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文檔簡介
1、第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析第二節(jié)第二節(jié) 心理實(shí)驗(yàn)研究的設(shè)計(jì)類型心理實(shí)驗(yàn)研究的設(shè)計(jì)類型一、真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(一)組間設(shè)計(jì)(一)組間設(shè)計(jì)(between-group design)又稱被試間設(shè)計(jì)、獨(dú)立組設(shè)計(jì)、完全隨機(jī)設(shè)計(jì)又稱被試間設(shè)計(jì)、獨(dú)立組設(shè)計(jì)、完全隨機(jī)設(shè)計(jì)1.1.、組間設(shè)計(jì)的界定、組間設(shè)計(jì)的界定要求每個(gè)被試者(組)只接受一個(gè)自變量處理,對(duì)另外一要求每個(gè)被試者(組)只接受一個(gè)自變量處理,對(duì)另外一個(gè)被試者(組)進(jìn)行另外一種處理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。個(gè)被試者(組)進(jìn)行另外一種處理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 【實(shí)驗(yàn)中每個(gè)被試只接受一種自變量水平或自變量水實(shí)驗(yàn)中每個(gè)被試只接受一種自變量水平或自變量水平的結(jié)合。平的結(jié)
2、合?!咳粲袃煞N以上的處理,有多少種處理就采用多少個(gè)被試若有兩種以上的處理,有多少種處理就采用多少個(gè)被試者(組)。者(組)。教材教材( A 、 B )對(duì)學(xué)生成績的影響。對(duì)學(xué)生成績的影響。組間設(shè)計(jì)組間設(shè)計(jì):一組用教材一組用教材A A,另一組用教材,另一組用教材B B ,或者相反。,或者相反。2 2、實(shí)驗(yàn)處理、實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)中由主試操縱的自變量構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)中由主試操縱的自變量構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件。u 實(shí)驗(yàn)處理的數(shù)目由每個(gè)自變量各自水平的乘積所得。實(shí)驗(yàn)處理的數(shù)目由每個(gè)自變量各自水平的乘積所得。(一)組間設(shè)計(jì)(一)組間設(shè)計(jì)例:呈現(xiàn)速度對(duì)命名漢字的影響(組間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))例:呈現(xiàn)速度對(duì)命名漢字的影響(組間實(shí)驗(yàn)設(shè)
3、計(jì)) 22=4 2(呈現(xiàn)速度:(呈現(xiàn)速度:50毫秒、毫秒、100毫秒);毫秒);2(漢字頻率:(漢字頻率:高頻字、低頻字)高頻字、低頻字)3 3、評(píng)價(jià)、評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn):由于每一個(gè)人只接受一種處理方式,因此一優(yōu)點(diǎn):由于每一個(gè)人只接受一種處理方式,因此一種處理方式不可能影響或污染另一種處理方式,即實(shí)種處理方式不可能影響或污染另一種處理方式,即實(shí)驗(yàn)驗(yàn)處理之間不會(huì)污染處理之間不會(huì)污染。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)(1)被試差異與實(shí)驗(yàn)條件的混合被試差異與實(shí)驗(yàn)條件的混合 由于接受自變量不同水平處理的被試各不相同,我們就很由于接受自變量不同水平處理的被試各不相同,我們就很難分辨出因變量的變化是由于被試間的差異所致,還是由于自難分辨
4、出因變量的變化是由于被試間的差異所致,還是由于自變量的變化所致。變量的變化所致。(2)研究效率比較低研究效率比較低組間設(shè)計(jì)需要更多的被試,需要花費(fèi)更多的時(shí)間和人力。組間設(shè)計(jì)需要更多的被試,需要花費(fèi)更多的時(shí)間和人力。(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的效應(yīng)不敏感對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的效應(yīng)不敏感由于實(shí)驗(yàn)誤差增大,會(huì)引起由于實(shí)驗(yàn)誤差增大,會(huì)引起t、F值縮小,影響顯著性水平。值縮小,影響顯著性水平。(一)組間設(shè)計(jì)(一)組間設(shè)計(jì)4 4、克服缺點(diǎn)的方法、克服缺點(diǎn)的方法(一)組間設(shè)計(jì)(一)組間設(shè)計(jì)(1 1)隨機(jī)分配被試,使組間設(shè)計(jì)被試同質(zhì)。)隨機(jī)分配被試,使組間設(shè)計(jì)被試同質(zhì)。隨機(jī)化設(shè)計(jì),就是把被試隨機(jī)地分配到不同組內(nèi)接受不同的隨機(jī)化設(shè)
5、計(jì),就是把被試隨機(jī)地分配到不同組內(nèi)接受不同的自變量處理自變量處理。 隨機(jī)法的基本假設(shè)是:各隨機(jī)被試組在未經(jīng)受不同處理隨機(jī)法的基本假設(shè)是:各隨機(jī)被試組在未經(jīng)受不同處理前是相等的,即使有差異也是統(tǒng)計(jì)允許的限度以內(nèi)的隨機(jī)前是相等的,即使有差異也是統(tǒng)計(jì)允許的限度以內(nèi)的隨機(jī)誤差。誤差。(一)組間設(shè)計(jì)(一)組間設(shè)計(jì)(2 2)匹配被試)匹配被試 匹配(匹配(matching)設(shè)計(jì)是指將被試按某一個(gè)或幾個(gè)特征上水)設(shè)計(jì)是指將被試按某一個(gè)或幾個(gè)特征上水平的相同或相似加以配對(duì),然后再把每一對(duì)中的每個(gè)被試隨機(jī)分平的相同或相似加以配對(duì),然后再把每一對(duì)中的每個(gè)被試隨機(jī)分配到各個(gè)組別。配到各個(gè)組別。 匹配設(shè)計(jì)的步驟匹配設(shè)
6、計(jì)的步驟首先對(duì)被試進(jìn)行前測(cè),讓所有被試做首先對(duì)被試進(jìn)行前測(cè),讓所有被試做“共同作業(yè)共同作業(yè)”,即接,即接收預(yù)備測(cè)驗(yàn),獲得作業(yè)分?jǐn)?shù);收預(yù)備測(cè)驗(yàn),獲得作業(yè)分?jǐn)?shù); 其次,根據(jù)作業(yè)分?jǐn)?shù)形成配對(duì)組。其次,根據(jù)作業(yè)分?jǐn)?shù)形成配對(duì)組。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):在實(shí)驗(yàn)處理之前,就把組間變異縮到最小和要求兩在實(shí)驗(yàn)處理之前,就把組間變異縮到最小和要求兩組組內(nèi)變異比單獨(dú)的隨機(jī)分配更接近相等。組組內(nèi)變異比單獨(dú)的隨機(jī)分配更接近相等。 缺點(diǎn):缺點(diǎn): (3 3)使用組內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))使用組內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)我們要研究句子類型對(duì)理解速度的影響,我們要研究句子類型對(duì)理解速度的影響, 自變量是什么?自變量是什么? 因變量是什么?因變量是什么? 額外變量是什
7、么?額外變量是什么?復(fù)習(xí)思考復(fù)習(xí)思考若用組間設(shè)計(jì)(句子類型為肯定句和否定句),若用組間設(shè)計(jì)(句子類型為肯定句和否定句),請(qǐng)問該如何操作?請(qǐng)問該如何操作?組間設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是?如何克服?組間設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是?如何克服?研究者在實(shí)驗(yàn)前采用研究者在實(shí)驗(yàn)前采用隨機(jī)分配隨機(jī)分配的方法將被試分為兩組,并隨機(jī)的方法將被試分為兩組,并隨機(jī)選擇一組為實(shí)驗(yàn)組,另一組為控制組。實(shí)驗(yàn)組接受實(shí)驗(yàn)處理,選擇一組為實(shí)驗(yàn)組,另一組為控制組。實(shí)驗(yàn)組接受實(shí)驗(yàn)處理,而控制組則不給予實(shí)驗(yàn)處理。兩組都進(jìn)行前測(cè)。而控制組則不給予實(shí)驗(yàn)處理。兩組都進(jìn)行前測(cè)。設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)模式 前測(cè)前測(cè) 后測(cè)后測(cè) R O1 X O2 R O3 O4O1 、O3 表示在
