实验心理学复习资料

第一章绪论
第一节实验心理学概述
一、实验心理学的性质
1、实验心理学的概念
实验心理学（experimental psychology），指应用实验的方法研究心理现象和行为规律的科学，是心理学中关于实验方法的一个分支。

以上的概念，有时被称为广义的实验心理学。

凡是用实验的方法揭示心理与行为规律的研究课题和成果，都可以纳入实验心理学的范畴。

狭义的实验心理学，是专门研究如何进行心理实验的一门科学，研究对象是心理实验的理论、方法、程序、操作技术等问题，可以称作“心理实验学”。

2、实验法的特点
心理实验（psychological experiment），指在人为控制的条件下，有系统地对引起或影响心理现象的条件加以变化和控制，根据观察、记录、测量与此相伴随的心理现象的变化，确定条件与心理现象之间的关系。

实验心理学的实验一般是指在严密控制条件下的实验室实验。

3、实验法的局限性
（1）实验所控制的行为与日常的自然行为有差别。

差别的大小取决于控制行为条件的多少，控制行为的条件越多，其行为就越接近于日常的行为。

（2）从有限次数的实验结果寻找一般性的结论，难免有一定的危险性。

为了尽可能地降低危险性，必须运用统计学对实验设计和结果的解释进行指导。

（3）有一些心理现象不能通过实验法来研究，需要采用非实验方法进行研究。

非实验方法有：观察法；访谈法；问卷法；量表法；个案法；作品分析法；比较法；模拟法；生理学方法以及其他社会科学方法。

二、心理实验的各种变量
变量（variable）,指数量上或质量上可变的事物的属性。

1、自变量和因变量
自变量（independent variable）,是由研究者选定并操纵、变化的，能够引起和影响所要研究的心理现象的因素，或因素的组合。

有时也称之为独立变量、刺激变量。

因变量（dependent variable），是由自变量的变化引起的被试的特定反应，是研究者要观察和测量的行为变化。

也可称之为反应变量、依变量。

2、无关变量、相关变量和额外变量（控制变量）
无关变量（irrelevant variable），对因变量不产生任何影响的实验条件称为无关变量。

相关变量（relevant variable）,凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关变量。

额外变量（extraneous variable），在相关变量中，实验者用于研究的变量就是自变量，实验者不用于研究的那部分变量称为额外变量。

在实验中，额外变量必须加以控制，否则就无法得出明确的结论，所以它也被称为控制变量（controlled variable）。

三、实验中的主试与被试
1、主试与被试
主试（experimenter）就是实验者，即主持实验的人。

他控制实验条件、呈现刺激给被试，观察、记录、测量被试的反应。

被试（subject）就是实验对象，他接受主试发出的刺激并做出反应。

心理学实验中的被试包括人和动物。

2、干扰实验程序的主试与被试的相互作用
实验者效应（experimenter effect）,指主试在实验中可能以某种方式，如他的表情、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。

被试者效应（subject effect）指人类被试者对待实验和实验者的特定态度和动机影响到实验的结果。

例如，被试的“要求特征”，即被试知道或猜测实验目的对自己的利弊而做出不真实反应。

这些都会混淆自变量的效果，降低内部效度。

四、心理实验的类型
1、因素性实验（factorial type experiment）,是研究某种心理现象或行为产生的原因或条件是什么的实验。

2、函数型实验（functional experiment），是研究各种条件怎样影响心理现象或行为的实验，它要探明条件与行为之间的函数关系。

可以说，因素型实验是函数型实验的预备阶段。

其他的分类名称，如探索性实验或定性的实验，相当于因素型实验；假说验证性实验或定量的实验，相当于函数型实验。

五、实验研究的效度
1、实验效度（experimental validity），是指实验方法能达到实验目的的程度。

2、实验效度的种类
（1）内部效度与统计结论效度
实验的内部效度(internal validity)，是指实验中的自变量与因变量之间的因果关系的明确程度。

统计结论效度（statistical conclusion validity）, 指由于统计方法的适切性所引起的统计结论的有效程度，是实验内部效度的一部分。

（2）外部效度与构想效度
实验的外部效度(external validity)，是指实验结果能够推论到样本的总体和其他同类现象中去的程度，即实验结果的代表性和适用性。

