心理學實驗研究中的各種變量及其控制課件

1、第二章 心理學實驗研究中的各種變量及其控制第一節(jié) 心理學實驗研究中的各種變量第二節(jié) 心理學實驗研究中各種變量的控制2022/9/251第二章 心理學實驗研究中的各種變量及其控制第一節(jié) 心理學實驗研究的邏輯框架與基本構成1.邏輯框架操縱 自變量控制保持恒定觀測 個體變量因變量額外變量額外變量自變量實驗條件; 因變量所需測定的特征或方面額外變量對因變量有一定影響，但與該次實驗研究目的無關的變量個體變量被試個體固有的特征，如年齡、性別、智力水平等2022/9/252實驗研究的邏輯框架與基本構成1.邏輯框架操縱 自變量控2、實驗研究的主要功能性操作有： (1)操縱自變量 即有系統(tǒng)的對被試施以不同的實驗

2、條件，藉以觀測與比較不同實驗條件下因變量的系統(tǒng)變化差異 (2)控制額外變量 (3)使個體變量保持恒定 即控制個體之間或處于不同實驗條件下的各組（如實驗組、控制組）之間差異，以確保自變量的變化是因變量變化的原因 (4)觀測因變量的變化2022/9/2532、實驗研究的主要功能性操作有：2022/9/243變量的操作定義1、什么是操作定義和抽象定義P109如智力、學習成就、公平、喜愛、自尊、同情心2、抽象定義與操作定義的對比 用理論語言來思考問題，用操作性語言檢驗命題或假說概念定義操作定義（小白鼠）饑餓：是一種事物缺失的感覺 食物剝奪法：在一定時間內(nèi)（24小時）不給喂食挫折感：當達到目標的過程中遇

3、到障礙時產(chǎn)生的情緒情感或反應 讓幼兒玩十分有趣的新玩具1分鐘后，告訴她這個玩具必須放到桌子上不能動，研究這認為這種操作過程會引起理想的研究狀態(tài)挫折感現(xiàn)象，此時幼兒的反應為挫折感反應。對孩子的關心程度：將孩子的身心發(fā)展與成長需要經(jīng)常放在心上的程度 家長每月給孩子講故事所用時間，給孩子買書和玩具的花費和孩子談話次數(shù)、帶孩子出游次數(shù)等。以上時間、花費、次數(shù)所占比例越高，則表示關心程度越高。2022/9/254變量的操作定義1、什么是操作定義和抽象定義P109概念定義操3、規(guī)定變量操作定義的好處 A、可以使研究者的思考具體而清晰 B、操作定義可以增進科學研究者之間溝通的正確性，避免含糊不清 C、操作定

4、義可減少一門學科所用概念或變量的數(shù)目。因為只有在操作定義明顯不同時，研究者才會增加新概念或新變量2022/9/2553、規(guī)定變量操作定義的好處2022/9/245一、心理實驗中的主試與被試 1、主試 就是實驗者，即主持實驗的人，他發(fā)出刺激給被試，通過實驗收集心理學的資料 2、被試 是實驗對象，接受主試發(fā)出的刺激并作出反應。人與動物都可以作為被試第一節(jié) 心理學實驗研究中的各種變量2022/9/256一、心理實驗中的主試與被試 第一節(jié) 心理學實驗研究中的各種二、什么是變量變量（variable）是指可以在性質(zhì)上或是在數(shù)量上加以改變的任務的屬性。變量包括作業(yè)變量（刺激變量）、環(huán)境變量、機體變量在一個

5、具體的實驗中，變量分為自變量、因變量和額外變量。2022/9/257二、什么是變量2022/9/247三、具體實驗中變量的類型 1、自變量 A、什么是自變量（刺激變量、獨立變量） 是在實驗中主試者可以操縱和控制其變化的變量 B、自變量的類型 刺激特性自變量：教學材料的長度、難度，物理、化學刺激，符號刺激 環(huán)境自變量：環(huán)境的任何變化特性都可作為自變量使用，時間是最常用的環(huán)境變量 被試者自變量：被試者本身具有的特性。但一般情況下，單獨的被試者變量研究不能得出因果關系而常得出相關關系，如年齡、性別 暫時被試變量：暫時被試變量因主試者可以控制，所以可以作為單獨的變量在因果實驗中使用并可得出因果關系的結

