第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

第二章實(shí)驗(yàn)研究的基本問(wèn)題

§1實(shí)驗(yàn)研究的變量§2實(shí)驗(yàn)研究的設(shè)計(jì)§3實(shí)驗(yàn)研究的效度和信度§4實(shí)驗(yàn)研究的儀器§1實(shí)驗(yàn)研究的變量

變量是指在數(shù)量上或質(zhì)量上可變的事物的屬性。變

量實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果（因變量）無(wú)關(guān)變量相關(guān)變量自變量額外變量（控制變量）一、自變量（independentvariable）1.定義：在實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)者所操縱的、對(duì)被試的反應(yīng)產(chǎn)生影響的變量。2.分類：作業(yè)變量、環(huán)境變量、被試變量3.操縱：操作定義、確定自變量的各個(gè)水平自變量的分類（1）作業(yè)變量（taskv)：作業(yè)指實(shí)驗(yàn)中被試的任務(wù)，如果把實(shí)驗(yàn)任務(wù)的任何特性作為自變量來(lái)操縱，則這種自變量就是一種作業(yè)變量。（2）環(huán)境變量（environmentalv）：各種環(huán)境特性充當(dāng)?shù)淖宰兞?。如?shí)驗(yàn)室的照明、噪音等。（3）被試變量（subjectv）：可能影響對(duì)某種刺激的反應(yīng)的被試的特性因素。如年齡、性別、血型、不同文化程度、職業(yè)特點(diǎn)、健康狀況、疲勞、焦慮、恐懼、獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰、饑餓等。對(duì)自變量的操縱（1）對(duì)自變量下操作定義（operationaldefinition）操作定義：對(duì)一個(gè)心理現(xiàn)象根據(jù)測(cè)定它的程序下定義。例如：疲勞定義為從事某種體力勞動(dòng)的時(shí)間量。

思考：智商、人格怎樣下操作定義？（2）確定自變量的水平自變量的水平指自變量的一個(gè)取值（或操縱結(jié)果）。例如：疲勞的水平可以是1h、2h、3h等。二、因變量（dependentvariable）1.定義：在實(shí)驗(yàn)中，由操縱自變量而引起的被試的某種特定的反應(yīng)。2.分類：客觀指標(biāo)、主觀指標(biāo)3.控制：反應(yīng)控制、因變量的指標(biāo)、量程限制思考：如何避免天花板效應(yīng)（ceilingeffect）和地板效應(yīng)（flooreffect）呢？2.因變量分類

因變量客觀指標(biāo)反應(yīng)速度反應(yīng)速度的差異反應(yīng)的正確性反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)的難度主觀指標(biāo)：口語(yǔ)記錄（protocol）2.1反應(yīng)控制（1）反應(yīng)控制的目的：讓被試的反應(yīng)確實(shí)發(fā)生在實(shí)驗(yàn)者感興趣的因變量唯度上。（2）指導(dǎo)語(yǔ)（instruction）：在人做為被試的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)反應(yīng)的控制往往通過(guò)指導(dǎo)語(yǔ)實(shí)現(xiàn)，它是心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中主試給被試交待任務(wù)時(shí)所說(shuō)的話。規(guī)范的指導(dǎo)語(yǔ)應(yīng)具有如下幾個(gè)特征：內(nèi)容確定、完全、簡(jiǎn)單明確、標(biāo)準(zhǔn)化。2.2選擇恰當(dāng)?shù)囊蜃兞恐笜?biāo)因變量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)（1）有效性：是指所選擇的因變量應(yīng)具有一定的效度（validity）。即因變量充分代表當(dāng)時(shí)的心理現(xiàn)象或過(guò)程的程度。（2）客觀性：即指標(biāo)是客觀存在的，是可以通過(guò)一定的方法觀察到的。（3）數(shù)量化：即指標(biāo)能數(shù)量化，也就便于記錄，便于統(tǒng)計(jì)，并且量化的指標(biāo)能進(jìn)行比較。三、額外變量（extraneousvariable）1.典型的額外變量（實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)、要求特征）2.額外變量的控制1.典型的額外變量（1）實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)（experimentaleffect）：主試在實(shí)驗(yàn)中可能以某種方式（如表情、手勢(shì)、語(yǔ)氣等）有意無(wú)意地影響被試，使他們的反應(yīng)附和主試的期望。還記得羅森塔爾效應(yīng)和皮格馬利翁效應(yīng)嗎？（2）要求特征（demandcharacteristics）：實(shí)驗(yàn)中，被試自發(fā)的對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康漠a(chǎn)生一個(gè)假設(shè)或猜想，然后再以一種自以為能滿足這一假想的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡姆绞叫羞M(jìn)反應(yīng)。想想奧恩實(shí)驗(yàn)、霍桑實(shí)驗(yàn)和安慰劑效應(yīng)。2.額外變量的控制（1）消除法：即通過(guò)采取一定措施,將影響研究結(jié)果的各種無(wú)關(guān)變量消除掉。噪音、光線

