实验心理学心理实验的变量与设计

第二章心理实验的变量与设计内容框架一、心理实验的含义与基本形式二、心理实验中的变量及其控制自变量的种类与控制因变量的种类与控制无关变量及其控制三、实验设计实验设计及评价标准前实验设计与事后设计准实验设计真实验设计四、实验研究的效度第一节心理实验的含义与基本形式一、心理实验及其类型（一）什么是心理实验所谓心理实验是指在严密控制的条件下，有组织地逐次变化条件，对相伴随的心理现象的变化进行观察，记录和测定，从而确定条件与心理现象之间关系的方法。严密控制，实验条件，心理现象，因果关系（研究的三种水平：描述水平，相关水平，因果水平；实验与结构方程）（二）心理实验的一般模式（A）实验条件（B）心理过程（C）外部表现声、光、电学习材料图形各种作业、任务指示语时空等因素感知、注意记忆、表象思维情绪动机个性心理特征口头报告手、眼活动脸部表情心率等脑电,脑磁等行为效果＋（三）心理实验的特点1.实验研究具有主动性。相对观察法而言，主动性有为突出。(如乌鸦图式学习的观察研究)2.实验研究具有重复性和验证性。如费希纳定律因无法推翻其实验而无法推翻其理论;又如蜗牛条件反射习得的研究。3.实验研究具有精确性。如工作记忆容量的测量科学的特点：客观性、一致性、可证伪性、可预见性Woodworth在其《实验心理学》中对实验法的优点进行论述：1.实验者可以在他愿意时使事件产生，所以他可以充分地做精确观察的准备。2.为了验证，在同样条件下重复他的观察，他可以把所使用的条件描述出来，使别的实验者重复它们，对于他的结果做独立的检验。3.可以系统地变更条件，观察结果中的差异，研究与系统变更的条件相伴随的心理现象的变化。实验的科学属性权威儿童习惯于接受父母的观念。注意凝聚种族偏见者的某种社会定型，比如认为“唯有本族人才是优等人”先验Aristotle等人的地心说因此长期占于统治地位。非科学方法的特点实验的科学属性系统的经验观察研究者通过大量的现象观察、认真阅读文献、系统的科学实验研究之后，才谨慎的得出结论。（与上述三种非科学方法有何不同？）自我校正提供可据以判断信念正误、优劣的程序。科学事实可以公开、反复获得。（与上述三种非科学方法有何不同？）科学方法的特点实验心理学和科学方法经验观察与实验心理学（心理学的研究对象是人，那么怎样才能做到客观观察呢？）自我校正与实验心理学（实验心理学的结论能否以可证伪的形式提出？）拉坦的社会浪费研究大家仔细阅读一下这个研究，考虑如下几个问题1.这个研究的程序。2.社会浪费、责任扩散、社会促进各是什么意思？3.该研究是如何体现了“经验观察、自我校正”的？经验观察观察获得现象：“一个和尚挑水喝，两个和尚抬水喝,三个和尚没水喝”查阅文献：社会浪费，法国农业工程师林格曼（1913）拉绳实验，将被试分为一人组、二人组、三人组和八人组，然后要求每组被试都竭尽全力拉绳，其中每个被试拉绳的力量可以用灵敏的测力器来测量。结果随着集体人数的增加，个体所贡献的力量越来越少。实验研究：提出假设——安排实验以检验假设——收集实验数据并进行分析、整合的过程，其他环境中反复验证解释和预测：责任扩散理论支持：在新的情景下原先的理论仍然具有效力，这种结果将加强理论的说服力；工作动力衰退社会问题，社会浪费是一个因素。马里奥特（1949）发现，工厂中人数较多的大组工人的劳动生产率低于人数较少的小组理论局限性：发现了原先理论失去预测力的情景，这将有助于人们理解理论的局限性。威廉斯、哈金斯和拉坦（Williams，Harkins和Latané，1981）个体利益、集体利益（四）心理实验的类型根据心理实验的功能，可将心理实验分为两种类型：因素型实验和函数型实验因素型实验含义：即为了探明所要研究的行为产生的主要原因而进行的实验。是什么型的实验。类似的说法还有定性实验或探索性实验。程序：做这种实验时，首先要控制其他因素，突出其中一个因素，探察此因素与所研究心理现象有无关系。