构想效度（construct validity）,指研究者对于实验变量的定义和变量之间关系的构想的准确性、全面性，是实验外部效度的一部分。

3、影响实验效度的因素
□影响实验内部效度的因素
（1）个体的生长和成熟。

除了实验中的自变量可能使个体行为发生变化外，个体本身的生长和成熟也是使其行为变化的重要因素。

特别是在以幼小的儿童为被试者而又采用单组前测后测实验的情况下，生长和成熟因素的影响就更大。

解决的主要办法是增设同样条件的控制组进行比较。

（2）历史因素。

指在实验进行过程中，与自变量同时发生，并对实验结果产生影响的特定事件，导致反应结果不真实。

（3）对被试的选择。

如果没有用随机化的方法选择被试和分配被试，在实验处理之前，各组被试在各方面并不相等或存在偏向性，就会混淆实验结果。

（4）被试的缺失。

（5）前测的影响。

前测可能会给试验处理后的测验造成积极或消极的影响。

在前测与后测之间，由于心理唤醒水平、练习、临场经验、学习迁移、前摄抑制、对实验目的的敏感程度等因素，可能会提高或降低后测的成绩。

（6）实验程序的不一致。

在实验过程中，实验仪器不稳定或使用不当、对变量的控制不一致、主试与被试的身心状态发生变化等，都可能混淆自变量的效果。

（7）主试与被试的相互作用。

如：“实验者效应”；“霍桑效应”；“安慰剂效应”；以及被试的“要求特征”。

（8）统计回归因素。

统计回归（statistical regression）是指，如果在实验处理前选择了在某一特征上具有极端分数（高分或低分）的个体作为被试，那么实验处理后的测验分数有向平均数回归的趋向。

