第三章-心理實驗設(shè)計

1、第三章 心理實驗設(shè)計第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計第二節(jié) 兩組以上實驗的設(shè)計第三節(jié) 多因素設(shè)計第四節(jié) 其他實驗設(shè)計第五節(jié) 如何評價實驗研究 第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計實驗設(shè)計：實驗的總體計劃，包括如何選擇被試，如何將被試分配到各實驗條件,如何控制額外變量以及如何收集數(shù)據(jù)。實驗中有多少個自變量？實驗設(shè)計的過程中必須回答的第一個問題。實驗中有多少個組？（實驗需要使用幾個組來測量自變量？）實驗至少需要2個組，為什么？要檢驗自變量是否引起行為上的變化，最簡單的方法是將接受自變量處理的被試和沒有接受自變量處理的被試進行比較。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計 水平：自變量在量上的不同（也稱自變量的處理條件） 一般在雙組實驗設(shè)計中，自

2、變量的一個水平是零（不呈現(xiàn)），而另一個水平則是一定的數(shù)量（呈現(xiàn)）。 實驗組：呈現(xiàn)-不呈現(xiàn)的情景中（雙組實驗中），接受自變量處理的被試所組成的組。 控制組：雙組實驗中，沒有接受自變量處理的被試所組成的組。 基本的雙組實驗設(shè)計有一個自變量，2個組（實驗組、控制組）。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計將被試分配到各個組（如何將被試分配到各個組之中？）131 隨機分配被試分配被試的常用方法，實驗中控制額外變量的手段。獨立組：通過隨機分配而形成的組，各組的被試之間沒有任何聯(lián)系或關(guān)聯(lián)，相互獨立。獨立組設(shè)計，隨機組設(shè)計，被試間設(shè)計都是指隨機分配被試到各個組的基本策略。隨機分配作為控制手段在實驗設(shè)計中相當(dāng)重要。隨機分配被試

3、到各組后，通常假設(shè)2個組在許多變量上是相等的，而這其中的許多變量很可能是額外變量，如不加以控制便會污染實驗。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計 被試間比較：在通過隨機分配而形成的各組被試間進行比較。 當(dāng)被試數(shù)量很少時，隨機分配可能就不一定產(chǎn)生相等的2個組。怎么辦？132 非隨機分配被試是指利用現(xiàn)有的被試間關(guān)系或是在被試間創(chuàng)造出一種關(guān)系。使用相關(guān)分配產(chǎn)生等組。 相關(guān)分配：在某方面相關(guān)的被試組成若干小組，然后再將每個小組中被試隨機分配到各個處理條件中。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計 3種常見的方法：1321 配對實驗開始前在某個變量上的表現(xiàn)相等（除自變量以外的變量上）。對相關(guān)變量使用。 注意：必須根據(jù)能影響實驗結(jié)果的變量

4、對被試進行匹配。1322 重復(fù)測量被試被測量超過一次的實驗程序，也就是在不同自變量處理條件下測量同一組被試。是匹配法的極限，是完全匹配。 在這種方法下，沒有額外變量會污染實驗，各種處理下被試的任何差異都是由自變量造成的。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計 為什么不可能在所有的實驗中使用重復(fù)測量？ （1）可以消除對自變量的影響嗎？ （2）可以多次測量因變量嗎？ （3）被試能接受重復(fù)測量嗎？第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計1323 自然配對在某些方面有自然的相關(guān)的被試。它是本質(zhì)上結(jié)合了匹配技術(shù)和重復(fù)測量的方法。 被試內(nèi)比較：通過配對、自然配對和重復(fù)測量而形成的各組被試間進行比較。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計怎么選擇獨立或相關(guān)組設(shè)計

