實(shí)驗(yàn)心理學(xué)第三章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本類型

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)第三章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本類型第一頁，共八十二頁，2022年，8月28日本章內(nèi)容第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第二節(jié)被試內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第三節(jié)被試間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第四節(jié)混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第五節(jié)多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第二頁，共八十二頁，2022年，8月28日一、什么是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的功能三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分類第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第三頁，共八十二頁，2022年，8月28日一、什么是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)experimentaldesign：是控制實(shí)驗(yàn)條件和安排實(shí)驗(yàn)程序的計(jì)劃，即在嚴(yán)密控制的條件下，有組織地逐次變化條件，對(duì)相伴隨的心理現(xiàn)象的變化進(jìn)行觀察、記錄和測(cè)定，從而確定條件與心理現(xiàn)象的關(guān)系。第四頁，共八十二頁，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的功能1、使研究變量的效果最大化2、對(duì)額外變量進(jìn)行有效控制3、使實(shí)驗(yàn)誤差差異最小化4、充分體現(xiàn)自變量和因變量之間的關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系第五頁，共八十二頁，2022年，8月28日三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念1、因素（factor)2、水平（level）3、水平結(jié)合（levelcombination）4、主效應(yīng)（maineffect）：由每個(gè)單獨(dú)因素（自變量）所引起的因變量的變化叫主效應(yīng)。5、交互作用（interaction）：當(dāng)一個(gè)自變量產(chǎn)生的效果在第二個(gè)自變量的每一水平上不一樣時(shí)，交互作用就發(fā)生了。6、簡(jiǎn)單效應(yīng)（simpleeffect）7、多重比較（multiplecomparison）第六頁，共八十二頁，2022年，8月28日多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)舉例——交互作用楊治良等人（1981）的記憶實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饽挲g對(duì)再認(rèn)能力的影響。自變量：第一個(gè)自變量是年齡，初中生年齡組和大學(xué)生年齡組。第二個(gè)自變量是實(shí)驗(yàn)材料，具體實(shí)物圖形組和詞組兩個(gè)組。因變量：再認(rèn)能力d’作指標(biāo)。方法是再認(rèn)法：把被試者識(shí)記過的材料和沒有識(shí)記過的材料混在一起，要求被試把兩種材料區(qū)分開來。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：第七頁，共八十二頁，2022年，8月28日兩個(gè)自變量分開繪制的結(jié)果第八頁，共八十二頁，2022年，8月28日虛構(gòu)：兩變量沒有交互作用平行線意味著沒有交互作用的發(fā)生第九頁，共八十二頁，2022年，8月28日四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分類第十頁，共八十二頁，2022年，8月28日第十一頁，共八十二頁，2022年，8月28日第二節(jié)被試間設(shè)計(jì)

一、被試間設(shè)計(jì)的特點(diǎn)被試間設(shè)計(jì)（between-subjectsexperimentaldesign）組間設(shè)計(jì)（between-groupsexperimentaldesign），獨(dú)立組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（independent-groupdesign）、完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（randomizedexperimentaldesign）是把被試隨機(jī)分配到自變量不同水平界定的實(shí)驗(yàn)條件下，接受不同的實(shí)驗(yàn)處理。也就是說，要把被試隨機(jī)分成幾組，每一組被試只參加一種條件下的實(shí)驗(yàn)，組與組之間的反應(yīng)結(jié)果不產(chǎn)生相互影響，因此是獨(dú)立的，故稱獨(dú)立組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。第十二頁，共八十二頁，2022年，8月28日第十三頁，共八十二頁，2022年，8月28日第十四頁，共八十二頁，2022年，8月28日

在第一節(jié)課接近下課時(shí)，要求全班同學(xué)完成一項(xiàng)“克列別林加算測(cè)驗(yàn)”。然后將同學(xué)隨機(jī)分成第1組和第2組兩組。讓第1組同學(xué)到操場(chǎng)跑步（實(shí)驗(yàn)組），第2組同學(xué)像往常一樣開展正常的課間休息（控制組）。經(jīng)過10分鐘的跑步，第1組同學(xué)又被老師帶回教室，稍作休息后，要求全班同學(xué)再完成一次“克列別林加算測(cè)驗(yàn)”（一個(gè)自變量?jī)煞N處理）第十五頁，共八十二頁，2022年，8月28日表1

