1、海纳百川藏书博览 简装书库逻辑学、伦理学、美学、心理学、宗教 （心理学） 实验心理学（ 1） 编著 ： 杨 治 良 上海市黄浦区教育信息中心 自 序 心理学是当代社会与行为科学中发展最迅速的学科之一。关于心理学的探索研究，目前可说是正处在 “著人滋味，真个浓如酒”的时期。在心理学科的百花园中，实验心理学的发展尤为突出。实验法是心理学研究的主要方法，它不仅促使心理学成为一门独立科学，而且其日新月异的演进，也推动着心理学各领域的迅猛发展。诚然，由美国心理学家斯珀灵 （ GeorgeSperling ） 1960 年首次公布的部分报告法，证实了感觉记忆的存在。此外诸如信号检测论的应用，使对内部心理的
2、分析更上层楼，反应时新法使认知心理学大展宏图，间接测量法导致了内隐记忆的新发现。由此等实验心理学的发展，在在有力地说明了实验方法是揭露心理和行为的规律性的重要途径和手段。一位心理学家可以对心理学任一领域任一分支感兴趣，可以专门从事工业心理、医学心理、教育心理或知觉心理、记忆心理、思维心理，以至社会心理的研究，但是他们必定有一个共同的特点，即是确切地掌握了实验心理学的研究方法，了解应当如何科学地考察心理和行为的规律。这就足以证明实验心理学的重要性。本人有幸受邀参加 世纪心理学丛书中 实验心理学一 书的编写工作，获得了一次珍贵的学习锻炼机会。本书是专为大学和师范院校学生撰写的一本教科书，一般读过
3、普通心理学和 心理统计学者，都可读懂此书。本书采用教科书的形式，宗旨是将实验心理学中已经确立起来的最基本的、最可靠的科学方法介绍给同学和读者，使同学们初步掌握实验心理学的重要理论，学会基本的实验设计，并具有相当的实验技能。本书的成功出版，首先要归功于张春兴教授和卓鑫淼先生。台湾师范大学张春兴教授费五年多心力，邀集两岸心理学者合作撰写 世纪心理学丛书，对未来中国心理科学的发展，意义极为重大。台湾东华书局负责人卓鑫淼先生，鼎力资助由繁简两种字体在两岸发行此 世纪心理学丛书，对两岸文化学术交流，贡献卓著。本书的编写过程中，又得到主编张春兴教授的关怀和悉心协助，以及东华书局编辑们在体例、图表乃至内容上
4、的诸多帮助。没有这些鼓励和帮助是无法写出本书的。还要说明的是，本书在写作过程中参考了国内外有关心理学专著、论文和文献资料，吸取了许多学者的实验成果也引用了我本人过去编写的著作和与人合著的著作，在此一并向原作者致深深的谢意。最后要说明的是，由于本书编者自身水平和时间的限制，疏漏和缺失在所难免，恳切地期望广大读者批评指正。 杨 治 良 谨识一九九七年一月于华东师范大学第一章 绪 论本章内容细目 第一节 实验心理学的性质 一、实验心理学的含义 3二、实验中的几种变量 4三、实验中主试者与被试者的关系 8（一）按实验程序进行的主 - 被试者的相互作用（二）干扰实验程序的主 - 被试者的相互作用四、额外
5、变量的控制 11五、实验效度 13（一）影响实验内部效度的因素（二）影响实验外部效度的因素 第二节 心理实验的程序 一、课题的确定 17（一）课题的来源（二）实验类型的确定（三）问题的陈述二、被试者的选择 19（一）依问题的性质选择被试者（二）依研究结果的概括程度来选择被试者三、实验因素的控制 20（一）自变量的控制（二）反应的控制（三）反应指标的选择（四）仪器和材料的使用四、实验资料的收集与分析和综合 24（一）心理学研究的资料类别（ 二）研究资料的整理与解释五、撰写实验报告 26 第三节 实验心理学简史 一、心理实验发展的第一阶段 0二、心理实验发展的第二阶段 1 本章实验 一、自变量和因
6、变量的确定 6二、自变量的范围和间距 7 本章摘要 建议参考资料实验心理学一词，是 1862 年由德国著名心理学家、实验心理学的先驱之一冯特 （ Wilhelm Wundt ， 1832 1920 ）在他的 感官知觉理论贡献论文集的导言里最早提出来的。冯特提出 “实验心理学”是作为他创 建的新心理学（ new psychology ）的代名词。为什么会出现创建新心理学的愿望呢？这是因为心理学在成为一门独立的科学之前始终作为哲学的一个附属部分，是由哲学家们用思辨的方法来进行研究的。冯特所说的实验心理学是指用实验的方法来进行研究的心理学，亦即科学的新心理学，它是为了与以前的心理学相区别而被提出的。