5、？被試數(shù)量及能否組成相等組。如果每組有20個或20個以上的被試，隨機化法一定可以產(chǎn)生等組。樣本越大，使用隨機分配產(chǎn)生等組的可能性就越大。相關(guān)組的優(yōu)點：（1）控制。為實驗提供更多的控制，對相等更加確信，減少誤差變異。（2）統(tǒng)計問題。結(jié)果偶然發(fā)生的幾率減少。組間變異由自變量在處理組之間不同而導(dǎo)致的。誤差變異（組內(nèi)變異）由個體差異、測量誤差、額外變量引起的因變量變化。統(tǒng)計量=組間變異/誤差變異第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計 使用相關(guān)組設(shè)計，由個體差異引起的誤差變異就會相應(yīng)減少，統(tǒng)計量的值就增大，實驗者發(fā)現(xiàn)自變量帶來的顯著差異的可能性就越大。統(tǒng)計量的值的增大完全足以彌補喪失的自由度，即自由度的減少引起的臨界值的

6、提高。 獨立組的優(yōu)點：簡潔性。大樣本時，獨立與相關(guān)組的t臨界值差異越來越小。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計雙組實驗設(shè)計的變式151 比較一個自變量在量上的不同“呈現(xiàn)-不呈現(xiàn)”的自變量操縱方式可以確定特定自變量的效果，但不能了解自變量的確切效果。因此，按照“呈現(xiàn)-不呈現(xiàn)”的自變量的方法構(gòu)成新的設(shè)計，用以比較一個自變量不同水平帶來的效果。這時，控制組，即沒有接受處理的組是不存在的。這種變式中，無須確定自變量是否有效，需要確定的只不過是同一自變量不同水平間的差異。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計152 測量的自變量 許多自變量（如被試自變量）是想去研究卻又不能直接操縱的，只能采用測量的方式。 回溯研究不能直接操縱自變量，

7、而只能對自變量進行分類或測量，因為這些自變量在實驗之前就確定的。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計 統(tǒng)計分析 實驗設(shè)計和統(tǒng)計分析的關(guān)系：選擇的實驗設(shè)計方案決定將使用怎樣的統(tǒng)計檢驗來分析數(shù)據(jù)。 雙組設(shè)計的分析：如果使用的是隨機分組，就使用獨立樣本t檢驗；對于相關(guān)組，則使用相關(guān)樣本t檢驗。 解釋統(tǒng)計結(jié)果： 方差齊性-就是2組分?jǐn)?shù)的變異是相似的（同質(zhì)）。 使用檢驗之前，必須假設(shè)方差是相似的。方差不齊性，意味變異是不可比的（異質(zhì)）。第一節(jié) 雙組實驗設(shè)計 在實驗報告中要清晰簡潔地表達實驗結(jié)果，不僅使用數(shù)據(jù)，更要進行文字說明。 在文字中要清晰表達出研究發(fā)現(xiàn)，并提供相應(yīng)統(tǒng)計信息作為支持。把統(tǒng)計結(jié)果轉(zhuǎn)化成文字，僅僅告訴發(fā)現(xiàn)

8、顯著差異是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須明確這個顯著差異是呈何種趨勢或形狀。第二節(jié) 兩組以上實驗的設(shè)計 每一個實驗設(shè)計都在雙組設(shè)計的基礎(chǔ)之上。21 多組實驗設(shè)計211 自變量的數(shù)量1個。 選擇自變量要遵循極簡原則對現(xiàn)象和事物的解釋應(yīng)該盡可能地保持簡單，除非該解釋不再正確。第二節(jié) 兩組以上實驗的設(shè)計212 組數(shù)3個或更多個水平。 多組實驗設(shè)計與常見的雙組實驗設(shè)計的區(qū)別： 多組實驗設(shè)計可以有一個控制組。多組實驗設(shè)計是將若干個雙組設(shè)計壓縮到一個實驗之中。 多組實驗設(shè)計不是一定需要控制組。如果已知自變量產(chǎn)生影響，只需比較多組設(shè)計中的幾個處理組。 使用多組設(shè)計的惟一要求就是有一個自變量和兩個以上的組。第二節(jié) 兩組以上