这种自然的回归现象可能使实验者对自变量的效果产生误解，因为第二次测量是在实验处理之后，其分数升高或降低可能只是受统计回归的影响，并非是自变量所产生的效果。

□影响实验外部效度的因素
（1）实验环境的人为性。

实验是在人为的控制条件下进行的，这可能使某些实验结果难以用来解释日常生活中的行为现象。

（2）被试者样本缺乏代表性。

从理论上讲，参与实验的被试者必须具有代表性，必须从将来预期推论、解释同类行为现象的总体中进行随机取样，但实际上很难做到。

（3）测量工具的局限性。

实验者对自变量和反应变量的操作性定义，往往是以所使用的测量工具的测量结果来规定的，测量工具单一就会使定义不准确。

第二节心理实验的程序
实验的程序(experimental procedure)就是实验的进程。

合理地安排实验程序是心理学实验的重要内容。

心理学实验的基本程序是:（1）课题的确定;(2)被试者的选择;(3)实验因素的控制;(4)实验资料的收集、分析与综合；（5）撰写实验报告。

1、假设的确立
假设（hypothesis）是关于条件和行为之间关系的陈述。

通常以文字和函数关系式的方式表达，如：“如果…，那么…”；b=f(a)。

当研究课题和实验类型都已确定后，问题就要以假设的形式提出来才最明确，它是整个实验的出发点和目标，并且有助于提出新的理论。

2、选择被试的原则
选择被试的原则是：依据课题的性质和研究结果的概括程度（推论的总体）来选择被试，被试在特征和数量上要对总体有足够的代表性。

一般来说，心理实验中被试多于30人属于大样本，被试少于30人属于小样本。

原则上大样本的代表性优于小样本，但是单纯增加样本，工作量势必增大，如果经过科学的设计，即使样本较小也可以得出可靠的结论。

第三节心理学研究的方法学
一、心理学研究的三级方法
真实验法（实验室实验法）
一级方法准实验法（自然实验法或现场实验法）
非实验法：观察法、调查法、测验法、个案法、活动产品分析法
统计法：描述统计法，推理统计法
二级方法分析和综合法
逻辑推理法分类和比较法
归纳法和演绎法
三级方法心理学研究的哲学方法论
二、心理学规律的性质
心理学规律是定性规律还是定量规律、是一般规律的还是个别规律？
1、心理学的定量规律有限，主要是定性规律
R·S·武德沃斯和H·施洛斯贝格(1965)曾指出，虽然实验心理学注重实验研究的定量工作，但有一些重要的变量，它们的性质是质量的而不是数量的,过于偏向定量的工作，就会给研究工作设置许多障碍，从而把许多基本的科学问题都给掩盖起来了。

人工智能和认知心理学的创始人之一Simon认为：心理学不应当向物理学看齐，企图用几个基本公式来概括所有的心理现象是不切实际的，心理学的成功不是看它与物理学多么相像，而是看它描述和解释人的行为有多好。

2、心理学的一般规律有限，主要是个别规律
由于人的心理活动既受自然环境与社会环境的制约，又受人的大脑的约束，因而人的心理活动也就可以说是世界上最复杂的过程。

比较而言，心理学的规律更类似于生物学的规律而不似物理学的规律，它更可能是适用于特定情境的个别规律。

第二章实验设计
第一节实验设计的基本问题
一、实验设计（experimental design）,是研究者在实验前对如何控制实验条件、
安排实验程序、处理实验结果所作的计划。

实验设计要完成以下功能：（1）使自变量引起的反应变量的差异最大；（2）控制好各种额外变量；（3）使实验中的误差（系统误差、随机误差）最小。

二、自变量的种类与控制方法
1、自变量的控制方法：给自变量规定操作定义
操作定义（operational definition），一个变量或概念的定义是用测定它的程序来说明的，这种定义称为操作定义。