6、論，如定勢、動機、疲勞2022/9/258三、具體實驗中變量的類型 2022/9/248C、如何處理連續(xù)變化的自變量 a、要選一定數(shù)量的檢查點，以找出自變量和因變量的函數(shù)關系。 b、要確定好自變量的范圍 c、要確定好各檢查點之間的間距。 如果兩者是線性關系，一般三至五個點就可以了。 如果函數(shù)關系比較復雜，則至少要選五個檢查點。 對自變量范圍的確定 有時前人的研究可以提供線索，如在暗適應的研究中，一般過程在060分鐘范圍內(nèi)。再如在兩點閾的研究中，別人已對人體各部位的閾值做過測定，可作借鑒。 若在無前人的經(jīng)驗時，就要通過預備實驗來確定。 間距的大小雖然和自變量的范圍和檢查點的數(shù)目有關，但還得根據(jù)實

7、際情況而定。 如果自變量和因變量的關系是接近于對數(shù)函數(shù)，則間距應按對數(shù)單位變化。2022/9/259C、如何處理連續(xù)變化的自變量 如果兩者是線性關系，一般三2、因變量 A、什么是因變量（反應變量、依從變量） 是研究者（主試）操縱自變量的影響效果所觀察或所測量出的因素。 當主試者引入、除去或改變自變量時，這種因素會跟著出現(xiàn)、消失或改變 B、因變量的類型 骨骼肌的運動反應(如按鍵反應） 生理反應（如皮膚電反射、腦電、心率、血壓、腺體（如唾液滴數(shù)）反應等） 口頭及書面報告，如被試的學習成績；有、無回答；默寫識記的單詞等2022/9/25102、因變量2022/9/2410 C、因變量的信、效度 a、

8、可靠性即信度 是指一致性，同一被試在相同的實驗條件下應該得到相近的結果 b、有效性即效度 當確是自變量而不是其他各種因素造成了因變量的變化時，我們就說這種因變量是有效的。 c、因變量的敏感性 自變量發(fā)生變化可以引起相應因變量的變化，這樣的因變量是敏感的 兩個典型的不敏感因變量 天花板效應（高限效應）任務過易 地板效應（低限效應）任務過難2022/9/2511 C、因變量的信、效度2022/9/2411D、指標 a、心理學實驗中常用的因變量指標 絕對閾限、差別閾限、反應時、反應持續(xù)時間、反應程度、完成量、錯誤率、完成一定的作業(yè)所需要的時間、達到一定基準所需要的次數(shù)以及口頭報告等等 b、選擇指標的

9、條件 有效性 即是指標充分代表當時的現(xiàn)象或過程的程度，也稱為效度 客觀性 是指此指標是客觀存在的，是可以通過一定的方法觀察到的，客觀的指標在一定條件下是可以重現(xiàn)的 數(shù)量化 指標能數(shù)量化，也就便于記錄、便于統(tǒng)計，并且量化的指標就能進行比較。 還有可靠性和可辨別性，但有效性是最重要的2022/9/2512D、指標2022/9/24123、額外變量 A、什么是額外變量（控制變量） 是與實驗目的無關，但又對被試的反應有一定影響的變量 B、分類 系統(tǒng)額外變量：經(jīng)常、穩(wěn)定起作用系統(tǒng)誤差 隨機額外變量：隨機的、偶然的、不可預期的起作用隨機誤差2022/9/25133、額外變量2022/9/2413C、額外變