8、實(shí)驗(yàn)前對(duì)兩組被試進(jìn)行前測(cè)驗(yàn),得到初表示在實(shí)驗(yàn)前對(duì)兩組被試進(jìn)行前測(cè)驗(yàn),得到初始狀態(tài)的成績,始狀態(tài)的成績,O2、O4是后測(cè)成績。是后測(cè)成績。(1 1)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì))隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)5 5、組間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)類型、組間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)類型 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn):A:增值分?jǐn)?shù)比較增值分?jǐn)?shù)比較:aO2O1 b O4O3 ? abu ? O2O1 ?O4O3 If(O2 O1 and O4 O3 )Then自變量對(duì)因變量有效自變量對(duì)因變量有效應(yīng)。應(yīng)。u? O1O3 ?O2O4If(O1O3 and O2O4)Then自變量對(duì)因變量有效自變量對(duì)因變量有效應(yīng)。應(yīng)。兩組增值分?jǐn)?shù)
9、進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)的方法:兩組增值分?jǐn)?shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)的方法:t-t-檢驗(yàn)檢驗(yàn)(參數(shù)統(tǒng)計(jì))(參數(shù)統(tǒng)計(jì))(常用);曼(常用);曼- -惠特尼惠特尼U-U-檢驗(yàn)檢驗(yàn)或或中位數(shù)檢驗(yàn)中位數(shù)檢驗(yàn)(非參數(shù)檢驗(yàn))。(非參數(shù)檢驗(yàn))。 兩種錯(cuò)誤的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法兩種錯(cuò)誤的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法 :(1 1)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì))隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì) 前測(cè)前測(cè) 后測(cè)后測(cè) R O1 X O2 R O3 O4 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià):u 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):基本控制了絕大多數(shù)影響內(nèi)部效度的因素;:基本控制了絕大多數(shù)影響內(nèi)部效度的因素; u 缺點(diǎn)缺點(diǎn):使用了前測(cè),雖然為檢查隨機(jī)分組是否存在偏:使用了前測(cè),雖然為檢查隨機(jī)分組是否存在偏差提供了充分的
10、依據(jù),但可能對(duì)后測(cè)產(chǎn)生敏感性,出現(xiàn)測(cè)差提供了充分的依據(jù),但可能對(duì)后測(cè)產(chǎn)生敏感性,出現(xiàn)測(cè)驗(yàn)的反作用效應(yīng)。驗(yàn)的反作用效應(yīng)。B: 協(xié)方差分析協(xié)方差分析 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn):(1 1)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì))隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)以以前測(cè)分?jǐn)?shù)為協(xié)變量前測(cè)分?jǐn)?shù)為協(xié)變量,對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)施前的被試的組間差異,對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)施前的被試的組間差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)控制和調(diào)整,以使得兩組的后測(cè)成績具有可比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)控制和調(diào)整,以使得兩組的后測(cè)成績具有可比性,排除前測(cè)成績的影響。(性,排除前測(cè)成績的影響。(優(yōu)先選擇的統(tǒng)計(jì)方案優(yōu)先選擇的統(tǒng)計(jì)方案) 設(shè)計(jì)的實(shí)例分析設(shè)計(jì)的實(shí)例分析被試:被試:46名名8年級(jí)學(xué)生年級(jí)學(xué)生 自變
11、量:自變量: 實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)處理:因變量:因變量:統(tǒng)計(jì)分析方法:統(tǒng)計(jì)分析方法:協(xié)方差協(xié)方差分析分析, ,前測(cè)分?jǐn)?shù)為協(xié)變量前測(cè)分?jǐn)?shù)為協(xié)變量教學(xué)方法(標(biāo)題閱讀教學(xué)教學(xué)方法(標(biāo)題閱讀教學(xué) vs 常規(guī))常規(guī)) 實(shí)驗(yàn)組接受實(shí)驗(yàn)組接受標(biāo)題閱讀教學(xué)標(biāo)題閱讀教學(xué);控制組接受常;控制組接受常規(guī)閱讀教學(xué)規(guī)閱讀教學(xué)閱讀成績(閱讀新聞標(biāo)題,預(yù)測(cè)新聞內(nèi)容)閱讀成績(閱讀新聞標(biāo)題,預(yù)測(cè)新聞內(nèi)容) 設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)模式 后測(cè)后測(cè)R X X O1 1R O2 2(2 2)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測(cè)設(shè)計(jì))隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測(cè)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn): t-檢驗(yàn):?檢驗(yàn):?O1 O2 ;曼曼-惠特尼惠特尼U-檢驗(yàn)或中位數(shù)檢驗(yàn)(非參
12、數(shù)檢驗(yàn))。檢驗(yàn)或中位數(shù)檢驗(yàn)(非參數(shù)檢驗(yàn))。 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià):u優(yōu)點(diǎn):幾乎具有隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)所有的優(yōu)點(diǎn):幾乎具有隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)所有的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。u 缺點(diǎn):有些實(shí)驗(yàn)需要在對(duì)被試施加實(shí)驗(yàn)處理之前缺點(diǎn):有些實(shí)驗(yàn)需要在對(duì)被試施加實(shí)驗(yàn)處理之前實(shí)行前測(cè),以了解被試在實(shí)驗(yàn)階段的初始狀態(tài)。實(shí)行前測(cè),以了解被試在實(shí)驗(yàn)階段的初始狀態(tài)。v是更為理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。是更為理想的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。 (2 2)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測(cè)設(shè)計(jì))隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測(cè)設(shè)計(jì)被試:被試:自變量:自變量: 實(shí)驗(yàn)處理:實(shí)驗(yàn)處理:因變量:因變量: 研究實(shí)例分析(研究實(shí)例分析(P23P23)盧仲衡盧仲衡 初中一年級(jí)數(shù)學(xué)自學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)協(xié)作實(shí)驗(yàn)研
13、究初中一年級(jí)數(shù)學(xué)自學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)協(xié)作實(shí)驗(yàn)研究 實(shí)驗(yàn)單實(shí)驗(yàn)單元元第一章第一章有理數(shù)測(cè)驗(yàn)有理數(shù)測(cè)驗(yàn)第二章整式的第二章整式的加減測(cè)驗(yàn)加減測(cè)驗(yàn)第三章一元第三章一元一次方程測(cè)一次方程測(cè)驗(yàn)驗(yàn)期末全區(qū)統(tǒng)期末全區(qū)統(tǒng)一考試一考試組別組別實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組組控制控制組組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組控制控制組組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組組控制控制組組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)組組控制控制組組平均成平均成績績64.4857.3569.5763.6169.3846.2178.7458.47P值值p 0.05p 0.01p 0.01小學(xué)剛升入初中的學(xué)生小學(xué)剛升入初中的學(xué)生 教學(xué)方法教學(xué)方法自學(xué)輔導(dǎo)教學(xué)自學(xué)輔導(dǎo)教學(xué);傳統(tǒng)教學(xué);傳統(tǒng)教學(xué)三次單元測(cè)驗(yàn)及一次期末考試成績(分別作為三次單元測(cè)
