1、实验心理学（上）,孟 小 红 南阳师范学院教育科学学院 Tel:13721837156,实验心理学讲义,2,第02章 实验研究基本问题,一、实验研究变量 二、实验研究设计三、实验研究信度与效度 四、实验研究仪器 难点：实验研究设计 重点：变量、设计、信度、效度,实验心理学讲义,3,第一节 实验研究变量,一、变量 二、自变量 三、因变量 四、控制变量,实验心理学讲义,4,一、 自变量,（一）含义主试根据实验目的在实验中有意识地加以改变 的条件或因素。 （二）种类 1、作业变量 2、环境变量 3、被试变量,实验心理学讲义,5,（三）对自变量的操纵,1、对自变量下操作定义对一个变量根据测定它的程序所
2、下的具体的、明确的定义。 2、确定自变量的水平(注意下面3个方面) （1）因素型实验自变量水平不超过四个。 （2）要确定好自变量的取值范围。 （3）确定好个水平之间的间距。,实验心理学讲义,6,三、因变量,（一）含义由操纵自变量引起的被试的某种特定反应。 （二）分类1、客观指标反应时 反应延续时间反应准确性 反应难度反应次数 反应强度2、主观标准语言反应,实验心理学讲义,7,（三）对因变量的测量,1、反应控制指导语 2、选择恰当的指标 （1）信度 （2）效度 （3）客观性 （4）数量化 3、避免量程局限,实验心理学讲义,8,四、控制变量,（一）典型的控制变量 1、实验者效应 2、要求特征 （二
3、）额外变量的控制 1、排除法 2、恒定法 3、匹配法 4、随机化法 5、抵消平衡法 6、统计控制法,实验心理学讲义,9,小结：三变量间关系,实验心理学讲义,10,第二节 实验设计,实验设计（experimental design）研究者针对需要验证的实验假设，为有计划地搜集资料而预先建立和依据的设计模式。,实验心理学讲义,11,实验设计的基本类型,根据对实验条件控制严密程度的不同： 真实验设计 准实验设计 非实验设计 根据实验中要操纵变量的多少： 单实验因素设计 多因素实验设计 根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试： 被试内设计 被试间设计 混合设计,实验心理学讲义,12,一、被试者
4、内设计 1、定义被试者在自变量发生变化的所有情况下接受实验。 2、基本原理：每个被试者参与所有的实验处理然后比较相同被试者在不同处理下的行为变化。 3、使用前提：先实施给被试的处理对后实施的处理没有长期影响。,实验心理学讲义,13,（一）实验前后设计1、定义： 在实验条件处理前对被试观测的结果与实验条件处理后所做的同样观测的结果加以对比的设计。2、基本模式：,实验心理学讲义,14,3、实验前后设计举例,目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训练前后打靶成绩的变化。 方法：选择10名从来没有参加过射击运动的被试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。然后对他
5、们进行为期1周的打靶训练，每天2小时。训练结束后，再次对他们的进行打靶测验，记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次成绩进行比较，就可以看出1周的训练是否有效果。,实验心理学讲义,15,4、实验前后设计统计方法,为比较y1、y2之间的差异可采用三种恰当的统计方法 （ 1 ）相关样本T检验 （ 2 ）非参数的符号检验法 （ 3 ）非参数的符号迭次检验法（ F Wilcoxon ）,实验心理学讲义,16,5、实验前后设计评价优点（1）能较明显地检查出实验处理的效果。（2）需要的被试量少。 缺点（1）前后观测之间的时间间隔会带来外来影响。（2）容易产生顺序误差。,实验心理学讲义,17,（二）定时系列
6、设计,1、定义：指实验处理前对一组被试作一系列的定时重复观测，然后实施实验处理。再对被试作一系列的定时重复观测，分析自变量（实验处理）对因变量的作用。,实验心理学讲义,18,2、定时系列设计模式,说明：Y1a、Y1b、Y1c分别表示实验处理前之观测值Y2a、Y2b、Y2c分别表示实验处理后之观测值X表示实验条件处理O1 O2 O3 O4 O5 X O6 O7 O8 O9 O10,实验心理学讲义,19,例：小学生思维训练的效果的研究.,3、定时系列设计举例,实验心理学讲义,20,1,2,3,4,5,6,7,实验观测,实验处理,实验心理学讲义,21,4、定时系列设计模式统计处理,假定试验处理的效应