課間休息方式對(duì)思維敏度影響的實(shí)驗(yàn)研究被試編號(hào)實(shí)驗(yàn)組前側(cè)實(shí)驗(yàn)組后測(cè)控制組前測(cè)控制組后測(cè)1851028092276110729039011095105469908087570108688068095769079512092988881108410097810970801070106801001167958810512749871841393116901101485110859415821207580167190951121769958998186710065801980101739020761039098第十六頁，共八十二頁，2022年，8月28日被試間設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：比較是在不同被試之間進(jìn)行。因此在這樣的設(shè)計(jì)中，它的關(guān)鍵就是要克服被試組之間的差異，也就是要盡量做到參加實(shí)驗(yàn)的各組被試間基本上是相等的，這樣就可以觀察接受不同實(shí)驗(yàn)條件處理的各組被試在有關(guān)因變量上是否有差異。如果存在差異，那么這差異應(yīng)該就是由實(shí)驗(yàn)處理的不同造成的。第十七頁，共八十二頁，2022年，8月28日二、被試間設(shè)計(jì)的類型1、隨機(jī)組設(shè)計(jì)random-groupdesign，就是將被試隨機(jī)分配在不同的組內(nèi)接受不同的自變量處理。其基本假設(shè)是將被試隨機(jī)分配到不同的組，若對(duì)各組用同一樣的課題（或進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)處理），在系統(tǒng)的條件下對(duì)他們進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果就成為相等組（equivalentgroups)，則他們的成績(jī)?cè)诮y(tǒng)計(jì)上是相等的。方法：抽簽法、筆畫法、報(bào)數(shù)法第十八頁，共八十二頁，2022年，8月28日隨機(jī)組設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)第十九頁，共八十二頁，2022年，8月28日

2、配對(duì)組設(shè)計(jì)也叫等組設(shè)計(jì)、匹配組設(shè)計(jì)(matched-groupsdesign)，是隨機(jī)設(shè)計(jì)的一種擴(kuò)展。目的是使各組的特性更加相同。這種設(shè)計(jì)可以控制組內(nèi)變異和組間變異。匹配被試就是對(duì)全部被試進(jìn)行預(yù)備測(cè)驗(yàn)，測(cè)驗(yàn)的性質(zhì)與正式實(shí)驗(yàn)是類似的，或者說是相關(guān)的，然后按成績(jī)均勻地形成組別。例子：學(xué)校分班第二十頁，共八十二頁，2022年，8月28日配對(duì)組設(shè)計(jì)的步驟第二十一頁，共八十二頁，2022年，8月28日配對(duì)組設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)第二十二頁，共八十二頁，2022年，8月28日三、數(shù)據(jù)處理方法（SPSS軟件）包含的統(tǒng)計(jì)變量：實(shí)驗(yàn)的自變量A，實(shí)驗(yàn)的因變量Y。預(yù)期的統(tǒng)計(jì)結(jié)果：自變量A的主效應(yīng)是否顯著，即F（(P-1),P(n-1)）的P值是否小于0.05。實(shí)施的統(tǒng)計(jì)過程：兩個(gè)水平：analyze—comparemeans—independentsamplesttest兩個(gè)或以上水平：analyze—comparemeans—One-WayANOVA第二十三頁，共八十二頁，2022年，8月28日四、應(yīng)用舉例及延伸例1．課間休息方式對(duì)思維敏度的影響。（SPSS操作）例2．中學(xué)生學(xué)習(xí)策略水平發(fā)展的研究（一個(gè)自變量三種以上處理）第二十四頁，共八十二頁，2022年，8月28日

現(xiàn)在關(guān)于學(xué)習(xí)策略的研究是教育心理學(xué)范疇內(nèi)的熱門課題，其研究成果可直接用于中學(xué)生的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。那么這一課題如何設(shè)計(jì)呢？其中的自變量、因變量及額外變量有哪些？

自變量是“發(fā)展”，就是中學(xué)生的年級(jí)變化，它應(yīng)該包括6個(gè)水平，即從初中一年級(jí)到高中三年級(jí)。因變量是學(xué)習(xí)策略的測(cè)量分?jǐn)?shù)，可用量表測(cè)量得到。額外變量則涉及學(xué)生抽樣中應(yīng)保持一致的諸多因素，如學(xué)校類型、男女比例、教師教學(xué)水平等。

如果把問題簡(jiǎn)化，可以這樣來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：從一所中學(xué)的初中一年級(jí)到高中三年級(jí)學(xué)生分別隨機(jī)抽取10名學(xué)生，男女各半。這樣就有60人的研究被試。（一個(gè)自變量三種以上處理）測(cè)量得到學(xué)習(xí)策略評(píng)估分?jǐn)?shù)，如表2所示。研究示例2：中學(xué)生學(xué)習(xí)策略水平的發(fā)展研究第二十五頁，共八十二頁，2022年，8月28日表2

中學(xué)生學(xué)習(xí)策略水平的年級(jí)間比較grade1grade2grade3grade4grade5grade6503550557570434545708579435556636555355360786568553580284246585076365650303825406085356030758080306155404545405675716570第二十六頁，共八十二頁，2022年，8月28日五、被試間設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、獲得的數(shù)據(jù)互不關(guān)聯(lián)，相互獨(dú)立；

