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1、第二章 心理实验的变量与设计,内 容 框 架,一、心理实验的含义与基本形式 二、 心理实验中的变量及其控制 自变量的种类与控制 因变量的种类与控制 无关变量及其控制 三、 实验设计 实验设计及评价标准 前实验设计与事后设计 准实验设计 真实验设计 四、实验研究的效度,第一节 心理实验的含义与基本形式,一、心理实验及其类型 （一） 什么是心理实验 所谓心理实验是指在严密控制的条件下，有组织地逐次变化条件，对相伴随的心理现象的变化进行观察，记录和测定，从而确定条件与心理现象之间关系的方法。 严密控制，实验条件，心理现象，因果关系 （研究的三种水平：描述水平，相关水平，因果水平；实验与结构方程） （
2、二）心理实验的一般模式 （A）实验条件 （B）心理过程 （ C）外部表现,声、光、电 学习材料 图形 各种作业、任务 指示语 时空等因素,感知、注意 记忆、表象 思维 情绪 动机 个性心理特征,口头报告 手、眼活动 脸部表情 心率等 脑电,脑磁等 行为效果,（三） 心理实验的特点,1.实验研究具有主动性。相对观察法而言，主动性有为突出。 (如乌鸦图式学习的观察研究) 2. 实验研究具有重复性和验证性。如费希纳定律因无法推翻其实验而无法推翻其理论; 又如蜗牛条件反射习得的研究。 3.实验研究具有精确性。如工作记忆容量的测量 科学的特点：客观性、一致性、可证伪性、可预见性 Woodworth在其实
3、验心理学中对实验法的优点进行论述： 1.实验者可以在他愿意时使事件产生，所以他可以充分地做精确观察的准备。 2.为了验证，在同样条件下重复他的观察，他可以把所使用的条件描述出来， 使别的实验者重复它们，对于他的结果做独立的检验。 3.可以系统地变更条件，观察结果中的差异，研究与系统变更的条件相伴随 的心理现象的变化。,有关乌鸦智慧的研究,乌鸦与传教士 乌鸦喝水 乌鸦反哺 乌鸦吃坚果 乌鸦利用工具 乌鸦能记住人脸 乌鸦解决一系列“管道陷阱”问题及“平面陷阱”难题。,研究人员先在桌上放了一个装有一小桶蠕虫的试管，试管很深，乌鸦无法直接用嘴吃到；试管的旁边放了一截足够长的笔直的铁丝。,乌鸦在发现无法
4、直接吃到蠕虫后，立即将目光投向了一旁的铁丝。它们用嘴叼住铁丝伸入试管中，然后再用嘴叼住铁丝的一头，折成弯曲的钩子，最后再用嘴叼着铁丝直的一头，将钩子伸出管内将小桶钩出。,实验结果显示，属于鸦科的秃鼻乌鸦具有一定先天智慧，它们主动思考解决问题、使用工具的能力高于被动接受事物或从失败中取得经验的能力。,研究报告说，乌鸦和大猩猩同样具有使用工具的能力，但是乌鸦更善于利用推理解决问题。 当时，研究人员把一块肉放在乌鸦取不到的盒子深处，然后再把一个长树枝藏在另一只乌鸦够不到的盒子深处。实验要求7只新喀里多尼亚乌鸦只用一个短树枝，想办法把肉取出。乌鸦首先利用短树枝把长树枝拨到盒子外面，然后利用长树枝取出肉
5、。 在另一组实验中，研究人员调换了长短树枝。乌鸦刚开始均设法用长树枝取到短树枝，但很快就纠正了自己的错误，直接用长树枝获得食物。,（四）心理实验的类型,根据心理实验的功能，可将心理实验分为两种类型：因素型实验和函数型实验 因素型实验 含义：即为了探明所要研究的行为产生的主要原因而进行的实验。是“什么型“的实验。类似的说法还有“定性实验“或“探索性实验“。 程序：做这种实验时，首先要控制其他因素，突出其中一个因素，探察此因素与所研究心理现象有无关系。然后，再突出另一个因素，逐个探察，系统探明所影响的因素。 举例：如反应时的影响因素：感觉通道（光180mm，声、触140mm）、刺激强度、被试准备时