7、但这时他所说的实验心理学只是指用实验的方法来研究心理学中的感知觉问题，而对于思维、想象、情感等高级的心理过程，他认为是不能用实验的方法来进行研究的，他称用非实验方法研究的这部分心理学为 民族心理学 （ folk psychology ）。尽管冯特的观点有一定的局限性，但在当时乃至今日仍不失为心理学中比较好的研究方法，为科学心理学的创建立下了功劳。我们把 1879 年冯特在德国莱比锡大学建立第一个研究心理学的实验室这一事件作为心理学从哲学中分化出来，成为一门独立学科的标志，并称他为实验心理学的创始人。虽然心理学的实验方法都是在加以控制的条件下进行研究的，但由于不同的心理学流派所主张的心理学研究的
8、对象不同，在控制条件下观察什么则不尽相同。例如， 构造主义 （或 结构主义 ） （ structuralism ）者就主张用内省法 （ introspection ）观察自己的直接经验，并企图把意识分为最简单、最基本的心理元素； 行为主义 （ behaviorism ）者则主张在控制条件下观察人和动物的行为；等等。在 20 世纪 50 年代，随着电子学和工程技术的发展，心理学的实验装置和测量仪器日益精密，从而使心理学的实验研究工作在客观性和准确性方面都得到了提高，并逐渐摆脱了不同心理学流派对实验方法的束缚和影响。心理学发展到今天，争论的问题已不再是实验方法对心理学的研究是否适用，而是如何使心理
9、学的实验方法更加完善、更加自动化，以及如何用在实验室中发现的心理学规律来解决实际问题。第一章的绪论，是为了使读者在进入以后各章的专题讨论前，先对实验心理学有一个概括性的认识。因此，本章的撰写旨在回答以下六个问题：1. 实验心理学是什么样的学科。什么叫实验。2. 什么叫自变量？什么叫因变量？并举例说明。3. 什么叫额外变量？对额外变量的控制通常采用哪些方法。4. 心理学研究的课题主要来自哪些方面。5. 一个完整的实验报告应包括哪几项内容。6. 从实验心理学简史的学习中，获得了哪些启示。第一节 实验心理学的性质 一、实验心理学的含义实验心理学 （ experimental psychology ）
10、就是在实验控制条件下对心理和行为进行研究工作的心理学。这一心理学分支是以研究方法来定义的。根据这个定义，只要是用实验法 （ experimental method ）来研究的心理学问题，都可以包括在实验心理学的范围之内。不过，实验心理学所讲的实验法一般是指在严密控制条件下的实验室实验。实验心理学的内容通常包括两个部分，一部分是阐述实验方法和实验设计，另一部分则是阐述实验法在一些专门领域中的应用，如心理物理学、知觉、学习、思维、情绪等专题。前者论述心理学实验的一般原理，后者论述在具体研究领域中如何应用实验方法等问题。实验法不等于 自然观察法 （ naturalistic observation
11、）。在使用自然观察法时，研究者只能被动地仔细观察和记录研究对象在自然状态下所发生的情况，而不能有任何干预。虽然长期的、系统的观察也可以发现事物之间的规律，例如天文学中的规律大部分是这样发现的。但这种观察只能等待所要观察的事物出现时才能进行，受自然条件的限制。而实验 （ experiment ）则是人为地去干预、控制所研究的对象。实验者可以创造条件，引发所需要的事件来观察其变化；为了验证，可以创造同样的条件进行重复观察。与自然 观察法相比较，实验法是探寻事物之间的规律的一种更加有效的办法。现代心理学是一个非常庞大的学科体系，包含有许多心理学分支，例如普通心理学 （ general psychol
12、ogy ）、生理心理学 （ physiologicalpsychol-ogy ）、学习心理学 （ psychology of learning ）、认知心理学（ cognitive psychol-ogy ）、发展心理学 （ developmental psychology ）、社会心理学 （ social psy-chology ）、人格心理学 （ personality psychology ）、工业心理学 （ industrialpsychology ）、教育心理学 （ educationalpsychology ）、管理心理学 （ mana-gerial psychology ）等等。
13、在现代心理学的各分支学科中几乎都在应用实验法，并且应用实验法的范围正在日益扩大；即使在过去曾被认为难以进行实验研究的人格心理学和社会心理学也都在进行实验研究。心理学家把那些用实验法所得到的科学资料概括为实验心理学的综合成果，从而发展了实验心理学；同时，实验心理学也成了现代心理学各分支学科的发展基础。实验心理学在现代心理学中的地位及其与其他心理学分支学科的关系如图 1-1 所示。二、实验中的几种变量从以上叙述中，我们可以知道实验是一种控制的观察。与自然的或偶然的观察不同，实验是实验者人为地使现象发生，对产生现象的情景或影响现象的条件加以操纵、变化以及控制的观察。然而，自然的或偶然的观察是研究者在