9、實驗的設(shè)計213 分配被試2131 隨機分配（獨立樣本）?？梢钥刂莆从X察到的額外變量。2132 非隨機分配（相關(guān)樣本）。 非隨機分配的前提：只有少數(shù)被試或者預(yù)期自變量僅能造成很小的差異。21321 匹配集合。它的原則同構(gòu)成匹配對一樣。集合的大小由自變量水平的多少來決定。創(chuàng)設(shè)匹配集合之后，將各個集合中的被試隨機分配到不同的組中去。21322 重復(fù)測量。被試要在3個或更多的條件下受測。 要考慮3個因素（雙組設(shè)計中的相同問題）21323 自然集合。 相關(guān)組設(shè)計中比較的是組內(nèi)差異（被試內(nèi)差異），獨立組比較的是不同被試組別間的差異。第二節(jié) 兩組以上實驗的設(shè)計22多組實驗設(shè)計和雙組實驗設(shè)計比較 為實驗選定

10、設(shè)計時要挑選能解決問題的最簡單設(shè)計極簡原則考慮實驗結(jié)果。增加組別會告訴什么？不能確定什么結(jié)果時，要避免增加所帶來的問題的復(fù)雜性。第二節(jié) 兩組以上實驗的設(shè)計23 多組設(shè)計的比較 選擇多組設(shè)計以后，要考慮：231 控制問題 獨立組足夠數(shù)量的被試（最少10個/組），可以創(chuàng)設(shè)出等組。 相關(guān)組確保各組相等并降低誤差變異。232 實際操作中的因素 獨立組足夠數(shù)量的被試？ 相關(guān)組能否滿足某變量上的相等？有統(tǒng)計上的優(yōu)點，但要考慮操作上的問題。如匹配時，集合大小問題；重復(fù)測量時，注意3個問題等。第二節(jié) 兩組以上實驗的設(shè)計24 多組設(shè)計的變式241 自變量上不同水平的比較 最小的多組設(shè)計由3個處理構(gòu)成；可界定不同

11、水平的界限。由于這類實驗中可能產(chǎn)生安慰劑效應(yīng)，常常需要增加一個重要的控制組。242 測量的自變量 這種研究是回溯研究，它不能推出因果關(guān)系。第二節(jié) 兩組以上實驗的設(shè)計25 多組設(shè)計的分析（統(tǒng)計） 用方差分析（ANOVA）。 獨立組單因素ANOVA，F(xiàn)（組間，組內(nèi)）；相關(guān)組單因素ANOVA，F(xiàn)（組間，誤差）。 誤差自由度=組內(nèi)自由度-被試間自由度。 相關(guān)組方差分析將被試變異從單元內(nèi)變異中剔除。26 ANOVA的基本原理 F=自變量引起的變異+誤差變異/誤差變異 =組間變異/組內(nèi)變異 =組間均方/組內(nèi)均方第二節(jié) 兩組以上實驗的設(shè)計27 統(tǒng)計結(jié)果的解釋 事后比較（后續(xù)檢驗）：當(dāng)?shù)玫斤@著的F比值之后兩兩

12、比較各組均值。271 Tukey HSD(honestly significant difference,真實顯著差異)法 HSD等于研究者確定的顯著性水平上兩個極端均數(shù)之間的最小值。 局限：各處理組的被試數(shù)要相等。272 NewmanKeuls法 被試數(shù)多時，運用它；抽樣數(shù)少時，運用Tukey法。 局限：各處理組的被試數(shù)要相等。 自變量水平數(shù)為4個以下時，一般運用Tukey法。273 Schffee法 較保守的方法，每次只進行兩個組之間的比較。 克服上述2種方法的局限。第三節(jié) 多因素設(shè)計 使用多因素設(shè)計，就有能力在一個實驗里觀察許多個因素或自變量，它是實驗心理學(xué)活力的源泉，因為它能同時考慮自

13、變量的組合，是很接近現(xiàn)實的情形。 更多的自變量意味著要對更多的因素進行選擇和控制，同時也會獲得更多的信息。31 多因素設(shè)計多因素設(shè)計 多因素設(shè)計：有多個自變量的實驗設(shè)計，每一個自變量稱為因素。第三節(jié) 多因素設(shè)計311 自變量數(shù)量自變量數(shù)量 2個以上自變量，理論上自變量個數(shù)沒有上限。312 組數(shù)或水平數(shù)組數(shù)或水平數(shù) 一旦使用多因素設(shè)計，此時各因素的水平數(shù)并不重要。 最簡單的多因素設(shè)計：22 數(shù)字的個數(shù)表示有多少個自變量，每個數(shù)字的數(shù)值表示每個自變量有多少水平。 常見的符號：以字母表示多個不同的因素；因素內(nèi)的水平用一個代表這個因素的字母和一個數(shù)字來表示。第三節(jié) 多因素設(shè)計 22設(shè)計是由2個雙組設(shè)計

