第3章 實驗設計

1、第三章第三章 心理學實驗研究的設計心理學實驗研究的設計涉及涉及3 3個基本問題個基本問題：1、實驗采用多少個自變量和因變量？2、各自變量內(nèi)有多少處理水平？3、如何將被試分配到各自變量的各水平上？第一節(jié)第一節(jié) 單變量設計、多變量設計單變量設計、多變量設計第二節(jié)第二節(jié) 被試間設計、被試內(nèi)設計和混合被試間設計、被試內(nèi)設計和混合 設計設計第三節(jié)第三節(jié) 小樣本設計小樣本設計第四節(jié)第四節(jié) 準實驗設計準實驗設計第一節(jié)第一節(jié) 單變量設計、多變量設計單變量設計、多變量設計o 根據(jù)自變量的數(shù)量劃分：根據(jù)自變量的數(shù)量劃分：o （一）單變量設計（一）單變量設計o （二）（二）多變量多變量實驗設計（實驗設計（multi

2、ple dependent multiple dependent variable experimentvariable experiment） （一）單變量設計o 實驗中僅有一個自變量和因變量。o 例如：自信對捐錢行為的影響o 人際距離對創(chuàng)造力的影響（二）多變量實驗設計（二）多變量實驗設計o 1、多自變量實驗設計（多因素實驗設計）o 用大寫字母表示因素（自變量），用對應的小寫用大寫字母表示因素（自變量），用對應的小寫字母及下標表示因素的水平，各個因素之間的不字母及下標表示因素的水平，各個因素之間的不同水平之間的相互結合，用同水平之間的相互結合，用“”表示。表示。 實驗處理實驗處理o 22 X

3、a1Xb1 o Xa1Xb2 o Xa2Xb1 o Xa2Xb2o 322（1）、主效應）、主效應o （舒華）實驗中由一個因素的不同水平引起的變異（舒華）實驗中由一個因素的不同水平引起的變異 o （朱瀅）每個單獨因素（自變量）所引起的因變量的變（朱瀅）每個單獨因素（自變量）所引起的因變量的變化化o 因素因素A A的主效應：的主效應：Xa1與與Xa2比較比較o 因素因素B B的主效應：的主效應：Xb1與與Xb2比較比較o 舉例：P16o 22桌子（大小）桌子（大?。┨幚砦顼埖姆绞剑⊕咦呋虻舻兀┨幚砦顼埖姆绞剑⊕咦呋虻舻兀?）、交互作用）、交互作用o （舒華）（舒華）當一個因素的水平在另一個因素

4、的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，稱這兩個因不同水平上變化趨勢不一致時，稱這兩個因素之間存在交互作用。素之間存在交互作用。o （朱瀅）（朱瀅）當一個因素（自變量）對因變量影當一個因素（自變量）對因變量影響大小因其它因素水平的不同而有所不同時，響大小因其它因素水平的不同而有所不同時，稱這兩個稱這兩個 因素有交互作用。因素有交互作用。（3）、簡單效應）、簡單效應o （舒華）在因素實驗中，一個因素的水平在（舒華）在因素實驗中，一個因素的水平在另一個因素的某個水平上的變異另一個因素的某個水平上的變異o A A因素的兩個水平在因素的兩個水平在b1b1水平的方差叫水平的方差叫A

5、A在在b1b1水平的簡單效應水平的簡單效應o A A因素的兩個水平在因素的兩個水平在b2b2水平的方差叫水平的方差叫A A在在b2b2水平的簡單效應水平的簡單效應o 同理得同理得B B因素在因素在a1a1、a2a2水平上的簡單效水平上的簡單效應應2、多因變量實驗設計第二節(jié) 被試間設計、被試內(nèi)設計和混合設計o （一）被試間設計（一）被試間設計（between-subjects designbetween-subjects design）o （二）被試內(nèi)設計（二）被試內(nèi)設計（within-subjects designwithin-subjects design）o （三）混合設計（三）混合設計（

