第二章-心理学实验设计

实验心理学讲义第二章实验设计1第二章心理实验的设计第一节实验研究的设计一、实验设计进行科学实验前做的具体计划，主要用来控制实验条件和安排实验程序，实验设计的目的在于尽可能减少额外变量，从而增加实验产生有效而一致的结果的可能性。实验心理学讲义第二章实验设计2二、实验设计的基本问题–采用多少自变量和因变量？–各自变量采用多少处理水平？–如何将被试分配到各自变量的水平中？实验心理学讲义第二章实验设计3三、心理实验中的各种变量变量（variable）：以某种方式变化或改变的对象（object）、特性（quality）或事件（event）。这些因素有些是外显的，有些则是隐含的，需要借助一定的理论及统计分析方法。实验心理学讲义第二章实验设计4种类：–相关变量•指变量之间存在相关关系的变量，但无法确定谁是因，谁是果。–因果变量•指相互存在因果关系的变量，前是因，后是果。实验心理学讲义第二章实验设计5–主体变量•指研究对象主体身上的变量–性别、性格、情绪、态度等–客观变量•指研究对象主体以外的各种变量–文化特征、他人行为等实验心理学讲义第二章实验设计6–直接测量变量•可直接测量的变量–年龄、身高、体重、学业成绩等–间接测量变量•无法直接测量的变量–态度、成就动机、价值观等实验心理学讲义第二章实验设计7–操作性变量•实验者可以主动操作的变量–刺激呈现时间、奖赏次数等–非操作性变量•实验者无法主动操作的变量–性别、民族、父母职业等实验心理学讲义第二章实验设计8四、变量的类型自变量、因变量和控制变量。1.自变量（independentvariableI.V.）１）定义即刺激变量，它是由主试选择、控制的变量，它决定着行为或心理的变化。–在性质、数量上可以变化、操作或测量的条件、现象或特征。–两种或两种以上取值的事件或行为，即含有两个或两个以上水平•性别为变量时，有男和女两个水平•智商作变量时，可分为高、中、低三个水平实验心理学讲义第二章实验设计92）自变量的种类A.刺激特点自变量(作业变量)作业指实验中被试的任务，如果把实验任务的任何特性作为自变量来操纵，则这种自变量就是一种作业变量。例如:学习50个单词,词频对再认的影响。B.环境特点自变量例：背景音乐对保持的影响。实验心理学讲义第二章实验设计10C.被试特点自变量可能影响对某种刺激的反应的被试特性因素。如年龄、性别、血型、不同文化程度、职业特点、健康状况、疲劳、焦虑、恐惧、奖励、惩罚、饥饿等。D.暂时造成的被试差别实验分组。实验心理学讲义第二章实验设计113）自变量的数量实验中一般同时选择２－４个自变量进行操纵。优点：A、比做多个单变量独立实验，效率更高；B、从几个自变量概括出来的资料更有价值；C、实验更好控制；D、可以研究交互作用。实验心理学讲义第二章实验设计124）自变量的控制A、给自变量规定操作定义；–疲劳可以定义为从事某种体力劳动的时间量。B、规定自变量的不同水平；–自变量的水平指自变量的一个取值。–疲劳的水平可以是1h、2h、3h等。实验心理学讲义第二章实验设计132、因变量（dependentvariableD.V.）１）定义：被试的反应变量，它是自变量造成的结果，是主试观察或测量的行为变量。1.反应的正确性；2.反应的难度；3.反应的次数或几率；4.反应的强度；5.口语报告内容；6.反应速度。实验心理学讲义第二章实验设计142）因变量的特征一个好的因变量的标准是：稳定性。（1）可靠性即信度被试在相同的实验条件下，应得到相近的结果。影响实验信度的因素:观察量。观察量越大就越有理由相信样本统计值接近总体参数值，也就是样本更能代表其所在的总体。对结果的统计检验。实验心理学讲义第二章实验设计15实验信度的验证:直接验证：在尽可能保持原实验方法的情况下在实际中重复实验。系统验证：实验者试图变化那些先前与实验结果不相关的因素，即在实验中引入原来未加控制的变量。概念验证：进行概念验证时，研究者试图验正一个现象，但在某种程度上又与原先的实验有很大的不同。