第一章第三节实验中的各种变量

• 好的实验要能对各种变量进行有效地操 纵、控制。 • 如果不能进行操纵，只是一个相关研究。 比如家庭教养方式对孩子交往方式的影 响。
变量的类型
在一个具体的实验中，变量分为自变量、 因变量和额外变量。
自变量
被操纵
变量
因变量
被观察、 测量
额外变量
被控制
• 在谈到心理学实验所涉及的变量时，我们所指 的都是至少有两种取值的事件或行为。如果自 变量只有一个水平，那么我们就无法比较它的 效果。（例如牙膏调查研究） • 和自变量一样，因变量也必须有两种或两种以 上的取值。如果被试所能作的唯一回答是“非 常好”，那么研究没有意义。 • 当我们希望自变量和因变量都取两个或两个以 上的值是，要将额外变量的取值限制在单一维 度上。（比如性别。）
• 反应指标的量程不够大，极端的情况会造成天 花板效应和地板效应。 • 天花板效应：即要求被试完成的任务相对于被 试的执行能力来说过于简单，因而造成了所有 不同水平的自变量都获得了很好的实验结果， 并且自变量的不同处理水平没有什么差别。 • 地板效应:即要求被试完成的任务过于困难，所 有不同水平的自变量都获得很差的结果。 • 避免的方法——预实验
指导语的要求及举例 • 内容确定 完全 简单明确 标准化 • 简单反应时指导语：“这是一次反应时 间测量实验，当你听到预备口令后，若 在听到刺激声，就迅速按手键，要求又 准又快。不许提前按键。如果提前按键， 则会有一个声音提示，那么这一组反应 时测量作废，重新开始一组。若刺激声 呈现4秒钟仍未反应，此组测量也作废， 并重开一组。”
四、额外变量（污染因素）
• 额外变量和自变量一样能在实验中造成不同组 之间的差异，那么额外变量的危害在哪里呢？ • 污染：既可将实验结果归于自变量，也可将实 验结果归于额外变量。 • 评价一项实验设计的好坏的一个重要依据就是 看研究者能否成功地控制那些额外变量。
举例
• 我们请某校一年级和二年级的小学生做 被试，考察一种新的阅读理解教学对阅 读的作用。 • 我们让一年级学生接受传统的阅读理解 教学法教学，而二年级学生则接受新方 法的教学，实验结果表明二年级学生成 绩远远优于一年级学生。 • 实验之前最好请几位专业人士考察实验。
• 沿着这一指导思想，1924年美国国家科学院的全 国科学研究委员会决定，在西方电气公司的霍桑 工厂进行研究。 • 20年代，位于芝加哥市西部的霍桑工厂，从事电 话、电报设备制造，当时厂内有25000工人。这个 厂当时有较完善的娱乐设施，医疗制度和养老金 制度等。但是，工人中仍有愤愤不平的情绪，生 产成绩也不够理想。 • 由上述委员会所组织的，包括各方面专家在内的 研究小组，主要从事工作条件与生产效率之间关 系的考察。他们下去后，进行了多种试验，其中 一个主要的试验叫“照明度试验”，这就是霍桑 试验的先导。 • 这项工作从1924年11月至l927年4月期间进行的。
额外变量
Байду номын сангаас
自变量
• 凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关 变量； • 对因变量不产生影响的实验条件称为无关变量 （或无关变项）。 • 在相关变量中，实验者用以研究的变量称为自 变量，实验者不用于研究的那些相关变量称为 额外相关变量，或简称为额外变量。
–由于在实验中额外变量是必须加以控制的，所以额 外变量也被称为控制变量。
实验研究的变量
一、实验研究中的变量
• 什么是变量 –变量（variable）是指在数量上或质量 上可变的事物的属性。 –有两种或者两种以上取值水平的事件或 行为。
–比如温度、高度、光照情况、焦虑、自信、某 一测验成绩都可以归入这一范围。 • 变量可以分为量的变量和质的变量。
无关变量
实验条件 相关变量
皮革马利翁效应
• 塞浦路斯国王皮格马利翁性情孤僻，善雕刻， 孤寂中用象牙雕刻了一座表现他的理想中的女 性的美女像，久久依伴，竟对自己的作品产生 了爱慕之情。他祈求爱神阿佛罗狄忒赋予雕像 以生命。阿佛罗狄忒为他的真诚爱情所感动， 就使这座美女雕像活了起来。皮格马利翁遂称 她为伽拉忒亚，并娶她为妻。在这个故事中， 皮格马利翁的期待也是真诚的，没有这种真诚， 自然无法打动爱神。