14、驗(yàn)及一次期末考試成績(分別作為因變量的因變量的4個(gè)指標(biāo))個(gè)指標(biāo)) 設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)模式R X1 1 O1 1R X2 2 O2 2R X3 3 O3 3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)單因素方差分析單因素方差分析,而不能采用,而不能采用t t檢驗(yàn),且實(shí)驗(yàn)處理效果有檢驗(yàn),且實(shí)驗(yàn)處理效果有顯著差異,需要繼續(xù)了解究竟是哪些處理之間有顯著差異,顯著差異,需要繼續(xù)了解究竟是哪些處理之間有顯著差異,需進(jìn)行需進(jìn)行N-KN-K事后檢驗(yàn)事后檢驗(yàn)。(3 3)隨機(jī)多組后測(cè)設(shè)計(jì))隨機(jī)多組后測(cè)設(shè)計(jì)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測(cè)設(shè)計(jì)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測(cè)設(shè)計(jì) 后測(cè)后測(cè)R X X O1 1R O2 2知識(shí)回顧知識(shí)回顧 : 方差分析原理方差分析
15、原理 教材(處理)教材(處理)樣本樣本k=312345707472687175807768757072667270717570jX變異的可加性變異的可加性(或變異的可分解性或變異的可分解性)(1)Wdfk n1Tdfnk72tX TBWSSSSSS1Bdfk83、某研究機(jī)構(gòu)研制出一種能提高、某研究機(jī)構(gòu)研制出一種能提高5歲幼兒閱讀能力歲幼兒閱讀能力的游戲產(chǎn)品,該產(chǎn)品能在使用三個(gè)月之后提高幼兒的的游戲產(chǎn)品,該產(chǎn)品能在使用三個(gè)月之后提高幼兒的閱讀能力,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這種游戲產(chǎn)品的作用閱讀能力,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這種游戲產(chǎn)品的作用。(。(2007心理學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)綜合考研試題心理學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)綜合考研試題
16、)考研試題考研試題 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康模簷z驗(yàn)游戲產(chǎn)品是否真能提高幼兒閱讀能力。:檢驗(yàn)游戲產(chǎn)品是否真能提高幼兒閱讀能力。(2)被試被試:5歲兒童歲兒童60名,各方面條件均衡。名,各方面條件均衡。(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)(組間設(shè)計(jì))(組間設(shè)計(jì))(4)實(shí)驗(yàn)程序?qū)嶒?yàn)程序:將:將60名兒童隨機(jī)分成名兒童隨機(jī)分成A、B兩組。測(cè)量兩組兒童兩組。測(cè)量兩組兒童的閱讀起始水平。的閱讀起始水平。A組使用該游戲產(chǎn)品,組使用該游戲產(chǎn)品,B組不使用。三個(gè)月后組不使用。三個(gè)月后,再次測(cè)量兩組兒童的閱讀水平。,再次測(cè)量兩組兒童的閱讀水平。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果:假如
17、三個(gè)月后進(jìn)行閱讀水平的測(cè)量,:假如三個(gè)月后進(jìn)行閱讀水平的測(cè)量,A組兒童組兒童的閱讀提高程度顯著高于的閱讀提高程度顯著高于B組,則證明游戲產(chǎn)品有效,反之,若組,則證明游戲產(chǎn)品有效,反之,若沒有明顯的差異,則說明這種產(chǎn)品無效。沒有明顯的差異,則說明這種產(chǎn)品無效。(6)注意注意:實(shí)驗(yàn)過程必須確保測(cè)量:實(shí)驗(yàn)過程必須確保測(cè)量A、B兩組閱讀能力的材料的兩組閱讀能力的材料的一致性,排除可能的干擾因子。一致性,排除可能的干擾因子。又稱又稱“被試內(nèi)設(shè)計(jì)被試內(nèi)設(shè)計(jì)”、 “重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)”每個(gè)被試需要接受自變量所有情況的處理。每個(gè)被試需要接受自變量所有情況的處理。(二)組內(nèi)設(shè)計(jì)(二)組內(nèi)設(shè)計(jì)(within
18、-groups design)例:呈現(xiàn)速度對(duì)命名漢字的影響(組內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))例:呈現(xiàn)速度對(duì)命名漢字的影響(組內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))可為:可為: 22=4 2(呈現(xiàn)速度:(呈現(xiàn)速度:50毫秒、毫秒、100毫秒);毫秒);2(漢(漢字頻率:高頻字、低頻字)字頻率:高頻字、低頻字) 1 1、組內(nèi)設(shè)計(jì)的定義、組內(nèi)設(shè)計(jì)的定義基本原理是:每個(gè)被試者參與所有的實(shí)驗(yàn)處理,然基本原理是:每個(gè)被試者參與所有的實(shí)驗(yàn)處理,然后比較相同被試者在不同處理下的行為變化后比較相同被試者在不同處理下的行為變化。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(1)消除了被試個(gè)別差異對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響消除了被試個(gè)別差異對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。避免由于不。避免由于不同實(shí)驗(yàn)處理組被試不等組對(duì)實(shí)驗(yàn)
19、結(jié)果造成的影響。同實(shí)驗(yàn)處理組被試不等組對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響。組內(nèi)設(shè)計(jì)比組間設(shè)計(jì)更敏感。組內(nèi)設(shè)計(jì)比組間設(shè)計(jì)更敏感。 (2)心理學(xué)的)心理學(xué)的某些領(lǐng)域需要某些領(lǐng)域需要使用組內(nèi)設(shè)計(jì),使用組內(nèi)設(shè)計(jì),即組內(nèi)設(shè)計(jì)用于研究練習(xí)的階段性。即組內(nèi)設(shè)計(jì)用于研究練習(xí)的階段性。 (3)可)可節(jié)省被試節(jié)省被試。組內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需被試:組內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需被試:n n個(gè)個(gè)組間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需被試組間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需被試: n: n實(shí)驗(yàn)處理數(shù)實(shí)驗(yàn)處理數(shù) 2 2、評(píng)價(jià)、評(píng)價(jià)缺點(diǎn)缺點(diǎn):(3)被試接受不同的自變量水平的處理之間總)被試接受不同的自變量水平的處理之間總會(huì)存在時(shí)間間隔,因此實(shí)驗(yàn)者需要努力防止在此會(huì)存在時(shí)間間隔,因此實(shí)驗(yàn)者需要努力防止在此間
20、隔內(nèi)間隔內(nèi)偶然發(fā)生的事件偶然發(fā)生的事件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 (2)由于被試先后接受不同處理,一些和)由于被試先后接受不同處理,一些和時(shí)間時(shí)間順序順序有關(guān)的誤差就可能混淆進(jìn)來。有關(guān)的誤差就可能混淆進(jìn)來。(1)不同實(shí)驗(yàn)處理之間出現(xiàn))不同實(shí)驗(yàn)處理之間出現(xiàn)相互相互“污染污染”。 平衡:對(duì)實(shí)驗(yàn)處理順序的平衡,即讓被試在所有平衡:對(duì)實(shí)驗(yàn)處理順序的平衡,即讓被試在所有順序下接受處理,各種順序誤差相互抵消。順序下接受處理,各種順序誤差相互抵消。平衡設(shè)計(jì)技術(shù):平衡設(shè)計(jì)技術(shù):ABBA設(shè)計(jì)和拉丁方設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和拉丁方設(shè)計(jì)。 l 有可能產(chǎn)生相互干擾或具有記憶效應(yīng)、練習(xí)效應(yīng)、疲勞有可能產(chǎn)生相互干擾或具有記憶
21、效應(yīng)、練習(xí)效應(yīng)、疲勞效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)變量不宜使用組內(nèi)設(shè)計(jì)。效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)變量不宜使用組內(nèi)設(shè)計(jì)。l被試特點(diǎn)自變量間差異不能用。被試特點(diǎn)自變量間差異不能用。不宜使用:不宜使用: 3 3、克服缺點(diǎn)的方法:平衡技術(shù)、克服缺點(diǎn)的方法:平衡技術(shù) 定義定義 指每一種實(shí)驗(yàn)條件都以指每一種實(shí)驗(yàn)條件都以正反兩種順序正反兩種順序呈現(xiàn)給被試。呈現(xiàn)給被試。 (1)ABBA設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) (完全平衡法,抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì))(完全平衡法,抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)) 4 4、設(shè)計(jì)類型、設(shè)計(jì)類型被試被試 自變量(實(shí)驗(yàn)處理)自變量(實(shí)驗(yàn)處理)水平水平1 水平水平2 水平水平2 水平水平1被試被試1被試被試2 A B B AA B B AA B B A
