實驗心理學課件

節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)心理學實驗中的變量及其操縱實驗研究的效度心理學實驗報告的閱讀和撰寫章實驗研究的基本問題主試就是主持實驗的人，即直接操縱、控制和觀測實驗中的各種變量的人，也叫實驗者（experimenter）。被試（subject/participant）就是在研究中被觀測的人或非人類實驗對象。實驗對象或被觀測的對象不等于“研究對象”，而往往只是研究對象中的一部分。潛在的或可能的研究對象的全體叫總體（population）；從總體中抽取出來的實際參加實驗的人或動物叫樣本（sample）。進入到樣本的人或動物才叫做被試。第一節(jié)心理學實驗中的變量及其控制一、變量的定義及類型定義：變量（variable）是指在數量上或質量上可變的事物的屬性（變量是至少有兩種取值的事件或行為）。類型：三類最基本的變量刺激變量（stimulusvariable）機體變量（organismvariable）[被試變量（subjectvariable）、屬性變量（propertyvariable）]反應變量（responsevariable）變量的類型從實驗研究的角度看，可把變量分為：自變量（independentvariable）、因變量（dependentvariable）和控制變量（controlledvariable）。[凡是對因變量產生影響的實驗條件均稱作相關變量（relevantvariable），對因變量不產生影響的實驗條件稱作無關變量（irrelevantvariable），在相關變量中，用于研究的變量稱作自變量，而不用于研究的變量稱作額外相關變量（extraneousrelevantvariable），簡稱額外變量（extraneousvariable）。也稱作控制變量]二、自變量的類型和控制定義：在實驗中實驗者所操縱的、對被試者的反應產生影響的變量稱為自變量。類型：★課題變量（作業(yè)變量、刺激變量、任務變量）★環(huán)境變量★被試變量★暫時的被試變量問題與討論問題：許多研究者把被試特質作為自變量來處理，但它們本身并不是真正的自變量，為什么？討論：真正的自變量必須是由實驗者直接操縱的他們感興趣的行為或事件。雖然實驗者能操縱生理、經驗、刺激自變量（控制自變量），但無法直接操縱被試特質。實驗者不能創(chuàng)造被試的性別也不能使被試達到某個年齡。因此被試變量最好看作是分類變量（選擇變量）而不是操縱變量。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。對自變量的控制，首先要對自變量進行嚴格的規(guī)定，對心理學中一些含混不清的變量必須使之操作定義化，只有這樣才能進行實驗。操作定義（operationaldefinition）：指用可感知、度量的事物、時間、現象和方法對變量或指標作出具體的界定。例如，把“剛剛感受到”定義為“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。討論與練習操作定義練習：焦慮記憶色情文學創(chuàng)造性學習強化自尊挫折懲罰死亡攻擊性自我卷入態(tài)度自變量的控制其次，對于在刺激維度上連續(xù)變化的自變量，要做好三項工作：（1）要確定好自變量的范圍（2）要選一定數量的檢查點（處理水平）（3）要確定好各檢查點之間的間距。假設有人想研究“隨著動機強度的增加，作業(yè)成績會怎樣變化”這個問題則：選擇不同數量的檢查點對實驗結果的影響圖示ab動機成績⑴ab動機成績⑵ab動機成績⑶ab動機成績⑷abc動機成績⑸強度增加成績提高強度增加成績提高強度增加成績不變強度增加成績降低至少三個檢查點才能揭示變量間實際趨勢選擇不同距離的檢查點對實驗結果的影響圖示abc動機成績⑴abc動機成績⑵強度增加成績變化很小，二者無明顯關系間距太小難以區(qū)分水平間差異強度增加成績先增后減檢查點的間距適當選擇不同范圍的檢查點對實驗結果的影響圖示abc動機成績⑴abc動機成績⑵abc動機成績⑶強度增加成績提高測試區(qū)段即范圍不合理強度增加成績降低測試區(qū)段即范圍不合理測試區(qū)段即范圍合理自變量的控制再次，校準測量自變量的儀器，保證研究的內在效度①準確精密不失真。②穩(wěn)定。③操作方便靈敏。④不干擾所研究的心理現象。⑤儀器的同質性要高。最后，控制刺激呈現的方式包括呈現時間長短、呈現次序、空間位置等。三、因變量的指標及控制定義：因為自變量的變化而產生的現象變化（行為表現），稱為因變量（被測量的一種反應或行為。是實驗所得的數據或結果）。把實驗中的被試者的反應控制在主試者所設想的方向上，這就是反應的控制問題。以人作被試者，往往用指示語來控制被試者的反應。使用指導語時應注意的的事項指示語乃是心理實驗中主試者給被試者交代任務時說的話。使用指導語時，應注意在允許的范圍內做到引起動機，激發(fā)興趣。被試者來到實驗室時，不一定對參加實驗感興趣。因此主試者必須利用言詞來引起他們的興趣。在可能的范圍內，告訴他們實驗目的與應用價值，使他們認識到參與和合作的意義。編制指導語時應注意①內容確定；②完全；③簡單明確；④標準化。反應指標的選擇在心理學實驗中，一般常用的指標有：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口頭報告選擇指標的條件條件：有效性，即指標充分代表當時的現象或過程的程度，也稱為效度?？陀^性數量化避免量程限制：天花板效應（ceilingeffect）和地板效應（flooreffect）。根據實驗的需要和參考前人研究來決定是否需要記錄一個以上的因變量。問題：鏡畫實驗中，是否需要記錄兩個因變量？良好因變量的特點：與測驗量表一樣，有效、可靠是其特點。自變量與因變量的關系補充：相關概念調節(jié)變量（moderatingvariable）：能增強、減弱或反轉自變量和因變量之間關系的變量中介變量（mediatingvariable）：假設既能夠預測一個或多個因變量，同時又能夠被一個或多個自變量所預測的變量協(xié)變量（covariantvariable）：協(xié)變量指與因變量有線性相關并在探討自變量與因變量關系時通過統(tǒng)計技術加以控制的變量。屬于統(tǒng)計概念混淆變量（confoundingvariable）：隨著自變量系統(tǒng)性地變化的變量，同時也可能引起因變量的變化四、額外變量的控制實驗者成為額外變量實驗者特質:生理特質如性別、年齡、種族；心理特質如敵意、焦慮、內向或外向等人格特征。實驗者的期望：Rosenthaleffect（指實驗者對適當反應的預期影響著對待被試的方式以及被試的行為）實驗者效應（experimentereffect）的控制控制實驗者特質的一般步驟①運用標準化的方法②對主試進行培訓③對主試的外表、態(tài)度等因素進行標準化控制實驗者期望①標準化指導語②使用儀器和自動化操作③進行單盲試驗（實驗者或被試不知道哪組被試接受的是哪種實驗處理的實驗）被試知覺成為成為額外變量要求特征與好被試Demandcharacteristics：來自實驗本身的特征不經意地引導被試以特定的方式進行反應。典型例子就是霍桑效應（Hawthorneeffect）和安慰劑效應（placeboeffect）Goodparticipanteffect：被試按照他所感知到的主試期望來進行反應的傾向。被試知覺成為成為額外變量被試效應的控制使用單盲實驗，但在這里被試將不清楚實驗假設、實驗的真實性質以及他們所在的組別。使用雙盲試驗（主試和被試雙方都不知道哪組被試接受哪種處理）向被試提供有關實驗性質的不真實信息但有兩個弱點①實驗的道德問題②被試對真實實驗目的產生錯誤猜測，進而會針對這些虛假信息所提供的要求特征進行反應控制額外變量排除法（eliminationmethod）：把額外變量在實驗中完全去除的控制方法恒定法（constantmethod）：額外變量只有單一取值并為所有被試所經歷的控制方法匹配法（matchingmethod）：使實驗組和控制組中的被試屬性相等的一種控制方法。成對匹配、共軛匹配統(tǒng)計控制法（statisticalcontrol）：在實驗結束后采用協(xié)方差分析（共變數分析）（analysisofcovariance），把影響結果的因素分析出來，以達到對額外變量的控制匹配的技術：共軛控制（yokecontrol）