7、是短期的、暂时性的，可根据实验处理前的各观测分数用线性回归或非线性回归的方法把实验处理后可能的观测分数O6预测出来，然后用相关样本T检验比较和O6是否有差异。假定试验处理效应是连续的、长期的，则应该把O6 O7 O8 O9 O10 等都预测出来，再将他们和实际观测分数比较。,实验心理学讲义,22,5、定时系列设计评价,优点：除具有前后设计的优点，还具有（1）降低由于一次观测而得到被试不正常行为的几率；（2）提供测量过程中的信息。 缺点：（1）由于更多次的观测，势必延长实验时间，从而会有更多的外来影响；（2）也正是更多次的观测，更易引起顺序误差，更易导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。,实验心理学
8、讲义,23,(三)抵消实验条件的设计1、定义抵消实验过程中无关变量的一种设计。又称ABBA平衡法。2、基本模式：,实验心理学讲义,24,3、抵消实验条件的设计举例,比较甲乙两种操作方式那种更好。,实验心理学讲义,25,4、统计处理方法,相关样本T检验,实验心理学讲义,26,5、抵消实验条件的设计评价,优点： （1）能较好地控制被试变量； （2）能较好地控制顺序误差； （3）时间上比较经济。 缺点： （1）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性时才能使用。 （2）对有些实验不适用。如用两种学习方法学习同一实验材料。,实验心理学讲义,27,二、被试间设计,每个被试（组）只接受一种实验处理， 另一被
9、试者（组）接受另一种实验处理的 设计。 设计技术：随机组设计配对组设计,实验心理学讲义,28,（一）随机组设计,1、定义将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变量处理。 2、基本原理这种设计的基本假设是由于被试是随机分配成组，随机接受不同的处理。被试间的变异在各处理水平间应该是随机分布的，因此在统计上各组是无差异的。,实验心理学讲义,29,3、设计模式,1、R X1 Y1R X2 Y22、R X1 Y1R X2 Y2R X3 Y3,实验心理学讲义,30,4、随机组设计举例,（一）Loftus and Burns (1982) 实验目的：考察暴力场面对人的记忆的影响。 被试：226名Univer
10、sity of Washington的自愿参加 者；随机分配到以下两组。 组一：看带有暴力场面的电影 组二：看非暴力场面的电影看完电影之后，要求两组被试回答25道关于电影 中事件的问题。其中一道题很关键：问被试在银行外 面露天停车场踢球的男孩穿的足球衫上的号码是几。 结果：组一，4%；组二，28%。,实验心理学讲义,31,5、随机组设计统计处理方法,1、R X1 Y1R X2 Y22、R X1 Y1R X2 Y2R X3 Y3,比较平均数，T检验,单因素方差分析,实验心理学讲义,32,6、随机分组的方法,同时分配法（1）抽签法（2）笔画法（3）报数法 次第分配法（1）简便法（2）区内随机法,实
11、验心理学讲义,33,7、随机组设计的评价,优点（1）用随机分配被试者的方法可控制两组被试者变量的差异，分组方法简单可行。（2）由于对每一被试者只作一次观测，可消除某些实验误差，如消除学习误差的影响。 缺点（1）分成等组的方法仍欠精密。,实验心理学讲义,34,（二）配对组设计,1、定义也叫对等组设计、匹配组设计，指对全部被试进行预备测验，测验的性质与正式实验的性质类似或者相关，然后按测验成绩均匀地形成各组。是随机组设计的一种扩展。目的是使各组的特性更加相同。这种设计可以控制组内变异和组间变异。,实验心理学讲义,35,2、配对组设计基本设计模式,R X1 Y1R X2 Y2,Y,R,实验心理学讲义
12、,36,配对组设计举例：通过对同卵双生子的研究考察智力受遗传影响大还是受环境影响大。,实验心理学讲义,37,3、配对组设计的步骤,第一步：让所以被试做“共同作业”，即接受预备测验，获得作业分数； 相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组； 类似任务：如问题解决不同种类问题解决； 相关任务：如智力测验问题解决。 第二步：根据作业分数形成配对组。,实验心理学讲义,38,4、配对组设计的统计处理方法,比较平均数，T检验,实验心理学讲义,39,5、配对设计的评价,优点：在实验处理之前，就把组间变异缩到最小，并使各组内变异比单独的随机分配更接近相等。因此，这种设计能对被试个别差异给予更多的控制，小型实验用