6、mixed designmixed design）（一）被試間設計（一）被試間設計o 1 1、被試分配、被試分配每個被試只接受一種實驗處理每個被試只接受一種實驗處理a1a2a3S1、S2、S3S4、S5、S6S7、S8、S92 2、如何保證等組？、如何保證等組？o （1 1）匹配）匹配o 就是將被試按某一個或幾個特征上水平的就是將被試按某一個或幾個特征上水平的相同或相似加以配對，然后再把每一對中的相同或相似加以配對，然后再把每一對中的每個被試隨機分配到各個組別。這樣可以保每個被試隨機分配到各個組別。這樣可以保證各組被試在這些特征上同質。證各組被試在這些特征上同質。o 前測前測匹配匹配3030名

7、被試配對分組的結果名被試配對分組的結果 o 在對動物進行被試間設計時，一項重要在對動物進行被試間設計時，一項重要的匹配技術是的匹配技術是“拆窩技術拆窩技術”。即把同胎生的。即把同胎生的動物隨機分配到不同的組中，因為這些動物動物隨機分配到不同的組中，因為這些動物有類似的遺傳素質，有助于實驗中減少個體有類似的遺傳素質，有助于實驗中減少個體差異的影響。差異的影響。（2 2）隨機化）隨機化o 把被試隨機分配到不同的組內(nèi)接受不同把被試隨機分配到不同的組內(nèi)接受不同的實驗處理。的實驗處理。o 隨機化的統(tǒng)計學前提是：各隨機被試組在未隨機化的統(tǒng)計學前提是：各隨機被試組在未經(jīng)受不同處理之前是相等的，即使有差異，經(jīng)

8、受不同處理之前是相等的，即使有差異，也是在統(tǒng)計允許范圍內(nèi)的隨機誤差。也是在統(tǒng)計允許范圍內(nèi)的隨機誤差。實驗舉例實驗舉例o Loftus and Burns (1982)Loftus and Burns (1982)o 實驗目的：考察暴力場面對人的記憶的影響。實驗目的：考察暴力場面對人的記憶的影響。o 被試：被試：226226名名University of WashingtonUniversity of Washington的自愿的自愿參加者；隨機分配到以下兩組。參加者；隨機分配到以下兩組。o 組一：看帶有暴力場面的電影組一：看帶有暴力場面的電影o 組二：看非暴力場面的電影組二：看非暴力場面的電影

9、o 看完電影之后，要求兩組被試回答看完電影之后，要求兩組被試回答2525道關于電道關于電影中事件的問題。其中一道題非常關鍵：問被試影中事件的問題。其中一道題非常關鍵：問被試在銀行外面露天停車場踢球的男孩穿的足球衫上在銀行外面露天停車場踢球的男孩穿的足球衫上的號碼是多少。計算出正確回憶出男孩運動衫號的號碼是多少。計算出正確回憶出男孩運動衫號碼的人數(shù)的百分數(shù)。結果：組一，碼的人數(shù)的百分數(shù)。結果：組一，4%4%；組二，；組二，28%28%。o 2 22 2完全隨機化設計的實例完全隨機化設計的實例n 被試：小學剛升入初中的新生班學生被試：小學剛升入初中的新生班學生n 自變量：自變量：教學方法教學方法（

10、自學輔導教學（自學輔導教學 vs. vs. 傳統(tǒng)傳統(tǒng) 教學）；教學）；教師教齡教師教齡（2 2年以下年以下 vs. 5vs. 5年以上）年以上）n 因變量：測驗成績因變量：測驗成績o 2 22 2完全隨機析因設計的實例完全隨機析因設計的實例n 可能的結果一：可能的結果一：05101520自學輔導傳統(tǒng)教學測驗成績2年以下5年以上051015202年以下5年以上測驗成績自學輔導傳統(tǒng)教學o 2 22 2完全隨機析因設計的實例完全隨機析因設計的實例n 可能的結果二：可能的結果二：051015202年以下5年以上測驗成績自學輔導傳統(tǒng)教學（3）隨機區(qū)組設計o 要求首先對被試做測驗，要求首先對被試做測驗，o