共軛控制：給對照組被試的任務以實驗組特定被試的作業(yè)為轉移。沖突情景與猴子患癌癥的關系。假設有一個理論，能夠預測被試使用一種確定的回憶順序，因為這個順序使得詞表容易記憶——也許在一個特殊的順序中，許多詞存在聯(lián)系，一個連著下一個。怎樣用實驗來檢驗這個假設呢？控制額外變量隨機化法（randomization）：保證每個被試有均等機會被分配到實驗中任一種處理下的控制方法抵消平衡法（counterbalancingmethod）：以呈現不同的處理順序來控制順序效應的過程抵消平衡法延續(xù)或痕跡效應（Carryovereffect）：一種處理效應持續(xù)影響到被試對下一種處理的反應（處理本身的性質對后面的處理的影響）順序或序列效應（Sequenceeffect）：在一系列中處理出現的位置對被試的反應起著部分作用順序效應和痕跡效應ABBA：可以抵消順序效應和線性的痕跡效應ABBA＋BAAB：只能抵消非線性的順序效應而不能抵消非線性的痕跡效應抵消平衡與處理數：完全抵消平衡（completecounterbalancing）所有可能的處理順序都出現。n!，四種處理就有4!＝4×3×2×1=24。不完全抵消平衡（incompletecounterbalancing）或部分平衡（partialcounterbalancing）只出現一部分可能的處理順序。選擇哪種順序？簡單而且無偏的程序是構建拉丁方（Latinsquare）ABBA方法說明A1B1B2A2。A1對B1B2A2都產生順序效應。假設A1可使B1、B2和A2作業(yè)個增強2個單位，B1使B2和A2也各增強2個單位，B2使A2增強2個單位。這樣，B1增強2個單位，B2增強4個單位，A2增強6個單位，A1前面沒有作業(yè)，故A1增強0個單位。因此，A＝0＋6＝6，B＝2＋4＝6（順序作用都相同，即線性關系）如果是非線性關系，如A1分別使B1、B2和A2分別增強2，1，0個單位，B1使B2和A1分別增加2個和1個單位，B2使A2增加2個單位，則A＝0＋3＝3，B＝2＋3＝5，顯然不能抵消順序效應，此時，需增加BAAB的安排。這樣，A＝0＋3＋2＋3＝8，B＝2＋3＋0＋3＝8，就抵消了非線性的順序效應ABBA方法說明ABBA可抵消線性的順序效應，也可抵消線性的痕跡效應。ABBA加BAAB可抵消非線性的順序效應，但不能低消非線性的痕跡效應，因為痕跡效應和前面發(fā)生的處理本身的性質有關。如當按AB順序安排時，除順序效應外，A對B還有痕跡效應；而當按照BA順序時，B對A又沒有痕跡效應，所一加上BAAB也不能抵消這種非線性的痕跡效應平衡（balancing）是從恒定法的邏輯上延伸而來的，當實驗中的每個組都接受所有的額外變量的影響，或以相同方式接受這些變量的所有水平，且程度相同，則可認為實驗中每個組的到了平衡平衡：將額外變量的影響平均分配給所有組以達到組間平衡的方法當額外變量對各組以相同的方式作用，可認為各組達到了平衡狀態(tài)第一組（處理A）第二組（處理B）額外變量1額外變量1額外變量2額外變量2額外變量3額外變量3額外變量4額外變量4平衡額外變量教師1教師225名學生→方法125名學生→方法125名學生→方法225名學生→方法2例如：檢驗兩種教學方法，有兩個教師。如果用恒定法控制教師這個額外變量就必須使用一名教師在兩個班級上課。如果必須使用兩個教師，可用平衡法來控制教師這個額外變量：讓兩個教師分別使用每一種方法教一半學生問題：如果被試接受一個以上的實驗處理，可以通過恒定法、平衡法控制相關額外變量，但無法控制順序效應，→抵消平衡法被試處理順序1AB2AB3AB4BA5BA6BA抵消平衡法：一呈現不同的處理順序來控制順序效應的過程被試內抵消平衡法（within-subjectcounterbalancing）：向同一被試呈現不同的處理順序。用于控制每個被試所接受的順序效應。如每個被試都按AB→BA順序來做實驗。缺點：每個被試必須接受一次以上的處理條件，隨著處理條件的增加，每一被試必須接受處理序列的長度隨之增加，如A、B、C三種處理，則每個被試必須接受6個處理條件ABCCBA。→組內平衡法（within-groupscounterbalancing）：向不同被試呈現不同的處理順序，即把處理條件按一個以上的順序呈現給各組被試。用來控制對不同被試呈現不同順序所造成的問題。組內平衡法被試處理順序1231ABC2ACB3BAC4BCA5CAB6CBA組內平衡法組內抵消平衡法的條件：①每種處理必須以相同的次數呈現給每一名被試；每名被試各接收1次A和B處理②每種處理在每個測驗或練習階段出現的次數相同；在第一次和第二次順序中A和B均出現三次③每種處理在其它處理前后出現的次數相同。A在B前后各出現三次觀察下表，是否滿足了組內抵消平衡法的要求？N！，2?。?，3?。?，4?。?4，5?。?20。被試處理順序12341ABCD2ABCD3ACDB4ADCB5BACD6BCDA7BCAD8CABD9CBAD10CDBA11DBCA12DCBA當完全使用所有的順序時，就是完全抵消平衡法。盡管這樣能夠為順序效應提供最好的控制，但當處理水平多的時候，就要考慮時間、經濟、被試來源等問題。→不完全抵消平衡法。右表是從所有（24）可能的順序中隨機選取12種。雖然每個被試接受每種處理的次數相同，但每種處理在不同測試階段出現的次數不同，在其它處理階段前后出現的次數也不同→被試處理順序12341BDAC2DACB3ACBD4CBDA不完全抵消平衡法在此法中，隨機選取第一名被試所接受的順序，然后講這個順序在余下的被試身上依次有系統(tǒng)地旋轉展開。如果第一名被試的實驗順序是BDAC，則……。被試總數為12名，共采用4總順序，每種順序下3名被試。確保了每種處理在各測試階段出現次數相同但不能滿足每種處理在其它處理前后出現的次數相同?！玫姆椒ǎ豪》皆O計被試處理順序12341ABDC2BCAD3CDBA4DACB處理條件為偶數時,只需要一個拉丁方格就滿足了抵消平衡法的要求被試處理順序123451ABCDE2BCDEA3CDEAB4DEABC5EABCD被試處理順序123451EDCBA2AEDCB3BAEDC4CBAED5DCBAE當處理條件為奇數時，如果仍按照前面的步驟排列，則不能滿足每一處理條件在其它處理條件前后出現的次數相等的條件。如下左表格，每個處理條件出現在每一個可能的位置，但每一處理條件在其它處理條件兩邊出現的次數不相等，為此，需增加5個額外的序列，且與前面5個序列正好相反，這樣就滿足了要求。PS：控制組（controlgroup）experimentalgroup：接受自變量處理的被試所組成的組即實驗中的處理情景controlgroup：不接受自變量處理的被試所組成的組即實驗中的無處理情景無處理控制組（no-treatmentcontrolgroup）：目的是提供正常行為的標準或基線水平，以便將處理情境與之進行比較安慰劑控制組(placebocontrolgroup)：是被試只接受安慰劑而不接受真正處理的情境復習與討論：實驗中的變量分析學習走迷津實驗實驗目的：研究隨著學習次數的增加，走迷津所用的時間和錯誤次數的變化。實驗材料：觸棒迷津（見下圖）、小棒、遮眼罩（見下圖）、秒表、記錄紙。遮眼罩實驗程序（1）三人一組，被試帶上遮眼罩，用小棒走迷津（實驗前被試勿看迷津，也勿用手觸摸迷津）。主試對被試的指示語必須這樣說明：“在排除視覺的條件下，盡快地學會用小棒走迷津，中間不要停頓，要積極運用動覺、記憶和思維，爭取早些學會”。主試把小棒放在迷津的入口處，然后讓被試用優(yōu)勢手拿住小棒，手臂懸空。（2）被試手執(zhí)小棒靜候。主試在每次開始前2秒鐘，先發(fā)出“預備”口令，主試再說“開始”時，被試才用小棒走動。在發(fā)出“開始”口令的同時，主試開動秒表。（3）被試在走迷津的過程中，凡進入盲巷一次就算出錯一次，主試記下錯誤次數。（4）當被試的小棒進入迷津終點，主試立刻說“到了”，同時停秒表，記錄走一遍迷津所用的時間（秒）。再做下一次的準備工作。（5）學習遍數因被試者而異，均以連續(xù)三次不出錯為學會的標準。（6）若被試在學習途中感到疲勞，可在某次走到終點后休息幾分鐘。本實驗的變量分析自變量：學習次數因變量：時間、錯誤次數控制變量：刺激因素、被試自身因素、主試因素、環(huán)境因素變量命名練習因為理解自變量、因變量和控制變量非常重要，所以我們在這里再舉一些例子以便你檢查自己是否真的理解了。對于每一個例子都要說出三種變量。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)：剎車燈的明度因變量(被觀察變量)：剎車燈亮到尾隨車司機踩剎車踏板之間的時間控制變量(恒定變量)：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)因變量啄鍵次數控制變量食物剝奪時間、鍵的大小、紅燈綠燈的強度等答案自變量用于獎勵的語言種類。因變量語言數量(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。社會心理學家做了一個實驗，為了發(fā)現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(6)、個體的大小等變量命名練習1、不同閱讀過程文章信息保持特點的實驗研究莫雷、陳雪楓，心理科學，1997年06期2、觀察不同形狀和顏色時眼運動的順序性韓玉昌，心理科學，1997年01期3、強的和弱的學習者記憶監(jiān)控能力的比較研究張萌,牛雄鷹，山東師大學報(社會科學版)，1997年02期4、幼兒假設檢驗思維能力發(fā)展的實驗研究楊春燕，張慶林，西南師范大學學報(自然科學版)，1999年03期第二節(jié)實驗研究的效度Diagram2Diagram3Diagram3一、效度的概念三、影響實驗內部效度的因素