14、自然的情境中任现象自然的发生，对现象及其发生的情境不加入人为的干预而进行的。与其他研究方法相比，实验法的主要特点是能较好地控制额外变量。武德沃斯和施洛斯贝格 （ Woodworth Schlosberg ， 1954 ）指出了实验具有三个优点： （ 1 ）在实验的方法中，实验者可以在他愿意时，使事件产生，可以充分地进行精密的观察。 （ 2 ）实验在同样条件下是可以重复的，别人可以验证它。 （ 3 ）系统地变化条件，可以追究与此相随的事件的变化。在这三个优点中，第 2 个优点是特别重要的。只有按照同样的手续，能被别人重复验证的事实，才能构成科学的知识。当然，每个实验的复杂程度是不同的。在简单、单
15、一的实验里，只让一个条件变化而控制其余的一切条件。在妥善安排的复杂设计里，可以让两个或两个以上的条件同时变化，分析每个条件的单独影响以及它们之间可能的相互作用。在我们明确了 “实验”的含义后，我们就可以来讨论什么是变量？变量主要有几种？变量 （或变项） （ variable ）是指在数量上或质量上可变的事物的属性。例如，光的强度可以由弱变强，呈现时间可以由短变长，智力的 IQ 可以由小到大，这些都属于量的变量。又如，人的性别有男有女，人的宗教信仰有佛教、道教、基督教、天主教和伊斯兰教等等，这些是质的变量。质的变量有时也可以用数字代替类别，以便于统计分析。在自然科学中，常用数学方程式来描述一些现
16、象。用实验法研究心理学问题时，也用数学方程式来探明变量与变量的关系。在实验中实验者所操纵的、对被试者的反应产生影响的变量称为自变量 （或自变项）（ independentvariable ，简称 I.V. ）；由操纵自变量而引起的被试者的某种特定反应称为因变量 （或依变项） （ dependent variable ，简称 D. V. ）。例如，要研究灯光亮度对阅读速度的影响时，实验者所操纵的灯光亮度 （变化烛光数）就是自变量，而阅读速度 （以每分钟多少字来表示）就是因变量。因此，自变量和因变量是相互依存的，没有自变量就无所谓因变量，没有因变量也无所谓自变量。除了自变量之外，还有其他许多因素都
17、会影响因变量的变化。上例中，文字的形状、大小、排列方式、清晰度、熟悉度以及材料的呈现位置和呈现先后等都会影响阅读速度。此外，像大气压、被试者的高矮、胖瘦和头发长短等因素对阅读速度就没有什么影响。凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关变量 （ relevant variable ，简称 R.V. ），而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） （ irrelevant variable ，简称 I.V. ）。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 （ extraneous relevant variable ），或简称为额外
18、变量 （或外扰变项） （ extraneous variable ）。在实验中，额外变量是必须加以控制的。如果不控制额外变量，就会弄不清因变量的变化是由自变量的影响引起的，还是由因变量的变化引起的。因而就无法得出明确的结论。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 （ controlled variable ）。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。自变量的种类很多，大致可以分为三类：1. 作业 作业 （ task ）是指实验中要求被试者作出特定反应的某种呈现刺激，例如，字母串、配对联想词表、 M ller-Lyer 错觉图、字谜
19、等等。如果把这些作业的任何特性作为自变量来操纵，则这种自变量即为一种作业变量（ task variable ）。2. 环境 当实验呈现某种作业时，如果改变实验环境 （ environment ）的任何特性，则改变了的环境特性即为环境自变量 （ environmental inde-pendent variable ）。例如，我们可以改变实验室内的亮度或噪声 （噪音）强度，也可以改变呈现刺激的时间间隔等等。3. 被试者 被试者的特性因素如年龄、性别、健康状况、智力、教育水平、人格特性、动机、态度、内驱力等都可能影响对某种刺激的反应，这些因素统称为被试者变量 （或受试者变项） （ subject
