10% 之间,多数估计明显低于此前文献,但对男女都显著不为零。

换一种校正方式,结论也会变化。Anderson(2008)在《美国统计学会会刊》上同样对佩里等三项早期干预实验做了多重检验校正,结论是女孩获得了显著的短期和长期收益,男孩没有显著的长期收益。Heckman 等认为差异来自两点:Anderson 按简单随机处理数据,没有调整分组偏离和协变量不平衡;他把犯罪、就业、教育等不同结果合成指数,而 Heckman 等按同类结果分块检验。

样本规模与外推边界

123 人分到两组后再按性别拆分,女性只有 51 人、男性 72 人,许多指标还因缺失而更少。单个结果的估计因此不稳定,结论对分析选择较敏感,Heckman 与 Anderson 的分歧就是一例。项目也只在一个城镇的一所小学学区实施,五批儿童各只掷过一次硬币。

外推的边界更明显。参与者是入组 IQ 在 70–85 之间、家境明显更差的非裔儿童。Heckman 等用 1979 年全国青年纵向调查(NLSY79)模拟套用入选条件,估计 1957–1964 年出生的非裔人口中约 16% 符合条件:样本可以代表这个处境不利的群体,却不能直接代表一般儿童或普及型学前教育。他们还指出,参与者成年时恰逢密歇根汽车制造业由盛转衰,不要求高中文凭的制造业岗位先多后少,这可能解释男性效应随年龄变化的模式,也削弱了外部效度。HighScope 自己也把可推广范围限定在“合理相似”的项目:教师有学士学位和资格、每名教师最多带 8 名儿童、开设两个学年、每天至少 2.5 小时、教师至少每两周家访一次或定期举办家长活动;至于只上一年的项目,证据仅来自第一批的 13 名儿童。

参考文献

  1. Schweinhart, L. J. The High/Scope Perry Preschool Study Through Age 40: Summary, Conclusions, and Frequently Asked Questions. High/Scope Educational Research Foundation(摘要未注明日期,概述 2005 年专著 Lifetime Effects). PDF

  2. Heckman, J. J., Moon, S. H., Pinto, R., Savelyev, P. A., & Yavitz, A. (2010). Analyzing social experiments as implemented: A reexamination of the evidence from the HighScope Perry Preschool Program. Quantitative Economics, 1(1), 1–46. doi:10.3982/QE8

  3. Heckman, J. J., Moon, S. H., Pinto, R., Savelyev, P. A., & Yavitz, A. (2010). The rate of return to the HighScope Perry Preschool Program. Journal of Public Economics, 94(1–2), 114–128. doi:10.1016/j.jpubeco.2009.11.001

  4. Anderson, M. L. (2008). Multiple inference and gender differences in the effects of early intervention: A reevaluation of the Abecedarian, Perry Preschool, and Early Training Projects. Journal of the American Statistical Association, 103(484), 1481–1495. doi:10.1198/016214508000000841

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