实验心理学讲义(实验研究的基本问题)

物力获得最多和最有效的实验数据以达到实验的最佳状态。

如果实验设计不当、对非实验条件控制不严、实验方法和程序安排不 合理，即使实验的规模较大、实验次数较多，所得到的实验数据也仍有 可能无法对最初提出的问题给予合理的回答，达不到原来的实验目的。
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第二节 实验研究的设计

从实验变量角度，实验设计涉及三个基本问题：
2．要求特征
在实验中，被试自发地对实验者的实验目的产生一个假 设或猜想，然后再以一种自以为能满足这一假想的实验目的 的方式进行反应。这种现象称为要求特征（demand characteristics）。
要求特征是一个潜在的、强有力的、也是社会科学所独有 的偏差来源，与被试及他们对实验的设想有关。 要求特征的典型例子是霍桑效应（Hawthorne effect）和安慰剂 效应（placebo effect）。
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三、因变量（dependent variable）
在实验中，由操纵自变量而引起的被试的某种特定反 应称为因变量。
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（一）因变量的分类
一般来说，对于因变量的测量有客观指标也有主观指标。 客观指标主要有： 1. 反应速度 例如，简单反应时、或潜伏期，走完一个迷津所需要的时间， 在一定时间内完成某项作业的数量等。 2. 反应速度的差异 在现代认知心理学实验中，经常以反应速度的差异作为考察 被试各种高级认知机能的指标。
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二、自变量
在实验中实验者所操纵的、对被试的反应产生影响 的变量就是自变量（independent variable）。
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（一）自变量的分类
1．作业变量 （task variable） 作业就是指实验中被试的任务，或者实验中所呈现的、和被试任务 有关的某种刺激。 2．环境变量 （environmental variable）
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理清变量类型及其定义
实验中的变量可分为两类，一类是实验条件，另一类是在 这些实验条件下产生的结果（即：因变量）。 在实验条件中，一类是对因变量不产生影响的实验条件， 称为无关变量（irrelevant variable）；另一类是对因变量产生 影响的实验条件，称为相关变量（relevant variable）。相关 变量中实验者用以研究的变量就是自变量，而实验者不 用与研究的相关变量称为额外相关变量（extraneous relevant variable）或简称为额外变量（extraneous variable），也称为控 制变量（controlled variable）。
指在一个实验中包含两个或两个以上自变量的实验设计。
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（一）多自变量实验

当自变量数量超过一个的时候，实验中就出现了新 的现象：交互作用。所谓交互作用，即自变量之间 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水 平上不一样时，交互作用就会出现。

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（一）多自变量实验

多自变量实验的优点：
实验水平 被试
A S1—S5
B S6—S10
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（一）被试间设计
在被试间设计中，实验者必须尽量减少两个或多个 组别中的被试差异，以保证两组被试在实验开始时各方
面都相等，这就是被试间设计的等组问题。
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（一）被试间设计

被试间设计采用两类分组技术来解决等组问题：匹配和 随机化。
1．匹配设计（同质）
用恒定法控制额外变量也有缺点： （1）实验结果不能推广到额外变量的其他水平上去。 （ 2 ）操纵的自变量和保持恒定的额外变量可能产生交互作 用。
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（二）额外变量的控制
3. 匹配法
匹配法（matching method）是使实验组和控制组中的被
试属性相等的一种方法。
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（二）额外变量的控制
4. 随机化和平衡法
（1）实验采用多少自变量和因变量？ （2）各自变量内又采用多少处理水平？ （3）如何将被试分配到各自变量的各处理水平中？
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一、多变量设计
是在一个实验中包含有两个或两个以上的自变量或
因变量的实验设计，主要包括多自变量和多因变量两种情 况。
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（一）多自变量实验
多自变量（multiple independent variable）实验是
随机化法（randomization）是把被试随机地分派
到各处理组中去的技术。从理论上讲，随机法是控 制额外变量的最佳方法。