二、影響實驗外部效度的因素

一、效度的概念效度(validity)在詞典中被定義為“真實性的質量或狀態(tài)”。在研究情境中，效度關系到研究的可靠性或結果的精確性。通常，研究者會把效度作為研究質量的評估標準實驗效度是指實驗方法能達到實驗目的的程度。實驗目的是驗證假設，驗證自變量和因變量之間的關系，使實驗結果的推論可用以解釋和預測其他同類現象。由于不同的實驗者在設計上和在對額外變量的控制程度上極不相同，實驗的效度也會有很大的不同。此外，每種實驗都有幾個不同的組成部分，其中每一部分也會影響整個實驗的效度。了解影響實驗效度的諸因素，將有助于我們評價實驗設計的質量，提高實驗設計的科學性。對效度的損害（threattovalidity）：在研究中，任何導致研究質量或研究結果精確性的下降，都是“對效度的損害”傳統(tǒng)上將與研究效度有關的問題分為兩類：內部效度（internalvalidity）問題和外部效度（externalvalidity）問題內部效度——從實驗內部評估你的實驗研究內部效度：一種評估實驗的方式，檢驗自變量是否是因變量的唯一可能的解釋。因此，實驗的內部效度是指實驗中的自變量與因變量之間的因果關系的明確程度。一項實驗的內部效度高，就意味著因變量的變化確系由特定的自變量引起的。由于除了自變量以外，任何額外變量都可能對因變量產生影響，導致實驗結果的混淆。這樣我們就難以判定實驗中自變量與因變量之間的關系的確定性。因此，要使實驗具有較高的內部效度，就必須控制各種額外變量。問題與討論研究者想比較兩種教學法對一年級學生的影響，將一種教學法用于格林先生的班級，另一種教學法用于布朗先生的班級。到學年結束時，對所有學生進行一項閱讀成績測驗，結果布朗先生的班級得分較高。在這次研究中，兩位老師（格林與布朗）之間的差異會影響內部效度嗎？請說明理由威脅內部效度的因素——任何能引起另一種解釋的因素都會導致研究內部效度的降低過去事件（history）：是指在重復測量設計中在兩次因變量測量之間發(fā)生的事件成熟（maturation）：是指被試在實驗中相當一段時間內發(fā)生的變化，可以包括實際的機體成熟或疲勞、厭倦、饑餓等因素測驗（testing）：是指對因變量的重復測量導致因變量的變化。練習效應和反應性測量（reactivemeasures）事實上改變了被測因變量的因變量測定方法威脅內部效度的因素測驗設備（instrumentation）：測驗因變量的儀器或人在一段時間內改變了測驗標準統(tǒng)計回歸（statisticalregression）：重測分數的提高或降低僅僅是由于統(tǒng)計上的原因威脅內部效度的因素選擇（selection）：如果實驗前選擇被試時兩組被試并不等價，那么就很難確定實驗后所產生的差異是僅由自變量引起的死亡率（mortality）：不同組的被試以不同比率退出實驗與選擇的交互作用（interactionwithselection）：基于成熟、過去事件或測驗設備等所選擇的不同處理組之間系統(tǒng)性的區(qū)別實驗處理的擴散和仿效（diffusionorimitationoftreatment）：一個處理組中的被試與另一個處理組中的被試熟識并仿照后者的處理方式外部效度——實驗的外推外部效度：一種評估實驗的方式，你的實驗結果是否適用于與你實驗不同的總體或情景？實驗的外部效度是指實驗結果能夠普遍推論到樣本的總體和其他同類現象中去的程度，即實驗結果的普遍代表性和適用性。以人的行為為對象所獲得的實驗結果，其推論法往往有相當的局限性。外部效度——實驗的外推一般化（generalization）：一個實驗的結果應用到不同的總體或情景中總體的一般化（populationgeneralization）：實驗結果應用到不同于原始實驗的、范圍更廣的其他群體或被試中情境的一般化（environmentalgeneralization）：實驗結果應用到不同于原始實驗的情景或環(huán)境中時間的一般化（temporalgeneralization）：實驗結果應用到不同于原始實驗的時期威脅外部效度的因素（方法角度）測驗與處理的交互作用（interactionoftestingandtreatment）：是指前測微妙地改變了被試，而此時處理還沒有發(fā)生選擇與處理的交互作用（interactionofselectionandtreatment）：是指處理效應只對特定的樣本或被試有效反應性的情景（reactivearrangements）：是指實驗情境改變了被試的行為，而無論自變量是否呈現多重處理的干擾（multiple-treatmentinterference）：當被試在同一實驗中經歷了多個實驗處理時發(fā)生，先前實驗處理中習得的經驗可能會影響在后來處理中的表現，這種處理所得到的結果對那些之前沒有接受過處理的被試來說，是否具有普遍性？威脅外部效度的