13、配对设计，其效果比用随机分组的效果更为显著。 缺点实验者因分配被试而大大增加工作量。,实验心理学讲义,40,被试内和被试间设计比较,被试内设计：也叫单组实验设计或重复测量设计，是每个被试须接受自变量的所有情况的处理。被试间设计：被试间设计是要求每个被试者只接受一种实验处理，对另一被试者进行另一种处理，故又称独立组设计。,实验心理学讲义,41,组内设计的优点（1）组内设计需要的被试较少。 （2）组内设计方便、有效。 （3）组内设计比组间设计更敏感。 （4）心理学的某些领域需要使用组内设 计，即组内设计用于研究练习的阶段性 最为理想。 （5）组内设计消除了被试的个别差异对实验的影响,实验心理学讲义
14、,42,组内设计的缺点（1）一种实验条件下的操作将会影响另一种实验条件下的操作，也就是实验顺序造成了麻烦。 （2）此方法不能用来研究某些被试特点自变量之间的差异。 （3）如果实验中每一种实验条件需要较长时间的恢复期，则不宜使用组内设计。 （4）当自变量的不同水平代表一种连续事件的延续结果时，不宜使用组内设计。,实验心理学讲义,43,组间设计的评价,优点一种实验条件不会影响另一种。 缺点分配到各个实验条件下的被试可能在各方面不是等同的。如果是这样，不同实验条件造成的差异也可能是由于被试差异引起的。,实验心理学讲义,44,三、混合设计,指在一个实验中同时采用两种基本设计。它要求一个自变量用被试内设
15、计处理，而另一个自变量用被试间设计处理。,实验心理学讲义,45,混合设计适用的条件：,1、研究中有两个或两个以上自变量， 每个自变量有两个或多个水平。 2、采用被试间设计的那个自变量一般是被试者变量，即每个被试独特具有的，不可能同时兼备的。如：年龄、性别、智力等。 3、研究者更感兴趣的那个自变量一般都会采用被试内设计。,实验心理学讲义,46,基本方法：首先确定研究中的被试内变量和被试间变量，把被试随机分配给被试间变量的各个水平，然后使每组被试接受与被试间变量的某一水平相结合的被试内变量的所有水平。,实验心理学讲义,47,实验心理学讲义,48,混合设计举例一,Johnson等（1983）用混合设
16、计的方法比较抑郁者和非抑郁者的记忆成绩。假设:抑郁者比非抑郁者对于未完成的记忆任务的记忆效果更好。,实验心理学讲义,49,比较,被试变量是组间设计（抑郁、非抑郁） 任务类型是组内设计（完成、未完成）。,实验心理学讲义,50,混合设计举例二,生字密度和主题熟悉性对阅读理解的影响。,实验心理学讲义,51,混合设计举例三,让被试以不同的背诵方式对一系列意义上没有联系的3个英语单词为一组的材科进行加工，背诵的次数也不相同。 背诵方式有4种，产生了4种实验条件： (1)数字条件。(2)机械背诵。 (3)造句背诵。(4)想象背诵。背诵次数分别为1， 2，4，8，10次，每次背诵时间为2秒。,实验心理学讲义
17、,52,混合设计,背诵方式为组间设计：所有被试分成4组，每组被试只用一种方法背诵。 背诵次数为组内设计：但在每种背诵方式下，背诵次数都有1，2，4，8，10五种每个被试都要按随机安排的顺序轮流进行这五种不同次数的背诵。,实验心理学讲义,53,实验程序,1、选择被试 2、被试分组 3、安排被试接受哪些实验处理 4、分组实验,A、B、C、D四组,A组：数字条件 B组：机械背诵 C组：造句背诵 D组：想象背诵,实验心理学讲义,54,第二节 多变量实验技术,一、什么是多因素（多变量）实验设计多变量实验是指在实验中包含两个或两个以上的自变量的实验设计，即多因素实验设计。,实验心理学讲义,55,二、多自变
18、量实验的三个优点：,效率高 实验控制较好 实验结果更有价值在多自变量实验中，研究者可以获得单因素 实验设计中无法考察的一些复杂处理效应。,实验心理学讲义,56,1、什么是处理效应,在实验的总变异中由自变量引起的变 异称为处理效应。单元内误差 误差变异残差,实验心理学讲义,57,2、几种主要的实验处理效应,（1）主效应实验中由一个因素的不同水平引起的变异。 （2）交互作用效应一个自变量对因变量的影响大小因另一个自变量的 水平不同而有所不同时，我们就称这两个因素间产生 了交互作用。 （3）简单效应一个因素的水平在另一个因素的某个水平上的变 异。,实验心理学讲义,58,举例：,教学方法和教龄对学生成