例如：把“刚刚感觉到”定义为“有50%次感觉到”；把“智力水平”定义为“韦氏成人智力测验的分数”。

三、额外变量的鉴别与控制方法
1、如何鉴别额外变量
（1）参考有关的研究文献。

（2）用因素型实验做预备实验。

（3）根据已有的理论、知识和经验来分析、预测额外变量。

（4）可以由实验结果误差分散程度的大小来鉴别。

2、额外变量的控制方法：常用的控制方有以下七种：
（1）对来自被试者的额外变量的控制方法
○1指导语标准化。

○2主试者的态度规范化。

○3采用双盲实验，可避免主试者效应和被试者效应。

○4用随机取样和扩大样本容量,控制被试的个别差异。

○5用随机化方法分派实验组与控制组，使两组被试的特征尽量相等。

（2）消除法(elimination method)，是用特殊手段把额外变量从实验中消除掉，或排除出去，使实验在较为单纯的条件下进行。

（3）恒定法(constant method)，是使额外变量在实验的过程中保持不变。

（4）平衡法（balance method）,设置实验组和控制组，使两组的额外变量的效果相等。

（5）抵消法(counterbalancing method)，是通过综合平衡实验处理的顺序，使额外变量的效果互相抵消的方法。

（6）匹配法（matching method）是使实验组和控制组中的被试特点相等的一种方法。

（7）随机化(randomization)，是根据概率理论，随机地选择被试和分派被试。

第二节实验设计的各种类型
一、实验组-控制组比较设计（组间设计）
这是按照被试的分组方式、是否给予实验处理来定义的实验设计类型。

是心理实验最基本的设计类型。

将被试分为实验组和控制组，对实验组给予实验处理，对控制组不给予实验处理，然后分别测定两组的反应，两组反应上的差异就被认为是实验处理产生的效果。

这种设计由于不同的被试组接受不同的实验处理，所以又称之为组间设计（被试间设计）。

○优点:可以通过实验组与控制组的比较，分析出自变量的效果，并使两个组来自环境、实验程序和主试的额外变量的效应达到平衡。

缺点:两组被试等质的难以得到保证，对影响两组的各种额外变量的控制也难以做到完全相等。

二、事前测定和事后测定比较设计（组内设计）
这是按照在实验处理前后，是否对因变量的有关指标进行测定来定义的实验设计类型。

事前测定，指在实验处理实施前对被试进行因变量有关指标的测定；事后测定，指在实验处理实施后对被试进行因变量有关指标的测定。

前后两次测定的差异，就被认为是实验处理产生的效果。

这种设计由于所有被试接受同样的实验处理，所以也称之为组内设计（被试者内设计）。

○优点：可以通过前测与后测的比较，分析出自变量的效果；无需再设控制组，被试者的等质性较高。

缺点：前后两次测定之间的时间里，来自环境、实验程序和主试的额外变量，难以得到良好的控制。

如，生长和成熟、历史因素、暂时的被试者变量、测量工具的性能、评价人员标准的变化、练习效应等。

三、单因素与多因素实验设计
如果实验中的自变量只有一个，这类设计就是单因素实验设计。

如果实验中的自变量是两个或两个以上，这类设计就是多因素实验设计。

五、相关设计：又叫事后回溯设计，这种设计既不能操纵、控制自变量，也不能随机分派被试，它只能将被试的现有行为差异进行分类，并利用统计分析来说明这些差异与可能的影响因素之间有没有关系，所以叫相关设计。

○缺点：这种设计对额外变量没有控制能力，只能说明自变量与因变量是否具有相关关系（正相关、负相关、零相关），不能说明自变量是否是导致因变量的直接原因。

所以，这种设计的效度很低。

六、拉丁方实验设计
如果需要用循环法来平衡实验顺序误差，可以将实验顺序和被试者差异都作为自变量来处理，只要被试分组的数目与实验处理的水平数目相等，而且这些自变量之间不存在交互作用，就可以采用拉丁方设计方案。

拉丁方设计的特点是：每个自变量在每个被试上的实验次数相同，每个顺序在每个自变量上实验的次数相同，每个顺序在每个被试上实验的次数相同。

例（1）：三种不同类型被试（可以是单人或多人），循环接受三种不同的实验处理的设计方案。

○统计方法：采用相关样本的拉丁方方差分析法，可分析出实验处理（A）之间、实验顺序（B）之间、被试（C）之间的差异。

例（2）：三组相等的被试，循环接受三种不同的实验处理的设计方案。

○统计方法：采用相关样本的拉丁方方差分析法，可分析出实验顺序（B）、实验处理（A）之间的差异，以及部分A×B的交互作用。

第三章心理物理学方法
第一节心理物理学方法
一、心理物理学方法及其由来
1、心理物理学方法或心理物理法(psychophysical method)，是研究心理量和物理量之间的对应关系的方法。

具体来说，是运用一定的数学方法和测量技术，研究心理现象和物理现象之间的数量关系。

2、心理物理学的研究内容
感觉能力，指绝对感受性和差别感受性,对感觉能力的测量，主要是对绝对感觉阈限和差别感觉阈限的测定。

所用的方法有极限法、平均差误法、恒定刺激
法、信号检测论方法、适应性方法等。

反应倾向，指被试按照指导语的规定来评定感觉连续体上刺激的相对顺序。

对反应倾向的测量，主要包括对感觉等距、感觉比例、感觉顺序等的评定。

所用的方法有感觉比例法、数量估计法、差别阈限法、感觉等距法、对偶比较法等。

二、心理物理学发生器理论
心理物理学在解释刺激是如何引起反应的原因上，主要有以下四种理论。

1、机能理论：该理论只注意到刺激和反应，将反应描述为行为事件的有、无，对中间的内部神经过程不予注意，将感觉能力和反应倾向解释为有机体的机能，因而被称做“黑箱子”假设。