2.选择恰当的因变量指标
• 给因变量下操作性定义。 • 例如：压力情景对人们焦虑程度的影响。 家庭的教养方式对儿童哭闹行为的影响。
选择指标的条件主要有：
• 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。 • 客观性，客观存在。 • 数量化，便于记录、便于统计。
3.避免量程限制（因变量的敏感性）
①霍桑效应
• 霍桑效应：被试当面临新情境发现自己比较特 别并正在被关注的时候，行为上会表现出高度 的积极性。 • 美国西部电器公司曾对提高工人的士气和生产 力感兴趣，于是做了一系列实验改善工人的环 境并设立对照组，结果发现，不管进行什么控 制，实验组和控制组的工人生产力都会提高。 （所谓“人来疯” ）
作业自变量
环境自变量
黑猩猩
机体变量（动机水平）
• 耶尔克斯——多德逊曲线
Performance level
Difficult tasks Easy tasks
Low
Arousal
High
（三）自变量的控制
• 在实验中对自变量的操纵、变化称为 自变量的控制。
• 假设你已经确定了一项你想重复的研究，研究 报告提到“被试在对每一题目作出正确反应时 都会都到奖励”。那么你会使用什么奖励以及 会记录哪种反应，你会得到多少不同的答案？ • 这些信息有限而模糊。加入你使用一种完全不 同的奖励和反应，你所进行的还是一种重复研 究吗？
• 3.来源于主试和被试相互作用的额外变量。
• (1)实验者效应：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，使他们的反应附和主 试的期望。
罗森塔尔效应（皮革马利翁、毕马龙效应）
• 美国心理学家罗森塔尔在一所小学，随意从每 班抽3名学生共18人写在一张表格上，交给校长， 极为认真地说：“这18名学生经过科学测定全 都是智商型人才。”事过半年，罗森又来到该 校，发现这18名学生的确超过一般，长进很大， 再后来这18人全都在不同的岗位上干出了非凡 的成绩。 • 1963年罗森塔尔又做了老鼠走迷宫的实验。 • 这一效应就是期望心理中的共鸣现象。 • 你预期什么，你就得到什么，心理学也称这一 现象为自验预言。自验预言是直觉的明示，是 潜意识的提醒。
• 在相当长的一段时间里，管理的理论工作者与 实际管理者认为，物质工作环境和工人的健康 状态与生产效率存在着明确的因果关系。 • 物质工作环境包括正常的通风条件、温度、照 明等，在这种理想的环境中工作，加上刺激性 的工资制度，就能激励职工的生产积极性。 • 工人的健康状态包括有合理的休息时间，工作 日，工作周的长度，以减少职工的疲劳与单调 感，这样，也有利于工作效率的提高。
• 反应的难度： 斯金纳箱
因变量分类——2.主观指标
• 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。
（二）因变量的控制
• 目的是如何通过对因变量的控制达到精 确客观地记录下被试的反应变化。 1.反应控制——让被试的反应的确发生在 实验者感兴趣的因变量维度上。（例如：反
应时测定、注意的双耳同时分听实验。）
• 也叫随机变量，它引起的误差称为随机误差。
• 无论是系统的还是随机的额外变量具体表现在如下方 面：
• 1.实验仪器的性能与技术参数的设置
• 2.来自实验环境方面的额外变量 • 3.来源于主试和被试相互作用的额外变量。 • 4.来自实验设计和实验过程方面的额外变量 • 5.来自数据整理和统计分析方面的额外因素： 极端数据剔出、不可靠数据删除、合并不同质 数据、统计分析方法不当
–例如，把“刚刚感受到”定义为“50%次感 受到”，就可测定感觉阈限了。
–疲 倦 （ fatigue） • 疲倦：工作效率的下 没有一个共同的起 降 点和尺度，怎么测 • 焦虑：心跳的速度 量呢？ –焦 虑 怎 么 测 量 呢 ？
2.确定自变量的各个水平
• 确定操纵自变量到什么程度，在多大范围 上操纵控制自变量。
实验中的人