14、組合而成的。2個實驗多少要簡單一些，但有不足：在時間效率上，它不及做一個實驗。會丟掉從多因素實驗中得到的益處交互作用。 主效應(yīng)：多因素設(shè)計中一個自變量單獨的效應(yīng)。 交互作用：多個自變量結(jié)合在一起同時對因變量產(chǎn)生效應(yīng)。 2種描述方式 （1）當(dāng)一個自變量水平變化時，另一個自變量的效應(yīng)也隨之改變。 （2）一個自變量的效應(yīng)取決于另一個自變量的特定水平。第三節(jié) 多因素設(shè)計313 對被試進行分組對被試進行分組3131 隨機分組隨機分組 多因素設(shè)計中，對所有自變量都是隨機分配，各組之間都是獨立的。這種設(shè)計稱為被試間設(shè)計或完全隨機設(shè)計。第三節(jié) 多因素設(shè)計3132 非隨機分組非隨機分組 當(dāng)隨機分配被試并不能確保

15、等組，尤其是在研究只采用少量被試或自變量的效應(yīng)較微弱時，對所有自變量，被試組是通過非隨機分配形成。這種設(shè)計稱為被試內(nèi)設(shè)計或完全組內(nèi)設(shè)計。第三節(jié) 多因素設(shè)計31321 配對或匹配集合 自變量的水平數(shù)越多，為該變量上所作的匹配工作越多；當(dāng)不止一個自變量需要匹配時，需要大量的各特定類型的被試，是難以滿足的。31322 重復(fù)測量 使用重復(fù)測量，被試要完全接受所有的處理。要考慮3個問題。31323 自然配對或自然集合 多因素設(shè)計中，找到足夠多有自然聯(lián)系的被試是困難的。使用頻率很低。第三節(jié) 多因素設(shè)計3133 混合分組混合分組 混合分組設(shè)計是隨機和非隨機分配的組合，每種分組方法對應(yīng)至少一個變量?；旌显O(shè)計能

16、測量不同組間的差異，以及測量這種差異是否隨時間保持恒定或在不同類型的刺激下保持恒定。它包含兩類設(shè)計的優(yōu)點。通過對被試間變量使用重復(fù)測量保證了被試恒定。第三節(jié) 多因素設(shè)計32 多因素設(shè)計與雙組、多組設(shè)計的比較 多因素設(shè)計是兩個基本的設(shè)計組合到一起形成的一個單獨的設(shè)計；和多組設(shè)計一樣，多因素設(shè)計中采用的自變量水平數(shù)也是沒有限制。 多因素設(shè)計的真正的優(yōu)點：可以測量交互作用，它使我們更好地了解復(fù)雜的世界。 要選擇的研究設(shè)計應(yīng)該是能驗證你的假設(shè)的設(shè)計中最簡單的?？赡茏詈唵蔚难芯吭O(shè)計并不能驗證假設(shè)，也許不能進一步提高認(rèn)識。如研究成績是由什么決定的。成績與許多因素有關(guān)，只作智力差異來證明它，將問題過于簡單化

17、了。第三節(jié) 多因素設(shè)計33 選擇一個多因素設(shè)計 選擇一個多因素設(shè)計時，要考慮三個因素：331 實驗所要回答的問題 提出額外問題時，要保證它與其他問題調(diào)和。不協(xié)調(diào)的問題是那些放在一起毫無意義的問題。如自尊與眼睛顏色對成績的影響。332 實驗控制的問題 隨機分組可保證各組相等；相關(guān)組設(shè)計提供更多的保證。333 實驗操作上的考慮 控制好奇心，遵循極簡原則。 克服回答過多的問題的傾向，遵循KISS原則（Keep It Simple Stupid）.第三節(jié) 多因素設(shè)計34 多因素設(shè)計的變式341 比較自變量水平數(shù)的不同 多因素設(shè)計中，為自變量增加一個水平，要增加幾組被試。342 使用測量的自變量 回溯研