2、结构理论：以感觉系统的神经解剖学和神经心理学为基础，注重感觉的生理机制的分析，用神经系统的结构及其机能来解释感觉能力和反应倾向。

3、物理理论：用物理刺激的特性来解释感觉能力和反应倾向。

4、演化理论：认为由于有机体长期适应环境，而导致对特定的刺激模式以特定的方式做出反应，用心理机能的演化来解释感觉能力和反应倾向。

第二节传统心理物理学方法
一、阈限及其性质
1、阈限的性质
（1）传统的阈限理论：阈限落在距离零刺激或标准刺激三个标准差以外的强度值上。

为此，把传统的阈限理论称为高阈限理论。

（2）神经量子理论
（3）信号检测论
信号检测论把感觉过程看作是人的感觉系统辨别噪音与信号、觉察信号的过程，它论认为刺激的连续变化引起感觉的连续变化，但不存在固定的阈限，阈限是神经系统经过统计检验的结果，是随个人判断标准而变化的。

2、、极限法：极限法（limit method）,又称最小变化法等，是测量感觉阈限的直接方法。

将刺激按递增或递减系列交替呈现，刺激强度以间隔相等的小步子变化，从一种反应到另一种反应的瞬时转换点就是阈限的位置。

（1）习惯误差和期望误差
（2）练习误差和疲劳误差
●练习题一：用极限法测定音高的绝对阈限
选17个检查点，检查点的间距是1赫兹，刺激范围在5赫兹～21赫兹之间。

实验重复20次。

采用↓↑↑↓的方法安排刺激系列。

结果如下：
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
增减系列↓↑↑↓↓↑↑↓↓↑↑↓↓↑↑↓↓↑↑
↓
+刺激值 13 13 12 13 13 11 12 13 12 14 11 13 12 11 12 11 13 11 12 12
－刺激值 12 12 11 12 12 10 11 12 11 13 10 12 11 10 11 10 12 10 11 11 要求：1、计算绝对阈限
2、检验是否存在期望误差或习惯误差、练习误差或疲劳误差
●练习题二：用极限法测定时间的差别阈限
以0.40秒的持续时间为标准刺激，以0.20～0.56秒、间隔0.04秒为比较
刺激。

采用↑↓↓↑的方法安排刺激系列。

结果如下：
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 增减系列↑↓↓↑↑↓↓↑↑↓↓↑↑↓↓↑
+刺激值 .44 .44 .44 .44 .40 .44 .40 .44 .44 .40 .44 .40 .48 .44 .44 .44 =刺激值 .40 .40 .40 .40 .36 .40 .36 .40 .40 .36 .40 .36 .44 .40 .40 .40
.36 .32 .36 .36 .32 .36 .36 .36
－刺激值 .36 .36 .36 .32 .28 .32 .32 .32 .36 .28 .36 .32 .32 .32 .36 .32 要求：计算平均上阈和下阈、不肯定间距、主观相等点、常误以及差别阈限。

3、平均差误法
平均差误法（method of average error）,又称调整法、均等法、再造法，
是测量阈限的间接方法。

在平均差误法实验中，一般要求被试自己操纵实验仪器来调整比较刺激，由
于被试所采用的动作方式不同而产生的误差，称之为动作误差。

●练习题三：用平均差误法测定长度差别阈限
标准刺激是150毫米。

调整结果如下：
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
X 148 143 145 147 151 154 144 145 154 151 要求：用两种方法计算出差别阈限。

4、恒定刺激法：是心理物理学中最准确、应用最广的方法，特点是:根据阈限的操作定义，以某种反应出现的次数来确定阈限。

可以避免极限法带来的习惯误差和期望误差，以及平均差误法的动作误差。

●练习题四：用恒定刺激法测定皮肤的两点阈
在8～13毫米的范围内，以1毫米的间隔取6个刺激，分别是8、9、10、11、12、13毫米，每个刺激呈现200次，共呈现刺激1000次。