常见的抵消平衡法有ABBA法和拉丁方设计法
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（二）额外变量的控制
5. 统计控制法 是在实验完成后通过一定的统计技术来事 后避免实验中额外变量的干扰。常用的统计控制 法包括：协方差分析；剔除极端数据，或分别加 权；偏相关分析等事后控制技术。
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示意图
无 对因变量无影响的： 关 变 量 实 验 条 件 （不考虑）
实 验 变 量
因 变 量
控 研究者不关心： 制 （控制） 变 量 对因变量有影响的 研究者关心： （测量） 自 变 （操纵） 量
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一、变量：实验的基本特征
构成实验的三大要素：假设、变量、控制。其中，变量是 实验的核心。
当研究者系统地操纵环境，观察对环境的操纵导致的行为 变化时，实验就产生了。 实验中对环境的操纵至少要有两个值或两个水平。通过在 两个环境水平下被试反应的比较，就可以判断环境的改变是 否导致了行为的变化。
当被试进行某种作业时，如果改变实验环境（environment ）的任 何特性，那么改变了的环境特性就是环境自变量。
3．被试变量 （subject variable）
可能影响对某种刺激的反应的被试的特性因素称为被试变量。这些 因素包括：被试的性别 、年龄、健康状况、智力、教育水平、人格 特征、动机、态度、内驱力等。
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（二）额外变量的控制
1. 排除法
排除法（elimination method）是把额外变量从实验中排除 出去。双盲实验（double-blind experiment ）就是一个很好的排除 法。但用排除法所得到的研究结果却常常难于推广。
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（二）额外变量的控制
2. 恒定法
恒定法（constant method）旨在使额外变量在实验过 程中保持恒定不变。 主要体现在保持实验条件恒定的方面。
在指导语不能充分控制反应时，就要很好地考虑刺激条件 和实验装置，使刺激条件、实验装置与指导语配合起来，使 被试只能作出主试所要求的反应。
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2．选择恰当的因变量指标
在心理学实验中，一般常用的反应指标有：绝
对阈限、差别阈限、反应时、反应持续时间、反应
程度、完成量、错误率、完成一定的作业所需要的
时间、达到一定基准所需要的次数以及口头报告等
（1）效率高 （2）实验控制较好 （3）可以获得交互作用
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（二）多因变量实验（了解）
多因变量（multiple dependent variable）实验是指 在一个实验中包含有两个或两个以上因变量的实验设计。
分析方法常采用多元统计分析技术。
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二、被试间设计和被试内设计
（一）被试间设计 被试间设计的特点是每个被试只接受一个自变量水平的处理 （即一种实验处理或实验条件）。
被试身体状况等都能成为额外变量的来源。
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（一）心理学实验中典型的额外变量
1．实验者效应(罗森塔尔效应) 主试在实验中可能以某种方式（如表情、手势、语气 等）有意无意地影响被试，使他们的反应附和实验者的期望。 这种现象称为实验者效应（experimenter effect）。
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（一）心理学实验中典型的额外变量
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第二节 实验研究的设计
一、多变量设计
二、被试间设计和被试内设计
三、小样本设计
四、准实验设计
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第二节 实验研究的设计

实验设计是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，目的在于尽可能减少额外的或未控制的变量，从而增加 实验产生有效、一致结果的可能性。

实验设计是实验成功的关键。一个好的实验设计能够用最少的人力、
第二章
实验研究的基本问题
1
章节内容
第一节 实验研究的变量 第二节 实验研究的设计
第三节 实验研究的效度和信度
第四节 实验研究的仪器
2
第一节 实验研究的变量
一、变量：实验的基本特征
二、自变量
三、因变量
四、控制变量
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变量定义
变量（variable）是指在数量上或质量上可变的事物的 属性。它可分为量的变量（连续变量）和质的变量（非 连续变量）。
验顺序造成的误差。

缺点：所需要的被试数量巨大；不能完全排除个
体差异对实验结果的混淆。
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(二)被试内设计
（二）被试内设计
被试内设计的特点是所有的被试都会受到每一水平自变量的影响。
实验水平 被试
A S1—S5
B S1—S5
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（二）被试内设计