2、實(shí)驗(yàn)處理在短期內(nèi)完成，避免被試的厭煩情緒；

3、排除了被試間設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中由于被試接受多種處理導(dǎo)致

的學(xué)習(xí)遷移效應(yīng)；

4、通過等組匹配可以降低實(shí)驗(yàn)處理間的變異性；

5、被試的隨機(jī)化分配可以降低被試的反應(yīng)傾向。缺點(diǎn)：1、盡管可以使用隨機(jī)化或匹配被試，但不同實(shí)驗(yàn)處理的被

試間仍然可能存有差異；

2、需要的被試數(shù)較多，花費(fèi)的時(shí)間、人力、物力較多。第二十七頁，共八十二頁，2022年，8月28日第三節(jié)被試內(nèi)設(shè)計(jì)

within-subjectsdesign第二十八頁，共八十二頁，2022年，8月28日一、被試內(nèi)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)被試內(nèi)設(shè)計(jì)（within-subjectsdesign）組內(nèi)設(shè)計(jì)（within-groupdesign）是每個(gè)被試者須接受自變量的所有情況的處理。其基本原理是：每個(gè)被試參與所有的實(shí)驗(yàn)處理，然后比較相同被試在不同處理下的行為變化。在實(shí)驗(yàn)研究中，如果被試間的差異較小，而且實(shí)驗(yàn)者主要想研究每一個(gè)被試對(duì)實(shí)驗(yàn)處理所引起的行為上的變化，都可以考慮采用被試內(nèi)設(shè)計(jì)。第二十九頁，共八十二頁，2022年，8月28日二、被試內(nèi)設(shè)計(jì)的類型1、實(shí)驗(yàn)前后設(shè)計(jì)2、定時(shí)系列設(shè)計(jì)

3、抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)experimentalbefore-afterdesign：指在實(shí)驗(yàn)條件處理前對(duì)被試進(jìn)行觀測(cè)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)條件處理所做的同樣觀測(cè)結(jié)果加以對(duì)比的設(shè)計(jì)。即，這種設(shè)計(jì)類型是實(shí)驗(yàn)（處理）前后的比較設(shè)計(jì)。第三十頁，共八十二頁，2022年，8月28日表3實(shí)驗(yàn)前與實(shí)驗(yàn)后設(shè)計(jì)模式組數(shù)前觀測(cè)處理后觀測(cè)1Y1XY2說明：Y1表示實(shí)驗(yàn)處理前對(duì)被試觀測(cè)所得的值Y2表示實(shí)驗(yàn)處理后對(duì)被試觀測(cè)所得的值X表示實(shí)驗(yàn)條件處理第一次參加射擊運(yùn)動(dòng)的人在接受打靶訓(xùn)練前后打靶成績(jī)的變化。第三十一頁，共八十二頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)前后設(shè)計(jì)舉例目的：第一次參加射擊運(yùn)動(dòng)的人在接受打靶訓(xùn)練前后打靶成績(jī)的變化。方法：選擇10名從來沒有參加過射擊運(yùn)動(dòng)的被試，在他們進(jìn)行打靶練習(xí)前，先進(jìn)行一次打靶測(cè)驗(yàn)，記錄下他們的打靶成績(jī)（前測(cè)成績(jī)）。然后對(duì)他們進(jìn)行為期1周的打靶訓(xùn)練，每天2小時(shí)。訓(xùn)練結(jié)束后，再次對(duì)他們的進(jìn)行打靶測(cè)驗(yàn)，記錄下他們的成績(jī)（后測(cè)成績(jī)）。將前后兩次成績(jī)進(jìn)行比較，就可以看出1周的訓(xùn)練是否有效果。第三十二頁，共八十二頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)前后設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)第三十三頁，共八十二頁，2022年，8月28日指實(shí)驗(yàn)處理前對(duì)一組被試做一系列的定時(shí)重復(fù)觀測(cè)，然后實(shí)施實(shí)驗(yàn)處理。再對(duì)被試作一系列的定時(shí)重復(fù)觀測(cè)，分析自變量（實(shí)驗(yàn)處理）對(duì)因變量的關(guān)系。表4