因素（被試角度）聲名狼藉的白鼠——比較心理學（comparativepsychology）問題隨處可見的大學生——便捷取樣（conveniencesampling）、隨意抽樣（haphazardsampling）、費用限制性取樣（cost-restrictivesampling），被試選擇性偏差（subjectselectionbias）威脅外部效度的因素（被試角度）關于女性被試問題——性別歧視問題甚至老鼠和學生也都是白色的——種族歧視問題甚至老鼠、學生、女性和少數群體也都是美國的——跨文化心理學(cross-culturalpsychology）問題以及民族中心主義（ethnocentric）問題討論——魔鬼代言人：外部效度總是必要的嗎？內部效度與外部效度的關系實驗的內部效度和外部效度是相互聯(lián)系、相互影響的。提高實驗內部效度的措施可能會降低其外部效度，而提高實驗外部效度的措施又可能會降低其內部效度。這兩種效度的相對重要性，主要取決于實驗的目的和實驗的要求。一般而言，在實驗中控制額外變量的程度越大，則對因果關系的測量就越有效。因此，可以在保證實驗內部效度的前題下，采取適當措施以提高外部效度。構思效度構思（construct）是指一種理論上的構想或概念。特征在本質上他們是某些規(guī)則的抽象摘述（abstractsummariesofsomeregularity）他們與具體的可觀察的實體有關或者相關聯(lián)構思效度（constructvalidity）是指在研究歷程中所涉及的變量成功操作化的程度。影響構思效度的因素對于研究假設的解釋實驗過程單一操作的偏向單一（實驗）方法的偏向實驗者期望和被試猜測自變量水平選擇的誤差造成的混淆不同實驗處理的交互作用統(tǒng)計結論效度統(tǒng)計結論效度（statisticalconclusionvalidity）是指正確運用統(tǒng)計方法解釋研究結果的程度統(tǒng)計結論效度主要取決于兩個方面的條件：數據的質量統(tǒng)計檢驗的假設影響統(tǒng)計結論效度的因素統(tǒng)計功效低違反統(tǒng)計檢驗的假設測量信度低實驗處理實施的可靠性研究背景中的隨機的因素被試的隨機異質性第三節(jié)實驗設計（experimentaldesign）二、實驗設計的基本類型Ⅰ

