心理实验中的各种变量

心理实验中的各种变量
——有关反馈对运动技能学习效果的影响的研究
何晶鞠茏梁超蔡培
（上海师范大学07应用心理学1班，上海，200234）
摘要：
本实验旨在帮助心理系的学生辨析心理学实验中的各种变量：自变量(independent variable)、应变量(dependent variable)、控制变量(controlled variable)。

本实验原本用作检测在动作技能学习中，反馈(feedback)对学习效果的影响。

最后，虽然我们很顺利地理清了本实验中的各种变量，但是在“反馈对学习效果的影响”这一研究方向中，我们的实验失败了，最后得出的结论为反馈对学习是没有影响的，这显然有驳常理。

分析原因，可能是实验程序中没有对被试的疲劳这一无关变量加以控制，也可能是实验假设本身有误，动作技能无法在有无反馈的两种不同的情况下迁移。

关键字：运动技能学习反馈增补反馈变量控制
一、导言
自变量，又叫刺激变量，它是由实验者在实验中按研究问题的需要有意加以改变的因素。

自变量的变化至少要有两个不同水平。

因变量，又叫反应变量。

它随自变量的改变而变化，并且用数量来表示。

控制变量，在心理实验中，除了自变量外，对所有能够影响反应变量的因素都要进行控制。

一个实验者不只是在实验设计时要明确实验中的各种变量，在整个实验进行的过程中，也要时时刻刻考虑到他们。

例如在写实验报告时，首先在提出问题中要明确自变量和反应变量时的关系；在方法中要说明对自变量以外的可能影响反应变量的因素是如何进行控制的，结果中的图表要让读者容易看出自变量与反应变量。

画图时自变量必须画在横坐标上，反应变量必须画在纵坐标上。

否则就将心理是对客观事物的反映这个关系弄颠倒了。

结论也要围绕自变量如何引起反应
的变化来回答实验前提出的问题。

因此，正确理解和处理实验中的各种变量是从事心理实验研究的必要条件。

与运动有关的信息分两类：一是在运动之前得到的，二是在运动之中或运动之后得到的。

在运动之前，我们会得到一些有关学习的动作技能的信息，如动作技能练习前的言语指导和示范。

在运动之中或运动之后会得到运动产生的信息，如感觉到的、听到的、但到的及运动在环境中产生的结果，这种信息通常叫作运动产生的反馈，简称反馈(feedback)。

许多研究者认为，反馈是仅次于练习的、影响动作技能学习的重要因素。

[1]
反馈可分为固有的反馈(inherent feedback)，有时叫内反馈(intrinsic feedback)和增补的反馈(augmented feedback)两种。

二、实验方法
实验目的：测定知道结果对画线准确性的影响。

验明实验中的自变量、反应变量和控制变量。

被试：至少2人，被试甲知道每次画线的结果，被试乙不知道。

材料：标准刺激卡片：一张10x10cm2的白卡片，中央画有一条4cm长的黑色竖线。

一张白纸（遮眼用）;短米尺，可量最小单位为mm。

6张白纸，编号为甲1、甲2、甲3和乙1、乙2、乙3；两支铅笔。

具体程序：
1让被试甲坐在桌边，桌上放好编号为甲1的白纸，白纸和刺激卡片（卡片上的竖线与桌边垂直），用一张白纸挡住被试的视线，不让被试看到自己画的线盒画线的手，然后对被试说以下指导语：
请你用平时写字的手拿好笔，眼睛看着这张白纸上的黑色竖线，用笔在白纸上画竖线，要求按你看到的线的长短画，只要你觉得画和看到的不一样就可以了。

画的时候，你不但看自己的手和画的线。

一共画20次，先从左边画起，你可以向左移动纸，但是你画线的手和胳膊都不要动。

等被试完全知道怎样做后开始实验。

2主试换一张编号为甲2的白纸，再对被试甲说：现在请还用同样的方法画线，你每次画完一条线时，我就把你画的结果是多长告诉你，要求你注意画线时的感觉，并且记住这种感觉，和结果对比，如果这次画长了，下次你就要画短一些。

总之，要求你想尽办法把线画得准些。

这样一共画100次我相信你会越画越好。

每当被试画好一条线，主试尽快量好，并立刻说出量的结果，如长了或短了、正好（以40土1mm为准确），直到画完100条线。

3主试再换一张白纸，并对被试甲说：现在再画最后20条线，这回我不告诉你画的结果了，但请你还是要尽量画得准些。

4换另一个被试乙，用乙1、乙2、乙3三张白纸画线，画的方法完全相同，只是每次画的结果都不告诉这个被试，除了这一点外，和给甲的指导语都相同。

5把被试画线得到的误差（与标准刺激差的绝对值）记录到表18-1；阶段2的100次结果以纵列的顺序依次登录。

[3]
三、实验结果
1把所有被试阶段1和阶段3画线误差的平均结果登录到表18-2，甲被试为实验组乙被试为控制组。

表1：全班阶段1、3数据汇总
被试甲组，实验组被试乙组，控制组
阶段1 阶段3 阶段1 阶段3
1 9.4 10.3
2 20.05 17.95
3 6.85 4.5
4 16.32
5 9.15
5 9.2 3.85
6 8.85 24.65
7 3.75 2.85 8 18.3 10.25
9 1 5 10 4 8.35
11 4.15 4.575 12 5.2 3.025
mean 5.725 5.179 mean 12.121 12.230
2以第二阶段的结果画两名被试的练习曲线，比较画线练习的过程，
两名被试在第二阶段表现均比较平稳，从头到尾均未表现出较大的提升或下降。