和被试间设计相反，被试内设计不会受到来自被试个体差 异的困扰，但却必须面对实验处理之间相互污染的问题： 其一，练习效应（practice effect） 其二，疲劳效应（fatigue effect）
（二）对自变量的操纵
2．确定自变量的各个水平 解决操作自变量到什么程度的问题。
因素型实验的自变量一般不超过4个水平，并应尽量使自变量变化 范围（全距）较大。
函数型实验的自变量水平需要更多些，如果预期实验考察的是线性 函数关系，可以取3—5个水平；如果是关于更复杂函数关系的，则 至少需要5个水平。
自变量各个水平在全距范围上的分布，则可以根据实际情况而定。 若预期自变量和因变量的关系是接近于线性函数，则各水平平均分 布即可；而如果预期自变量和因变量符合对数函数关系，则各水平 间的间距应按对数单位变化。
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（一）被试间设计
2．随机化设计 被试间设计中较为常用分组方法是随机化法 （randomization），就是把被试随机地分配到不 同的组内接受不同的自变量处理。
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（一）被试间设计

被试间设计的优点是每一个人只接受一种处理方
式，而一种处理方式不可能影响或污染另一种处
理方式，因来自百度文库避免了练习效应和疲劳效应等由实
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（二）对自变量的操纵
1．对自变量下操作定义
操作定义（operational definition）是由美国物理学家布 里奇曼（Bridgman，1972）提出的，他主张一个概念应由测 定他的程序来下定义。那么在心理学上，对一个心理现象根 据测定它的程序下定义就叫做操作定义。
明确、统一、可量化
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（一）因变量的分类
3. 反应的正确性 例如，选择反应的正确次数、走迷宫入盲巷的次数、 跟踪盘离靶的次数或距离等。 4. 反应的难度 有些作业可以定出一个难易等级，看被试或动物能达 到什么水平，如斯金纳箱就有三个难度等级。
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（一）因变量的分类
主观指标主要是指被试的口语记录。口语记录（protocol）是 指被试在实验时对自己心理活动进程所作叙述的记录，或 在实验之后，被试对主试提出问题所作回答的记录。 在心理学实验中 , 口语记录是很重要的参考资料 , 有助于我 们分析被试的内部心理活动。


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（二）对因变量的控制
1．反应控制 反应控制的目的，是让被试的反应确实发生在实 验者感兴趣的因变量维度上。在人作为被试的实验 中，对反应的控制往往是通过指导语实现的，指导 语是心理实验中主试给被试交代任务时说的话。
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（二）对因变量的控制
心理学实验中，规范的指导语应符合以下要求：
（1）内容确定 （3）简单明确 （2）完全 （4）标准化
等。
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2．选择恰当的因变量指标
一个恰当的因变量指标必须满足以下标准：
（1）有效性。即指标充分代表当时的现象或过程的程度，也 称为效度（validity）。（最重要）
（2）客观性。即指标是客观存在的，可以通过一定的方法观 察到。 （3）数量化。指标要能数量化，以便于记录与统计，并且量 化的指标能进行比较。
匹配（matching ）设计是指将被试按某一个或几个特 征上水平的相同或相似加以配对，然后再把每一对中的 每个被试随机分配到各个组别。
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（一）被试间设计
匹配法实施遇到的一些问题：
（ 1 ）实验者不可能在每一个特征都进行匹配，常常是只在一些特 征上进行匹配，而在另一些可能相关的特征上则有差异。因此，匹 配往往是不完全的。 （2）匹配法往往耗费大量的工作量。 （ 3 ）在实验者同时匹配多个特征的时候，这些特征之间如果存在 交互作用，就可能混淆实验结果。 （4）匹配法需要防止回归假象的介入。
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3．避免量程限制
在影响指标有效性的各种因素里，天花板效应（ceiling effect） 和地板效应（floor effect）是尤其典型的情况。（P64例子） 预备实验能使研究者了解到实验中存在的有关设计或实验 程序方面的问题。
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四、控制变量
一般来说，实验过程中的温度、环境噪音、照明情况、