10、量的來源（書P109） a、實驗儀器的性能與技術參數(shù)的設置 b、來自實驗環(huán)境方面的額外變量 c、來自主試方面的額外變量 d、來自被試方面的額外變量 e、來自實驗設計和實驗過程控制方面的額外變量 f、來自數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析方面的額外變量 評價一項實驗設計的好壞的一個重要依據(jù)就是看研究者能否成功地控制那些額外變量2022/9/2514C、額外變量的來源（書P109） 評價一項實驗設計汽車制造者想知道剎車燈多亮可最大程度地減少后面司機 意識到前方正在停車的時間。實驗就是回答這一問題。對變量命名。答案自變量(被操縱變量)： 剎車燈的明度（明度是與光的亮度相對應的心理學名詞）因變量(被觀察變量)： 剎車

11、燈亮到尾隨車司機踩剎車踏板之間的時間控制變量(額外變量)： 剎車燈顏色、剎車板的形狀、剎車所需力氣、 額外照明度等變量命名練習2022/9/2515汽車制造者想知道剎車燈多亮可最大程度地減少后面司機 意識到訓練鴿子綠燈亮時啄鍵、紅燈亮時停止。對作出正確反應的鴿子給予玉米的獎勵。對變量命名。答案自變量 燈的顏色(紅或綠)因變量 啄鍵次數(shù)控制變量 食物剝奪時間、鍵的大小、紅燈綠燈的強度等2022/9/2516訓練鴿子綠燈亮時啄鍵、紅燈亮時停止。對作出正確反應的鴿子給予答案自變量 用于獎勵的語言種類。因變量 語言數(shù)量(或頻率)控制變量 辦公室情境、治療者治療者試圖改善患者的自我形象。每次患者描述自己

12、積極的一面時，治療者就以點頭、微笑和額外注意予以獎勵。對變量命名。2022/9/2517答案治療者試圖改善患者的自我形象。每次患者描述自己積極的一面社會心理學家做了一個實驗，為了發(fā)現(xiàn)當六個人擠在一個電話亭里時是男人還是女人感到更不舒服。對變量命名。答案自變量 參與者性別因變量 不舒服的程度控制變量 電話亭的大小、擠在電話亭的人數(shù)(6)、個體的大小等2022/9/2518社會心理學家做了一個實驗，為了發(fā)現(xiàn)當六個人擠在一個電話亭里時第二節(jié) 心理學實驗研究中各種變量的控制一、自變量的控制在實驗中對自變量的操縱、變化稱為自變量的控制。自變量的控制主要是對自變量進行操作定義 例如，把“剛剛感受到”定義為

13、“50%次感受到”，就可測定感覺閾限了。又如，疲倦（fatigue）沒有一個共同的起點和尺度，怎么測量呢？如果定義為“工作效率的下降”，那么就可以進行測量和比較了。 2022/9/2519第二節(jié) 心理學實驗研究中各種變量的控制一、自變量的控制在實1.什么是傳統(tǒng)機械按鍵設計？傳統(tǒng)的機械按鍵設計是需要手動按壓按鍵觸動PCBA上的開關按鍵來實現(xiàn)功能的一種設計方式。傳統(tǒng)機械按鍵設計要點：1.合理的選擇按鍵的類型，盡量選擇平頭類的按鍵，以防按鍵下陷。2.開關按鍵和塑膠按鍵設計間隙建議留0.050.1mm，以防按鍵死鍵。3.要考慮成型工藝，合理計算累積公差，以防按鍵手感不良。傳統(tǒng)機械按鍵結構層圖：按鍵開關

14、鍵PCBA1.什么是傳統(tǒng)機械按鍵設計？傳統(tǒng)的機械按鍵設計是需要手動按壓二、因變量的控制在實驗中將被試的反應控制在主試所設想的方向上被稱為反應的控制或因變量的控制以人為被試，往往用指導語來控制被試的反應。1、什么是指導語（書P107）使用指導語時，應注意在允許的范圍內(nèi)做到引起動機，激發(fā)興趣2、規(guī)范指導語的要求 A、表述應簡明扼要，措辭清楚，避免模棱兩可 B、內(nèi)容確定、完全 C、避免使用專業(yè)術語 D、標準化 3、指導語也可以是一個重要的自變量 如內(nèi)隱學習的創(chuàng)始人雷伯（1976）及其同事們的研究“學習并記住這些字串”（內(nèi)隱學習）“試發(fā)現(xiàn)這些字串的內(nèi)在規(guī)則，以便更好地記住這些字串”（外顯學習）2022

