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1、实验设计与数据分析详解演示文稿实验设计与数据分析详解演示文稿1页，共107页，星期四。优选实验设计与数据分析优选实验设计与数据分析2页，共107页，星期四。概念概念n n实验设计：指研究者针对需要验证的实验假设，为有计划地搜集资料而预先建立和依据的设计模式。n n心理学的实验设计是心理学与统计学相结合的心理学的实验设计是心理学与统计学相结合的实验技术科学实验技术科学（心理测量学也同样是心理学与（心理测量学也同样是心理学与统计学相结合的科学）统计学相结合的科学）3页，共107页，星期四。概念概念n n实验设计包括：n n形成统计假设形成统计假设n n制定实验计划：证明实验假设的思路？如何搜制定实
2、验计划：证明实验假设的思路？如何搜集数据？如何分析数据？集数据？如何分析数据？n n阐明检验统计假设所遵循的决策：决策标准？阐明检验统计假设所遵循的决策：决策标准？（探索性研究与验证性研究的决策标准通常存（探索性研究与验证性研究的决策标准通常存在差异）在差异）n n实施计划：按计划搜集资料，并分析资料实施计划：按计划搜集资料，并分析资料n n统计决策：对统计假设的真伪作出归纳性推断统计决策：对统计假设的真伪作出归纳性推断4页，共107页，星期四。操作定义操作定义n n1 1、含义：、含义：n n在研究中，对变量作出明确的定义有两种方式：在研究中，对变量作出明确的定义有两种方式：一是抽象定义，指
3、对研究变量或指标本质的概括，一是抽象定义，指对研究变量或指标本质的概括，以揭示其内涵，并将其与其他变量或指标区别开以揭示其内涵，并将其与其他变量或指标区别开来；二是操作定义，指用可感知、可度量的事物来；二是操作定义，指用可感知、可度量的事物事件、现象和方法对变量或指标作出具体的界定、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。抽象陈述转化为具体的操作陈述的过程。5页，共107页，星期四。n n2 2、特征、特征n n操作定义最大的特征就是它的可观测性，另外还有操作定义最大的特
4、征就是它的可观测性，另外还有n n（1 1）在内容上，用具体的事物来说明变量或概念；）在内容上，用具体的事物来说明变量或概念；n n（2 2）在方法上，用经验的方法，即可直接感知、度量的）在方法上，用经验的方法，即可直接感知、度量的方法进行定义；方法进行定义；n n（3 3）在着重点上，着重于界定变量的外延和操作过程。）在着重点上，着重于界定变量的外延和操作过程。6页，共107页，星期四。3、操作定义设计的原则与方法、操作定义设计的原则与方法n n科学地设计操作定义，必须遵循对称性原则和独特性原则。前者指操作定义必须与其抽象定义相对称，不能过宽或过窄；后者指操作定义必须使其具有区别于其他事物、
5、现象的独特特征。7页，共107页，星期四。n n设计方法：n n（1）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。如“饥饿”可定义为剥夺进食24小时后个体存在的状态。n n（2）动态特征描述法，即通过描述个体或事物所具有的动态特征给变量下定义的一种方法，如“聪明” ”可定义为善于解决问题、运算灵活、记忆快速。n n（3）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，如“聪明聪明”可定义为知识渊博、词汇丰富、可定义为知识渊博、词汇丰富、运算技能熟练。运算技能熟练。8页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题变量
6、变量 选择与控制选择与控制n n1.变量的选择n n心理学实验的目的在于探讨刺激与行为（反应）心理学实验的目的在于探讨刺激与行为（反应）之间的关系或说明关系的性质之间的关系或说明关系的性质n nS SR R或或S SOOR R之间的关系在心理学实验研究之间的关系在心理学实验研究中则以自变量、因变量、额外变量（控制变量）中则以自变量、因变量、额外变量（控制变量）、中间变量、调节变量、无关变量等变量之间、中间变量、调节变量、无关变量等变量之间的关系来进行描述的关系来进行描述9页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题变量变量 选择与控制选择与控制n n2.实验设计中的控制