6、间、指导语、环境的安静与否；工作记忆广度的影响因素：年龄、智力水平、材料类型、难度、疲劳等。,函数型实验 含义：是指研究各种因素怎样影响行为的实验，即研究条件和行为之间的函数关系的实验。这是一种“怎样型“的实验，类似的说法还有“定量实验“和“假说验证实验“。 特点：要把与此心理现象有关的因素一一加以控制，只变化其中一个因素，观测此心理现象有何变化，从而确定前项条件变化和后项变化之间的函数关系。随着实验设计技术与统计技术的发展，也可以同时探讨多个条件与某一心理现象之间的关系。 举例：教学方法与学习成绩的函数关系。,思考：心理实验设计的逻辑起点是什么？,思考：有一男一女，如何判断二者的关系？,心理
7、实验设计的逻辑：看当所有的因素动起来的时候，是否有共同的移动模式！,心理实验设计的逻辑起点：变量,第二节 心理实验中的变量及其控制,根据在实验研究过程中所起作用的不同，心理实验的变量可分为：自变量、因变量和无关变量。 一、自变量及控制 （一）自变量及其种类 1. 自变量的定义 自变量（Independent Variable），又称独立变量或刺激变量，是指由实验者操纵控制并且能产生所要研究的心理现象的变量。 （变化性、控制性、诱发性） 几个相关术语：因素、水平、实验处理、实验条件、试验 心理学中的自变量常常是不连续的，因此，自变量也叫做因素。同一因素的不同标准（自变量的不同取值）称为水平，也叫
8、实验处理。实验处理或处理的结合构成具体的实验条件，完成一个实验条件的操作，叫做一个试验(trial)。,2.自变量的种类 （1）课题变量（实验作业、任务）：各种可以操纵质和量变化的刺激。 （2）环境变量：各种环境因素充当的自变量。如学校、地区、班级等。 （3）被试变量：又称机体变量，是指在外界条件一致的情况下，被试间不同程度的持续性特征。如年龄、性别、血型、不同文化程度、职业特点、健康状况、及其他方面的个体差异都可作为自变量。但通常为无关变量。 （4）暂时的被试变量：指通过主试的言语、态度以及用某些方法使被试的特性、机能状态等方面产生一时的变化，由这种一时的变化作为自变量的被试因素，就叫暂时的
9、被试变量。如疲劳、焦虑、恐惧、奖励、惩罚、饥饿等。,3.变量的其他分类方法（莫雷分类法） （1）按变量的载体分，可分为主体变量和客体变量； 主体变量：存在于研究对象本身的特征、属性。如性别,智力,职务,个性等。在研究中只能充当被试间变量。 客体变量：可以影响研究对象的行为或心理的有关因素、属性。如各种刺激。既可充当被试间变量又可作为被试内变量 （2）按变量的性质分，可分为存在变量和引发变量； 存在变量：预先已经存在的，并非研究过程中引起的变量。如性别、智力、职务、学校类型、地区、社（会）经（济）条件等。只能考察相关关系。 引发变量：在研究过程中由研究者施加或引起的变量。物理刺激、社会刺激。可以
10、考察因果关系。 综合上述两个维度可以得到四种变量： 客体存在变量；主体存在变量；客体引发变量；主体引发变量,补充：各变量之间的关系 1、变量之间无关系（统计检验不显著）； 2、变量之间存在关系，但不知道是什么关系，即相关关系； 3、变量之间存在关系，并且是因果关系。 凡是存在变量的研究都属于相关研究； 凡是引发变量的研究都属于因果研究。,变量类型与研究类型之间的关系,（二）自变量的控制 1自变量操作定义的制定 （1）操作定义的含义 抽象定义：指对研究变量或指标本质的概括。用以揭示其内涵，并将其与其他概念区别开来。经验描述、归纳概括。普通心理学中概念多为抽象定义，如感觉、注意、能力、智力等。本质
11、主义 操作定义：指用可感知、度量的事物事件、现象和方法对变量或指标作出具体的界定、说明。作出操作定义的过程就是将变量或指标的抽象陈述转化为具体的操作陈述的过程。与研究范式或实验范式密不可分。 思考：智力的操作定义如何下？ 智力“最经典”之操作定义：智力量表测出来的东西就是智力。,（2）操作定义的特征 操作定义的最大特征就是它的可观测性。另外还有如下特征： 在内容上，用具体的事物来说明变量或概念； 在方法上，用可直接感知、度量的方法进行定义； 在着重点上，着重于界定变量的外延和操作过程。 （3）操作定义设计的原则与方法 对称性原则：指操作定义必须与其抽象定义相对称,不能过宽或过窄。 独特性原则：