15、/9/2521二、因變量的控制在實驗中將被試的反應控制在主試所設想的方向上三、額外變量的控制 對額外變量的控制手段可分為： 1、對影響實驗條件的額外因素的控制 2、被試的自身控制 3、實驗人員的主觀控制4、統(tǒng)計學控制2022/9/2522三、額外變量的控制 對額外變量的控制手段可分為：21、對影響實驗條件的額外變量的控制 對影響實驗條件的額外變量的控制指的是系統(tǒng)額外變量A、消除法（消去法） 環(huán)境刺激額外變量采用試驗室控制，如嬰兒對母親的依戀研究 實驗條件額外變量如感覺剝奪實驗 主試與被試方面的主觀因素盲實驗 實驗過程控制提高實驗的標準化和自動化程度 內(nèi)部效度高，外部效度低2022/9/2523

16、1、對影響實驗條件的額外變量的控制 對影響實驗條件的B、保持恒定法（適用于無關變量與自變量沒有交互作用條件） 使其產(chǎn)生的效果不隨自變量的變化而變化 實驗場所 實驗時間 主試 實驗室亮度、溫度、噪音 實驗材料：圖片熟悉度、顏色2022/9/2524B、保持恒定法（適用于無關變量與自變量沒有交互作用條件）20C、效果平衡法（無法消除，無法固定） 其原理是采用兩組來平衡被試間的個體差異 具體方法有: (事先明確什么額外變量對實驗效果影響較大)（1）等 組 法 ： 根據(jù)額外變量進行前測分組，各組之間平均數(shù)和標準差兩方面相等為分組原則（2）配對分組： 根據(jù)前測成績將相同分數(shù)的兩個被試匹配成對，然后隨機指

17、派到實驗組和控制組 在實驗中控制被試變量配對分組法最好，等組法次之2022/9/2525C、效果平衡法（無法消除，無法固定）2022/9/2425D、抵消法（抵消個體差異） 這種方法是將同一被試個體先后進行兩個以上條件的實驗 例如：有意識記與無意識記對記憶的影響，每組30個數(shù)據(jù) 優(yōu)點： 兩組被試是同一個體，不存在被試變量差異問題 被試先后進行兩組實驗，被試的數(shù)量比用效果平衡法的少缺點： 存在實驗順序差異和實驗材料差異改進： 可采用輪組法或多層次輪組法 2022/9/2526D、抵消法（抵消個體差異）2022/9/2426效果平衡法與抵消法的比較A組 學習材料（實驗組）B組 學習材料（控制組）優(yōu)

18、點：無材料和先后學習差異缺點：被試差異，個體較多 效果平衡法（等組） A組 先學材料，后學材料 （試驗組） （控制組）優(yōu)點：無被試差異，被試個體少缺點：有材料差異和先后學習差異 抵消法（單組） 抵消法與效果平衡法的區(qū)別：抵消法用于重復測量的實驗設計，效果平衡法用于被試只接受一次測量的設計2022/9/2527效果平衡法與抵消法的比較A組 學習材料（實驗組）A組 抵消法的改進優(yōu)點：無被試先后學習差異，被試個體較少缺點：有材料差異 抵消法（輪組法）先學后學A組B組第三學最后學優(yōu)點：無被試差異，被試個體較少，無材料差異，無先后學習差異缺點：使用的材料較多 抵消法（多層次輪組法）C組D組先學后學A組B