雙盲實(shí)驗(yàn)：是指使主試、被試都不知道實(shí)驗(yàn)的假設(shè)和目的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）.恒定法：是指實(shí)驗(yàn)者采取一定措施使某些無(wú)關(guān)變量在整個(gè)實(shí)驗(yàn)研究中保持不變。

做法：采用同一地點(diǎn)，同一儀器，同一主試，同一時(shí)間段；主試態(tài)度要保持恒定；按同一實(shí)驗(yàn)程序或步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；選擇智力、性別、年齡、教育程度相同的被試。（3）匹配法：使實(shí)驗(yàn)組和控制組中被試的屬性相等方法。使用匹配法時(shí)，先要測(cè)量所有被試身上與實(shí)驗(yàn)任務(wù)呈高相關(guān)的屬性，然后根據(jù)測(cè)得結(jié)果將被試分成屬性相等的實(shí)驗(yàn)組和控制組。（4）隨機(jī)化法：指依據(jù)數(shù)學(xué)上的概率原理，將被試按相等機(jī)會(huì)原則分組，在理論上可使不同組的被試除實(shí)驗(yàn)條件外，其他無(wú)關(guān)變量保持相等，是控制無(wú)關(guān)變量較好的方法。（5）統(tǒng)計(jì)控制法：它是一種實(shí)驗(yàn)后控制，是在實(shí)驗(yàn)完成之后通過(guò)一定的統(tǒng)計(jì)技術(shù)來(lái)事后避免實(shí)驗(yàn)

中額外變量的干擾。評(píng)價(jià)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好壞的一個(gè)重要依據(jù)就是看研究者能否成功地控制那些額外變量。※變量命名練習(xí)

因?yàn)槔斫庾宰兞?、因變量和控制變量非常重要，所以我們?cè)谶@里再舉一些例子以便你檢查自己是否真的理解了。對(duì)于每一個(gè)例子都要說(shuō)出三種變量。汽車(chē)制造者想知道剎車(chē)燈多亮可最大程度地減少后面司機(jī)意識(shí)到前方正在停車(chē)的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)就是回答這一問(wèn)題。對(duì)變量命名。答案自變量(被操縱變量)：剎車(chē)燈的明度因變量(被觀察變量)：剎車(chē)燈亮到尾隨車(chē)司機(jī)踩剎車(chē)踏板之間的時(shí)間控制變量(恒定變量)：剎車(chē)燈顏色、剎車(chē)板的形狀、剎車(chē)所需力氣、額外照明度等訓(xùn)練鴿子綠燈亮?xí)r啄鍵、紅燈亮?xí)r停止。對(duì)作出正確反應(yīng)的鴿子給予玉米的獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)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(shí)間、鍵的大小、紅燈綠燈的強(qiáng)度等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時(shí)，治療者就以點(diǎn)頭、微笑和額外注意予以獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)變量命名。答案自變量用于獎(jiǎng)勵(lì)的語(yǔ)言種類。因變量語(yǔ)言數(shù)量(或頻率)控制變量辦公室情境、治療者社會(huì)心理學(xué)家做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，為了發(fā)現(xiàn)當(dāng)六個(gè)人擠在一個(gè)電話亭里時(shí)是男人還是女人感到更不舒服。對(duì)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(gè)體的大小等※課后文獻(xiàn)閱讀1、不同閱讀過(guò)程文章信息保持特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)研究莫雷、陳雪楓，心理科學(xué)，1997年06期2、觀察不同形狀和顏色時(shí)眼運(yùn)動(dòng)的順序性韓玉昌，心理科學(xué)，1997年01期§2實(shí)驗(yàn)研究的設(shè)計(jì)

一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型二

被試間/被試內(nèi)/混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用三

小樣本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用四

準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用概述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)前做的具體計(jì)劃，主要用來(lái)控制實(shí)驗(yàn)條件和安排實(shí)驗(yàn)程序，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的

目的在于盡可能減少額外變量，從而增加實(shí)驗(yàn)

產(chǎn)生有效的一致結(jié)果的可能性。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題：

（1）采用多少自變量和因變量？（2）各自變量采用多少處理水平？（3）如何將被試分配到各自變量的水平中？一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本類型從對(duì)實(shí)驗(yàn)控制條件的嚴(yán)密程度的不同：①真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)②準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)③非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中要操縱變量的多少：①單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)②多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)在各種自變量及各種處理水平中是否用相同被試：①被試內(nèi)設(shè)計(jì)②被試間設(shè)計(jì)③混合設(shè)計(jì)多自變量設(shè)計(jì)（1）是指在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上自變量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（2）交互作用當(dāng)一個(gè)自變量的效果在另一個(gè)自變量的每個(gè)水平上不一樣時(shí)，交互作用就產(chǎn)生了※復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)：1操作性定義2自變量水平≥2知識(shí)點(diǎn)：

