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1、,实 验 心 理 学,盐 城 师 范 学 院 YANCHENG TEACHERS UNIVERSITY,全国高等师范院校,第二章心理实验设计,第一节 心理实验设计的意义 第二节 心理实验设计的基本问题 第三节 心理实验设计技术 第四节 心理实验报告的写法,实验设计的意义,实验设计是指实验进程的计划，其中包括实验对象的选择，实验因素的控制和实验程序的编排等。 任何科学研究，只要进行实验，就必须有一个周密的设计。否则，不但不能以较少的人力、物力和时间，收集到足够的资料，而且还会因此得不到预期的结果，甚至导致错误的结论。心理科学的实验研究，就更是如此。,心理实验设计的必要性,心理学的实验对象是动物和
2、人，动物和人的心理现象是极其复杂，是极易受各种因素影响的。 要想探求某种心理现象发生和发展的规律，就必须控制其中一部分因素，以便观测其余因素所发生的作用，或者先控制一部分因素，之后再控制另一部分因素，以便逐步探明各个因素所起的作用。有时不仅要探明单个因素的作用，还要探明多个因素的交互作用。这样就必须做好实验设计，才能有效地控制实验因素。,实验的特点,可以选择方便的时间和地点使现象发生，并在事前为进行观察做好充分的准备。 可以使所要研究的现象在同样的条件下重复发生，反复进行观察，验证观察的结果。同时可把条件叙述出来，使别人能照样重复，核对结果。因此实验具有可核对性或可验证性。 可以对各种条件进行
3、精密的控制，比较容易摆脱偶然因素的干扰。可以把复杂的条件分析成若干单独的方面，加以简化。,实 验,实验是控制条件下的观察。这里所说的观察，与日常所说的对现象不作任何干预的自然观察不同，它是在实验者人为地使现象发生，并对产生现象的情境或影响现象的条件加以操纵的情况下进行的观察。其主要特点是：,刺激与反应,心理实验的特点是要求有机体对刺激作反应。 刺激是指一定对象或情境对有机体施加的作用和影响。 反应是由神经、肌肉或腺体所实现活动及变化。 刺激与反应是相对的，有机体内外环境的变化有可能成为刺激，但不是一切变化都是刺激，只有引起某种反应的变化才是刺激。 如果刺激的终止引起相应的反应，那么刺激的终止本
4、身也是一种刺激。,刺激与反应的函数关系,如果用字母S代表刺激，用字母R代表反应，用字母O代表有机体或被试。 那么就可以用SOR标志一个心理实验，且可用下列公式表示三者间的函数关系， R=f(S、O) 这个公式的意思是说反应R是S因素和O因素的函数。,心理实验设计的基本问题,研究问题的选定 实验对象的选择 实验因素的控制 实验程序的安排等,问题的选定（1）,实验是对现象或事件提出“为什么”“怎么样”等问题，并探求其答案的科学手段。所以，进行实验首先要选定问题。 问题往往从如下四个方面来的：第一是来自实际的需要。 实际工作中存在许多问题需要实验研究来解决。,问题的选定（2）,其次，理论也是实验问题
5、的来源之一。 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，为了说明遗忘的原因，曾提出过一种干扰理论。根据这个理论推论，学习以后再现以前，如其它条件相等，则插入学习的材料越多，原来学习的材料遗忘量就越大。根据这个推论就可设计“学习额外材料的数量对原来材料保持的影响的实验研究”等课题。,问题的选定（3）,问题的第三个来源是个人的经验。 在学习、工作与日常生活中，经常会遇到一些心理学问题。 例如，外语单词应该怎样识记，每次记多少个比较适合?立体电影本身是平面的，为什么戴上偏光镜看起来就成为立体的?在黑暗里我们有时看到有东西在移动，为什么定睛注视时又不见了?,问题的选定（4