定時(shí)系列設(shè)計(jì)模式

說明：Y1a、Y1b、Y1c表示實(shí)驗(yàn)處理前的觀測(cè)值

Y2a、Y2B、Y2C表示實(shí)驗(yàn)處理后的觀測(cè)值

X表示實(shí)驗(yàn)條件處理舉例：代幣制對(duì)兒童問題行為的矯正作用2、定時(shí)系列設(shè)計(jì)組數(shù)觀測(cè)前處理觀測(cè)后1Y1a、Y1b、Y1cXY2a、Y2B、Y2C第三十四頁，共八十二頁，2022年，8月28日定時(shí)系列設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)第三十五頁，共八十二頁，2022年，8月28日3、抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)reversalexperimentalconditiondesign：指抵消實(shí)驗(yàn)過程中無關(guān)變量的一種設(shè)計(jì)。前面講到，有些無關(guān)變量在某些實(shí)驗(yàn)情況下既不能被消除，又不能保持恒定。例如，單組實(shí)驗(yàn)往往由于前一處理影響后一處理的效果，產(chǎn)生順序誤差。為了抵消順序誤差，采用ABBA設(shè)計(jì)和拉丁方設(shè)計(jì)。第三十六頁，共八十二頁，2022年，8月28日ABBA設(shè)計(jì)舉例：分馬與腫瘤問題，如何安排被試解決這兩個(gè)問題的順序？適用于自變量水平為兩個(gè)的情況（分別用A和B表示）。第三十七頁，共八十二頁，2022年，8月28日如下圖所示，欄內(nèi)有九匹馬，請(qǐng)你畫出兩個(gè)正方形將每一匹馬分開。第三十八頁，共八十二頁，2022年，8月28日假如你是個(gè)醫(yī)生，面臨一個(gè)胃部患惡性腫瘤的病人，這個(gè)病人不能動(dòng)手術(shù)，但如果不摧毀腫瘤，病人會(huì)死掉。有一種射線可摧毀腫瘤，如果用高強(qiáng)度射線輻射腫瘤，腫瘤雖會(huì)被摧毀，但這種高強(qiáng)度射線也會(huì)使腫瘤通道上的健康組織受到損傷。強(qiáng)度較低的射線對(duì)健康組織無害，但也不會(huì)摧毀腫瘤。請(qǐng)問用什么方式能使射線摧毀腫瘤的同時(shí)又避免傷害健康組織呢？第三十九頁，共八十二頁，2022年，8月28日抵消實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)第四十頁，共八十二頁，2022年，8月28日三、數(shù)據(jù)處理方法：（SPSS統(tǒng)計(jì)軟件）包含的統(tǒng)計(jì)變量：實(shí)驗(yàn)自變量A的各個(gè)處理水平：A1，A2，A3…AP實(shí)施的統(tǒng)計(jì)過程：analyze—GeneralLinearModel—RepeatedMeasures預(yù)期的統(tǒng)計(jì)結(jié)果：自變量A的主效應(yīng)是否顯著。第四十一頁，共八十二頁，2022年，8月28日四、應(yīng)用舉例研究題目：文章的生字密度對(duì)學(xué)生閱讀理解的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：為了更好地控制被試的個(gè)體差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，

本實(shí)驗(yàn)采用單因素重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)變量：自變量—生字密度，4個(gè)水平（1/5、1/10、1/15、1/20）因變量—閱讀測(cè)驗(yàn)的分?jǐn)?shù)；被試及程序：研究者選取8名被試參加實(shí)驗(yàn)，每個(gè)被試閱讀4篇生字密度不同的文章。為了克服疲勞效應(yīng)、練習(xí)效應(yīng)等順序效應(yīng)，應(yīng)以拉丁方排序?qū)嵤?種生字密度的文章。第四十二頁，共八十二頁，2022年，8月28日s1s2s3s4s5s6s7s8a136435752a246424533a389875676a4988712131211數(shù)據(jù)：第四十三頁，共八十二頁，2022年，8月28日五、被試內(nèi)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、節(jié)省被試，因此適用于樣本有限的情況

2、節(jié)省時(shí)間、人力物力

3、統(tǒng)計(jì)上，被試的數(shù)目少，個(gè)體差異小缺點(diǎn)：1、對(duì)被試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理出現(xiàn)不可逆順序的問題。如抵消實(shí)

驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)