20、variable ）。在这些被试者变量中，有的是实验者可以主动操纵加以改变的，例如内驱力强度可以用禁食或禁饮的时间来加以操纵，而有的则是不能主动操纵的，只能进行测量，例如智力、教育水平、自我强度等。被试者本身固有的、实验者不能加以操纵使其改变的特性称为本性变量 （或属性变项） （ attribute variable ）。在某些情况下，研究者把几个不同的自变量当作一个复合自变量 （ com-plex independent variable ）来操纵，以确定它们的综合效应。例如，有些学校为提高学生的学习成绩进行实验，采取了一系列的教学改革措施，如使用新的教材、加强课堂管理、奖励成就等。假定这些
21、措施确实提高了学生的学习成绩，那我们是不大可能鉴别出哪一个自变量在起什么作用的，或许其中只有一种措施才真正起作用，但设计这种实验的目的并非要鉴别出某个变量的作用，而是考察其综合效应。因此，只要研究者不对复合自变量作出分析性结论，这类研究无可厚非。由于复合自变量更接近日常生活实际，并能解决某些实际问题，因而常被研究者所采用。因为自变量的变化而产生的现象变化、或结果，称为因变量，也就是反应变量 （ response variable ）、或反应测量 （ response measurement ）。对于被试者的反应可以从下列几方面来测量： （ 1 ）反应速度，例如，简单反应时间、或潜伏期，走完一个
22、迷津所需的时间，在一定时间内完成某项作业的数量等。 （ 2 ）反应的正确性，例如，选择反应正确的次数、走迷宫入盲巷的次数、跟追踪盘离靶的次数或距离等。 （ 3 ）反应的难度，有些作业可以定出一个难易等级，看被试者或动物能达到什么水平，如斯金纳箱就有三个难度等级。 （ 4 ）反应的次数或机率，是指在一定时间内被试者能做出某种反应的次数，例如在心理物理学实验中，根据机率来规定阈限。 （ 5 ）反应的强度，例如，情绪实验中的出汗量，皮肤电反射电阻变化的大小，等等。除了上述反应指标外，被试者的口语报告内容 （即口语记录）也是一项重要的反应变量。口语记录 （ protocol ）是指被试者在实验时对自己
23、心理活动进程所作叙述的记录，或在实验之后，他对主试者提出问题所作回答的记录。在心理学实验中，口语记录是很重要的参考资料，有助于我们分析被试者的内部心理活动。目前口语记录分析已被用于问题解决的实验中，借以了解被试者解决问题时所使用的思维策略。对于人的心理活动，我们无法直接观察到。但他的行为反应是受心理活动支配的，是我们可以观察到的。心理学家之所以对反应指标的测量感到兴趣，是因为他们相信从由刺激引起的反应指标可以推知某些更基本的心理过程。例如我们让被试者解一道数学题： 6+7+8+9= ？要求他们在解题时说出头脑中所进行的一切活动，并记录其得出的答案和使用了多少时间。结果发现，虽然被试者的答案都是
24、对的，但解题所用的时间却有显著差异，有的解得快；有的解得慢。进一步分析他们的口语记录，发现解得慢的被试者是用累加法，解得快的被试者是用另一种策略，先做 7+8=15 ， 6+9=15 ，再做 15+15=30 。这就是说，在这个实验中，一个变量 （一道数学题）导 致另一个变量 （解题所用的时间多少）的变化是由某个中介变量 （ interven- ing variable ） （解题所用的策略）所引起的。现代实验心理学的目的就是要说明和解释人在完成某种活动时的心理活动是如何进行的，即通过刺激和反应 （即 S R ）之间的关系来推断心理活动的方式。然而，在没有控制的条件下，一个刺激可能会引起多种心
25、理和行为的反应；相反，一种反应也可能是由多种刺激复合作用的结果。因此，如果要建立 S R 的对应关系，就必须要发展一系列的有效措施，进行严密的实验设计。这是心理学实验不同于物理、化学等实验的第一个特点。三、实验中主试者与被试者的关系心理实验的对象统称为被试者 （ subjects ），包括人和动物。在实验中，特别是以人为对象的实验中，如何处理好实验者 （即主试者）和被试者的关系是实验取得成功的一个重要条件。在心理实验中主试者 （ experimenter ）和被试者的关系如图 1-2 所示，包括两类性质不同的相互作用： （ 1 ）按实验程序进行的相互作用， （ 2 ）干扰实验程序的相互作用。（