22、 使用的條件使用的條件 A、如果練習(xí)效果不是呈線性增長的,則這種平衡就是無效的。、如果練習(xí)效果不是呈線性增長的,則這種平衡就是無效的。 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn):XA 中的兩個(gè)值,中的兩個(gè)值,XB中的兩個(gè)值中的兩個(gè)值,分別求平均數(shù),分別求平均數(shù)AB和和,然后運(yùn)用然后運(yùn)用 t 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)。 ABBA平衡法存在的問題:平衡法存在的問題: v 正式實(shí)驗(yàn)前做些練習(xí)、正式實(shí)驗(yàn)前做些練習(xí)、ABBA和和BAAB B、預(yù)期作用。即被試對(duì)后面實(shí)驗(yàn)條件的預(yù)期。、預(yù)期作用。即被試對(duì)后面實(shí)驗(yàn)條件的預(yù)期。 (2 2)拉丁方設(shè)計(jì))拉丁方設(shè)計(jì)(Latinsquare design) 平衡設(shè)計(jì)、輪換設(shè)計(jì)平衡設(shè)計(jì)、輪換設(shè)計(jì)
23、每個(gè)自變量或?qū)嶒?yàn)處理能每個(gè)自變量或?qū)嶒?yàn)處理能同等的出現(xiàn)同等的出現(xiàn)在在實(shí)驗(yàn)順序的每個(gè)位實(shí)驗(yàn)順序的每個(gè)位置置的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。能保證實(shí)驗(yàn)處理所受的實(shí)驗(yàn)順序完全平衡。能保證實(shí)驗(yàn)處理所受的實(shí)驗(yàn)順序完全平衡。 排列方式排列方式標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn):首行:首行:1 1,2 2,n, 3, n, 3, (n-1n-1),4, ,4, (n-2n-2)非標(biāo)準(zhǔn)非標(biāo)準(zhǔn):隨機(jī)化行或隨機(jī):隨機(jī)化行或隨機(jī)化列(化列(只能變一個(gè)只能變一個(gè))被試被試 測(cè)試條件順序測(cè)試條件順序第第1第第2第第3第第4A A1243B B2314C C3421D D4132第二:要構(gòu)成一個(gè)拉丁方,必須使行數(shù)等于列數(shù)第二:要構(gòu)成一個(gè)拉丁方,必
24、須使行數(shù)等于列數(shù),并且兩者都要等于處理種數(shù),并且兩者都要等于處理種數(shù).特點(diǎn)特點(diǎn):第一:每種處理在每一行和每一列都出現(xiàn)而且只出第一:每種處理在每一行和每一列都出現(xiàn)而且只出現(xiàn)一次;現(xiàn)一次;測(cè)試測(cè)試“天天”時(shí)刻(鐘點(diǎn))時(shí)刻(鐘點(diǎn)) 8 10 14 16第一天第一天處理處理1 處理處理2 處理處理4 處理處理3第二天第二天處理處理2 處理處理3 處理處理1 處理處理4第三天第三天處理處理3 處理處理4 處理處理2 處理處理1第四天第四天處理處理4 處理處理1 處理處理3 處理處理2 前提條件前提條件A、自變量和額外變量不能存在交互作用。、自變量和額外變量不能存在交互作用。交互作用交互作用(intera
25、ctioninteraction):是指一個(gè)實(shí)驗(yàn)中有兩):是指一個(gè)實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的自變量,當(dāng)一個(gè)自變量的效果在個(gè)或兩個(gè)以上的自變量,當(dāng)一個(gè)自變量的效果在另一個(gè)自變量的每一個(gè)水平上不一樣時(shí),我們就另一個(gè)自變量的每一個(gè)水平上不一樣時(shí),我們就說存在著自變量的交互作用。說存在著自變量的交互作用。 B、每個(gè)額外變量的水平數(shù)與自變量水平數(shù)相等。、每個(gè)額外變量的水平數(shù)與自變量水平數(shù)相等。 評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):在許多研究情境中,這種設(shè)計(jì)比完全隨機(jī)在許多研究情境中,這種設(shè)計(jì)比完全隨機(jī)和隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加有效,它可以使研究者分和隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加有效,它可以使研究者分離離2個(gè)無關(guān)變量的影響,因而減少實(shí)驗(yàn)
26、誤差,可獲個(gè)無關(guān)變量的影響,因而減少實(shí)驗(yàn)誤差,可獲得對(duì)處理效應(yīng)的更準(zhǔn)確的評(píng)估。得對(duì)處理效應(yīng)的更準(zhǔn)確的評(píng)估。缺點(diǎn)缺點(diǎn): A: 它關(guān)于自變量與額外變量之間不存在交互作它關(guān)于自變量與額外變量之間不存在交互作用的假設(shè)其實(shí)很難滿足,當(dāng)實(shí)驗(yàn)中研究多個(gè)自變量用的假設(shè)其實(shí)很難滿足,當(dāng)實(shí)驗(yàn)中研究多個(gè)自變量時(shí),尤其如此。時(shí),尤其如此。 B: 拉丁方設(shè)計(jì)要求額外變量的水平與自變量的拉丁方設(shè)計(jì)要求額外變量的水平與自變量的水平數(shù)量必須相等,這限制了該設(shè)計(jì)的使用。水平數(shù)量必須相等,這限制了該設(shè)計(jì)的使用。 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用采用不考慮交互作用不考慮交互作用的多因素方差分析的多因素方差分析。 示例(示例(p46p4
27、6)被試:被試:1616名學(xué)生名學(xué)生自變量:自變量:因變量:因變量:額外變量:額外變量:測(cè)驗(yàn)(測(cè)驗(yàn)(4 4)問題解決的成績問題解決的成績班級(jí)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間班級(jí)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間ijkljklijklY拉丁方設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)模型拉丁方設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)模型拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析其中,其中,i=1,2,n;j=1,2,p;k=1,2,p;l= 1,2,pijklY被試被試i i在處理水平在處理水平j(luò) j上的分?jǐn)?shù);上的分?jǐn)?shù);總體平均數(shù)或真值;總體平均數(shù)或真值;j水平水平j(luò) j的處理效應(yīng);的處理效應(yīng);k水平水平k k的無關(guān)變量的無關(guān)變量B B的變異;的變異;l水平水平l l的無關(guān)變量的無關(guān)變量C C的變異;的
28、變異;ijkl誤差變異誤差變異SSTdf=npp-1SS處理間處理間df=p-1SS處理內(nèi)處理內(nèi)df=p(np-1)SSAdf=p-1SSB(無關(guān)變異無關(guān)變異)df=p-1SSC (無關(guān)變異無關(guān)變異)df=p-1SS誤誤 (誤差誤差)df=(p-1)(p-2)平方和與自由度分析平方和與自由度分析虛無假設(shè)虛無假設(shè):A因素(因素(測(cè)驗(yàn)測(cè)驗(yàn))效應(yīng)等于)效應(yīng)等于0,即,即無關(guān)變量無關(guān)變量B因素(因素(班級(jí)班級(jí))的效應(yīng)等于)的效應(yīng)等于0,即,即無關(guān)變量無關(guān)變量C因素(因素(實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)時(shí)間)的效應(yīng)等于)的效應(yīng)等于0,即,即0:0jH0:0kH0:0lH1:0jH0k0l備擇假設(shè)備擇假設(shè)平方和平方和222
29、()167.21747.244 4XCMnp222221()43.238.437.6481747.2417.44PXSSCMnpA222221()43.240.942.9401747.241.954PBSSCMnpB222221()3944.239.444.61747.246.804PCSSCMnpC290.4TSSXCM64.25TSSSSSSSSSSABC誤差自由度自由度4 16df誤差()(4-2)均方均方10.71SSMSdf誤差誤差誤差F F檢驗(yàn)檢驗(yàn)4 13df A4 13df B4 13df C5.80SSMSdfAAA0.65SSMSdfBBB2.27SSMSdfCCC0.54M