19、绩的影响。 A：教学方法 a1：自学辅导 a2：传统教学 B：教龄 b1：两年以下教龄 b2：五年以上教龄,实验心理学讲义,59,实验心理学讲义,60,实验心理学讲义,61,（1）,因变量,自变量,b1 b2,a1 a2,因变量,自变量,b2 b1,a1 a2,实验心理学讲义,62,实验心理学讲义,63,b1 b2,a1 a2,a1,a2,b1,b2,实验心理学讲义,64,例2,Kantonitz & Bartell (1977)进行实验，研究“个人 空间”对一个人愿意借钱给陌生人的影响。 因素A：桌子大小 因素B：饭菜处理方式 因变量：被试愿意借钱给陌生人的量。,实验心理学讲义,65,杨治良
20、等（1981）的实验,目的：了解年龄对再认能力的影响 第一个自变量是年龄，选取初中生年龄组和大学生年龄组。第二个自变量是实验材料，这里我们选取具体实物图形组和词组两个组。因变量取再认能力d作指标。 这个实验的方法是采用再认法，把被试者识记过的材料和没有识记过的材料混在一起，要求被试者把两种材料区分开来。,实验心理学讲义,66,实验心理学讲义,67,实验心理学讲义,68,实验心理学讲义,69,三因素完全随机设计举例,1、研究的问题与实验设计了解文章的生字密度、文章类型和文章 的句子长度对学生阅读理解的影响。,实验心理学讲义,70,2、实验数据及计算,ABCS表,实验心理学讲义,71,方差分析表,
21、实验心理学讲义,72,实验设计在教育及心理实践中的应用,例一：教育中奖励作用的消极方面研究 例二：学生品德自我评价倾向的实验,实验心理学讲义,73,表1品德自评量表序号,很好,较好,一般,较差,很差,实验心理学讲义,74,表2品德他评量表序号,很符合,较符合,一般,不大符合,很不符合,实验心理学讲义,75,三、拉丁方设计,每个自变量或实验处理都能同等的出 现在实验顺序的每个位置的一种设计类 型。适用于有两个明显实验误差的实验 （时间顺序、被试者差异）。,实验心理学讲义,76,设计模式,实验心理学讲义,77,设计举例,四种文章的生字密度对学生阅读理解的影响。,实验心理学讲义,78,标准拉丁方块,
22、c1 c2 c3 c4b1 a1 a2 a3 a4b2 a2 a3 a4 a1b3 a3 a4 a1 a2b4 a4 a1 a2 a3,实验心理学讲义,79,拉丁方设计实验要求：,1、每个额外变量的水平数必须与自变量的水平数相同。即研究中要有带有P（P2）个水平的自变量还要有两个带有P （P2）个水平的额外变量。 2、研究者事先假定处理水平与额外变量之间没有交互作用。 3、实验设计模式：,实验心理学讲义,80,标准拉丁方 随机拉丁方1 2 3 4 4 3 1 2 1 A B C D 3 B A C D 2 B C D A 1 D C A B 3 C D A B 2 A D B C 4 D A
23、B C 4 C B D A,实验心理学讲义,81,实验结果模拟,c1 c2 c3 c4b1 a1 （10.5 ） a2 （ 7.7） a3 （ 12.0） a4 （13.2 ） b2 a2 （ 11.1） a3 （ 7.5） a4 （ 12.0） a1 （ 10.3） b3 a3 （ 5.8） a4 （ 11.2） a1 （ 12.2） a2 （13.7 ） b4 a4 （ 11.6） a1 （ 10.2） a2 （5.9 ） a3 （ 12.3）,实验心理学讲义,82,方差分析表,实验心理学讲义,83,小样本设计,（一）AB设计 （二）ABA（B）设计 （三）多基线设计,实验心理学讲义,84
24、,实验效度,实验效度是指实验方法能达到实验目的的程度。 实验效度主要包括内部效度和外部效度。,实验心理学讲义,85,（一）内部效度,1、什么是内部效度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。2、影响实验内部效度的因素,实验心理学讲义,86,2、影响实验内部效度的因素,（1）.生长和成熟 2、前测的影响 3、被试者的选择偏性 4、被试者的缺失和主观倾向 5、实验程序的不一致 6、统计回归,实验心理学讲义,87,（二）、外部效度,1、什么是外部效度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。2、影响实验外部效度的因素,实验心理学讲义,88,2、影响实验外部效度的因素,1、实验环境的人为性 2、被试者样本缺乏代表性 3、测量工具的局限性,实验心理学讲义,89,实验信度,指实验结论的可靠性和前后一致性程度. 如果重复实验,其结果要和第一次相同.(可验证性),