6、）,问题的第四个来源是过去的研究与文献。 虽然不认为实验研究要从文献出发，但是在确立问题前系统的查阅有关文献是有好处的。 阅读文献可以提出需要进一步研究的问题。,实验的类型,实验有两种类型： 一种是因素型实验，即是“追求规定反应(或行为)的条件是什么”的实验； 第二种是函数型实验，即求出各种条件与行为之间有什么样的函数关系的实验。 只有在因素型实验的基础上，才能进行函数型实验。因为连什么条件变化，才能引起反应(行为)的变化都不知道，就根本不能找出条件与反应之间的函数关系。,问题的表现方式假设,问题以假设的形式提出来时，就变得明确了。 假设是关于条件和反应关系的陈述。一般说来，一个假设应提供这样
7、的内容：回答该实验的实际问题，对已知事实能作出解释，并且能预言一些能被证实的观察。 一个假设应越简单明了越好，如果设条件为a，反应为b。则一般取“如果a，则b”这样的形式。它的真伪是用实验来验证。,实验对象的选择,根据实验目的特别是最终目的和实验所要求的操作来选定合适的被试。 被试可能是正常成人、中学生、六岁儿童、精神病患者或鼠、兔、狗、猴等。 到底选什么样的被试，由实验结果的结论直接用于什么总体来决定。,被试的选择,实验只能在少数被试身上进行。这些被试个体，原则上应从该总体中随机抽出。 如被试的选择最好来自全国各不同地区，不同职业，甚至不同民族的人来作实验。 在各小范围内选谁可由随机抽取。这
8、样抽取的一定数量的被试所得的实验结果的结论，就可以代表全国各族人民这个总体。,样本容量的问题,当实际进行实验时，该用多少被试个体，这也是个极重要的问题。 样本既然代表总体，那么，总体越大，样本也相应地要大。 一般地说，大样本的代表性当然优于小样本，但是单纯加大样本，工作量势必增大，因为人力、时间所限而不可能。 如果经过科学的设计，即使样本较小(一般个体数达十个以至数十个)结果仍相当可靠。,影响样本数的因素,在任何研究中，为了事先估计样本的大小，一般是根据该实验所要求的精密度。 若精密度不同，则作为必要的被试个体数以及重复次数也就不同。 一般来说，全体所必须的样本数与实验所要求的显著性水平成正比
9、，与信度成反比，与分散程度成正比。 显著性水平的要求越高，样本要求越大；信度要求越小，样本要求越大；分散度越大，样本数越多。,实验因素的控制,实验因素的控制就是自变量的操作、控制和无关变量的控制。 如果实验的控制不充分，那么随着自变量的操作变化，无关变量也发生变化，这样，因之而得到的因变量的变化，就不单纯是由自变量的变化所引起和所规定的，这就是实验的失败。所以实验成功与否，实验好坏之别，与如何充分地设计所控制的实验变量以及如何控制无关变量有关。,自变量的操作、控制,刺激的强度，刺激的空间位置，刺激的呈现时间和呈现次数都可作为自变量。 刺激首先在感觉通道上有别，有视觉刺激、听觉刺激、嗅觉刺激等。
10、 每一感觉道的刺激又有不同强度和久暂。例如光刺激可有各种波长，声音刺激也可有各种频率，嗅觉、味觉又可有各种化学成分或浓度等。 自变量还可分单一变量和组合变量。由几个单一变量组合成一个较大变量即称为组合变量。,自变量的操作、控制（1）,首先必须注意操作的严密性，即在自变量操作时要使其它的无关变量不变，要充分控制无关变量。严密注意不要发生混淆。 刺激呈现的仪器设备，同样要求具有保证作为自变量的刺激操作控制的严密性。,自变量的操作、控制（2）,要在充分预试中或在以前的研究结果的基础上，要求准确预定自变量在什么样的水平，在什么样的等级，在什么样的阶段上发生变化。 如因素型实验，原则上在“有”和“无”两
11、个水平上使自变量发生变化。 在函数型实验中，一般需要57个等级的自变量变化，变化等级小于差别阈就没有意义。如果等级多，可采取算术级数的间隔，但要将转折点附近的等级划细，这样精确度就高一点。,无关变量的控制,在实验中，除有意改变的自变量外，其它一切条件都可称无关变量。 就各个实验来说，要预先知道什么是当时该控制的无关变量，这是不很容易的。 怎样才能知道什么是该控制的无关变量? 一是研究过去有关文献，二是进行多次因素型实验来确定。同时实验者的预想也是必要的。 控制成功与否，可据实验结果的误差分散大小来表示，当误差分散小时，表明实验控制得较好，反之，就有可能有意外的无关变量混入。,无关变量的消除,控