30、SFMSAA誤差0.06MSFMSBB誤差0.21MSFMSCC誤差變異來源變異來源 dfSSMSF組別組別41=31.950.650.06時(shí)間時(shí)間41=36.802.270.21處理處理41=317.45.800.54剩余剩余(41)()(42)=664.2510.71總和總和90.4方差分析表方差分析表一個(gè)研究者在做一個(gè)研究者在做4 4種生字密度對(duì)學(xué)生閱讀理解影響的種生字密度對(duì)學(xué)生閱讀理解影響的研究時(shí),從研究時(shí),從4 4個(gè)班隨機(jī)選取個(gè)班隨機(jī)選取3232名學(xué)生,每個(gè)班名學(xué)生,每個(gè)班8 8人,實(shí)人,實(shí)驗(yàn)在星期三、四、五、六下午分四次進(jìn)行。請(qǐng)根據(jù)上驗(yàn)在星期三、四、五、六下午分四次進(jìn)行。請(qǐng)根據(jù)上述
31、問題作出一個(gè)恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。述問題作出一個(gè)恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。思考思考20102010考研真題考研真題采用這種設(shè)計(jì)可控的主要額外變量是采用這種設(shè)計(jì)可控的主要額外變量是被試被試實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)處理A1243B2314C3421D 4 1 3 2 A A. 順序誤差順序誤差 B. B. 期望誤差期望誤差 C. C. 實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)實(shí)驗(yàn)者效應(yīng) D.D.動(dòng)作誤差動(dòng)作誤差(A A) 指在一個(gè)研究中有些自變量按組內(nèi)設(shè)計(jì)安排指在一個(gè)研究中有些自變量按組內(nèi)設(shè)計(jì)安排,有些自變量按組間設(shè)計(jì)安排。,有些自變量按組間設(shè)計(jì)安排。 (三)混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(三)混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(mixed designmixed design)(最常
32、用)(最常用) 1 1、混合設(shè)計(jì)的界定、混合設(shè)計(jì)的界定n a. 有可能產(chǎn)生相互干擾或者具有記憶效應(yīng)、有可能產(chǎn)生相互干擾或者具有記憶效應(yīng)、練習(xí)效應(yīng)、疲勞效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)變量作為組間變量。練習(xí)效應(yīng)、疲勞效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)變量作為組間變量。n b. a中情況以外的都可用作組內(nèi)變量。中情況以外的都可用作組內(nèi)變量。 例例1 1:約翰遜等人(:約翰遜等人(19831983)使用混合設(shè)計(jì)的方法比較)使用混合設(shè)計(jì)的方法比較抑郁者和非抑郁者的記憶成績。抑郁者和非抑郁者的記憶成績。假設(shè)假設(shè):抑郁者比非抑郁者對(duì)于未完成的記憶任務(wù)的抑郁者比非抑郁者對(duì)于未完成的記憶任務(wù)的記憶效果更好。記憶效果更好。程序程序:實(shí)驗(yàn)中,要求抑郁組和非抑
33、郁組完成實(shí)驗(yàn)中,要求抑郁組和非抑郁組完成20項(xiàng)記憶項(xiàng)記憶任務(wù),其中,任務(wù),其中,10項(xiàng)記憶任務(wù)在完成之前被打斷。在全項(xiàng)記憶任務(wù)在完成之前被打斷。在全部任務(wù)完成后,要求被試回憶記憶任務(wù)的名稱或盡可能部任務(wù)完成后,要求被試回憶記憶任務(wù)的名稱或盡可能多地描述記憶任務(wù)。多地描述記憶任務(wù)。l 被試變量被試變量l 任務(wù)類型任務(wù)類型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):被試類型被試類型任務(wù)類型任務(wù)類型完成完成 未完成未完成抑郁抑郁非抑郁非抑郁組間設(shè)計(jì)(抑郁者和非抑郁者),組間設(shè)計(jì)(抑郁者和非抑郁者),組內(nèi)設(shè)計(jì)(完成任務(wù)和未完成任務(wù))。組內(nèi)設(shè)計(jì)(完成任務(wù)和未完成任務(wù))。的設(shè)計(jì)類型?的設(shè)計(jì)類型?2 2(被試類型:抑郁,非抑郁)(被
34、試類型:抑郁,非抑郁)2 2(任務(wù)類型:間斷,連續(xù))(任務(wù)類型:間斷,連續(xù))例例2 2:年齡對(duì)再認(rèn)能力的影響:年齡對(duì)再認(rèn)能力的影響l自變量:年齡(初中生年齡組和大學(xué)生年齡組)、自變量:年齡(初中生年齡組和大學(xué)生年齡組)、 實(shí)驗(yàn)材料(具體實(shí)物圖形組和詞組)實(shí)驗(yàn)材料(具體實(shí)物圖形組和詞組)l因變量:再認(rèn)能力作指標(biāo)。因變量:再認(rèn)能力作指標(biāo)。l被試類型是組間設(shè)計(jì)(初中生年齡組和高中生年齡被試類型是組間設(shè)計(jì)(初中生年齡組和高中生年齡組),組), 材料類型是組內(nèi)設(shè)計(jì)(具體實(shí)物圖形組和詞組)。材料類型是組內(nèi)設(shè)計(jì)(具體實(shí)物圖形組和詞組)。l實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):2(被試類型:初中組,高中組)(被試類型:初中組,
35、高中組)2(材料類型:具體實(shí)物圖形,詞)(材料類型:具體實(shí)物圖形,詞)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:實(shí)驗(yàn)結(jié)果:圖圖2-3兩個(gè)自變量對(duì)再認(rèn)能力的影響兩個(gè)自變量對(duì)再認(rèn)能力的影響多變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)中包括兩個(gè)或兩個(gè)以上自變量或因變量多變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)中包括兩個(gè)或兩個(gè)以上自變量或因變量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。與混合設(shè)計(jì)有區(qū)別。的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。與混合設(shè)計(jì)有區(qū)別。 多自變量實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn):(多自變量實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn):(中科院中科院2002考研試題考研試題)(1)效率高)效率高 有兩個(gè)自變量的實(shí)驗(yàn)要比分別做兩個(gè)只有單一自變量的實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)自變量的實(shí)驗(yàn)要比分別做兩個(gè)只有單一自變量的實(shí)驗(yàn)效率要高。效率要高。 (3)得出的結(jié)論與實(shí)際情況更為接近,結(jié)果的推論性
36、也)得出的結(jié)論與實(shí)際情況更為接近,結(jié)果的推論性也相應(yīng)提高。相應(yīng)提高。(2)能夠研究多個(gè)自變量之間的交互作用。)能夠研究多個(gè)自變量之間的交互作用。 補(bǔ)充補(bǔ)充F區(qū)組的概念區(qū)組的概念 肥沃田肥沃田 中等田中等田 貧瘠田貧瘠田F隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的目的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的目的使區(qū)組內(nèi)的被試差異(或環(huán)境因素)盡量減小,區(qū)組使區(qū)組內(nèi)的被試差異(或環(huán)境因素)盡量減小,區(qū)組間差異盡量擴(kuò)大。間差異盡量擴(kuò)大。普通普通水稻水稻雜交雜交水稻水稻普通普通水稻水稻雜交雜交水稻水稻普通普通水稻水稻雜交雜交水稻水稻 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)定義隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)定義指將實(shí)驗(yàn)處理隨機(jī)地分配到一個(gè)區(qū)組或重復(fù)指將實(shí)驗(yàn)處理隨機(jī)地分配到一個(gè)區(qū)組或重復(fù)的實(shí)驗(yàn)單位的設(shè)
37、計(jì)類型。的實(shí)驗(yàn)單位的設(shè)計(jì)類型。 2 2、類型、類型(1 1)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì))隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)( (randomized block design) )它能夠彌補(bǔ)完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的缺陷。它能夠彌補(bǔ)完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的缺陷。例:例:我們要研究文章的生字密度對(duì)閱讀理解我們要研究文章的生字密度對(duì)閱讀理解影響的研究影響的研究 : 自變量是什么?自變量是什么? 因變量是什么?因變量是什么? 無關(guān)變量是什么?無關(guān)變量是什么?可以把哪個(gè)無關(guān)變量作為區(qū)組進(jìn)行設(shè)計(jì)?可以把哪個(gè)無關(guān)變量作為區(qū)組進(jìn)行設(shè)計(jì)?隨機(jī)區(qū)組單因素設(shè)計(jì)的基本模式隨機(jī)區(qū)組單因素設(shè)計(jì)的基本模式區(qū)組區(qū)組 實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)處理區(qū)組平均區(qū)組平均 X1 X2 X3 X4