实验心理学讲义第二章实验设计16（2）有效性即效度因变量的变化确实是由自变量造成的，则认为因变量是有效的。内部效度指实验中自变量和因变量之间因果关系的明确程度。外部效度指实验结果能够普遍推论到样本的总体和其他同类现象中去的程度，即实验结果的普遍代表性和适用性。实验心理学讲义第二章实验设计17Jenkins评价外部效度的维度：（1）用其他的被试人群也能得到同样的结果吗？（2）用其他的实验材料也能得到同样的结果吗？（3）用其他不同类型的测验会出现同样的结果吗？（4）用不同实验处理和不同的自变量操作方式也能得到同样的结果吗？影响外部效度的因素：（1）实验环境的人为性。（2）被试样本缺乏代表性。（3）测量工具的局限性。实验心理学讲义第二章实验设计18（3）敏感性自变量的变化可以引起因变量的变化，因变量就是敏感，相反因变量则是不敏感的。因变量不敏感有两种类型：高限效应（ceilingeffect）和低限效应（flooreffect）。实验心理学讲义第二章实验设计19高限效应（天花板效应）被试反应超过了所能测量的最大值。实验任务太简单，被试在各种不同水平的自变量下都获得了很好的结果，且无差异。低限效应（地板效应）被试反应低于所能测量的最小值。实验任务过于困难，不同水平自变量下被试的结果都很差，且无差异。实验心理学讲义第二章实验设计203、额外变量及其控制有关变量（relevantvariable）：对因变量足以产生影响的实验条件；无关变量（irrelevantvariable）：对因变量不产生影响的实验条件；额外的有关变量（extraneousrelevantvariable）：简称为额外变量（extraneousvariable），在有关变量中，主试拟研究的变量叫做自变量，主试不拟研究的那些变量叫做额外变量。实验心理学讲义第二章实验设计21１）定义：额外变量:自变量以外的对因变量造成潜在影响的变量。例如：以某种方法记忆英语单词，操纵的是方法和时间。但是在一天中的不同时间、气温、饥饿、疲劳等因素对记忆也存在影响，因此就需要进行控制。实验心理学讲义第二章实验设计222）变量混淆的原因：A.顺序效应：由于实验按照某种固定顺序进行，而对实验结果产生了影响。产生前提：被试接受两次以上实验处理。表明：活的有机体受经验的影响，对外界施加的作用的反应会产生或轻或重或短或长效应。实验心理学讲义第二章实验设计23B.安慰剂效应：被试效应,被试的认知作用对实验结果的影响。被试效应说明，以人为对象的实验研究中，实验反应并不一定就是操纵因子产生的结果。C.实验者效应：期望效应，指主试情感的某种偏向而对实验结果产生了干扰。实际是主试情感自觉与不自觉地投射到被试，被试知觉后产生行为定向反应。实验心理学讲义第二章实验设计24•皮格马利翁效应–皮格马利翁是希腊神话中的塞浦路斯国王，善雕刻。他用神奇的技艺雕刻了一座美丽的石雕少女像。他把全部的精力、热情和爱恋都赋予了这座雕像，并向神乞求让她成为自己的妻子。爱神被他打动，赐予雕像生命，并让他们结为夫妻。实验心理学讲义第二章实验设计25罗森塔尔效应–实验过程：事先给学生进行一次IQ测验。随机选择一部分学生，贴上“高智力”标签，并把名单给了任课老师。八个月后，贴上“高智力”标签的学生成绩比其他学生更优秀。–结果解释：老师对“特殊”同学，给予了更多关注和反馈，给他们创造更好的学习条件。实验心理学讲义第二章实验设计26D.要求特征–在实验中被试自发地对主试的目的产生某种假设，然后以满足该假设的方式做出反应。–“好被试”现象•指被试在实验中根据自己对实验目的的假设努力使自己的行为符合实验者的要求，成为一个好被试。–霍桑效应•由于受到额外的关注而引起绩效或努力上升的现象。实验心理学讲义第二章实验设计27举例QMCoca-colaPepsi-cola1.Pepsi-cola实验心理学讲义第二章实验设计28QMCoca-colaCoca-cola2.Coca-cola实验心理学讲义第二章实验设计29３）对额外变量的控制A.