因變量的有效性標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)點(diǎn)：有效額外變量的控制方法※復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)：“交互作用”的定義及理解按額外變量的控制程度按實(shí)驗(yàn)處理和被試的分配情況按變量的數(shù)量二、被試間/被試內(nèi)/混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）被試間設(shè)計(jì)

1.特點(diǎn)：每個(gè)被試只接受一個(gè)自變量水平的處理。（例）

2.優(yōu)點(diǎn)：處理之間不相互影響或污染。

3.問(wèn)題：

由于接受自變量不同水平處理的被試各不相同，因此很難辨別因變量的變化是由被試差異所致還是由自變量變化所致。

思考：如何解決這一問(wèn)題？

通過(guò)匹配或隨機(jī)化創(chuàng)設(shè)等組。舉例題目：生字密度對(duì)學(xué)生閱讀理解的影響。自變量：？因變量：？被試樣本量？設(shè)計(jì)：

（二）被試內(nèi)設(shè)計(jì)

1.特點(diǎn)：所有被試都接受每一水平自變量的處理。（例）

2.優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省被試人數(shù)，不同組被試個(gè)體差異得到控制

3.問(wèn)題：

由于被試先后接受不同處理，而因?yàn)闀r(shí)間順序誤差造成

的練習(xí)效應(yīng)和疲勞效應(yīng)。思考：如何解決這一問(wèn)題？

4.被試內(nèi)設(shè)計(jì)的平衡技術(shù)：

（1）ABBA設(shè)計(jì)。適用于自變量只有兩個(gè)水平時(shí)。

舉例題目：生字密度對(duì)學(xué)生閱讀理解的影響。自變量：？因變量：？被試樣本量？設(shè)計(jì)：

（2）拉丁方設(shè)計(jì)適用于自變量由兩個(gè)以上水平時(shí)

①當(dāng)處理數(shù)是偶數(shù)時(shí)：“第一個(gè)次序可用如下順序安排次序：

1，2，n，3，n-1，4，n-2，5，...

比如：假設(shè)處理數(shù)是6，則拉丁方如下：ABFCEDBCADFECDBEAFDECFBAEFDACBFAEBDC②當(dāng)處理數(shù)是奇數(shù)時(shí)，則采用如下方法（以n=5為例）：

先按偶數(shù)法則形成一個(gè)拉丁方：

ABECDBCADECDBEADECABEADBC

然后把上述模式簡(jiǎn)單反過(guò)來(lái)，即形成：

DCEBAEDACBAEBDCBACEDCBDAE

最后將兩個(gè)模式結(jié)合起來(lái)使用。（三）混合設(shè)計(jì)

1.特點(diǎn)：被試內(nèi)變量與被試間變量組合的多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2.優(yōu)點(diǎn)：被試內(nèi)設(shè)計(jì)和被試間設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

舉例：題目：學(xué)生性格類型與教師教學(xué)方式對(duì)教學(xué)效果的影響。自變量1：學(xué)生性格類型（外向/內(nèi)向）——被試間變量自變量2：教師教學(xué)方式（發(fā)現(xiàn)式教學(xué)/講解式教學(xué)）——被試內(nèi)變量因變量：學(xué)生成績(jī)被試樣本量？設(shè)計(jì)：2*2混合設(shè)計(jì)

※實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)練習(xí)(1)在測(cè)量人對(duì)聲音的反應(yīng)速度時(shí)，研究者想知道聲音的高低變化對(duì)反應(yīng)速度的影響。——被試內(nèi)設(shè)計(jì)（2）對(duì)訓(xùn)練動(dòng)物所采用的三種不同方法進(jìn)行比較研究。——被試間設(shè)計(jì)※實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)練習(xí)(3)研究者想知道不同詞性（積極詞、消極詞、中性詞）和不同記憶方式（單詞背誦、閱讀上下文）是否對(duì)中學(xué)生英語(yǔ)單詞記憶效果有影響？——混合設(shè)計(jì)（4）設(shè)計(jì)一項(xiàng)3*2混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)形式的研究，寫(xiě)出其變量操作及實(shí)驗(yàn)程序部分。本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)總結(jié)被試內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作方式缺點(diǎn)克服被試間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作方式缺點(diǎn)克服ABBA&拉丁方平衡技術(shù)混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作過(guò)程三、小樣本設(shè)計(jì)

小樣本設(shè)計(jì)被試內(nèi)設(shè)計(jì)的一種變式，實(shí)驗(yàn)時(shí)它向人數(shù)較少的被試或單個(gè)被試呈現(xiàn)自變量的不同水平或處理方式。（一）ABA設(shè)計(jì)

ABA設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：

A:代表基線狀態(tài)B:代表處理（治療）后的狀態(tài)

A:再回基線狀態(tài)以檢驗(yàn)B的效果。

ABA設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：可以較好