38、1 X11 X12 X13 X142 X21 X22 X23 X243 X31 X32 X33 X344 X41 X42 X43 X44處理平均處理平均OOOOOOO432134O2(1 1)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì))隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)(randomized block design)1n一個(gè)自變量,一個(gè)無關(guān)變量一個(gè)自變量,一個(gè)無關(guān)變量區(qū)組實(shí)驗(yàn)處理的組合Xa1b1Xa1b2Xa1b3Xa2b1Xa2b2Xa2b31O11O12O13O14O15O162O21O22O23O24O25O26nOn1On2On3On4On5On6隨機(jī)化區(qū)組設(shè)計(jì)的原則隨機(jī)化區(qū)組設(shè)計(jì)的原則是同一區(qū)組內(nèi)的被試盡量是同一區(qū)組內(nèi)的被試盡量“同
39、質(zhì)同質(zhì)”,每一區(qū)組都接,每一區(qū)組都接受全部實(shí)驗(yàn)處理,每一種實(shí)驗(yàn)處理在不同的區(qū)組中受全部實(shí)驗(yàn)處理,每一種實(shí)驗(yàn)處理在不同的區(qū)組中重復(fù)的次數(shù)也相同重復(fù)的次數(shù)也相同。TBWBRESSSSSSSSSSSS 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析多因素方差分析多因素方差分析 實(shí)驗(yàn)處理和區(qū)組分別作為因素來考慮實(shí)驗(yàn)處理和區(qū)組分別作為因素來考慮實(shí)驗(yàn)處理效應(yīng)實(shí)驗(yàn)處理效應(yīng)研究者關(guān)注的重點(diǎn)研究者關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)組因素區(qū)組因素?zé)o關(guān)變量,應(yīng)加以控制無關(guān)變量,應(yīng)加以控制 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):考慮到個(gè)別差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響(區(qū)組:考慮到個(gè)別差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響(區(qū)組效應(yīng)),而把實(shí)驗(yàn)單元(被試)劃分為幾個(gè)區(qū)組,效應(yīng)),而把實(shí)驗(yàn)單元(被試)劃分為幾個(gè)區(qū)組,并在統(tǒng)計(jì)
40、計(jì)算上將這種影響從組內(nèi)誤差中分離出來,并在統(tǒng)計(jì)計(jì)算上將這種影響從組內(nèi)誤差中分離出來,進(jìn)一步反映出實(shí)驗(yàn)處理的作用。進(jìn)一步反映出實(shí)驗(yàn)處理的作用。 缺點(diǎn)缺點(diǎn):劃分區(qū)組有一定困難;:劃分區(qū)組有一定困難; 自變量與無關(guān)變量間沒有交互作用。自變量與無關(guān)變量間沒有交互作用。評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)(2 2)所羅門四組設(shè)計(jì))所羅門四組設(shè)計(jì) ( (Solomon 4-group design) ) 定義定義 指通過指通過隨機(jī)化程序隨機(jī)化程序選擇選擇同質(zhì)同質(zhì)被試,并且設(shè)置了四被試,并且設(shè)置了四種不同實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的設(shè)計(jì)類型。即將被試隨機(jī)取種不同實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的設(shè)計(jì)類型。即將被試隨機(jī)取樣,并隨機(jī)分為四組,兩組為實(shí)驗(yàn)組,兩組為控制組
41、樣,并隨機(jī)分為四組,兩組為實(shí)驗(yàn)組,兩組為控制組,兩組中有一組有前測(cè),一組無前測(cè)。,兩組中有一組有前測(cè),一組無前測(cè)。 設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)模式R O1 O2R O3 X O4R O5R X O6l 垂直方向上相對(duì)的字母表示同時(shí)發(fā)生,即時(shí)間要吻合。垂直方向上相對(duì)的字母表示同時(shí)發(fā)生,即時(shí)間要吻合。 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析多因素方差分析,即:多因素方差分析,即:獨(dú)立樣本獨(dú)立樣本2(實(shí)驗(yàn)處理:有,無)(實(shí)驗(yàn)處理:有,無)2(測(cè)驗(yàn):有前(測(cè)驗(yàn):有前測(cè),無前測(cè))的方差分析。測(cè),無前測(cè))的方差分析。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):研究者可檢查前測(cè)的可能效果,將事前測(cè):研究者可檢查前測(cè)的可能效果,將事前測(cè)定的反作用效果分離出來,對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的效果
42、更加清定的反作用效果分離出來,對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的效果更加清楚,對(duì)無關(guān)變量的控制比較完善。楚,對(duì)無關(guān)變量的控制比較完善。缺點(diǎn)缺點(diǎn):所選被試較多,實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)較大。:所選被試較多,實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)較大。v一般在需要對(duì)研究假設(shè)作出決定性檢驗(yàn)的時(shí)候加一般在需要對(duì)研究假設(shè)作出決定性檢驗(yàn)的時(shí)候加以使用。以使用。評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)有人要了解手動(dòng)作的穩(wěn)定性是否受情緒的影響,有人要了解手動(dòng)作的穩(wěn)定性是否受情緒的影響,他讓青年組在興奮狀態(tài)測(cè)定,平均得他讓青年組在興奮狀態(tài)測(cè)定,平均得1010分,讓老分,讓老年組在安靜中測(cè)定,平均得年組在安靜中測(cè)定,平均得9 9分。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),分。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),兩組手穩(wěn)定性得分差異不顯著。因此,他下結(jié)論兩組手
43、穩(wěn)定性得分差異不顯著。因此,他下結(jié)論說:手動(dòng)作穩(wěn)定性不受情緒得影響。你認(rèn)為他的說:手動(dòng)作穩(wěn)定性不受情緒得影響。你認(rèn)為他的結(jié)論是否正確?為什么?結(jié)論是否正確?為什么?思考思考是介于非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之間的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),是介于非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之間的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),不易對(duì)被試進(jìn)行隨機(jī)抽樣,可以設(shè)立控制組。它不易對(duì)被試進(jìn)行隨機(jī)抽樣,可以設(shè)立控制組。它對(duì)額外變量的控制比非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要嚴(yán)格一些,但對(duì)額外變量的控制比非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要嚴(yán)格一些,但不如真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)控制得充分和廣泛。不如真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)控制得充分和廣泛。 二、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(quasi-experiment) 1 1、定義、定義(1 1)、單組準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)