12、制无关变量最简单的方法是消除无关变量。 心理学实验之所以大多在暗室、隔音室内进行，就是为了消除作为无关变量的视觉和听觉刺激。 但要注意，过于消除无关变量，实验就失去“现实性”，反而会引起难于控制的态度、期望、紧张等有机体变量。 有些变量是无法消除的，如年龄、身长、体重、遗传、动机、情绪等变量。 所以无关变量的消除是有限的。,无关变量保持恒定,被试的年龄、身长、体重、遗传、动机、情绪等有机体变量和形状、大小、呈现时间等刺激变量无法消除。可以采用保持恒定的方法，使其效果固定而达到控制的目的。 实验最好在同一时间，同一房间里进行；实验仪器应在同一条件下使用；主试的态度要保持一定，室温和湿度等也要保持
13、恒定。 为控制练习、疲劳等效果，可把明显表现这些效果的最初几次尝试除外。,无关变量效果的平衡,在无关变量的消除或使其保持恒定有困难时，可使用无关变量效果的平衡来控制。 控制组法就是这种方法之一。在控制组法中，分成无关变量效果相等、被试个体数目也相等的两个组，随机决定实验组和控制组。这样，实验组和控制组的无关变量的效果是相等的，即被平衡了，而且经历时间等条件也相等，所以两组的反应之差，可以认为是自变量的效果。,无关变量效果的平衡模式,实验组： 控制组： 自变量 无关变量l 无关变量l 无关变量2 无关变量2 无关变量n 无关变量n 实验组与控制组的反应之差，是自变量引起的。 如果自变量有两个，可
14、设立两个实验组与一个控制组。,无关变量的抵消,由实验顺序造成的练习、适应、疲劳等对实验结果的影响，常用无关变量的抵消，这种方法也称循环法。 当实验条件为A、B、C三个时，把被试个体分成三组(各占被试总数的13)，可如下安排： 实验顺序 1 2 3 第一组 A B C 第二组 B C A 第三组 C A B,无关变量的纳入,对于一个预见到的无关变量，无法对它进行控制时，就应从另一角度设计实验。 最简单的方法是使无关变量成为实验设计中的一个自变量。 由于无关变量的纳入，使实验的自变量增加，给分析实验结果带来很多困难。,因变量的控制,对一个刺激，被试个体所产生的反应是无限的。 如何把无限的反应控制在
15、主试所设想的方向上，这就是反应的控制或因变量的控制。,用指示语控制,主试为交待任务向被试讲的话，在心理实验中称为“指示语”，也称“指导语”。 在人作被试时，指示语在实验中不仅是对被试说明实验，更重要的是给被试设定课题，这也是控制被试有机体变量的一种手段。 指示语不同，所得结果也不相同。,给指示语时应注意（1）,要严格确定给被试什么样的指示语。是让被试尽量做得准确，还是尽量做得快，还是要求又准又快。是让被试按特殊的方式完成某种任务，还是随便用什么方式去完成任务。 在指示语中要把被试应该知道的事交待清楚。主试要求被试做的事，可能是他从来没做过的，要说明将要给他呈现什么，要他怎样做等等。 要保证被试
16、确实懂得指示语。指示语要写得简单明确。切忌模棱两可，也不要用专门术语。为了防止被试误解指示语，可以让被试用自己的话重述让他做什么，怎么做等。,给指示语时应注意（2）,指示语要标准化。事先要把指示语写下来念给被试听。应做到所给的指示语前后一致。不要任意改变同一指示语中的有关词句。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等，使刺激条件、实验装置和指示语配合起来。 在动物实验中，反应控制的好坏，主要取决于刺激条件，实验装置和训练等方面。,反应指标的选择,在心理学实验中，一般常用的指标有：绝对阈限，差别阈限，反应时，反应持续时间，反应程度，完成量，错误率，正确率，一定的作业所需要的时间，达到一定标准所需要的次数以及口头报告等等。,选择反应指标的条件（1）,有效性：指标充分代表当时的现象或过程。哪一个指标能充分代表当时的现象或过程，那么这个指标就具有有效性。任何指标首先要考虑其有效性，应该了解指标本身的意义是什么，指标变化意味着什么等等。