11、 然后按成績將相似的被試分到一組，然后按成績將相似的被試分到一組，o 再把全部的實驗條件隨機分配到各組中的被再把全部的實驗條件隨機分配到各組中的被試。試。o P133 3、設計評價、設計評價o （1 1）優(yōu)點）優(yōu)點o 每個人只接受一種實驗處理，而一種實驗處理每個人只接受一種實驗處理，而一種實驗處理不可能影響或污染另一種實驗處理，因此避免了練不可能影響或污染另一種實驗處理，因此避免了練習效應和疲勞效應等由實驗順序造成的誤差。習效應和疲勞效應等由實驗順序造成的誤差。o （2 2）缺點）缺點o 所需被試數(shù)量巨大；所需被試數(shù)量巨大；o 不能從根本上排除個體差異對實驗結果的混不能從根本上排除個體差異對實

12、驗結果的混淆，而匹配和隨機化技術也只是盡可能緩解而不是淆，而匹配和隨機化技術也只是盡可能緩解而不是根治這一問題根治這一問題 （二）被試內(nèi)設計（二）被試內(nèi)設計a1a2a3S1、S2、S3S1、S2、S3S1、S2、S3o 1 1、被試分配、被試分配所有被試接受所有實驗處理所有被試接受所有實驗處理平衡是指在實驗中為了消除或減少實驗平衡是指在實驗中為了消除或減少實驗順序效應、練習效應等而采用一些系統(tǒng)順序效應、練習效應等而采用一些系統(tǒng)地改變實驗處理順序呈現(xiàn)技術的設計：地改變實驗處理順序呈現(xiàn)技術的設計：隨機化法、抵消平衡隨機化法、抵消平衡o （1）ABBA設計設計o 適用于自變量水平為兩個的情況o 假設

13、有假設有A、B兩種實驗條件，被試按照兩種實驗條件，被試按照ABBA的順序接受實驗處理，被試的順序接受實驗處理，被試1按照按照AB順序，則被試順序，則被試2按照按照BA順序進行，以此順序進行，以此類推。類推。（2 2）拉丁方設計拉丁方設計（Latin Square designLatin Square design）每種條件在橫行和縱列的順序中分別只出現(xiàn)一次每種條件在橫行和縱列的順序中分別只出現(xiàn)一次。 組組1 1 A B C D A B C D 組組2 2 B C D A B C D A 組組3 3 C D A B C D A B 組組4 4 D A B C D A B C傳遞效應傳遞效應o 自

14、變量水平數(shù)為偶數(shù)時，第一行公式為：自變量水平數(shù)為偶數(shù)時，第一行公式為：o 1 1、2 2、n n、3 3、n-1n-1、4 4、n-2n-2、5 5、n-3n-3o 六個自變量水平的平衡拉丁方設計六個自變量水平的平衡拉丁方設計測試順序測試順序被試被試第一第一第二第二第三第三第四第四第五第五第六第六A126354B231465C342516D453621E564132F615243自變量水平數(shù)為奇數(shù)時，使用正反兩個方陣自變量水平數(shù)為奇數(shù)時，使用正反兩個方陣o 五個變量的平衡的拉丁方設計五個變量的平衡的拉丁方設計測試順序測試順序被被試試第第一一第第二二第第三三第第四四第第五五第第一一第第二二第第三

15、三第第四四第第五五A A1 12 25 53 34 44 43 35 52 21 1B B2 23 31 14 45 55 54 41 13 32 2C C3 34 42 25 51 11 15 52 24 43 3D D4 45 53 31 12 22 21 13 35 54 4E E5 51 14 42 23 33 32 24 41 15 53 3、評價、評價 （1 1）優(yōu)點優(yōu)點 較好控制被試變量（個體差異）較好控制被試變量（個體差異） 節(jié)省人數(shù)節(jié)省人數(shù) （2 2）缺點缺點 可能驗處理間相互污染（順序效應）可能驗處理間相互污染（順序效應） 有些實驗不適用被試內(nèi)設計：有些實驗不適用被試內(nèi)設計

16、： 不能用來研究某些被試特點自變量間的差異；不能用來研究某些被試特點自變量間的差異； 如果實驗中每一種實驗條件需要較長時間的如果實驗中每一種實驗條件需要較長時間的恢復期，不宜使用?；謴推冢灰耸褂谩?被試內(nèi)設計舉例（被試內(nèi)設計舉例（1 1）o SackheimSackheim，GurGur和和SaucySaucy（19781978）使用被試內(nèi)設計研究人）使用被試內(nèi)設計研究人的兩側面孔在情緒表達強度上的差異。的兩側面孔在情緒表達強度上的差異。o SackheimSackheim和他的合作者利用一個人的一側面孔和其鏡像重和他的合作者利用一個人的一側面孔和其鏡像重新構成一張完整的面孔的照片。上圖為三