12、指操作定义必须使其具有区别于其他事物、现象的独特特征。,设计操作定义常见的方法有: 方法与程序描述法,即通过特定的方法或操作程序给变量或指标下定义的一种方法。 例1：饥饿状态对攻击性的影响 “饥饿”可定义为剥夺进食24小时后个体存在的状态。 “攻击性”摔打玩偶的次数。 例2：不同焦虑水平对问题解决的影响 “焦虑”可通过与个体切身利益有关的指导语诱发，也可用焦虑量表测量。 例3： 情绪状态对记忆容量的影响 可通过看不同类型的录象片诱发不同的情绪，喜剧、悲剧、恐怖片等。 动态特征描述法,即通过描述客体或事物所具有的动态特征给变量下定义的一中方法。 “聪明”可定义为解决问题的正确性、运算速度、记忆准
13、确性等。 静态特征描述法,即通过描述客体或事物所具有的静态特征给变量下定义的一种方法。 “聪明”也可定义为知识渊博、词汇丰富等。 操作定义练习,2.自变量范围的确定 根据一定的依据，把自变量的变化限定在实验研究所需的范围内。对于定量变量而言，更显重要。(1)富人与女人.; (2)耶-多定律 3.检查点及其间距的确定 检查点间距至少要大于差别阈限。阴性结果 4.自变量呈现仪器的控制 （1）实验仪器应准确、精密、不失真； （2）仪器性能要稳定（稳压装置）； （3）仪器的显示范围要满足自变量的变化的要求； （4）仪器不应干扰、阻碍或改变要研究的行为，且要求操作方便，反应灵敏； （5）最好一个实验的不
14、同被试使用同一台仪器。,二、因变量及控制 （一）因变量及其种类,1.因变量的定义 因变量（Dependent Variable），又称依变量或反应变量，是指由自变的变化而引起的行为上的变化，是研究者力图测量、记录的行为指标。 2.因变量必备的性质 （1）有效性：是指所选择的因变量应具有一定的效度。即因变量能否真正反映所研究的心理现象。 注意：测量效度与实验效度的差别。 （2）可靠性：是指所选择的因变量应具有一定的信度。 信 度：是指在所有的条件都不变的情况下，重复测量的结果的相似程度。 （3）灵敏度：是指因变量是否能精确地度量出反应变量的变化。 天花板效应（ceiling effect）; 地
15、板效应（floor effect） （4）数量化：反应变量的指标应该是能数量化的。这是进行统计分析的前提。,思考与讨论 1.怎样证明五个月的婴儿能否区别成人发出的声音？ 2.“三个和尚没水喝”还是“三个臭皮匠顶一个诸葛亮”？ 3.测谎技术可以采用哪些指标？,测谎仪,3.因变量的种类,心理实验中的因变量可从以下几个方面来选取： （1）反应速度：可用反应时或单位时间内完成某项作业的数量做指标。 （2）反应的正确性：可用完成作业的正确率或错误率做指标。 （3）反应的难度：可用被试所能通过的难度等级做指标。 （4）反应的次数或几率：是指在单位时间内被试能做出某种反应的次数，或在不同条件下产生某种反应的
16、人数。如在心理物理学实验中，用反应几率规定阈限。 （5）反应的强度：如情绪实验中的出汗量，皮肤电反射电阻变化的大小；如情绪刺激与按键强度。 （6）口语记录：被试在实验时对自己心理活动进程所作叙述的记录，或在实验后，对主试提出问题所做回答的记录。 （7）眼动模式 （8）脑激活区的位置、强度与范围。 以上分类来自实验心理学（杨志良，1998）,A 行为指标 以被试的外在行为特征作为测评对象的指标。 行为发生的频率：在某一特定时间内或条件下，特定行为发生的次数。如助人行为、口吃与焦虑、按杠杆或啄键次数、Kanheman 强度：如动物缩腿或伸腿的强度；按键强度（情绪）；拍手强度（认可） 持续时间：指从行为发生到行为结束所消耗的时间；如从事一项任务的时间（工作兴趣）；婴儿跟踪刺激（喜欢程度）：老鼠走迷宫时间（学习程度） 潜伏期（反应时）：从接受刺激到对刺激做出反应所消耗的时间；认知心理学中推测心理过程的主要依据；也可用于社会心理研究：看到钱包到归还主人的时间（助人动