2、各種實(shí)驗(yàn)處理如不能在短期內(nèi)盡快完成，則發(fā)展、成熟

等額外變量將隨之而來

3、被試的實(shí)驗(yàn)任務(wù)較大，易產(chǎn)生疲勞效應(yīng)和練習(xí)效應(yīng)。一般，在被試相對(duì)較為缺乏，不同處理間的干擾較小，順序效應(yīng)較小時(shí)采用組內(nèi)設(shè)計(jì)，但要注意順序效應(yīng)的抵消和平衡。第四十四頁，共八十二頁，2022年，8月28日第四節(jié)混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（mixedexperimentaldesign）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。一般說來，如果一種自變量很可能會(huì)影響另一種自變量，那么對(duì)這些自變量按組間設(shè)計(jì)安排，其余的自變量按組內(nèi)設(shè)計(jì)安排。第四十五頁，共八十二頁，2022年，8月28日在多因素實(shí)驗(yàn)研究中，研究者經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況：在擬考察的幾個(gè)自變量中，有一個(gè)或幾個(gè)變量適合做被試間設(shè)計(jì)，另一個(gè)或幾個(gè)變量適合做被試內(nèi)設(shè)計(jì)；或者，研究者更喜歡用被試內(nèi)設(shè)計(jì)，以便使用較少的被試，但研究中有些自變量引出的不同實(shí)驗(yàn)條件可能存在較大的順序效應(yīng)，所以該自變量宜采用被試間設(shè)計(jì)。這就需要混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?；旌蠈?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是“一種將兩種不同的研究策略結(jié)合在一起的因素型研究方法，如將被試間設(shè)計(jì)和被試內(nèi)設(shè)計(jì)結(jié)合，或講一個(gè)實(shí)驗(yàn)因子與一個(gè)非實(shí)驗(yàn)因子結(jié)合”。在二因素實(shí)驗(yàn)中，如果一個(gè)自變量采用被試間設(shè)計(jì)，另一個(gè)自變量采用被試內(nèi)設(shè)計(jì)，就構(gòu)成了最簡(jiǎn)單的混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。第四十六頁，共八十二頁，2022年，8月28日混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)舉例問題：考察情緒與記憶之間關(guān)系第四十七頁，共八十二頁，2022年，8月28日例2：研究人的行為是否會(huì)受觀眾的影響。設(shè)計(jì)：安排被試完成一項(xiàng)概念形成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。其中有一半被試是獨(dú)自工作的（無觀眾），另一半被試則是在有觀眾的情景中工作的，而且觀眾都表現(xiàn)出對(duì)被試操作成績(jī)的極大興趣。實(shí)驗(yàn)中，有無觀眾的安排是由研究者掌控的，所以這是一個(gè)實(shí)驗(yàn)因子。第二個(gè)因子是自尊水平，根據(jù)研究者事先進(jìn)行的測(cè)量，被試劃分為高自尊組和低自尊組。自尊水平的高低是被試本來已有的機(jī)體特征，因此它是一個(gè)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)因子。第四十八頁，共八十二頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)結(jié)果無觀眾有觀眾高自尊M=2.1M=2.2低自尊M=6.1M=9.5第四十九頁，共八十二頁，2022年，8月28日二、數(shù)據(jù)處理方法（SPS軟件）統(tǒng)計(jì)變量：實(shí)驗(yàn)的自變量A、B預(yù)期結(jié)果：自變量A、B的主效應(yīng)分別是否顯著，A×B的交互作用是否顯著，若交互作用顯著，需進(jìn)行簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)過程：analyze—GeneralLinearModel—Repeatedmeasures…第五十頁，共八十二頁，2022年，8月28日三、應(yīng)用舉例問題：研究文章的生字密度與主題熟悉性對(duì)學(xué)生閱讀理解的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：為了重點(diǎn)考察生字密度對(duì)閱讀理解的影響，本實(shí)驗(yàn)采用2×3兩因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。其中主題的熟悉性為被試間變量，有兩個(gè)水平（熟悉的、不熟悉的）；生字密度為被試內(nèi)變量，含有3個(gè)水平（5:1、10:1；20:1）；因變量——閱讀測(cè)驗(yàn)的分?jǐn)?shù)。被試：6人。第五十一頁，共八十二頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)程序：把6名學(xué)生隨機(jī)分成兩組，一組學(xué)生每人閱讀三篇生字密度不同的、主題熟悉的文章；另一組學(xué)生每人閱讀三篇生字密度不同的、主題不熟悉的文章。實(shí)驗(yàn)實(shí)施時(shí)，閱讀三篇文章分三次進(jìn)行，用拉丁方平衡學(xué)生閱讀文章的先后順序。模擬數(shù)據(jù)見下表：第五十二頁，共八十二頁，2022年，8月28日練習(xí)題1、A、B是兩個(gè)自變量，各有兩個(gè)水平，如A為組內(nèi)設(shè)計(jì)，B為組間設(shè)計(jì)，試說明在一項(xiàng)混合設(shè)計(jì)中具體的實(shí)驗(yàn)過程（程序）是怎樣的？2、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10分，讓老年組在安靜中測(cè)定，平均得9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)論說：手動(dòng)作穩(wěn)定性不受情緒的影響。你認(rèn)為他的結(jié)論是否正確？為什么？第五十三頁，共八十二頁，2022年，8月28日3、指出并分析下面實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量和控制變量，并指出此實(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)果。萊博維茨（Lelbowitz，1967）研究了年齡與形狀恒常性的關(guān)系。在他們所用的實(shí)驗(yàn)儀器中，首先呈現(xiàn)給被試一個(gè)物體，這是一個(gè)可以傾斜成各種角度的圖形。實(shí)驗(yàn)讓被試在四種傾斜角度的比較刺激中選擇一個(gè)與觀察刺激看起來同樣的形狀。這些比較刺激是一系列從圓形到逐漸拉長(zhǎng)的橢圓形。被試年齡范圍從4-21歲。實(shí)驗(yàn)中許多條件可以利用。下圖是觀察刺激在兩種傾斜角度下不同年齡被試的形狀恒常性保持程度曲線。第五十四頁，共八十二頁，2022年，8月28日不同年齡被試對(duì)兩種傾斜角度不同刺激的觀察之恒常性曲線（采自Lelbowitz，1967）第五十五頁，共八十二頁，2022年，8月28日第五節(jié)多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、多變量實(shí)驗(yàn)二、典型的多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)多因素完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——被試間設(shè)計(jì)多因素重復(fù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——被試內(nèi)設(shè)計(jì)多因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（以三因素為例）第五十六頁，共八十二頁，2022年，8月28日一、多自變量實(shí)驗(yàn)1、多自變量實(shí)驗(yàn)（multipleindependentvariable）指在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的自變量。而不是指同一個(gè)自變量的多個(gè)水平。典型的多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是同時(shí)操縱2-4個(gè)自變量。（一）相關(guān)的術(shù)語2、多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（multiplefactorsvariabledesign）指在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)里可以同時(shí)觀測(cè)兩個(gè)或兩個(gè)以上的自變量的影響，以及自變量與自變量交互作用的效果的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。第五十七頁，共八十二頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括Xa和Xb兩個(gè)自變量，叫做雙向（或二向）析因設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)寫為A×B因素設(shè)計(jì)。包括Xa、Xb和Xc三個(gè)自變量的設(shè)計(jì)叫作三向析因設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)寫為A×B×C因素設(shè)計(jì)。在析因設(shè)計(jì)中，研究者要操作的實(shí)驗(yàn)處理的數(shù)就是各自變量的水平的乘積。如，一項(xiàng)二因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，設(shè)A因素有p個(gè)水平，B因素有q個(gè)水平，則應(yīng)操作p×q個(gè)實(shí)驗(yàn)處理。注意：自變量的水平數(shù)至少是2。如果自變量的水平數(shù)是1，那就等于說該變量在實(shí)驗(yàn)過程中始終保持在一個(gè)水平，它就不是“變”量了。如一個(gè)2×3×1×2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)際上只有三個(gè)自變量，它們的水平數(shù)分別為2、3、2。第五十八頁，共八十二頁，2022年，8月28日