26、一）按实验程序进行的主 - 被试者的相互作用在心理学实验中涉及到的人就是主试者和被试者。主试者对被试者的干预及被试者对主试者的实验态度都会对实验结果产生影响。由于心理实验都是通过被试者完成任务的方式进行的，所以主试者对被试者最直接的干预是向被试者交代任务。主试者为交代任务向被试者所讲的话，在心理实验中就称为指示语 （ instruction ）。在以人作被试者时，指示语在实验中不仅是对被试者说明实验，更重要的是给被试者设定课题，这也是控制被试者这一有机体变量的一种手段。指示语不同，所得的结果也不相同。因此，主试者在给出指示语时应注意以下几点：1. 要严格确定给被试者什么样的指示语 不同的实验会
27、有不同的要求，有的要求被试者尽量做得准确，有的要求尽量做得快，还有的要求又准又快。此外，是让被试者按特殊的方式完成某任务，还是让他随便用什么方式去完成任务。类似这样的问题，主试者都要事先确定，写到指示语中去。2. 在指示语中，要把被试者应当知道的事交代完全 主试者要求被试者所做的事，可能是他从未做过的，要说明将要给他呈现什么，要他怎样做等等。3. 要保证被试者确实懂得了指示语 指示语要写得简单明确。切忌模棱两可，也不要用专门术语。为防止被试者误解指示语，可以让被试者用自己的话重述让他做什么、怎么做等等。4. 指示语要标准化 事先要把指示语写下来念给被试者听。应做到所给的指示语前后一致。不要任意
28、改变同一指示语中的有关词句。对有些实验最好能使用录音机给出指示语。在指示语不能充分控制反应时，就要很好地考虑刺激条件和实验装置，使刺激条件、实验装置与指示语配合起来，使被试者只能做出主试者所要求的反应。（二）干扰实验程序的主 - 被试者的相互作用在心理实验中，除了主试者给出指示语及被试者按指示语完成任务的相互作用外，他们之间还可能存在着某种干扰实验、使实验结果发生混淆的相互作用。例如，主试者在实验中可能以某种方式 （如他的表情、手势、语气等）有意无意地影响被试者，使他们的反应附和实验者的期望。这种现象称为实验者效应 （ experimenter effect ）。实验者效应往往会以一种颇为微妙
29、的方式在起作用。例如，当主试者了解到他的少数几位被试者有某种反应倾向时，他随后观察到的被试者的资料也往往有某种反应倾向。这里，除主试者无意识地以某种方式影响被试者的反应外，还可能故意地对被试者暗示、提醒或鼓动，或不能耐心地等待被试者的真实反应的出现就进行记录，或仅仅记录自己所期望的行为反应。这种现象甚至在用动物做实验时也可能出现。在罗森塔尔 （ Rosenthal ， 1966 ）的一个研究中，他让选修心理实验课的学生做白鼠走迷津实验，一组主试者用来做实验的白鼠的笼子上贴有 “走迷津伶俐”的标签，另一组主试者用来做实验的鼠笼子上贴有 “走迷津呆笨”的标签。其实，这些白鼠是随机地被分到这些笼子里
30、的。结果，标记为 “走迷津伶俐”的白鼠比标记为 “走迷津呆笨”的白鼠学习得快些。实验者的期望莫名其妙地影响了白鼠的行为，动物的行为居然附和于错误的标签。人类被试者参加实验并不是消极被动的。他们总是以某种动机、态度来对待实验的。因而实验结果在很大程度上也依存于被试者对待实验的态度，我们必须高度警惕实验中的霍桑效应和安慰剂效应 （ placebo effect ）。所谓霍桑效应 （ Hawthorne effect ）是指 1924 年美国芝加哥西部电力公司霍桑工厂所进行的一项实验。研究者系统地改变照明强度，目的是确定工厂的最佳照明条件，借以提高工作效率。结果，不论照明增加或是减少，工人的工作效率
31、都在逐渐提高。后来才发现，这是由于工人们觉得参加实验是厂里在关心他们，从而提高了工作效率。这里，很明显被试者的态度成了自变量，从而影响了反应变量。与霍桑效应相类似的是安慰剂效应。有时，医生开给病人的 “药物”实际上并非是药物 （如维生素片），但当病人相信 那是有效的药物，服用后也产生效果。这是病人心理作用的结果。可以这样说，凡是在以人作被试者的任何研究中都可能出现霍桑效应或安慰剂效应现象。被试者对指示语的理解、参与实验的动机、焦虑水平、有关经验、以及当时的心理、生理状态等，都会影响他们完成任务的质量和数量。而被试者的反应成绩又会影响主试者的行为。这种相互作用有的是不知不觉地在进行，主试者往往没