• 实验者（研究者）: 设计实验的人。 • 主试：实施实验的人。 • 被试：心理学实验或 心理学测验中接受实 验或测验的对象。
第三节 心理学实验和它的各种变 量
• 本节主要内容：
实验研究中的变量及其控制
要点复习
• 实验的灵魂：控制 • 实验控制的目的：探索人的心理和行为 发生、发展变化的原因
• 在试验开始时，研究小组设想，增加照明会使产 量提高。 • 他们选择了两组工人，一组为试验组，另一组为 对照组。在试验组里，照明作各种变化，而在对 照组里，照明度保持不变。试验结果，两个组的 产量几乎等量上升，看不出改变照明度对生产效 率有什么影响。例如，他们将试验组的照明从24 支，46支，76支烛光，逐渐递增。但是，使对照 组保持原来的照明度。
• 20世纪20年代，哈佛大学物理学家 Bridgeman提出一种方法，以便研究者 之间获得更清晰准确的交流，从而在实 验方法上更标准化、更一致。他的想法 很简单：研究者应根据产生变量的操作 来定义变量。 • 这种定义被称为操作性定义。
1.对自变量下操作性定义
• 操作定义：指用可感知、可度量的事物、 时间、现象和方法对变量或指标作出具体 的界定。
–（1）要确定好自变量的范围（全距） –（2）要选一定数量的检查点（自变量的水平）
–灯光颜色对阅读速度的影响。 –焦虑水平对智力测验成绩的影响。 –积极暗示对自信的影响。 –噪音水平对单词记忆成绩的影响。
三、因变量
• 因为自变量的变化而产生的现象变化 （行为表现），称为因变量。
• 被测量的一种反应或行为。实验者期望 因变量的变化直接与自变量的操作相关。 • 因为心理学常被定义为研究行为的科学， 因此因变量常为某种类型的行为或反应。
• 以人作被试，往往用指示语来控制被试 的反应。
–指示语乃是心理实验中主试给被试 交代任务时说的话。 –为被试设定课题，达到控制被试反应的目 的。（利用指导语引起被试的内隐学习和 外显学习。） –使用指导语时，应注意在允许的范围内做 到引起动机，激发兴趣。被试来到实验室 时，不一定对参加实验感兴趣。因此主试 必须利用言词来引起他们的兴趣。在可能 的范围内，告诉他们实验目的与应用价值， 使他们认识到参与、合作的意义。
（一）因变量的记录或测量
• 确定因变量后要决定使用哪种方法来记 录、测量因变量。 • 1.客观指标
• 程度或量：对生活满意度的研究。 • 比率或频率：如斯金纳箱中老鼠按压杠杆的表 现。单位时间内反应的快慢程度。 • 反应的正确率：如双耳同时分听实验中被试对 出现在两耳的靶子词反应正确率相等，反驳了 注意的单通道模型。 • 反应时间或持续时间：大猩猩顿悟的时间。
（一）心理学实验中典型的 额外变量
• 额外变量通常包括两大类： • 系统额外变量：与实验目的无关，相对恒定的客观条 件对实验结果产生的影响，影响在一个恒定的水平上 下波动。（比如智商、动机等） • 系统额外变量对实验结果产生的系统误差。 • 随机额外变量：随机的、偶然出现的、不可预期的与 实验目的无关但对实验结果有影响的因素。
(2)要求特征（被试效应）
• 被试并不是消极被动的，他们总是以某 种动机、态度来对待实验的，被试会自 发地对主试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。这称 为要求特征。
• 指望被试在实验中保持一颗平常心是非常困 难的。 • 对被试传递的实验信息和线索成了决定被试 行为的显著因素，这样的线索就是实验情境 中的要求特征。 • 常见的要求特征包括霍桑效应、评价忧虑、 取悦研究者、罗密欧与朱丽叶效应等。
二、自变量（IV）
• （一）什么是自变量
–在实验中实验者所操纵的、对被试的反应 产生影响的变量称为自变量。 –自变量是进行研究的原因，实验者对自变 量所起的作用、所产生的效果感兴趣。之 所以称之为自变量是因为它不依赖任何其 他变量而单独存在。
• （二）自变量的类型
–①环境自变量（灯光对阅读速度的影响） –②作业变量（回忆线索对记忆成绩的影响） –③生理自变量（酒精对老鼠学习能力的影 响） –④被试变量（年龄、性别、人格特征、主 修专业） 被试变量本身并不是真正的自变量，实验实 施前应确定好。