然后，再突出另一个因素，逐个探察，系统探明所影响的因素。举例：如反应时的影响因素：感觉通道（光180mm，声、触140mm）、刺激强度、被试准备时间、指导语、环境的安静与否；工作记忆广度的影响因素：年龄、智力水平、材料类型、难度、疲劳等。函数型实验含义：是指研究各种因素怎样影响行为的实验，即研究条件和行为之间的函数关系的实验。这是一种怎样型的实验，类似的说法还有定量实验和假说验证实验。特点：要把与此心理现象有关的因素一一加以控制，只变化其中一个因素，观测此心理现象有何变化，从而确定前项条件变化和后项变化之间的函数关系。随着实验设计技术与统计技术的发展，也可以同时探讨多个条件与某一心理现象之间的关系。举例：教学方法与学习成绩的函数关系。思考：心理实验设计的逻辑起点是什么？思考：有一男一女，如何判断二者的关系？心理实验设计的逻辑：看当所有的因素动起来的时候，是否有共同的移动模式！心理实验设计的逻辑起点：变量第二节心理实验中的变量及其控制根据在实验研究过程中所起作用的不同，心理实验的变量可分为：自变量、因变量和无关变量。一、自变量及控制（一）自变量及其种类1.自变量的定义自变量（IndependentVariable），又称独立变量或刺激变量，是指由实验者操纵控制并且能产生所要研究的心理现象的变量。（自变量的特性：变化性、控制性、诱发性）几个相关术语：因素、水平、实验处理、实验条件、试验心理学中的自变量常常是不连续的，因此，自变量也叫做因素。同一因素的不同标准（自变量的不同取值）称为水平，也叫实验处理。实验处理或处理的结合构成具体的实验条件，完成一个实验条件的操作，叫做一个试验(trial)。如启动效应的实验；2.自变量的种类（1）课题变量（实验作业、任务）：各种可以操纵质和量变化的刺激。（2）环境变量：各种环境因素充当的自变量。如学校、地区、班级等。（3）被试变量：又称机体变量，是指在外界条件一致的情况下，被试间不同程度的持续性特征。如年龄、性别、血型、不同文化程度、职业特点、健康状况、及其他方面的个体差异都可作为自变量。但通常为无关变量。（4）暂时的被试变量：指通过主试的言语、态度以及用某些方法使被试的特性、机能状态等方面产生一时的变化，由这种一时的变化作为自变量的被试因素，就叫暂时的被试变量。如疲劳、焦虑、恐惧、奖励、惩罚、饥饿等。——思考：以上分类以何标准区分？3.变量的其他分类方法（不仅限于自变量）莫雷分类法：（求学之道：知与悟）（心理学实证研究概论）（1）按变量的载体分，可分为主体变量和客体变量；主体变量：存在于研究对象本身的特征、属性。如性别,智力,职务,个性等。在研究中只能充当被试间变量。客体变量：可以影响研究对象的行为或心理的有关因素、属性。如各种刺激。在研究中既可充当被试间变量又可作为被试内变量（2）按变量的性质分，可分为存在变量和引发变量；存在变量：预先已经存在的，并非研究过程中引起的变量。如性别、智力、职务、学校类型、地区、社（会）经（济）条件等。——只能考察相关关系。引发变量：在研究过程中由研究者施加或引起的变量。物理刺激、社会刺激。——可以考察因果关系。综合上述两个维度可以得到四种变量：客体存在变量；主体存在变量；客体引发变量；主体引发变量补充：各变量之间的关系1、变量之间无关系（统计检验不显著）；2、变量之间存在关系，但不知道是什么关系，即相关关系；3、变量之间存在关系，并且是因果关系。凡是存在变量的研究都属于相关研究；凡是引发变量的研究都属于因果研究。变量类型与研究类型之间的关系（二）自变量的控制1．自变量操作定义的制定（1）操作定义的含义抽象定义：指对研究变量或指标本质的概括。用以揭示其内涵，并将其与其他概念区别开来。经验描述、归纳概括。普通心理学中概念多为抽象定义，如感觉、注意、能力、智力等。操作定义：指用可感知、度量的事物事件、现象和方法对变量或指标作出具体的界定、说明。作出操作定义的过程就是将变量或指标的抽象陈述转化为具体的操作陈述的过程。