匹配法•使实验组和控制组中被试的属性相等。•缺点：难以同时控制多个因素。B.消除法–指将影响实验结果的无关环境变量消除掉。–弱点:有些额外变量难以消除。C.恒定法尽可能将各种实验处理保持在相同水平上,同样的光线、温度,同样的测试时间、地点和指导语等。–弱点•难以推广•恒定额外变量与自变量可能有交互作用。实验心理学讲义第二章实验设计30D.平衡法–指将额外变量的影响平均分配给所有组以达到组间平衡。–实施办法•设立实验组和控制组实验组实验处理额外变量1额外变量2...额外变量n反应控制组额外变量1额外变量2···额外变量n反应实验心理学讲义第二章实验设计31E.随机化法•指通过抽取样本和分组的随机化来平衡被试间个体差异因素。•抽取原则–总体中每个成员被抽中的概率相等。–实施方法•随机取样•随机分组–优点•控制机体变量实验心理学讲义第二章实验设计32F.统计控制法•指采用统计技术控制额外变量–采用协方差分析或偏相关等技术–实施办法•删除极端数据法•协方差统计法实验心理学讲义第二章实验设计334、多变量实验设计（1）多自变量实验设计在一个实验中包含两个或两个以上自变量的实验设计。优点：–做一项多自变量的实验比分别做多个实验效率高；–做一项实验研究比分别做多项实验研究易于保持控制变量恒定；–也是最重要的，在几个变量同时并存的情况下所概括的实验结果比从几个单独实验所概括的结果更有价值，更接近实际生活。实验心理学讲义第二章实验设计34交互作用指自变量之间的相互关系，当一个自变量产生的效果在第二个自变量的每一个水平上不一样时，交互作用就发生了。A1A2B1B2A1A2B1B2实验心理学讲义第二章实验设计35交互作用举例•沃林顿和韦斯克兰茨（1970）•自变量–记忆缺陷与否：遗忘症患者和控制组被试（患有神经系统疾病的患者）–记忆测验类型：外显记忆测验（自由回忆）和内隐记忆测验（模糊字辨认）–结果：控制组被试在外显的自由回忆测验中，其作业成绩优于遗忘症患者的；而在词汇辨认测试时则两者是一样的。实验心理学讲义第二章实验设计36（2）多因变量设计在一个实验中包含两个或两个以上因变量。实验心理学讲义第二章实验设计37第二节实验设计的类型及方案一、被试间设计二、被试内设计三、混合设计四、单被试实验设计五、单组后测设计六、单组前测后测设计七、不等两组前测-后测设计八、时间序列设计真实验设计准实验设计实验心理学讲义第二章实验设计38一、真实验设计（一）被试间设计(between-subjectsdesign)1.定义：也称独立组设计、无关样本设计、独立测量设计。每个被试只接受实验处理的一种水平。将实验设计分为实验组和控制组比较设计,是心理实验最基本的实验设计类型。也就是把数目相同的被试分配到自变量的不同水平或不同的自变量上。实验心理学讲义第二章实验设计392.被试间设计类型–根据自变量的数目不同分为•单自变量被试间设计–只有一个自变量，可以有两个或多个水平；–被试随机分配；–每个被试只接受一种水平的实验处理。•多自变量被试间设计–也称多因素被试间设计，简称因素设计；–有两个或两个以上的自变量，且每个自变量有两个或两个以上的水平；–被试随机分配，每个被试接受一个实验处理的结合。实验心理学讲义第二章实验设计40–根据对无关变量的控制程度分为•随机组设计–用随机分配的方法将被试分组，使各组无关变量保持相等。•配对组设计–先将影响实验结果的某些因素水平的被试配对，然后再随机分配被试接受不同的实验处理。实验心理学讲义第二章实验设计41例如：①组15人测对光的反应时；②组15人测对声的反应时。比较两组平均RT进行t检验，有无显著性差异。实验心理学讲义第二章实验设计42LoftusandBurns(1982)实验目的：考察暴力场面对人的记忆的影响。被试：226名UniversityofWashington的自愿参加者；随机分配到以下两组。组一：看带有暴力场面的电影组二：看非