44、設(shè)計(jì))、單組準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 時(shí)間系列設(shè)計(jì)時(shí)間系列設(shè)計(jì)指一組被試或個(gè)體進(jìn)行指一組被試或個(gè)體進(jìn)行一系列周期性測(cè)量一系列周期性測(cè)量,并在測(cè)量的時(shí),并在測(cè)量的時(shí)間序列中引進(jìn)實(shí)驗(yàn)處理,然后觀測(cè)實(shí)驗(yàn)處理后的一系列測(cè)間序列中引進(jìn)實(shí)驗(yàn)處理,然后觀測(cè)實(shí)驗(yàn)處理后的一系列測(cè)量結(jié)果,并與引入實(shí)驗(yàn)處理前的一系列測(cè)量結(jié)果相比較,量結(jié)果,并與引入實(shí)驗(yàn)處理前的一系列測(cè)量結(jié)果相比較,研究研究插入實(shí)驗(yàn)處理前后測(cè)量結(jié)果的插入實(shí)驗(yàn)處理前后測(cè)量結(jié)果的變化趨勢(shì)變化趨勢(shì),從而推斷實(shí),從而推斷實(shí)驗(yàn)處理是否產(chǎn)生效果。驗(yàn)處理是否產(chǎn)生效果。 A A、設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)模式O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8 2 2、設(shè)計(jì)類型、設(shè)計(jì)類型18的
45、測(cè)量中,引入實(shí)驗(yàn)變量的測(cè)量中,引入實(shí)驗(yàn)變量X后,時(shí)間系列后,時(shí)間系列設(shè)計(jì)的某些可能的結(jié)果模型設(shè)計(jì)的某些可能的結(jié)果模型XABCDEFHGB B、評(píng)價(jià)、評(píng)價(jià):優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn): a.能較好控制能較好控制“成熟成熟”因素對(duì)內(nèi)部效度的影響因素對(duì)內(nèi)部效度的影響; b.可控制測(cè)驗(yàn)因素的干擾;可控制測(cè)驗(yàn)因素的干擾; c.有時(shí)能控制統(tǒng)計(jì)回歸的因素;有時(shí)能控制統(tǒng)計(jì)回歸的因素; 缺點(diǎn)缺點(diǎn): a.不能控制與實(shí)驗(yàn)處理同時(shí)發(fā)生的偶發(fā)事件的影響,不能控制與實(shí)驗(yàn)處理同時(shí)發(fā)生的偶發(fā)事件的影響,不能排除與自變量同時(shí)出現(xiàn)的附加變量的影響;不能排除與自變量同時(shí)出現(xiàn)的附加變量的影響; b.不易控制測(cè)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)處理的交互作用;不易控制測(cè)驗(yàn)與實(shí)
46、驗(yàn)處理的交互作用; c.多次施測(cè)可能降低或增加被試對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的敏感性。多次施測(cè)可能降低或增加被試對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的敏感性。 從測(cè)量數(shù)據(jù)的總體上來對(duì)處理進(jìn)行檢驗(yàn)。從測(cè)量數(shù)據(jù)的總體上來對(duì)處理進(jìn)行檢驗(yàn)。t檢驗(yàn)。檢驗(yàn)。檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)處理前的回歸直線與實(shí)驗(yàn)處理后的回歸直線檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)處理前的回歸直線與實(shí)驗(yàn)處理后的回歸直線是否存在顯著差異,包括對(duì)殘差(剩余標(biāo)準(zhǔn)差)、截是否存在顯著差異,包括對(duì)殘差(剩余標(biāo)準(zhǔn)差)、截距和斜率的差異顯著性檢驗(yàn)。距和斜率的差異顯著性檢驗(yàn)。 C C、 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)、相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)A A、設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)模式 ( (只有一組被試時(shí)只有一組被試時(shí)) )X1O1 X0O
47、2 X1O3 X0O4lX0:不出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)變量。:不出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)變量。v該設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用研究學(xué)生學(xué)習(xí)中。該設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用研究學(xué)生學(xué)習(xí)中。B B、評(píng)價(jià)、評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):能較好能較好控制控制“歷史歷史”因素因素對(duì)內(nèi)部效度的影響對(duì)內(nèi)部效度的影響。 缺點(diǎn)缺點(diǎn):在控制影響在控制影響外部效度的因素外部效度的因素方面方面不夠理想不夠理想,測(cè)驗(yàn)的反作用、實(shí)驗(yàn)安排的反作用、選擇偏差與實(shí)驗(yàn)測(cè)驗(yàn)的反作用、實(shí)驗(yàn)安排的反作用、選擇偏差與實(shí)驗(yàn)變量的交互作用、重復(fù)實(shí)驗(yàn)處理的干擾均可能影響相變量的交互作用、重復(fù)實(shí)驗(yàn)處理的干擾均可能影響相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)下的研究的外部效度等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)下的研究的外部效度。 C C、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn):、數(shù)據(jù)的統(tǒng)
48、計(jì)檢驗(yàn):兩因素方差分析:兩因素方差分析:2(實(shí)驗(yàn)處理:有,無)(實(shí)驗(yàn)處理:有,無)2(實(shí)(實(shí)施順序:前,后)施順序:前,后) X1O1 X0O2 X1O3 X0O4(2 2)多組準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))多組準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不相等實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)不相等實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)研究者研究者不能按隨機(jī)化原則和等組法不能按隨機(jī)化原則和等組法來選擇對(duì)等組,有來選擇對(duì)等組,有時(shí)也不能隨機(jī)安排哪個(gè)為實(shí)驗(yàn)組、哪個(gè)為控制組。時(shí)也不能隨機(jī)安排哪個(gè)為實(shí)驗(yàn)組、哪個(gè)為控制組。A A、設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)模式O1 X O2 (處理組)(處理組)O3 O4 (對(duì)照組)(對(duì)照組)l 虛線表示不能隨機(jī)選擇和部署兩組,并且兩組可虛線表示不能隨機(jī)
49、選擇和部署兩組,并且兩組可能不對(duì)等。能不對(duì)等。為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果少受無關(guān)因素的干擾,使實(shí)驗(yàn)結(jié)為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果少受無關(guān)因素的干擾,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較高可靠性。果具有較高可靠性。某公司管理者預(yù)制定一套新的工作時(shí)間表。每周要求工人工作某公司管理者預(yù)制定一套新的工作時(shí)間表。每周要求工人工作40小時(shí),工人可小時(shí),工人可以選擇周末休息以選擇周末休息 3天,并且每天上班和下班的時(shí)間由工人自己決定。天,并且每天上班和下班的時(shí)間由工人自己決定。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:前測(cè)前測(cè) 實(shí)驗(yàn)處理實(shí)驗(yàn)處理 后測(cè)后測(cè)A廠作息制度改變之前一個(gè)月的平均產(chǎn)量廠作息制度改變之前一個(gè)月的平均產(chǎn)量 改變作息制度(改變作息制度(6個(gè)月)個(gè)月) 作
50、息制度作息制度改變后第改變后第6個(gè)月的平均產(chǎn)量個(gè)月的平均產(chǎn)量B廠與廠與A廠相同月份的平均產(chǎn)量廠相同月份的平均產(chǎn)量 未改變作息制度未改變作息制度 與海淀區(qū)工廠與海淀區(qū)工廠 相同月份相同月份的平均產(chǎn)量的平均產(chǎn)量B B、評(píng)價(jià)、評(píng)價(jià) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):增添了控制組(嚴(yán)格意義上應(yīng)稱為對(duì)照組,增添了控制組(嚴(yán)格意義上應(yīng)稱為對(duì)照組,因?yàn)槿狈﹄S機(jī)分配),基本控制歷史、成熟、測(cè)驗(yàn)等因?yàn)槿狈﹄S機(jī)分配),基本控制歷史、成熟、測(cè)驗(yàn)等因素的干擾;有前測(cè)可以了解初始狀態(tài)因素的干擾;有前測(cè)可以了解初始狀態(tài)。缺點(diǎn)缺點(diǎn):選擇與其他因素的交互作用可能會(huì)降低該設(shè)選擇與其他因素的交互作用可能會(huì)降低該設(shè)計(jì)的效度計(jì)的效度。 C C、設(shè)計(jì)顯著性檢