17、種實驗材料。新構成一張完整的面孔的照片。上圖為三種實驗材料。（三）混合設計（三）混合設計o 指在一個研究中有些自變量按組內(nèi)設計安排，指在一個研究中有些自變量按組內(nèi)設計安排，有些自變量按組間設計安排。有些自變量按組間設計安排。o 一般說來，如果一種自變量很可能會影響另一一般說來，如果一種自變量很可能會影響另一種自變量，那么對這些自變量按組間設計安排，種自變量，那么對這些自變量按組間設計安排，其余的自變量按組內(nèi)設計安排其余的自變量按組內(nèi)設計安排混合設計舉例混合設計舉例 1o 研究表明，人們傾向于回憶與他們當前情緒致的研究表明，人們傾向于回憶與他們當前情緒致的信息。因此當心情愉快時，容易回憶快樂的事

18、情，信息。因此當心情愉快時，容易回憶快樂的事情，心情沮喪時容易回憶出悲傷的事情。心情沮喪時容易回憶出悲傷的事情?；旌显O計舉例混合設計舉例 1o 研究中，實驗者使用誘導法創(chuàng)設了一個被試間變研究中，實驗者使用誘導法創(chuàng)設了一個被試間變量：情緒高興組和情緒沮喪組。量：情緒高興組和情緒沮喪組。o 然后給所有人呈現(xiàn)一個詞單，其中包括一些積極、然后給所有人呈現(xiàn)一個詞單，其中包括一些積極、令人愉快的詞匯，也包括一些消極的、令人沮喪令人愉快的詞匯，也包括一些消極的、令人沮喪的詞匯。最后，分別記下被試能回憶的正向情緒的詞匯。最后，分別記下被試能回憶的正向情緒詞數(shù)和負向情緒詞數(shù)。詞數(shù)和負向情緒詞數(shù)。 正向情緒詞 負

19、向情緒詞愉快組70 23沮喪組48 35被試間因子：愉快組和沮喪組被試內(nèi)因子：正負向情緒詞 混合設計舉例混合設計舉例 2o 用混合設計的方法比較抑郁者和非抑郁者的記用混合設計的方法比較抑郁者和非抑郁者的記憶成績。憶成績。o 假設：抑郁者比非抑郁者對于未完成的記憶任假設：抑郁者比非抑郁者對于未完成的記憶任務的記憶效果更好。務的記憶效果更好。o 實驗中，要求抑郁組和非抑郁組完成實驗中，要求抑郁組和非抑郁組完成2020項記憶任項記憶任務，其中，務，其中，1010項記憶任務在完成之前被打斷。在項記憶任務在完成之前被打斷。在全部任務完成后，要求被試回憶記憶任務的名稱全部任務完成后，要求被試回憶記憶任務的

20、名稱或盡可能多地描述記憶任務。或盡可能多地描述記憶任務。小樣本設計小樣本設計o 心理學的典型實驗是測量大樣本的行為，這心理學的典型實驗是測量大樣本的行為，這是因為大樣本能夠消除被試個體差異對因變量是因為大樣本能夠消除被試個體差異對因變量產(chǎn)生的影響。但是在產(chǎn)生的影響。但是在特殊情況下特殊情況下，臨床心理學，臨床心理學家希望確定某種療法的效果卻又只有一兩個患家希望確定某種療法的效果卻又只有一兩個患者時，只能應用小樣本設計。者時，只能應用小樣本設計。o 小樣本設計是小樣本設計是被試內(nèi)設計被試內(nèi)設計的一種變式，實驗的一種變式，實驗時它向人數(shù)極少的被試或單個被試呈現(xiàn)自變量時它向人數(shù)極少的被試或單個被試呈