19、組實驗組控制組2022/9/2528抵消法的改進優(yōu)點：無被試先后學習差異，被試個體較少先E、隨機化（randomization） a、主要用于兩種情況： （a）研究者已經(jīng)知道某種無關變量能在實驗過程中產(chǎn)生作用，但不適合使用上述的具體控制辦法 （b）無法確定起作用的無關變量，所以也就不能確定采用其他的控制手段 b、優(yōu)勢 隨機化是控制額外變量的最佳方法，不會導致系統(tǒng)性偏差 隨機化法不僅能應用于被試，也能應用于刺激呈現(xiàn)和實驗順序的安排隨機化是實驗的基本思想2022/9/2529E、隨機化（randomization）隨機化是實驗的基本思c、隨機化額外變量的實例 例：空間位置聯(lián)想能否改善6065歲老年

20、人的記憶成績 （a）對被試進行分組隨機分配 實驗材料：32個代表物體名稱的詞，如香蕉、飛機、柵欄，每個詞呈現(xiàn)4秒，要求被試盡可能記住這些詞。 因變量：回憶詞量 自變量：聯(lián)想類型 指導語鼓勵被試盡力聯(lián)想每個詞所代表的物體在現(xiàn)實生活中所處的典型空間位置（位置聯(lián)想記憶）； 指導語鼓勵被試盡力產(chǎn)生聯(lián)想，但不告訴被試具體作何種聯(lián)想； 指導語只是簡單地告訴被試記住這些詞。被試分三組，怎樣分組？舒華心理學研究方法292022/9/2530c、隨機化額外變量的實例舒華心理學研究方法292022/9/理論上怎樣分組？實際工作中怎樣分組？實際研究中一般為自愿參加對于自愿參加的30名被試怎樣分組？第一種情況：先被試

21、隨機分入三個組，再三個實驗條件做組的隨機化第二種情況：先三個實驗條件做組的隨機化，再被試隨機分入三個組2022/9/2531理論上怎樣分組？2022/9/2431組的隨機化的三個步驟第一步：用1、2、3代表三個實驗條件；第二步：在隨機數(shù)字表中，尋找數(shù)字1、2、3.從第一行開始：第一輪：213 第二輪：132第三輪：321 第四輪：312第五輪：321 2022/9/2532組的隨機化的三個步驟第一步：用1、2、3代表三個實驗條件；從第三步：安排被試進行實驗的順序 第一位到達的被試進入第二組，接受實驗條件2 第二位到達的被試進入第一組，接受實驗條件1 第三位到達的被試進入第三組，接受實驗條件3

22、第四位到達的被試進入第一組，接受實驗條件1 第五位到達的被試進入第三組，接受實驗條件3 第一輪2022/9/2533第三步：安排被試進行實驗的順序第一輪2022/9/2433（b)隨機呈現(xiàn)實驗材料考察人們對具體詞和抽象詞進行命名的反應時是否有差異實驗材料：36個具體詞（如香蕉、臺燈） 36個抽象詞（如真理、正義）要求被試盡快準確地讀出呈現(xiàn)在計算機屏幕上的詞。利用軟件隨機呈現(xiàn)，如DMDX、E-Prime利用Excel軟件中的RAND函數(shù)2022/9/2534（b)隨機呈現(xiàn)實驗材料2022/9/24342、被試的自身控制A、什么是被試的自身控制 是指用同一組被試，經(jīng)受K次（K2）不同的實驗處理，比較K次測驗分數(shù)的差異時，控制前面實驗處理對后面實驗處理的影響B(tài)、使用條件 “單組重復測量設計”。 這一設計的條件是：前一次處理或測查對后一次處理或測查無累積效應（或練習效應）（如記憶測驗、品嘗測驗）C、達到使用條件的控制措施 a、運用循環(huán)法，抵消順序效應與練習效應（一半被試處理順序為AB，另一半被試的處理順序為BA）（可能的順序K！） b 、前后處理與測試應相隔一定的時間，消除練習的作用 c、各次測查難度應一致，以便準確測定與比較2022