一、實驗設計概述

三、實驗設計的基本類型Ⅱ

四、準實驗設計六、單被試設計五、非實驗設計實驗設計一、實驗設計概述含義：實驗設計乃是進行科學實驗前做的具體計劃。它主要是控制實驗條件和安排實驗程序的計劃。它的目的在于找出實驗條件和實驗結果之間的關系，做出正確的結論，來檢驗解決問題的假設。實驗設計的內容①刺激變量(或刺激變項)的確定及其呈現的方式；②反應變量(或反應變項)的指標及其測量方法；③對一切有關變量(或變項)的控制措施；④確定被試總體及被試樣本人數和選擇被試的方法；⑤擬定主試在實驗開始前對被試者要說的指示語；⑥規(guī)定實驗次數；⑦安排實驗程序；⑧規(guī)定使用儀器的型號；⑨規(guī)定處理實驗數據的方法。實驗設計的功能使研究變量的效果最大化；對額外變量進行有效控制；使實驗誤差變異最小化；充分體現自變量和因變量之間的關系和內在聯(lián)系。二、實驗設計的基本類型Ⅰ從對實驗控制條件的嚴密程度的不同：①真實驗設計（trueexperimentaldesign）②準實驗設計（quasi-experimentaldesign）③非（前）實驗設計（non-experimentaldesignorpre-experimentaldesign）根據實驗中要操縱變量的多少：①單因素實驗設計（one-factorexperimentaldesign）②多因素實驗設計（multiple-factorexperimentaldesign）根據在各種自變量及各種處理水平中是否用相同被試：①被試內設計（within-subjectdesign）②被試間設計（between-subjectdesign）③混合設計（mixeddesign）PS：設計的基本概念因素（factor）與因素實驗設計（factoralexperimentaldesign）：因素指研究者在實驗中感興趣的一個變量即自變量。實驗中所操縱的變量的每個特定的值叫因素的水平（level）。因素設計通常指多于一個因素的實驗設計。PS：設計的基本概念處理（treatment）與處理水平的結合（treatmentcombinations）：處理與處理水平的結合都是指實驗中一個特定的、獨特的實驗條件。例如，人在快速呈現條件下漢字命名的2×2兩因素完全隨機實驗設計中，呈現速度(A)和漢字頻率(B)各有兩個水平，50毫秒（A1)、100毫秒(A2)，高頻字（B1）、低頻字（B2）；四種處理水平的結合：A1B1、A1B2、A2B1、A2B2。每個被試隨機分配接受4種處理水平的結合之一，即接受一個獨特的實驗條件。在單因素設計中，自變量的每個水平相當于一個實驗處理。PS：設計的基本概念主效應（maineffects）和交互作用（interaction）：實驗中由一個因素的不同水平引起的變異叫做因素的主效應。在多因素實驗中，當一個因素的水平在另一個因素的不同水平上變化趨勢不一致時，說明兩個因素之間存在交互作用。當一個因素的水平在另一個因素的不同水平上變化趨勢一致時，表明兩個因素是相互獨立的。交互作用圖示交互作用圖示PS：設計的基本概念簡單效應（simpleeffects）：在因素設計中，一個因素的水平在另一個因素的某個水平上的變異叫做簡單效應。如在2×2因素設計中，A因素的兩個水平在B1水平上的方差叫做A在B1水平的簡單效應，A因素的兩個水平在B2水平上的方差叫做A在B2水平的簡單效應。當方差分析中發(fā)現一個兩次交互作用時，常需進一步做簡單效應檢驗，以說明兩個因素之間交互作用的實質。B1A1A2B2A1A2A因素在B1、B2水平的簡單效應PS：設計的基本概念被試內變量（within-subjectvariables）：被試內變量是指對于接受該變量的被試來說，每一個被試接受了自變量的所有處理水平，則該變量被稱為被試內變量。被試間變量（between-subjectvariables）：被試間變量是指對于接受該變量的被試來說，每個被試僅接受自變量的一個處理水平，那么該變量被稱為被試間變量。PS：設計的基本概念處理效應（treatmenteffect）：指實驗的總變異中由自變量引起的效應，包括主效應、簡單效應、交互作用等。誤差變異（errorvariance）：指總變異中不能由自變量或明顯的額外變量解釋的那部分變異。誤差變異有兩種：單元內誤差（within-cellerror）：指當幾個被試接受同樣的實驗條件時，他們之間所出現的差異。當只有一個被試接受一種實驗處理時，單元內誤差不存在。殘差（residualerror）：實驗的誤差變異中除了單元內誤差以外的誤差。當只有一個被試接受一種實驗處理時，只有殘差。PS：設計的基本概念變異（variation）：是指一組數據的離散程度。在統(tǒng)計學上，表示一組數據的變異程度有很多方式，這里主要介紹平方和（sumofsquares,SS或S2）以及均方（meansquare,MS）。一般來說，它們的值越大表明這組數據的離散程度越大。平方和總平方和（sumoftotalsquares）組間平方和（sumofsquaresbetweengroups）組內平方和（sumofsquareswithingroups）總平方和是指一組數據的觀測值與平均數離差的平方總和，代表了該組數據總體的變異程度。其計算方法為每個觀測值與該組數據的總平均值相減的平方之和。組間平方和是指多個處理組的平方之和，代表了不同處理組數據之間的變異大小。其計算方法為各組平均數與總平均數之差的平方和，再乘以各組被試數。組內平方和是指多個組內部各自平方和之和，代表了不同組內部變異的大小。計算方法為各組內部平方和之和。均方即所謂的方差（variance），是指每個自由度（degreeoffreedom,df）上的平均變異。一般而言，它比平方和對變異的估計更準確，因為它不僅考慮到了數據變異的大小，同時也考慮到了造成變異的數據數目的多少?？傮w自由度為總數據數減1組間自由度為組數減1組內自由度等于被試數減1之差再乘以組數概念復習：樣本自由度（degreesoffreedom，df）自由度：一組分數中，一個數取任何值的能力。假設有一組數據，其中有10個數，其總和為100。總和為100是一個沒有自由變化的可能。數字12345678910總和例1612114991431715100例221297318645？100PS：方差分析的基本思想

使用方差分析去檢驗理論假設時，需滿足兩組假設：F分布的基本假設正態(tài)分布（normality）變異的同質性（homogeneityofvariance）：F檢驗的一個基本思想是，當被試隨機分配給K個處理水平時，K個處理組被試的觀測值得變異是同質的，即個各組的變異是相等的。當各處理組的變異是同質的，才能進行F檢驗。獨立性（independence）：是指實驗中一個被試的觀測值應該獨立與其它被試的觀測值。在實驗中，每個被試只被觀測一次，且被試是隨機分配給不同的實驗條件時，獨立性假設就滿足了。PS：方差分析的基本思想分析真實驗研究數據的方法常用的是方差分析（analysisofvariance）和t檢驗。t檢驗只適合檢驗兩個平均數之間是否存在差異。方差分析可同時檢驗兩個或多個平均數之間的差異，可檢驗幾個因素水平之間的交互作用。PS：方差分析的基本思想方差分析在本質上是把“平均數之間是否存在差異”的檢驗轉化為“變異是否存在”的檢驗。其主要功能是分析因變量的總變異中不同來源的變異。方差分析分析數據時，好像把組間變異放在一個噪音——誤差變異的背景上，當組間變異足夠大時，明顯不同于誤差變異時，說明處理效應是存在的。如果組間變異和組內變異相比差不多，說明處理效應是不存在的，只不過是一種“噪音”或隨機誤差。PS：方差分析的基本思想實驗設計模型及其假設實驗設計模型（experimentaldesignmodel）需滿的假設：模型反映了影響實驗中觀測之所有變異源。實驗中包含了研究者感興趣的處理水平。誤差變異在每個處理總體內是以平均數為0、方差為的正態(tài)分布。每個被試的誤差變異都獨立與其它被試的誤差變異。（一）被試間設計被試間設計（between-subjectdesign）是指每個被試只接受一種自變量水平或自變量水平的結合。也稱作非重復測量設計（non-repeatedmeasuresdesign）。完全隨機設計、隨機區(qū)組設計和拉丁方設計都屬于被試間設計。被試間實驗的結構