51、驗(yàn)、設(shè)計(jì)顯著性檢驗(yàn)t-檢驗(yàn):檢驗(yàn): aO2O1 b O4O3 ? ab曼曼-惠特尼惠特尼U-檢驗(yàn)或中位數(shù)檢驗(yàn)(非參數(shù)檢驗(yàn))。檢驗(yàn)或中位數(shù)檢驗(yàn)(非參數(shù)檢驗(yàn))。、不相等實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)時(shí)間系列設(shè)計(jì)、不相等實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)時(shí)間系列設(shè)計(jì)A A、設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)模式O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 O16l 虛線表示兩組非隨機(jī)組。虛線表示兩組非隨機(jī)組。 B B、評(píng)價(jià)、評(píng)價(jià) C C、設(shè)計(jì)顯著性檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)顯著性檢驗(yàn)平衡設(shè)計(jì)(輪換設(shè)計(jì)、拉丁方設(shè)計(jì))平衡設(shè)計(jì)(輪換設(shè)計(jì)、拉丁方設(shè)計(jì)) 僅有后測(cè)驗(yàn)的模式僅有后測(cè)驗(yàn)的模式 A A、定義、定義指
52、為了達(dá)到對(duì)實(shí)驗(yàn)控制的目的,使各組被試都接受指為了達(dá)到對(duì)實(shí)驗(yàn)控制的目的,使各組被試都接受不同的實(shí)驗(yàn)處理,而對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的順序和實(shí)驗(yàn)時(shí)間不同的實(shí)驗(yàn)處理,而對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的順序和實(shí)驗(yàn)時(shí)間的順序采用了輪換的方法。的順序采用了輪換的方法。C C、設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)和顯著性檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)和顯著性檢驗(yàn)見拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。見拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。B B、不同名稱的內(nèi)涵、不同名稱的內(nèi)涵l 平衡對(duì)抗設(shè)計(jì)平衡對(duì)抗設(shè)計(jì) :在實(shí)驗(yàn)中,往往由于前一個(gè)實(shí)驗(yàn)處:在實(shí)驗(yàn)中,往往由于前一個(gè)實(shí)驗(yàn)處理影響后一個(gè)實(shí)驗(yàn)處理的效果,因而該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作用理影響后一個(gè)實(shí)驗(yàn)處理的效果,因而該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作用就在于提供對(duì)實(shí)驗(yàn)處理順序的控制,使實(shí)驗(yàn)條件均衡,就在于提供對(duì)
53、實(shí)驗(yàn)處理順序的控制,使實(shí)驗(yàn)條件均衡,抵消由于實(shí)驗(yàn)處理先后順序的影響而產(chǎn)生的順序誤差。抵消由于實(shí)驗(yàn)處理先后順序的影響而產(chǎn)生的順序誤差。 l輪換設(shè)計(jì)輪換設(shè)計(jì):在實(shí)驗(yàn)中,由于學(xué)習(xí)的首因效應(yīng)和近因:在實(shí)驗(yàn)中,由于學(xué)習(xí)的首因效應(yīng)和近因效應(yīng)的存在,因而在實(shí)驗(yàn)方法上,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的先后效應(yīng)的存在,因而在實(shí)驗(yàn)方法上,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的先后次序輪換,使情景條件和先后順序?qū)Ω鱾€(gè)實(shí)驗(yàn)組機(jī)會(huì)次序輪換,使情景條件和先后順序?qū)Ω鱾€(gè)實(shí)驗(yàn)組機(jī)會(huì)均等,從而排除這兩種效應(yīng)的影響。均等,從而排除這兩種效應(yīng)的影響。 并沒有真正操作自變量,但具有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的某些特并沒有真正操作自變量,但具有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的某些特點(diǎn),也可對(duì)因果關(guān)系進(jìn)行嘗試性探討的研究
54、設(shè)計(jì)。點(diǎn),也可對(duì)因果關(guān)系進(jìn)行嘗試性探討的研究設(shè)計(jì)。 (1 1) 設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)模式 X O例:數(shù)學(xué)輔導(dǎo)講座對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)成績影響例:數(shù)學(xué)輔導(dǎo)講座對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)成績影響三、非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三、非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1 1、單組后測(cè)設(shè)計(jì)、單組后測(cè)設(shè)計(jì)(1 1)設(shè)計(jì)模式)設(shè)計(jì)模式O1 X O2例:元認(rèn)知訓(xùn)練對(duì)學(xué)生閱讀理解的影響例:元認(rèn)知訓(xùn)練對(duì)學(xué)生閱讀理解的影響(1 1)設(shè)計(jì)模式)設(shè)計(jì)模式 X O1 O22 2、單組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)、單組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)3. 3. 固定組比較設(shè)計(jì)(靜態(tài)組或整組比較設(shè)計(jì))固定組比較設(shè)計(jì)(靜態(tài)組或整組比較設(shè)計(jì))(1 1)設(shè)計(jì)模式)設(shè)計(jì)模式x4. 4. 事后回溯設(shè)計(jì)事后回溯設(shè)計(jì)On (2 2)設(shè)計(jì)類型)設(shè)計(jì)
55、類型 相關(guān)研究設(shè)計(jì)相關(guān)研究設(shè)計(jì)A A、設(shè)計(jì)模式、設(shè)計(jì)模式O1 O2例:吸煙與肺癌的關(guān)系例:吸煙與肺癌的關(guān)系準(zhǔn)則組設(shè)計(jì)準(zhǔn)則組設(shè)計(jì) 指以被試已有的一種狀態(tài)特征為依據(jù)設(shè)立準(zhǔn)則指以被試已有的一種狀態(tài)特征為依據(jù)設(shè)立準(zhǔn)則組,以缺乏這種狀態(tài)特征的被試作為對(duì)照組進(jìn)行比組,以缺乏這種狀態(tài)特征的被試作為對(duì)照組進(jìn)行比較的設(shè)計(jì)類型較的設(shè)計(jì)類型。n設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)模式XO1O2例:對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生積極影響的因素例:對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生積極影響的因素n數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 對(duì)基本模式,可以采用獨(dú)立樣本的對(duì)基本模式,可以采用獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)方法;檢驗(yàn)方法;而對(duì)析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)模式,則采用多因素方差分析而對(duì)析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)模式,則采用多因素方差分析的方法(調(diào)節(jié)變量的引入)。的方法(調(diào)節(jié)變量的引入)。 準(zhǔn)則組設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)換為析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)模式:準(zhǔn)則組設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)換為析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)模式:C1 Y1 O1C2 Y1 O2C1 Y2 O3C2 Y2 O4例:吸煙習(xí)慣與身高對(duì)自我評(píng)價(jià)的影響例
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