18、究中下結(jié)論時必須極其謹(jǐn)慎。如果一個實驗中，同時使用操縱和測量的自變量，對測量的自變量的解釋還是必須小心，因為不能引起它的水平變化；對操縱的自變量的信息可以自由地解釋。第三節(jié) 多因素設(shè)計343 處理兩個以上的自變量 多因素設(shè)計最重要的變式。最簡單設(shè)計：22235 統(tǒng)計分析351 多因素設(shè)計的命名 獨立組、完全隨機化、完全被試間、完全組間設(shè)計在所有自變量上都是隨機分配。 使用匹配或重復(fù)測量的設(shè)計稱為隨機區(qū)組、完全被試內(nèi)、完全組內(nèi)設(shè)計。 混合使用“被試間”和“被試內(nèi)”的分配過程稱為混合設(shè)計或分塊多因素設(shè)計。第三節(jié) 多因素設(shè)計352 多因素ANOVA的基本原理 多因素設(shè)計中，處理變異（組間變異）的來源

19、是多個自變量及其交互作用。 A變量的F=自變量A的變異/誤差變異 B變量的F=自變量B的變異/誤差變異 AB交互作用的F=AB交互作用的變異/誤差變異 在多因素實驗中，關(guān)注的是不同自變量的不同水平是如何互相作用共同影響因變量的。顯著的交互作用意味著不同自變量的作用并非簡單直接。為此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)顯著交互作用時，經(jīng)常忽略自變量主效應(yīng)。第三節(jié) 多因素設(shè)計353 統(tǒng)計結(jié)果的解釋 邊緣顯著性是指概率在5%和10%之間。雖然它不在正常的顯著性范圍內(nèi)，但足夠接近，很多研究者還是要對這樣的結(jié)果進行討論。 對交互作用進行解釋時必須提及所涉及的自變量才有意義，不能忽略一個自變量而只專注于另一個。 與別人交流結(jié)果時，借

20、助文字和數(shù)字的組合來陳述結(jié)果-用文字來解釋，用數(shù)字來證明實驗的發(fā)現(xiàn)。 混合設(shè)計中，被試間效應(yīng)和被試內(nèi)效應(yīng)是分開呈現(xiàn)的，因為兩個效應(yīng)使用不同的誤差項。第四節(jié) 其他實驗設(shè)計 41 單被試實驗設(shè)計：只包含一名被試的實驗設(shè)計（N=1設(shè)計）。 需要單被試設(shè)計的情況： 如果一個被試就是總體。 能保證良好的可推廣性，單被試設(shè)計也是適合的。 當(dāng)只有唯一的反例能推翻某一理論或普遍的假設(shè)時。 觀察某一特定的行為的機會可能是有限。 當(dāng)研究本身極其耗時費力，需要大量培訓(xùn)或難以控制時。如猩猩學(xué)手語。第四節(jié) 其他實驗設(shè)計411 典型的單被試設(shè)計 專門的標(biāo)準(zhǔn)符號： A單被試設(shè)計中的基線測量。 基線在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（即自變量未呈

21、現(xiàn)時）或控制條件下對行為的測量。 B單被試設(shè)計中的處理中或處理后測量。4111 A-B設(shè)計：先進行基線測量，接著施加處理，然后再進行后測，決定行為是否發(fā)生了變化。 A-B設(shè)計在推斷因果關(guān)系時顯得較弱，是由于其他因素很有可能伴隨著處理的過程而變化。第四節(jié) 其他實驗設(shè)計4112 A-B-A設(shè)計：A-B-A設(shè)計中，處理階段后又返回到基線條件。A-B-A設(shè)計可以得出因果關(guān)系。 如果實驗處理對被試有益，這種設(shè)計似乎不太合理。4113 A-B-A-B設(shè)計：包括基線、處理、后測、返回基線、重新施加處理、第二次后測。這種方法有很強的分析原因的能力。 研究者經(jīng)常使用A-B設(shè)計的主要原因在第三階段沒有必要或不能返