研究者創(chuàng)設的獨立處理條件（自變量）處理條件1處理條件2處理條件3使用分組程序將被試分成相等的獨立組安排在各種條件下來自總體的一個被試樣本組1組3組2被試間實驗設計的特征被試間實驗設計要求在每一種被比較的處理條件下都要有一個獨立的被試組，而且要盡量使用能產生相等組的程序將個體分派到不同組。本質特征是對獨立的被試組進行比較在被試間設計中，每個被試最后只能有一個測試分數。在有些情況下，特別是當被測量的變量很不穩(wěn)定時（如反應時），研究者可能要對每個個體進行多次測量，然后取其平均值，得到一個更可靠的分數。最終結果總是每個被試獲得一個分數，因為每個分數代表一個獨立的被試，所以被試間設計又常被叫做獨立組測量設計（independent-measuresdesign）。被試間設計的優(yōu)缺點優(yōu)點：一種自變量（或實驗條件）不會影響另一種自變量，因為每個被試只對一種自變量做反應。缺點：分配到各實驗條件下的被試可能在各方面不是等同的，如果是這樣，那不同實驗條件造成的差異也可能是由于被試的差別引起的。被試間設計關注個體差異的兩個方面在實驗前被試間存在的差異（如性別、年齡、人格、家庭背景等）叫做現成的個體差異（pre-existingindividualdifferences）簡稱個體差異。個體差異可能成為混淆變量個體差異可造成分數上很大的變異性，使我們很難確定實驗處理是否有效。個體差異引起的不可預測的變異性使數據變化模式不明顯，研究結果模糊。作為混淆變量的個體差異混淆變量（confoundingvariable）：通常是指一種違背控制的因而與被研究的兩個變量一起變化的額外變量被試間設計中健在的混淆變量主要有個體差異和環(huán)境變量相等組：組建過程相等處理過程相等個體成分相等控制——組建相等組隨機分組：（有限的隨機分組過程（restrictedrandomassignment）－為了保證預定的各組特征（如容量相等），實驗組分組過程受到限制）匹配分組：拆窩技術（split-littertechnique）保持變量恒定或限制其變化范圍：個體差異和變異模擬實驗結果1模擬實驗結果2降低處理內變異標準化的處理程序限制個體差異隨機分配和配對樣本大小被試間設計中對內部效度威脅的其他因素分組偏差（assignmentbias）：缺席差異（differentialattrition）：處理的擴散（diffusion）和仿效：補償性取齊（compensatoryequalization）：補償性競爭（compensatoryrivalry）：也稱約翰·亨利效應（JohnHenryeffect）怨氣（resentfuldemoralization）：（二）被試內實驗設計被試內設計（within-subjectsdesign）：也叫做重復測量設計（repeated-measuresdesign）一個被試樣本處理條件1處理條件2處理條件3被試內設計的優(yōu)點選擇被試內設計的原因（優(yōu)點）組內設計需要的被試較少。組內設計方便、有效。心理學的某些領域需要使用組內設計，即組內設計用于研究練習的階段性最為理想。組內設計消除了被試的個別差異對實驗的影響。被試內設計的缺點（對內部效度的損害）時間相關問題歷史（history）成熟因素（maturation）設備因素：設備（instrumentation）和設備偏差（instrumentalbias）統(tǒng)計學回歸：統(tǒng)計學回歸或平均數回歸（statisticalregressionorregressiontowardthemean）順序效應（ordereffects）問題后延效應（carryovereffect）：累積誤差(progressiveerror)：也叫測驗效應（testingeffects），常見的累積誤差有練習效應和疲勞效應時間關聯(lián)效應的控制時間控制不宜采用被試內設計的情況抵消平衡（counterbalancing)完全抵消平衡（completecounterbalancing）部分平衡法（partialcounterbalancing）：選擇順序的一個簡單且無偏的程序是構建拉丁方格（Latinsquare）（三）混合設計在多因素設計中，自變量既包含有被試間因素，又包含有被試內因素，這種情況稱之為混合設計。B因素（被試內）B1B2B3B4被試A因素（被試間）YYYY實驗組1A1YYYY實驗組2A2YYYY2×4因素設計模式三、實驗設計的基本類型Ⅱ真實驗設計對實驗條件的控制程度要求較高，在使用這類實驗設計時，實驗者可以有效地操縱實驗變量，能有效地控制內在無效來源和外在無關因素的影響，能在隨機化原則基礎上選擇和分配被試，從而使實驗結果更能客觀地反映實驗處理的作用。真實驗設計類型（從控制額外變異的角度）真實驗設計之一：完全隨機化設計真實驗設計之二：多因素實驗設計真實驗設計之三：隨機化區(qū)組設計真實驗設計之四：拉丁方設計ROXORO－OR表示用隨機原則分配被試X表示實驗處理O的豎列表示在同一時間進行的前測或后測O的橫行表示在不同時間觀測的結果一行表示一個被試組時間“－”表示對控制組未給予處理或給予與實驗組相對照比較的條件（一）真實驗設計之一：完全隨機化設計

完全隨機化設計（completelyrandomizeddesign）也稱簡單隨機化設計，是指用隨機化方法將被試隨機分為幾組，然后依實驗的目的對各組被試實施不同的處理。完全隨機化設計的方差分析中，所有不能由處理效應解釋的變異全部歸為誤差變異，因此處理效應的F檢驗不夠敏感。1.實驗組控制組后測設計

（experimental/controlgroupposttestdesign）該設計只有一個自變量，且自變量只有兩個水平?；灸Ｊ饺缦拢篟XO1R－O2設計模式基本模式表示：首先采用隨機分配的方法把被試分為同質的兩個組，然后選擇其一為實驗組接受實驗處理，另一組作為控制組不接受實驗處理。在實驗處理之后，兩組接受相同的后測，并對觀測結果的差異進行比較，以推論實驗處理的效果。實驗組控制組后測設計的評價優(yōu)點：由于采用實驗組接受處理，控制組不接受處理，從而控制了歷史和成熟因素對內部效度的影響；由于實驗是在同等條件下進行的，因此控制了選擇和被試中途退出等影響內部效度的因素；由于沒有進行前測，從而控制了測驗和實驗處理交互作用對實驗外部效度的影響。局限性：僅適用于一個實驗處理的實驗研究。實驗組控制組后測設計的顯著性檢驗使用t-檢驗對兩組后測成績進行比較。非參數檢驗也常用曼-惠特尼(Mann—Whitney)U-檢驗或中位數檢驗法。2.實驗組控制組多組后測設計在一個實驗中，自變量有兩個或兩個以上的水平時，就需要兩個或兩個以上的實驗組接受實驗處理。RX1O1RX2O2………RXkOkR－Ok+1設計模式模式說明：在這種單一自變量隨機多組后測設計中，自變量包括k個水平，有k項實驗處理，要求有k個隨機被試組作為實驗組，分別接受k項實驗處理。此外還部署了一個不接受實驗處理的控制組。最后對所有實驗組控制組進行后測，從而獲得主要由實驗處理引起的k個因變量以及一個控制組的因變量。設計評價是實驗組控制組后測設計模式的擴展，具有同樣的優(yōu)缺點。但實驗組控制組多組后測設計還具有的一個優(yōu)點是可以獲得更多的因變量數據，有助于揭示自變量與因變量之間的系統(tǒng)關系，從而減少作出錯誤結論的可能性。實驗結果的統(tǒng)計分析對于研究者而言，不僅要了解3種或以上實驗處理的結果是否有顯著性差異，還要了解其中任意兩種處理之間是否有顯著性差異，故而一般采用單因素方差分析，而不采用t-檢驗。如果F檢驗是顯著的，也只能說明在幾個平均數中至少有2個之間的差異是顯著的。如果想知道是哪兩個之間存在顯著性差異，就需要進行N-K檢驗法（紐曼-丘爾斯檢驗，即q檢驗法）3.實驗組控制組前測后測設計