2、實(shí)驗(yàn)控制好（一）多變量實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)1、效率高

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有價(jià)值第五十九頁，共八十二頁，2022年，8月28日二、典型的多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）多因素完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)—被試間設(shè)計(jì)1、特點(diǎn):（以p×q設(shè)計(jì)為例）適用條件：有兩個(gè)自變量，每個(gè)自變量有兩個(gè)或多個(gè)水平；如果一個(gè)自變量有P個(gè)水平，另一個(gè)自變量有q個(gè)水平，則實(shí)驗(yàn)中有p×q個(gè)處理的結(jié)合，即實(shí)驗(yàn)處理數(shù)是所有自變量水平數(shù)的乘積?；痉椒ǎ喊驯辉囯S機(jī)分配給各個(gè)實(shí)驗(yàn)處理的結(jié)合，每個(gè)被試只接受一個(gè)實(shí)驗(yàn)處理的結(jié)合。（注意：處理的結(jié)合而不是處理水平），有多少種實(shí)驗(yàn)處理就要有多少組實(shí)驗(yàn)被試。誤差控制：隨機(jī)化法。假設(shè)被試之間的變異在各水平之間是隨機(jī)分布的，在統(tǒng)計(jì)上無差異。變異來源：自變量A、B引起的變異；AB交互作用的引起的變異；誤差（來自被試間或及其它隨機(jī)因素的）引起的變異。第六十頁，共八十二頁，2022年，8月28日設(shè)計(jì)舉例：現(xiàn)在要研究廣東人對(duì)普通話聽力材料和粵語聽力材料的理解是否有差異，而且同時(shí)考察聽力材料是男聲朗讀還是女聲朗讀對(duì)理解是否有影響。采用兩因素完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如何完成這一研究？