22、回到基線條件。第四節(jié) 其他實驗設(shè)計42 準(zhǔn)實驗設(shè)計 不能對被試隨機分配，但可以操縱自變量，測量因變量的實驗設(shè)計。421準(zhǔn)實驗設(shè)計的使用 （1）變量無法進行隨機分配 （2）對正在進行的項目或干預(yù)進行評估時 （3）社會條件下的研究第四節(jié) 其他實驗設(shè)計422 典型的準(zhǔn)實驗設(shè)計4221 非等組設(shè)計：包含兩個或多個未隨機分配的組，其中一個是對照組（未被處理的），用來與另外一個或多個處理組比較。4222 間時系列設(shè)計：對被試進行反復(fù)測量（時間序列），而后引入一個實驗處理，然后再次對被試進行反復(fù)測量。第五節(jié) 如何評價實驗研究 評價心理學(xué)研究文獻的指導(dǎo)原則：51 有沒有對該研究領(lǐng)域進行充分的綜述？綜述的內(nèi)容與

23、特定的研究課題一致嗎？ 文獻的綜述與實際的實驗不要脫節(jié)。 程序性研究：研究同一個課題的一系列實驗研究。 它讓研究者在很具體的研究領(lǐng)域里、在先前研究結(jié)果的基礎(chǔ)之上展開新的研究。第五節(jié) 如何評價實驗研究52 對研究課題的陳述是否清楚明白？ 題目和摘要會給出研究課題的線索，盡管沒有包含具體的問題。 綜述中越晚提到的文章往往對實驗課題有越強的針對性。第五節(jié) 如何評價實驗研究53 提出的研究假設(shè)是否合理，陳述得是否清晰，能否用一般推論格式來陳述？ 合理的假設(shè)在邏輯上是緊緊跟隨文獻綜述。 一般推論格式：如果，那么。對假設(shè)應(yīng)該能用這種格式進行陳述。54 有沒有給關(guān)鍵詞下操作定義？ 操作定義：根據(jù)產(chǎn)生變量所需

24、要的操作來定義。第五節(jié) 如何評價實驗研究55 自變量及其水平設(shè)置是否合理？ 如果操縱方式不合理，就很難保證自變量是合理的。 自變量的水平數(shù)既要能回答實驗問題，但也要使實驗實施起來盡量經(jīng)濟（極簡原則）。56 因變量設(shè)置得是否合理？是否應(yīng)該測量更多的因變量？ 因變量的操作定義，應(yīng)該被其他研究者判定為有效的。 如果多個因變量能增加有價值的信息，那么就可以使用多個自變量。第五節(jié) 如何評價實驗研究57 實驗控制是否有效、合理？是否有未控制的變量影響了實驗結(jié)果？ 要高度警惕除自變量之外的，在各組間不同的變量。58 是否研究設(shè)計與想要回答的問題匹配？ 引言中想要回答的問題與方法或結(jié)果部分中使用的實驗設(shè)計是否

25、匹配。第五節(jié) 如何評價實驗研究59 假設(shè)有合適的儀器和材料，在讀了研究方法之后，能重復(fù)研究嗎？ 方法部分包含變量和實驗程序的細(xì)節(jié)，使讀者能重復(fù)該實驗。510 取樣和分組過程合理嗎？ 隨機取樣、隨機分配對實驗內(nèi)部效度、外部效度有影響。第五節(jié) 如何評價實驗研究511 在實驗實施之前，用什么方法來確保等組？ 不相等的組，使實驗的內(nèi)部效度要打折扣。 如果實驗前有理由懷疑各組是否等價，那么使用前測是一種明智的做法。512 被試數(shù)量是否足夠？ 合理規(guī)模的組（至少每組10人）就可以使檢驗足以探查較小的差異。第五節(jié) 如何評價實驗研究513 實驗結(jié)果有沒有受到過去事件、測量設(shè)備、統(tǒng)計回歸、死亡率的影響？ 這些因素能破壞實驗的內(nèi)部效度。514 統(tǒng)計檢驗的方法合理嗎？其結(jié)果的報告