（experimental/controlgrouppre-posttestdesign）和僅有后測設計相比，在實施實驗處理前，對實驗組和控制組進行了前測。RO1XO2RO3－O4設計模式設計評價優(yōu)點：由于采用隨機選取并隨機分配被試的方法形成等組，從而可以控制選擇、被試亡失以及選擇與成熟的交互作用等因素對實驗結果的干擾；由于安排了實驗組和控制組，對于實驗結果的分析是以實驗組控制組后測成績的比較為依據，因此在前測到后側的階段內，所發(fā)生的一切可能影響實驗結果的因素對兩組的影響是相同的，從而控制了歷史、成熟、測驗、儀器使用等影響內部效度的因素。缺點：被試由于前測而獲得經驗可能對后測產生敏感性，出現測驗的反作用效果，從而影響到實驗設計的外部效度（即實驗結果不能推廣到沒有參加前測的樣本群體中）設計的顯著性檢驗獨立樣本t-檢驗。首先對兩組前測成績進行比較，如果無顯著性差異，則可以對兩組后測成績進行檢驗；如果前測成績比較具有顯著性差異，則不能直接進行后測成績檢驗，此時，需要對兩組后測的增值平均數進行檢驗。單因素協(xié)方差分析。將前測分數作為協(xié)變量，通過統(tǒng)計控制前測對后測的影響效果后，來比較兩組后測的差異。4.所羅門四組設計所羅門四組設計（Solomonfour-groupdesign）也稱重迭實驗設計。該設計也是只有一種實驗處理，隨機選擇被試和分組；一共4個組，兩個實驗組，兩個控制組；兩個實驗組中，一個組有前測與后測，一個組只有后測；兩個控制組中，也是一個組有前測與后測，另一個組只有后測。主要特點是把“有無前測”作為一個變量納入實驗設計中。在實驗中，將此變量所造成的變異從總變異中排除出去，以此來檢驗實驗處理所產生的效果是否顯著。設計模式從模式上看出，所羅門四組設計，是把實驗組控制組前測后測設計和實驗組控制組后測設計結合而成的。與隨機多組設計不同，僅由一個自變量的一個水平，兩個實驗組接受的是同樣的一個實驗處理。RO1XO2RO3－O4RXO5R－O6設計評價優(yōu)點：所羅門四組設計實際上是進行了四個實驗，從而可以通過檢驗O2＞O1，O2＞O4，O5＞O3和O5＞O6來驗證實驗處理X的效果。如果結果顯著，則有充分理由推斷結果的差異是有處理造成的。該設計還能夠考察測驗、歷史和成熟等因素對因變量的影響。局限性：研究中很難同時找到四組的同質的被試。故在研究的初級階段一般不使用這種設計，除非就實驗假設作決定性檢驗才考慮使用。所羅門四組設計的數據分析如果對于前測的影響，或者前測和實驗處理的交互作用允許忽略不計，可使用單因素方差分對四個組的后測平均數進行比較和檢驗。如果不能確信是否可以忽略前測效應，則可以把前測成績作為協(xié)變量，采用協(xié)方差分來比較O2和O4。或采用F或t-檢驗來比較O5和O6。如果單因素協(xié)方差分析和t檢驗均達到了顯著水平，則可以得出實驗處理的效應。否則應當考慮前測以及前測與處理的交互作用的影響。所羅門四組設計的數據分析采用2×2方差分析的方法來分析實驗處理的主效應和前測效應，以及實驗處理和前測的交互作用。其分析基本模式如下：無實驗處理有實驗處理有前側O4O2無前測O6O5其中，縱列的平均數可以估計實驗處理的主效應，橫行的平均數可以估計前測的主要效應，根據各個交叉格中的平均數（O2,O4,O5和O6）可以估計前測與實驗處理的交互作用是否顯著。（二）真實驗設計之二：多因素實驗設計因素：實驗中的一個自變量就叫做一個因素，特別是實驗中含有兩個或更多的自變量時因素設計：包含兩個或兩個以上因素的實驗設計主效應和交互效應主效應（maineffect）交互效應（interactionbetweenfactors）主效應和交互效應的解釋主效應和交互效應的獨立性變量的主效應與交互效應因素設計的類型被試間設計被試內設計混合設計（mixeddesign）：被試間設計＋被試內設計A因素A1A2B因素B1A1B1A2B1B2A1B2A2B22×2因素設計兩因素被試間設計兩因素被試間設計即兩因素完全隨機設計，特點是有兩個自變量，每個自變量有兩個或多于兩個水平。如果一個自變量有p個水平，另一個自變量有q個水平，則實驗中含有p×q各處理水平結合。兩個自變量都為被試間變量，被試隨機分配給各處理水平結合，每個被試只接受一個處理水平的結合。2×2因素設計（被試間設計）被試處理組1－8A1B19－16A1B217－24A2B125－32A2B2有4種實驗處理，需4個組被試，每個組8個被試，共32名被試一個兩因素被試間設計需要的被試人數是N=npq，n為接受同一實驗條件的被試人數兩因素被試間設計A因素a1a2B因素b1被試1被試7被試2被試8b2被試3被試9被試4被試10b3被試5被試11被試6被試126種處理水平結合，12名被試參加實驗，每種處理水平結合有2名被試。a1b1a1b2a1b3a2b1a2b2a2b3S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S17S18S19S20S21S22S23S24兩因素被試間設計問題：文章的主題熟悉度與生字密度對閱讀理解的影響。自變量A為兩種類型文章：主題是兒童熟悉的（a1）如春游和主體是兒童不熟悉的（a2）如激光技術。自變量B為3種不同的生字密度。實驗有6種處理水平的結合，隨機選擇24名學生，隨機分成6個組，接受一種處理水平的結合。兩因素被試間設計實例計算表a1b1a1b2a1b3a2b1a2b2a2b33454812667591344538123223711ABS表b1b2b3∑n=4a116161951a215124895∑314867146AB表各種基本量各種基本量平方和SS總變異＝SS處理間＋SS處理內＝（SSA＋SSB＋SSAB）＋SS單元內SS總變異＝[ABS]－[Y]=251.833SSA=[A]－[Y]=80.666SSB=[B]－[Y]=81.083SSAB=[AB]－[Y]－SSB－SSA=56.584SS單元內=SS總變異－SSA－SSB－SSAB=33.500方差分析變異來源平方和自由度均方F1.處理間218.333pq－1=52.A(主題熟悉度)80.666p－1=180.66643.37**3.B(生字密度)81.083q－1=240.54221.80**4.AB56.584(p－1)(q－1)=228.29215.21**5.處理內33.500pq(n－1)=186.單元內誤差33.500pq(n－1)=181.867.合計251.833npq－1=23P.01(1,18)=8.28P.01(2,18)=6.01從方差分析表中可以看出，文章主題熟悉度（A因素）、生字密度（B因素）以及兩個因素的交互作用在統(tǒng)計上都是顯著的。說明學生對主題熟悉的文章比對主體不熟悉的文章的閱讀理解好。隨著文章中的生字密度的增加，學生的閱讀理解下降。主題熟悉度與生子密度之間存在著明顯的交互作用。但要清晰地揭示主效應和交互作用的含義，需結合其它方法進行。對主效應的進一步解釋，需進行多重比較分析。對交互作用的進一步解釋，需進行簡單效應檢驗。A因素\B因素和AB交互作用的F檢驗是用了同一個誤差項MSe＝1.86。平方和分解SS總變異df=npq－1=23SS處理間df=pq－1=5SS處理內df=pq(n－1)=18SSAdf=p－1=1SSBdf=q－1=2SSABdf=(p－1)(q－1)=2SS單元內df=pq(n－1)=18平方和含義SS處理間：是指所有由實驗處理所引起的變異。在二因素實驗設計中，就是A因素、B因素及其交互作用引起的變異。SSA：A因素的處理效應。SSB：B因素的處理效應。SSAB：A因素與B因素的交互作用。SS處理內：是指所有不能被實驗處理解釋的變異。在完全隨機因素設計中，不再對處理內平方和作進一步的分解。SS單元內：單元內誤差是指實驗中接受相同處理的被試之間的變異之和，其均方用做A因素、B因素和AB交互作用的F檢驗的誤差項。同質性檢查SS1組＝（32＋62＋……）－（16）2／4＝6SS2組＝（42＋62＋……）－（16）2／4＝8SS3組＝（52＋72＋……）－（19）2／4＝12.75SS4組＝（42＋52＋……）－（15）2／4＝2.75SS5組＝（82＋92＋……）－（32）2／4＝2SS6組＝（122＋132＋……）－（48）2／4＝2F＝SS最大／SS最?。?2.75／2＝6.375其中分子、分母自由度均為3。經檢驗F值不顯著，說明6組被試是同質的。和單因素完全隨機設計一樣，實驗中的單元內誤差即誤差變異等于各處理組內的誤差變異之和。對交互作用的進一步檢查交互作用的圖解：當方差分析表明兩個因素存在著明顯的交互作用時，需進一步了解交互作用的含義。簡單的方法是畫出交互作用的圖解。作圖時，應先計算出每個處理水平結合上所得到的平均數，以平均數作圖。b1b2b3n=4a1161619a2151248b1b2b3n=1a1444.75a23.75812AB表AB平均數表從圖（a）中可知，B因素在A因素的兩個水平上的影響趨勢是不一樣的。B因素在a1水平似乎沒有顯著差別，在a2水平上有較大差異。從圖（b）中可知，A因素的兩個水平在b1水平上沒有顯著差異，而在b2、b3水平生存在較大差異。優(yōu)點：簡單直觀。缺點：解釋是主觀的，有時不同的研究者對同一結果作出不同的解釋，尤其復雜的交互作用更是如此。簡單效應分析（1）檢查交互作用的另一途徑是進行簡單效應的分析。主效應的檢查是在忽略其它因素的情況下檢驗一個因素的處理效應。簡單效應的檢驗是指分別檢驗一個因素在另一個因素的每一個水平上的處理效應，以便具體地確定它的處理效應在另一個因素的哪個或哪些水平上是顯著的，在哪個或哪些水平上是不顯著的。進行簡單效應的前提是交互作用顯著，所以，交互作用不顯著時，說明一個因素在另一個因素的不同水平上的影響是一致的，就沒有必要進行簡單效應分析，只作主效應檢驗即可。在兩因素完全隨機實驗中，可做的簡單效應檢驗有兩組，一組可檢驗A因素在B因素的每個水平上的簡單效應，另一組檢驗B因素在A因素的每個水平上的簡單效應。一般情況下，沒有必要同時進行兩組簡單效應的檢驗。至于選哪一組檢驗，與實驗的理論假設有關，應根據實驗具體情況而定。簡單效應只能得出處理效應是否顯著，其意義是什么？差異的方向如何？這就需要結合圖解來了解。簡單效應分析（2）b1b2b3∑n=4a116161951a215124895∑314867計算表（AB表）平方和計算計算在bk水平上的SSA：計算在aj水平上的SSB：簡單效應分析（3）變異來源平方和自由度均方F1.A80.666p－1=180.66643.37**2.B81.083q－1=240.54221.80**3.AB56.584(p－1)(q－1)=228.29215.21**4.A（在b1水平上）0.125p－1=10.1250.075.A（在b2水平上）32.000p－1=132.00017.20**6.A（在b3水平上）105.125p－1=1105.12556.52**7.B（在a1水平上）1.5000q－1=20.7500.408.B（在a2水平上）136.167q－1=268.06436.99**9.單元內誤差33.500pq(n－1)=181.86合計251.833npq－=23方差分析P.01(1,18)=8.28P.01(2,18)=6.01從方差分析表中可知，AB交互作用顯著，需進一步作簡單效應檢驗。結合前文的圖解（A在B），對AB交互作用的含義作如下理解：當文章中生字密度大時，學生對主題熟悉的和不熟悉的文章的閱讀理解都差，且差異不顯著。隨著生字密度減小，學生對主題熟悉的文章的閱讀理解顯著地好于對主題不熟悉的文章。同樣，B在A的兩個水平的結果，可解釋為：當主題不熟悉時，無論生字密度是大還是小，閱讀理解都差，且差異不顯著。當主題是熟悉的，閱讀理解隨生字密度的減小而顯著提高。2×2因素設計（被試內設計）在實驗條件允許的情況下，被試內設計是一種較好的設計，它能夠分離出所有由被試個體差異所造成的變異，從而減少誤差，提高結果精度。兩因素被試內設計適用的條件：研究中有兩個自變量，每個自變量有兩個或兩個以上的水平。如果一個自變量有p個水平，另一個自變量有q個水平，實驗中含有p×q個處理的結合。研究中的兩個自變量都是被試內變量。2×2因素設計（被試內設計）被試實驗順序12341－2JKLM3－4KMJL5－6LJMK7－8MLKJ被試內設計要求每個被試都在每一種條件下進行實驗，共4種可能的是實驗條件即4種實驗處理或處理的結合，所以每個被試需要進行4次實驗。設J=A1B1