要求被试报告“两点”或“一点”。

结果如下：
要求：分别用直线内插法、平均Z分数法和最小二乘法计算绝对阈限。

●练习题五：用恒定刺激法测定两类反应的重量差别阈限
以200克重量为标准刺激，比较刺激是从185克到215克的间隔为5克的7个重量，被试只做“重”和“轻”两种反应。

结果如下：
要求：用直线内插法和平均Z分数法计算重量差别阈限。

●练习题六：用恒定刺激法测定三类反应的重量差别阈限
以200克重量为标准刺激，比较刺激是从185克到215克的间隔为5克的7个重量，被试做“重”、“相等”和“轻”三种反应。

结果如下：
要求：用直线内插法和平均Z分数法计算重量差别阈限。

第三节信号检测论方法
一、信号检测论的由来
传统心理物理学难以区分辨别力和反应标准。

传统的心理物理学方法所测定的阈限，实际上包含着两方面的内容:一是对刺激的感受性，或者叫做对刺激的辨别力；二是被试判定刺激是否出现的标准，或者称之为反应倾向，它与被试感知系统的特性无关，受被试的动机、态度、利害得失、意志等主观因素的影响。

信号检测论能够区分辨别力和反应标准，因而可以被用于到心理物理实验中。

坦纳(W.P.Tanner)和斯韦茨（J.A.Swets ）于1954年首先把信号检测论用于研究人的感知过程，获得了成功。

二、影响人类对信号判断标准的因素
1、信号和噪音的先定概率
信号和噪音的先定概率，是信号和噪音在刺激呈现总次数中的比率，被试在实验前就知道。

分别记作P（SN）和P（N）。

P（SN）较大、P（N）较小时判断标准降低（宽松），P（SN）较小、P（N）较大时判断标准升高（严格）。

2、对判断结果的奖励和惩罚
正确拒绝的奖励越大，虚报的惩罚越大，判断标准就越高；报准的奖励越大，漏报的惩罚越大，判断标准就越低。

3、被试所要达到的目的
如果被试追求最大正确判断的概率，报准和正确拒绝的概率就相等，虚报和漏报的概率也相等，判断标准位于两个分布曲线的交点。

4、其他因素
（1）被试者的速度与准确性权衡。

（2）被试者有关实验的知识与经验。

（3）被试者的主观预期概率。

（4）系列跟随效应。

被试的某一次反应，会受到前面若干次反应或刺激的累积作用的影响。

三、信号检测论的两个独立指标
1、辨别力指数d′（感受性指标）：是衡量被试的感觉辨别力（感受性、敏感性）大小的一个指标。

2、判断标准（反应倾向指标）
（1）β：是信号加噪音的条件概率与噪音的条件概率的比值，即判断标准所在截点处报准率的纵坐标与虚报率的纵坐标的比值。

（2）C ：是作为判断标准的刺激的物理强度，即判断标准所在截点的位置。

▲在信号检测论实验中，当实验条件相同、信号和噪音的强度恒定， d′比较稳定，β和C 不稳定。

辨别力与判断标准是两个相互独立的指标。

●练习题一：有无法信号检测论实验:在白噪音的背景上辨别一个乐音信号，有3种不同的信号先定概率：0.3，0.5，0.7。

在每一种信号的先定概率下呈现信号和噪音共400次。

结果如下所示。

P （SN ）=0.3 P （SN ）=0.5 P （SN ）=0.7
要求：计算不同先定概率下的d′和β值。

●练习题二：在白噪音的背景上辨别一个乐音信号，信号的先定概率是0.5，对不同判断结果的奖惩均等。

信号和噪音共呈现1000次。

被试采用5个判断标准（C5～C1）,从最肯定有信号到最肯定无信号，划分6个感觉评价等级（等级6～等级1）进行反应。

信号与噪音被评价为各个等级的次数如下表所示：。