選取20名被試，在教育程度、語言學(xué)習(xí)背景（都為地道的廣東人）、知識(shí)水平等因素基本相當(dāng)。隨機(jī)分成4組，每一組接受一種實(shí)驗(yàn)處理，這四種實(shí)驗(yàn)處理就是聽下列四種不同的聽力材料：普通話男聲（A1B1）、普通話女聲(A1B2)粵語男聲(A2B1)、粵語女聲(A2B2)

各組實(shí)驗(yàn)是獨(dú)立的。實(shí)驗(yàn)中各組被試聽到的材料內(nèi)容是完全一樣的，使用的測(cè)試問卷也是一樣的。假定得到下表的數(shù)據(jù)。第六十一頁，共八十二頁，2022年，8月28日A1A2B1B2B1B27070807550806080758090706075858060859590表2-1廣東人對(duì)普通話與粵語聽力材料理解性的比較第六十二頁，共八十二頁，2022年，8月28日2、數(shù)據(jù)處理方法（spss軟件）

：統(tǒng)計(jì)過程：analyze—GeneralLinearModel—Univariate…要求熟練掌握二因素二水平完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方差分析過程第六十三頁，共八十二頁，2022年，8月28日

請(qǐng)就下列實(shí)驗(yàn)研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，回答：箭頭方向和角度對(duì)繆勒錯(cuò)覺量的大小有無明顯影響，二者有無交互作用？

某心理學(xué)工作者欲研究繆勒錯(cuò)覺的影響因素。他選擇了兩個(gè)要考察的因素，一個(gè)是箭頭的方向，有向內(nèi)和向外兩種；一個(gè)是箭頭的角度，有15度和45度兩種。他隨機(jī)抽取了20男大學(xué)生，再隨機(jī)分成4組。各組被試的實(shí)驗(yàn)條件和繆勒錯(cuò)覺量如下表所示：3、應(yīng)用舉例第六十四頁，共八十二頁，2022年，8月28日表2-2箭頭方向與角度對(duì)錯(cuò)覺量的影響

箭頭方向向外（A1）

箭頭方向向內(nèi)（A2）

角150（B1）角450（B2）角150（B1）角450（B2）65767435458798976768Σ31214134第六十五頁，共八十二頁，2022年，8月28日第一步：計(jì)算數(shù)據(jù)總變異量并對(duì)之進(jìn)行分解

表中數(shù)據(jù)的變異源：（1）自變量A的獨(dú)立作用，叫做A的主效應(yīng)（maineffect）；（2）自變量B的獨(dú)立作用，叫做B的主效應(yīng)；（3）A和B交互效應(yīng)（A×Binteraction）；（4）來自被試間差異及其他隨機(jī)因素的影響，可稱之為誤差效應(yīng)，或殘差（residualerror）。