与研究范式或实验范式密不可分。思考：智力的操作定义如何下？智力“最经典”之操作定义：智力量表测出来的东西就是智力。是非焦点（2）操作定义的特征：操作定义的最大特征就是它的可观测性。另外还有如下特征：①在内容上，用具体的事物来说明变量或概念；②在方法上，用可直接感知、度量的方法进行定义；③在着重点上，着重于界定变量的外延和操作过程。（3）操作定义设计的原则与方法对称性原则：指操作定义必须与其抽象定义相对称,不能过宽或过窄。独特性原则：指操作定义必须使其具有区别于其他事物、现象的独特特征。设计操作定义常见的方法有:①方法与程序描述法,即通过特定的方法或操作程序给变量或指标下定义的一种方法。例1：饥饿状态对攻击性的影响“饥饿”可定义为剥夺进食24小时后个体存在的状态。“攻击性”摔打玩偶的次数。例2：不同焦虑水平对问题解决的影响“焦虑”可通过与个体切身利益有关的指导语诱发，也可用焦虑量表测量。例3：情绪状态对记忆容量的影响可通过看不同类型的录象片诱发不同的情绪，喜剧、悲剧、恐怖片等。又如工作积极性与工作效率，奖励与学习积极性（自发学习时间）②动态特征描述法,即通过描述客体或事物所具有的动态特征给变量下定义的一中方法。“聪明”可定义为解决问题的正确性、运算速度、记忆准确性等。③静态特征描述法,即通过描述客体或事物所具有的静态特征给变量下定义的一种方法。“聪明”也可定义为知识渊博、词汇丰富等。2.自变量范围的确定根据一定的依据，把自变量的变化限定在实验研究所需的范围内。对于定量变量而言，更显重要。如刺激间时间间隔设置、记忆容量测试。如在暗适应过程研究中，视锥细胞与视杆细胞的适应时间不同，针对两者的自变量——时间，也应有所不同。前者：5分钟：0-10；后者：半小时左右：0-40分钟。3.检查点及其间距的确定原则：（1）至少确定三个检查点；（2）检查点间距至少要大于差别阈限。上例中，视锥细胞的研究，间距可设1分钟，则有10个检查点；视杆细胞间距可设5分钟，则有8个检查点。4.自变量呈现仪器的控制（1）实验仪器应准确、精密、不失真；（2）仪器性能要稳定（稳压装置）；（3）仪器的显示范围要满足自变量的变化的要求；（4）仪器不应干扰、阻碍或改变要研究的行为，且要求操作方便，反应灵敏；（5）最好一个实验的不同被试使用同一台仪器。二、因变量及控制（一）因变量及其种类1.因变量的定义因变量（DependentVariable），又称依变量或反应变量，是指由自变的变化而引起的行为上的变化，是研究者力图测量、记录的行为指标。2.因变量必备的性质（1）有效性：是指所选择的因变量应具有一定的效度。即因变量能否真正反映所研究的心理现象。注意：测量效度与实验效度的差别。（2）可靠性：是指所选择的因变量应具有一定的信度。信度：是指在所有的条件都不变的情况下，重复测量的结果的相似程度。（3）灵敏度：是指因变量是否能精确地度量出反应变量的变化。天花板效应（ceilingeffect）;地板效应（flooreffect）（4）数量化：反应变量的指标应该是能数量化的。这是进行统计分析的前提。思考1.怎样证明五个月的婴儿能否区别成人发出的声音？2.怎样判断婴儿是否有“爱美之心”。3.测谎技术可以采用哪些指标？3.因变量的种类心理实验中的因变量可从以下几个方面来选取：（1）反应速度：可用反应时或单位时间内完成某项作业的数量做指标。（2）反应的正确性：可用完成作业的正确率或错误率做指标。（3）反应的难度：可用被试所能通过的难度等级做指标。（4）反应的次数或几率：是指在单位时间内被试能做出某种反应的次数，或在不同条件下产生某种反应的人数。如在心理物理学实验中，用反应几率规定阈限。（5）反应的强度：如情绪实验中的出汗量，皮肤电反射电阻变化的大小；如情绪刺激与按键强度。（6）口语记录：被试在实验时对自己心理活动进程所作叙述的记录，或在实验后，对主试提出问题所做回答的记录。（7）眼动模式（8）脑激活区的位置、强度与