，K=A2B1

，L＝A1B2，M＝A2B2。拉丁方排列2×2因素設計（被試內設計）A因素a1a2B因素b1被試1被試2被試1被試2b2被試1被試2被試1被試2b3被試1被試2被試1被試2被試分配示意圖a1b1a1b2a1b3a2b1a2b2a2b3S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S17S18S19S20S21S22S23S24兩因素完全隨機設計a1b1a1b2a1b3a2b1a2b2a2b3S1S1S1S1S1S1S2S2S2S2S2S2S3S3S3S3S3S3S4S4S4S4S4S4兩因素被試內設計兩因素被試內設計可檢驗的假說：A因素的處理效應等于零或A因素的各個水平總體平均數相等B因素的處理效應等于零或B因素的各個水平總體平均數相等AB的交互作用等于零實例分析在兩因素被試間設計中的問題，如果想進一步控制被試變量，可將生字密度和主體熟悉性都作為被試內變量。這種情況下，只用4名被試，每個被試閱讀6篇文章，其中3篇生字密度不同、主題熟悉的，篇生字密度不同、主題不熟悉的。前提：被試閱讀前一篇文章不會對閱讀后一篇文章產生系統(tǒng)性影響。為克服疲勞和順序效應，實驗分6次進行，每個被試每次閱讀1篇文章，閱讀順序按拉丁方格平衡。實驗數據計算表a1b1a1b2a1b3a2b1a2b2a2b3∑S1345481236S2667591346S3445381236S4322371128a1a2∑n＝4b1161531b2163248b3194867∑5195146AB表ABS表AB表a1a2∑n=3S1122436S2192746S3132336S472128∑5195146AS表b1b2b3∑n=2S17121736S211152046S37121736S4691328∑314867146BS表基本量的計算平方和分解與計算SS總變異＝SS被試間＋SS被試內＝SS被試間＋（SSA＋SSA×被試＋SSB＋SSB×被試＋SSAB＋SSA×B×被試）SS總變異＝[ABS]－[Y]＝251.833SS被試間＝[S