所謂交互效應(yīng)，就是不同的變量必須同時(shí)存在并發(fā)生變化時(shí)才能產(chǎn)生的對(duì)因變量的影響。殘差部分包含了多方面因素的共同作用，但由于這些因素的變化未將數(shù)據(jù)分組，所以難以單獨(dú)估算，統(tǒng)稱之為殘差。殘差越大，說明觀測(cè)數(shù)據(jù)的變化是由偶然因素隨機(jī)變化引起的可能性越大；反之，數(shù)據(jù)變化由于操縱變量引起的可能性就越大，這就是方差分析的邏輯。第六十六頁，共八十二頁，2022年，8月28日第六十七頁，共八十二頁，2022年，8月28日SSE＝SST-SSA-SSB-SSAB＝＝11.2第六十八頁，共八十二頁，2022年，8月28日總變異對(duì)應(yīng)的自由度dfT＝20－1＝19。然后對(duì)其分解：A的主效應(yīng)自由度：dfA＝a－1＝1（a是自變量A的水平數(shù)）B的主效應(yīng)對(duì)應(yīng)的自由度：dfB＝b－1＝1（b是自變量B的水平數(shù)）A和B的交互效應(yīng)對(duì)應(yīng)的自由度：dfAB＝（a－1）（b－1）＝1殘差的自由度等于總自由度減去上述三項(xiàng)自由度：dfE＝19－3＝16第二步：計(jì)算各因素引起變異量對(duì)應(yīng)的自由度（即數(shù)據(jù)發(fā)生變異的機(jī)會(huì)數(shù)）第六十九頁，共八十二頁，2022年，8月28日MSA＝SSA/dfA＝26.45MSB＝SSB/dfB＝14.45MSAB＝SSAB/dfAB＝0.45MSE＝SSE/dfE＝11.2/16＝0.7第三步：計(jì)算各變異源引起數(shù)據(jù)變異的方差，即均方MSFA＝MSA/MSE＝26.45/0.7＝37.786自由度為（1，16）FB＝MSB/MSE＝14.45/0.7＝20.643自由度為（1，16）FAB＝MSAB/MSE＝0.45/0.7＝0.643自由度為（1，16）第四步：計(jì)算各效應(yīng)是否顯著的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量F比率，即計(jì)算各效應(yīng)方差與殘差方差的比值第七十頁，共八十二頁，2022年，8月28日查F表確定各效應(yīng)F比率達(dá)到顯著性水平所需的臨界值，得,F（1，16）|α=0.05≈4.49F（1，16）|α=0.01≈8.53第五步：給出方差分析表和分析結(jié)論表2－2箭頭方向與張開角度對(duì)錯(cuò)覺量影響的方差分析表變異來源變異平方和自由度均方FPA的主效應(yīng)26.45126.4537.78﹤0.01B的主效應(yīng)14.45114.456﹤0.01AB的交互效應(yīng)0.4510.4520.64﹥0.05殘差11.20160.703合計(jì)52.55190.63第七十一頁，共八十二頁，2022年，8月28日（二）多因素重復(fù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——被試內(nèi)設(shè)計(jì)1、特點(diǎn)（以兩因素被試內(nèi)設(shè)計(jì)為例）使用條件：研究中有兩個(gè)自變量，每個(gè)自變量有兩個(gè)或以上水平；如果一個(gè)自變量有P個(gè)水平，另一個(gè)自變量有q個(gè)水平，則實(shí)驗(yàn)中有p×q個(gè)處理的結(jié)合，即具體的實(shí)驗(yàn)條件。且兩個(gè)自變量都是被試內(nèi)變量，實(shí)驗(yàn)任務(wù)較簡(jiǎn)單，每次實(shí)驗(yàn)不用花費(fèi)很多時(shí)間?；痉椒ǎ好總€(gè)被試都接受所有的實(shí)驗(yàn)處理的結(jié)合。實(shí)驗(yàn)刺激呈現(xiàn)給被試的先后順序是隨機(jī)的，或按拉丁方排序的。誤差控制：重復(fù)測(cè)量法。變異來源：自變量A的主效應(yīng)；自變量B的主效應(yīng)；AB交互作用的引起的變異；被試差異帶來的影響；誤差（其它隨機(jī)因素）引起的變異。第七十二頁，共八十二頁，2022年，8月28日2、數(shù)據(jù)處理方法（以2×3設(shè)計(jì)為例）統(tǒng)計(jì)變量：所有處理水平的結(jié)合a1b1，a1b2，a1b3，a2b1，a2b2，a2b3。預(yù)期結(jié)果：自變量A、B的主效應(yīng)分別是否顯著，A×B的交互作用是否顯著，若交互作用顯著需進(jìn)行簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)（方法與完全隨機(jī)設(shè)計(jì)和混合設(shè)計(jì)不同，可通過配對(duì)樣本t檢驗(yàn)或單因素重復(fù)測(cè)量的方差分析進(jìn)行）。統(tǒng)計(jì)過程：analyze—GeneralLinearModel—Repeatedmeasures…第七十三頁，共八十二頁，2022年，8月28日3、應(yīng)用舉例研究題目：文章的生字密度與主題熟悉性對(duì)學(xué)生閱讀理解的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：為了全面控制被試的個(gè)體差異，考慮到處理之間無顯著學(xué)習(xí)效果，實(shí)驗(yàn)處理水平結(jié)合的數(shù)量不多，實(shí)驗(yàn)采用2×3兩因素的重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)。兩個(gè)自變量均為被試內(nèi)變量。其中主題熟悉性有2個(gè)水平（熟悉，不熟悉）；生字密度含有3個(gè)水平（5：1、10：1、20：1）；因變量—閱讀測(cè)驗(yàn)的分?jǐn)?shù)。被

試：4人實(shí)驗(yàn)程序：把兩個(gè)自變量的水平結(jié)合成6種實(shí)驗(yàn)處理，即6種文章。每個(gè)被試閱讀6篇文章，其中3篇生字密度不同，但主題熟悉；3篇生字密度不同，主題不熟悉。為克服疲勞和順序效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)分6次進(jìn)行，每個(gè)被試每次閱讀一篇文章，用拉丁方平衡學(xué)生閱讀文章的先后順序。第七十四頁，共八十二頁，2022年，8月28日

數(shù)據(jù)如下：a1b1a1b2a1b3a2b1a2b2a2b33454812667591344538123223711第七十五頁，共八十二頁，2022年，8月28日四、多因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

混合設(shè)計(jì)指在一個(gè)因素型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，包含至少一個(gè)被試內(nèi)因素、一個(gè)被試間因素的設(shè)計(jì)。下邊我們以四因素實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)被試內(nèi)因素、兩個(gè)被試間因素的實(shí)驗(yàn)來說明其實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)分析。第七十六頁