32、有察觉到。因此，主试者给予被试者的某种处理，所获得的不一定就完全是此处理所引起的反应，自变量也不一定只是主试者加以操纵的那个自变量。总之，在心理学实验中主试者和被试者 （人类被试者）都是具有主观能动性的。主试者用指示语规定被试者的反应，试图控制额外变量，使因变量的变化成为自变量的一种效应；但与此同时，主试者与被试者又可能以某些干扰实验的方式不知不觉地相互作用，使额外变量成了实验中的自变量，从而混淆了实验结果。这是心理学实验不同于物理、化学实验的另一个特点。四、额外变量的控制额外变量是使实验结果发生混淆的主要根源。要提高研究的科学水平，就要采取一定的方法来控制额外变量。对额外变量的控制，通常采用
33、以下几种方法：1. 排除法排除法 （ elimination method ）是把额外变量从实验中排除出去。如果外界的噪音和光线影响实验，最好的办法是进入隔音室或暗室，这样可把它们排除掉。霍桑效应和实验者效应会影响实验结果，最佳的办法是采用双盲实验 （ double blind experiment ）。从控制变量的观点来看，排除法确实有效。但用排除法所得到的研究结果却缺乏推论的普遍性。例如，如果顾虑主试者与被试者的彼此接触会影响实验结果，而采用自动呈现刺激及自动记录实验结果的方法，则所得结果便不能对人们日常生活中的同类行为作出推论和解释。2. 恒定法恒定法 （ constant method
34、 ）就是使额外变量在实验的过程中保持固定不变。如果消除额外变量有困难，就可以采用恒定法。不同的实验场所、不同的实验者、不同的实验时间都是额外变量。有效的控制方法是在同一实验室、由同一实验者、在同一个时间对实验组和控制组使用同样的实验程序进行实验。如果实验时强度变化的噪音无法消除，则可以用噪音发生器发生恒定的噪音来加以掩蔽。除上述实验条件保持恒定外，实验者和控 制组被试者的特性 （如年龄、性别、自我强度、成就、动机等）也是实验结果发生混淆的主要根源，也应保持恒定。只有这样，两个组在作业上的差异才可归于自变量的效果。用恒定法控制额外变量也有缺点： （ 1 ）实验结果不能推广到额外变量的其他水平上去
35、。例如，如果只用男性成人作为被试者进行实验，其结果不能推广到女性成人。 （ 2 ）操纵的自变量和保持恒定的额外变量可能产生交互作用。例如，如果被试者是男性，实验者是富有魅力的女性，实验时，实验者可能使被试者分心。这是交互作用产生的额外变量。3. 匹配法匹配法 （ matching method ）是使实验组和控制组中的被试者的特点相等的一种方法。使用匹配法时，先要测量所有被试者和实验中要完成的作业具有高相关的特点；然后根据测得的结果把实验组和控制组的被试者的特点匹配成相等的。若要做 “练习对学习射击成功影响”的实验，先预测一下被试者打靶的成绩，然后把两个预测成绩相等 （击中环数相等）的被试者分
36、别分到实验组和控制组，匹配成条件相等的两组被试者参加实验。这种方法在理论上虽然可取，但在实际上很难行得通。因为，如果超过一个特性（或因素）以上时，实验者常感到顾此失彼，甚至无法匹配。例如，实验者要同时考虑年龄、性别、起始成绩、智力等因素，力图使所有因素均匹配成相等而编为两组就很困难了。即使能解决此困难，也将使很多被试者不能参加这个实验。更何况，属于中介变量的诸因素，如动机、态度等，更是无法找到可靠的依据进行匹配。因此，匹配法在实际上并不常用。4. 随机化法随机化 （ randomization ）是根据概率理论，把被试者随机地分派到各处理组中。从界定的被试者总体中用抽签法或随机数字法抽取被试者
37、样本，由于随机取样使总体中的各个成员有同等机会被抽取，因而有相当大的可能性使样本保持与总体有相同的结构。随机取样后，再把随机抽出的被试者样本随机地分到各种处理中去。例如，有三种处理组：实验一组、实验二组、控制组。给每一处理组指定一个数字，如 0 、 1 、 2 ，并定好先分给样本 A ，再分给样本 B 、 C 。如果在随机表上遇到 “ 2 ”，就把样本组 A 定为控制组；再遇到 “ 0 ”，就把样本组 B 定为实验一，依此类推。从理论上讲，随机法是控制额外变量的最佳方法，因为根据概率理论，各组被试者所具备的各种条件和机会是均等的，不会导致系统性偏差。它不仅能克服匹配法顾此失彼的缺点，还能控制难
