实验心理学3.4

第四节常用的实验设计模式2020/2/92第四节常用的实验设计模式1.什么是完全随机化设计？采用此方法时为什么必须先界定总体？2.什么是前测后测设计？对其结果的分析处理应注意哪些问题？它有哪些优缺点？3.什么是实验组控制组后测设计？4.什么是所罗门设计？它有哪些优缺点？5.什么是随机化区组设计？2020/2/93第四节常用的实验设计模式完全随机化设计的理论基础也称为简单随机化设计，是指用随机化方法将被试随机分配，去接受实验各组应接受的处理。在一次实验中，给两个或两个以上的随机组以不同的处理，如果得到的平均数在统计上出现差异，就可以判定，差异的产生是实验处理的结果。对于从某一个界定的总体中所抽取出的样本的测量，是可以用来解释总体的。2020/2/94第四节常用的实验设计模式因此，采用完全随机化设计首先必须明确总体的范围。如果在实验中不明确界定总体，就不能用实验中得到的资料去解释总体。当然不能超越界定的总体范围去推论我们所得到的结果。随机化最常用的方法是随机取样法。如果总体中的个体差异很大，且分布不均匀，最好用分层取样法，也叫分类取样法。具体的实验设计方案如下2020/2/95第四节常用的实验设计模式一、实验组、控制组前测后测设计一）基本模式：RO1X1O2RO3O4首先把被试分为同质的两组，测量得实验前两组因变量（O1、O3），实验组接受实验处理，最后对两组进行后测，得到两组因变量的观测值（O2、O4）。2020/2/96第四节常用的实验设计模式二）实验结果的统计分析首先要看O1、O3并进行比较（两种情况）如果两者基本相同，则要对两组后测的平均分O2、O4进行独立样本的差异显著性检验，如果差异显著，便有足够的理由说这种差异是实验处理的结果；如果O1、O3有差别，而要对两组后测的增值平均数进行比较，即将O2-O1、O4-O3，求出两组的变化分数，再进行统计检验。2020/2/97第四节常用的实验设计模式当O1、O3有差别时，还可以使用协方差分析法，这种方法被研究者认为是很好的方法。此方法是将前测分数作为协变量，对实施实验处理前的组间差异进行控制和调整，以便使两组的后测成绩能够比较而不受前测成绩的影响。（这就是前面讲过的控制额外变量方法中的统计控制）2020/2/98第四节常用的实验设计模式三）这种设计的优点：1.由于利用了随机分配的方法分出两个等组，就可以控制选择、被试亡失以及选择与成熟交互作用等因素对实验结果的干扰。2.由于安排了实验组、对照组，在前测到后测的时间里，如果发生什么情况，那么其对两组的影响应该是相同的。因而可以控制历史、成熟、测验、仪器使用等额外变量对实验结果的干扰。3.由于两组都进行了前测、后测，可以对两组的差异分数（即增值O2-O1、O4-O3）做比较。2020/2/99第四节常用的实验设计模式四）这种设计的缺点：由于两组都参加前测，就有可能产生测验的反作用效果，因而用该设计所得到的实验结果是不能推论到本研究以外的没有做过前测的群体中的。五）应用举例假定研究者“探讨某种浓度的咖啡是否能提高大学生的识记效率”，从大学生中选一部分，随机分为两个组，先进行记忆测验，然后实验组喝一定浓度的咖啡，控制组喝一种咖啡色的普通饮料（安慰剂），在处理后，两组均再接受记忆测验。2020/2/910第四节常用的实验设计模式二、实验组、控制组后测设计一）基本模式：RXO1RO2二）优缺点：此设计与前一设计基本相同，只是免去了前测。几乎具有前一设计的所有优点，同时该设计免去了对两组的前测，既可以节省人力物力，又利用消除测验反作用效果的影响。因此，如果研究者不易找到前测的工具或前测可能会产生反作用效果时，就应当利用此研究设计。2020/2/911第四节常用的实验设计模式缺点：第一，如果随机化过程不够充分，那么很可能在实验开始时各组被试不是同质的。