21、現(xiàn)自變量的不同水平或處理方式。的不同水平或處理方式。o 由于測試的人數(shù)少，因此需要相當經(jīng)濟和高由于測試的人數(shù)少，因此需要相當經(jīng)濟和高度控制的實驗者中對每個被試進行大量觀察，度控制的實驗者中對每個被試進行大量觀察，并進行記錄。并進行記錄。（一）（一）ABA設計設計o ABA設計典型實驗歷程分為三個主要部分：設計典型實驗歷程分為三個主要部分：n （1）建立基線；）建立基線；n （2）施加自變量；）施加自變量；n （3）消除自變量。）消除自變量。o 單被試實驗設計中，凡是沒有接受自變量作用單被試實驗設計中，凡是沒有接受自變量作用的歷程，都用字母的歷程，都用字母“A”表示；接受自變量作表示；接受自變量

22、作用的歷程，用字母用的歷程，用字母“B”或其它字母表示?；蚱渌帜副硎尽BAABA設計設計o ABAABA設計得以順利進行的前提是：設計得以順利進行的前提是：B B階段的階段的治療效果應該是不持久的，只有這樣，當治療治療效果應該是不持久的，只有這樣，當治療結束后，被試行為才能回到治療前的基線狀態(tài)。結束后，被試行為才能回到治療前的基線狀態(tài)。但是很多時候，但是很多時候，這一前提難以滿足，即治療的這一前提難以滿足，即治療的痕跡很難消除回到從前狀態(tài)。痕跡很難消除回到從前狀態(tài)?；诖?，研究者基于此，研究者提出多基線設計。提出多基線設計。（二）多基線設計（二）多基線設計補充實例補充實例11被試內(nèi)多基線設

23、計被試內(nèi)多基線設計o 某被試缺少與父母、同學、老師的正確交往行某被試缺少與父母、同學、老師的正確交往行為。干預的目標讓其建立正確的交往行為反應。為。干預的目標讓其建立正確的交往行為反應。 訓練前對與父母、同學、老師的交往行為進行訓練前對與父母、同學、老師的交往行為進行基線觀察；基線觀察；o 第一個階段只對與父母交往行為進行訓練，看第一個階段只對與父母交往行為進行訓練，看其行為的變化。并對其它兩種行為仍做基線觀察；其行為的變化。并對其它兩種行為仍做基線觀察；o 第二階段對與同學交往行為進行訓練，然后記第二階段對與同學交往行為進行訓練，然后記錄其行為方面的變化。此時對于與父母交往時干錄其行為方面的

24、變化。此時對于與父母交往時干預后的行為仍做記錄，對與老師的交往行為仍做預后的行為仍做記錄，對與老師的交往行為仍做基線觀察；基線觀察；o 第三階段對與老師的交往行為進行干預，看其第三階段對與老師的交往行為進行干預，看其干預后的變化，并對另外兩種行為進行觀察。干預后的變化，并對另外兩種行為進行觀察。補充實例補充實例22被試間多基線設計被試間多基線設計o 三個有強迫癥的被試，通過某種方法的干預來三個有強迫癥的被試，通過某種方法的干預來治療強迫行為或思維。治療強迫行為或思維。o 第一階段對三個被試進行基線觀察，記錄其每第一階段對三個被試進行基線觀察，記錄其每天強迫行為出現(xiàn)的頻率（可以讓被試自己報告，天

25、強迫行為出現(xiàn)的頻率（可以讓被試自己報告，周圍人報告，以及主試自己觀察來進行）?；€周圍人報告，以及主試自己觀察來進行）。基線穩(wěn)定一段時間后，對第一個被試進行干預，觀察穩(wěn)定一段時間后，對第一個被試進行干預，觀察記錄被試記錄被試1 1的行為變化，同時仍對被試的行為變化，同時仍對被試2 2和被試和被試3 3進進行基線觀察。行基線觀察。o 第二階段對被試第二階段對被試2 2干預，對被試干預，對被試1 1、3 3進行觀察；進行觀察；o 第三階段對被試第三階段對被試3 3干預，對被試干預，對被試1 1、2 2進行觀察。進行觀察。o 如圖所示，三個被試的行為變化趨勢都是如圖所示，三個被試的行為變化趨勢都是在對其進行行為干預后發(fā)生的，在干預之前在對其進行行為干預后發(fā)生的，在干預之前沒有變化。我們可以認為被試行為發(fā)生的改沒有變化。我們可以認為被試行為發(fā)生的改變是自變量對行為干預的結果而不是其它無變是自變量對行為干預的結果而不是其它無關因素，