38、以观察的中介变量 （如动机、情感、疲劳、注意等）。随机法不仅能应用于被试者，也能应用于呈现刺激 的安排。例如，如果有许多处理施加于被试者，为了消除系列效应 （即前面的处理对后面的处理的影响），可以用随机法安排各种处理出现的顺序。5. 抵消平衡法抵消平衡法 （ counterbalancing method ）是通过采用某些综合平衡的方式使额外变量的效果互相抵消以达到控制额外变量的目的的方法。这种方法的主要作用是控制序列效应 （ sequence effect ）。如果给被试者施加一系列以固定顺序出现的不同处理，被试者的反应将会受到时序先后的影响。如果先后两种处理在性质上无关，就会产生疲劳的影响
39、。这两种影响都可以使实验发生混淆，因而要加以抵消。如果只有 A 、 B 两种处理，最常用的抵消序列效应的方法是用 ABBA 的安排。即对同一组被试者先给予 A 处理，再给予 B 处理；然后倒过来，先给予 B 处理，再给予 A 处理。如果对几组被试者给予两种以上的处理，为了抵消序列效应则可采用拉丁方实验（ Latin square experiment ）。6. 统计控制法上述各种方法都是在实验设计时可以采用的。这些方法统称为实验控制 （ experimental control ）。但有时候由于条件限制，上述的各种方法不能使用，明知有因素将会影响实验结果，却无法在实验中加以排除或控制。在这种情
40、形下，只有做完实验后采用协方差分析 （或共变数分析）（ analysis of covariance ），把影响结果的因素分析出来，以达到对额外变量的控制。这种事后用统计技术来达到控制额外变量的方法，称为统计控制 （ statistical control ）。例如，在对两班学生进行实验以比较两种教学方法的好坏时，虽然实验者事先知道此两班学生的智力不等，但限于条件，实验前却无法对智力因素加以控制使两班学生的智力水平相当。显然智力是影响实验结果的重要因素。实验后，使用协方差分析将智力因素所产生的影响排除后，就可以比较两种教学方法的优劣了。统计控制法除协方差分析外，还可用偏相关等方法。五、实验效度
41、实验效度 （ experimental validity ）是指实验方法能达到实验目的的程度。实验目的是验证假设，验证自变量和因变量之间的关系，使实验结果的推论可用以解释和预测其他同类现象。由于不同的实验者在设计上和在对额外变量的控制程度上极不相同，实验的效度也会有很大的不同。此外，每种实验都有几个不同的组成部分，其中每一部分也会影响整个实验的效度。了解影响实验效度的诸因素，将有助于我们评价实验设计的质量，提高实验设计的科学性。实验效度主要包括内部效度和外部效度。下面让我们先讨论影响实验内部效度 （ internal validity ）的诸因素，然后再讨论影响实验外部效度 （ externa
42、l validity ）的诸因素。（一）影响实验内部效度的因素实验的内部效度是指实验中的自变量与因变量之间的因果关系的明确程度。一项实验的内部效度高，就意味着因变量的变化确系由特定的自变量引起的。由于除了自变量以外，任何额外变量都可能对因变量产生影响，导致实验结果的混淆。这样我们就难以判定实验中自变量与因变量之间的关系的确定性。因此，要使实验具有较高的内部效度，就必须控制各种额外变量。在设计实验时，如果能考虑到以下六个方面的因素，将有助于提高实验的内部效度。1. 生长和成熟 除了实验中的自变量可能使个体行为发生变化外，个体本身的生长和成熟也是使其行为变化的重要因素。特别是在以幼小的儿童为被试者
43、而又采用单组前测后测实验的情况下，生长和成熟因素的影响就更大。单组前测后测实验通常是实验处理之前先对被试者的某种行为作一次测量，实验处理后再以同样方法测量一次，两次测量之差即表示实验变量 （即自变量）产生的效果。很明显，这种设计忽略了前后两次测量之间被试者的生长和成熟因素，其实验效果易受生长和成熟因素的混淆，从而降低了内部效度。解决的主要办法是增设同样条件的控制组进行比较。2. 前测的影响 在一般正常情况下，前后两次测量的结果会有一定的差异，后测的分数将比前测的高。这中间包括练习因素、临场经验、以及对实验目的的敏感程度，从而提高了后测的成绩。特别是前后两次测量时间较近，这一因素的影响就更显著。
44、3. 被试者的选择偏性 在对被试者进行分组时，如果没有用随机取样和随机分配的方法，在实验处理之前，他们在各方面并不相等或有偏性，从而造成实验结果的混淆，降低了内部效度。4. 被试者的缺失 如果是一项长期的实验，要保持原实验被试者的人 数不变是相当困难的。即使开始参加实验的被试者样本是经过随机取样和随机分配的，但由于被试者的中途缺失，常常使缺失后的被试者样本难以代表原来的样本。这就降低了内部效度。5. 实验程序的不一致 在实验过程中，实验仪器、控制方式的不一致，测量程度的变化，实验处理的扩散和交流等都可能混淆实验变量 （即自变量）的效果。实验者知道实验目的所产生的 “实验者效应”以及被试者知道实