如没有满足假设：当样本足够大（每组至少30个）时，被随机选取的被试并且被随机分配到各组，他们是同质的。第二，不能参考前测成绩将被试分配到不同的实验组和控制组。2020/2/912第四节常用的实验设计模式三）举例有人想探讨“提供丰富的文化刺激是否能够提高弱智儿童的智力”，选一部分弱智儿童随机分为两组，一个组的生活环境不变，为控制组，另一组提供丰富的文化刺激（如玩具、游戏、讲故事、电视、电影等），三年后再测量两组的智力。统计处理时多用独立样本的检验法2020/2/913第四节常用的实验设计模式四）此设计的变型：如果一个自变量有三个或三个以上的处理水平，上述设计的结构模式可以变为：RX1O1RX2O2RX3O3这种设计也称随机多组后测设计。它与实验组控制组后测设计的不同之处仅在于被试的组数与自变量的水平个数。2020/2/914第四节常用的实验设计模式很明显，随机多组后测设计具有实验组控制组后测设计的所有优点，而且可以得到多组因变量数据，导致作出错误结论的情况比较少。如，用灯光做反应时的比较研究，就要随机分为三组，一组被试喝酒，一组喝安慰剂，一组什么也不喝即控制组，比较三组的反应时。2020/2/915第四节常用的实验设计模式三、所罗门四组设计一）基本模式：RO1XO2RO3O4RXO5RO6也称为重迭实验设计，是具有两个实验组、控制组的设计。2020/2/916第四节常用的实验设计模式所罗门四组设计的特点是将“有无前测验”这一变量纳入实验设计之中，将此变量所造成的变异数部分从总变异数中排除出去，以检验实验处理所产生的影响是否显著。二）优、缺点1.优点：实际上，这种设计是把一、二加以合并的结果。因此，它除了具有前两个设计的优点外，还有：2020/2/917第四节常用的实验设计模式（1）此设计实际上做了四个实验，可以比较O2＞O1，O2＞O4，O5＞O6以及O5＞O3，这样就一再检验了实验处理的效果，使实验结果更有把握。（2）除了可以检验前测组与无前测组的差异是否显著以及实验处理组与无实验处理组的差异是否显著外，还可以检验测验与实验处理的交互作用的差异是否显著。进行这些检验，可以用独立样本2×2方差分析来分析各组的后测成绩。2020/2/918第四节常用的实验设计模式模式：O4O2O6O5实验处理无XX前测无前测测验纵列的平均数可以估计实验处理的主要效果（主效应），横行的平均数可以估计前测的主要效果，各小格子里的平均数（O4、O2、O6、O5）可以估计测验与实验处理的交互作用效果。2020/2/919第四节常用的实验设计模式（3）所罗门四组设计在内在效度和外在效度方面都无缺点，是研究心理行为的一种理想的实验设计。2.缺点：这种设计要用四组同质的被试，这往往很难找到。所以一般的探索性研究均不采用这种设计，只在对实验设计作决定性检验时才选用。2020/2/920第四节常用的实验设计模式四.随机化区组设计（匹配）首先把被试按某种特质分到不同的区组内，使各区组内的被试比区组间的被试更接近同质。将被试分好区组后，再将各区组内的被试随机分到各不同的实验处理或实验组、控制组内。因此称为随机化区组设计。2020/2/921第四节常用的实验设计模式由于事先对被试配对，因此，控制组、实验组的被试更接近完全相等。在保证被试同质上，比完全随机化分组设计更有把握。其次是所用的统计方法不同，它是用相关样本的方差分析或t检验的方法。随机化区组的目的在于使区组内的被试差异尽量缩小，区组间的差异尽量扩大。2020/2/922第四节常用的实验设计模式本节思考题1.什么是完全随机化设计？采用此方法时为什么必须先界定总体？2.什么是前测后测设计？对其结果的分析处理应注意哪些问题？它有哪些优缺点？3.什么是实验组控制组后测设计？4.什么是所罗门设计？它有哪些优缺点？5.什么是随机化区组设计？