将两名被试的前后50次分成两组，对每名被试的前后两组分别进行检验，均为发现显著差异。

3画直方图比较两组被试的实验结果，并作差异显著性检验。

表2：Tests of Between-Subjects Effects
Source Type III Sum
of Squares df
Mean
Square F Sig.
Corrected Model 272.115a 3 90.705 2.865 0.062 Intercept 1864.284 1 1864.284 58.878 0 组别271.186 1 271.186 8.565 0.008 阶段0.287 1 0.287 0.009 0.925 组别* 阶段0.642 1 0.642 0.02 0.888 Error 633.268 20 31.663
Total 2769.667 24
Corrected T otal 905.382 23
a. R Squared = .301 (Adjusted R Squared = .196)
表3：实验组中，阶段1与阶段3的ANOV A
Sum of Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 0.894 1 0.894 0.1 0.759
Within Groups 89.827 10 8.983
Total 90.721 11
表4：控制组中，阶段1与阶段3的ANOV A
Sum of Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 0.035 1 0.035 0.001 0.98
Within Groups 543.441 10 54.344
Total 543.476 11
表5：控制组与实验组在阶段1的ANOV A
Sum of Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 122.72 1 122.72 4.107 0.07
Within Groups 298.827 10 29.883
Total 421.547 11
表6：控制组与实验组在阶段3的ANOV A
Sum of Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups 149.107 1 149.107 4.458 0.061
Within Groups 334.441 10 33.444
Total 483.549 11
实验结果很无奈，使用SPSS对数据进行One Way ANOV A检验，不管是在同一阶段中检验实验、控制两个组的差异，还是在同一组中检验两个阶段的差异，都没有检测到任何显著差异！按照实验假设，说明反馈对动作技能的学习效果没有影响，这显然有违常理，实验失败！
四、讨论
1、本实验的自变量是什么？它有哪几个水平？
是练习过程中被试是否得到反馈，他有两个水平，得到反馈和得不到反馈
2、本实验的反应量是什么？画线的准确性应如何数量化？
本次试验的反应变量是被试画线的准确度。

用被试所画线的长度减去标准长度，
再取绝对值，再平均的方法进行量化。

数学公式为∑
=
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛-
n
1 i
n
t
i
x
x
，x i为每次被
试画的线的长度，x t为标准刺激的长度。

EXCEL公式为AVERAGE(ABS(每次被试画的线的长度- 标准刺激))。

3、本实验中控制了哪些变量？
所有其他与实验无关的变量。

比如实验要求被试不要移动手臂，靠移动纸张来代替画另一根线时的手臂移动，控制了手臂姿势这一变量。

4、如果用两个画线能力相同的被试，应如何挑选被试？尝试从全班被试的结果中找出回答此问题的依据。

方差齐性检验是什么玩意儿？
5、你认为本实验中还有什么和画线有关的因素没有控制？
被试的疲劳！本实验的失败很可能就是因为被试的疲劳！
6、根据本实验的结果，说明知道结果对画线准确性是否有影响？
根据本实验的结果，画线练习中是否给予反馈，对被试画线的准确性提高没有影响！
7、分析失败原因：
1、阶段二练习次数过多，导致部分被试产生疲劳效应
我选查看了在实验组中，所有阶段3误差比阶段3大的被试，对他们的第二阶段数据做疲劳效应检验。

具体方法是，选取他们阶段2的差值数据，将前50次和后50次分成两组，做相关样本的平均数显著性差异检验。

结果：在实验组中的6名被试中，有3名阶段3误差比阶段1大的被试。

这3名被试中，有一名在阶段二的练习中有显著的疲劳效应。

表7：李悦组甲被试（被试11）前后50次对比
ANOVA
Sum of Squares df
Mean
Square
F Sig.
Between
Groups
29.16 1 29.16 4.376 0.039
Within
Groups
653.09 98 6.664
Total 682.25 99
2、实验设计时假设有误！在此种实验程序的安排下，在有反馈条件下的学习到的动作技能不能迁移到无反馈的条件下！
实验者将全班数据中实验组的阶段2与阶段3用SPSS中的Paried Sample T Test 进行对比，得到的Sig.=0.175为有显著差异的结果！可以解释为疲劳效应，也可以解释为学习效果不能迁移。

暂时不知道如何分离疲劳效应。

而在控制组中，阶段2与阶段3也有显著，Sig. = 0.175，可以解释为疲劳效应所致。

五、参考文献
1、皮连生，教与学的心理学第五版，华东师范大学出版社，2009，131页
2、卢纹岱，SPSS for Windows统计分析（第三版），电子工业出版社，2003
3、高湘萍等编写，心理实验指导手册，2005年，58页。