45、验目的或其自己正被研究所产生的 霍 桑效应”和 “安慰剂效应”等都将混淆实验变量 （即自变量）的效果，从而降低了内部效度。6. 统计回归 将实验结果进行统计回归 （ statistical regression ）后，可能使实验者对实验变量 （即自变量）的效果产生误解。如果选择具有极端特性的个体作为被试者 （如高焦虑组和低焦虑组）进行实验时，尤需注意这种现象。统计回归现象是，第一次测量平均值偏高者，第二次测量平均值有趋低的倾向 （向常态分布的平均数回归）；第一次测量平均值偏低者，第二次测量平均值有趋高的倾向 （也向常态分布的平均数回归）。因此第二次测量虽在实验处理之后，其升高或降低只是受统计回
46、归的影响，可能并非是实验变量 （即自变量）所产生的效果。（二）影响实验外部效度的因素实验的外部效度是指实验结果能够普遍推论到样本的总体和其他同类现象中去的程度，即实验结果的普遍代表性和适用性。以人的行为为对象所获得的实验结果，其推论法往往有相当的局限性。实验的外部效度主要受下列三方面的影响：1. 实验环境的人为性 实验是在控制条件下进行的，实验环境的人为性可能使某些实验结果难以用来解释日常生活中的行为现象。实验室中的仪器设备会影响被试者的典型行为。被试者参与实验的动机也会影响其行为表现。而在实验室之外的日常生活中，就不会有这些因素的影响。因此，实验结果还不能完全等同于实验室之外的日常行为现象。
47、2. 被试者样本缺乏代表性 从理论上讲，从事于实验的被试者必须具有代表性、必须从将来预期推论、解释同类行为现象的总体中进行随机取样。但实际上这是很难做到的。因为，如果总体很大，即使能够随机取样， 但心理学实验的被试者通常是自愿的，所以也很难把被随机选上的人全都请来做实验。如果总体是无限的 （例如， “七岁儿童”就是一个无限的总体，其包括过去的、现在的、将来的所有七岁儿童），随机取样实际上是行不通的。这样的实验结果自然会降低其外部效度。3. 测量工具的局限性 实验者对实验变量 （即自变量）和反应变量的操作性定义往往以所使用的测量工具的测量结果来加以考虑的。例如，把成就动机作为一个因变量，实验者常
48、以某种成就动机量表所测得的分数来界定并评定其强度。但成就动机的测量工具有各种不同的形式，所测量出的分数并不代表同一种成就动机及其强度。如果在实验时采用的是某一种成就动机的量表，那么所得出的实验结果便不能推论到采用其他成就动机的量表的情况中去。实验的内部效度和外部效度是相互联系、相互影响的。提高实验内部效度的措施可能会降低其外部效度，而提高实验外部效度的措施又可能会降低其内部效度。这两种效度的相对重要性，主要取决于实验的目的和实验的要求。一般而言，在实验中控制额外变量的程度越大，则对因果关系的测量就越有效。因此，可以在保证实验内部效度的前题下，采取适当措施以提高外部效度。第二节 心理实验的程序
49、实验的程序 （ experimental procedure ）就是实验的进程。它是指实验在各个阶段应做的事。怎样合理地安排实验程序是心理学实验的重要内容。心理学实验研究是一种创造性活动，它没有一成不变的法则，不能把科学研究看成是科学家简单地在奉行某种常规活动。尽管如此，从大量的心理学文献中，我们仍然能够分析出心理学实验通常要遵循的基本程序。这基本程序是： （ 1 ）课题的确定； （ 2 ）被试者的选择； （ 3 ）实验因素的控制； （ 4 ）实验资 料的收集、分析和综合； （ 5 ）撰写实验报告。本节将概要地阐明上述五个步骤中所遇到的问题和各种可能的选择。一、课题的确定 （一）课题的来源一项
50、科学研究总是从发现问题开始的。选择课题是科学研究的第一步。学生和有经验的研究者一样，可以从不同的来源得到启发，提出研究课题。那么，课题从何而来呢？研究课题的来源通常有以下四个方面：1. 实际需要 实际的工作中存在着许多问题需要实验研究来解决。例如，从事数学教学改革时，发现小学生学四则运算题有困难，就提出了小学生能不能学代数？小学生学代数是否比学四则题容易？学四则题对儿童的思维发展有什么影响？诸如此类的实际问题，都可以通过实验研究获得明确的回答。2. 理论需要 从理论或学说中推演出的某个假设是否符合实际，这就需要实验来检验。例如，学习以后不再复习，遗忘量通常随时间的增加而增加。为了说明遗忘的原因