7、n n（1 1）实验控制：指对实验条件的限制。）实验控制：指对实验条件的限制。n n（2 2）控制的应用）控制的应用n n对变量的控制：对变量的控制：随机化随机化是实验研究中的重要控制是实验研究中的重要控制变量的技术。利用随机化原则对自变量进行控制包变量的技术。利用随机化原则对自变量进行控制包含两种含义：一是从限定的总体中随机抽取被试作含两种含义：一是从限定的总体中随机抽取被试作为实验的样本；二是将抽取的被试随机分配到相应为实验的样本；二是将抽取的被试随机分配到相应的实验处理中去。的实验处理中去。10页，共107页，星期四。n n从限定总体中随机抽取样本的常用方法有：简单随机抽样分层随机抽样1
8、1页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题变量选择与控制变量选择与控制n n使用控制组使用控制组n n逻辑：米尔的第一原则（如果逻辑：米尔的第一原则（如果a a在在A A后面发生，后面发生，那么那么A A有可能是有可能是a a的原因）和第二原则（如果的原因）和第二原则（如果a a总是跟在总是跟在A A后面发生，并且如果后面发生，并且如果A A不存在，则不存在，则a a也不存在，那么可以断定也不存在，那么可以断定A A是是a a发生的原因）发生的原因）12页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题变
9、量选择与控制变量选择与控制n n3. 实验误差n n实验误差是存在于实验单元内做同样处理所得实验误差是存在于实验单元内做同样处理所得到观测数据间的变差的度量。到观测数据间的变差的度量。n n实验误差的三个主要来源：实验误差的三个主要来源：n n来自被试差异的误差（来自被试差异的误差（S-S-类误差，类误差，G-G-类误差）类误差）n n来自实验环境和操作过程的误差（来自实验环境和操作过程的误差（G-G-类误差）类误差）n n重复实验引起的误差（重复实验引起的误差（R-R-类误差）类误差）n n注注 S:subjects; G:groups; R:replicationsS:subjects;
10、G:groups; R:replications13页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题变量选择与控制变量选择与控制n n3. 实验误差n n尽可能减少误差的措施尽可能减少误差的措施n n调整实验中的被试，以减少其内在的变差效应调整实验中的被试，以减少其内在的变差效应n n在可能的情况下，增加实验重复的次数，对实验在可能的情况下，增加实验重复的次数，对实验结果进行综合评价结果进行综合评价14页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题实验中的效度实验中的效度n n因变量的效度概念回顾：效度即有效
11、性，当确是自变量而不是其他各种因素造成了因变量的变化时，我们就说因变量是有效的。n n效度反映的是对因变量的测量是否测得到的是因变量自身真正代表的属性。15页，共107页，星期四。实例实例 在一项研究解题方法（自变量）对解题能（自变量）对解题能力影响的研究中，若以被试在一定时间内解答出力影响的研究中，若以被试在一定时间内解答出来的来的问题的多少问题的多少为因变量的指标，当要解答的问为因变量的指标，当要解答的问题足够多，而且按困难程度排列时，以解答问题题足够多，而且按困难程度排列时，以解答问题的数目作为因变量指标是有效的。但是，如果问的数目作为因变量指标是有效的。但是，如果问题很多但又都非常容易
12、，那么解答问题的数目作题很多但又都非常容易，那么解答问题的数目作为因变量的指标就不能说是有效的。因为它可能为因变量的指标就不能说是有效的。因为它可能是由是由阅读速度和书写速度造成的，而并不能准确地反映出学生的解题能力。 16页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题实验中的效度实验中的效度n n实验的内部效度：指实验变量（处理）能被精确估计的程度。17页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题实验中的效度实验中的效度n n影响内部效度的因素：影响内部效度的因素：1. 1.历史（经历）历史（经历）n n历史事件指那些在实验过程中，与实验变量同时
13、发生，并对实历史事件指那些在实验过程中，与实验变量同时发生，并对实验结果产生影响的特定事件。当出现这种情况时，研究者往往验结果产生影响的特定事件。当出现这种情况时，研究者往往无法判断实验结果是由处理（自变量）引起的，还是由特定事无法判断实验结果是由处理（自变量）引起的，还是由特定事件引起的。件引起的。n n周期比较长的实验容易历史因素的影响。周期比较长的实验容易历史因素的影响。n n例如，在某项教学改革实验中，实验学校在实验进行期例如，在某项教学改革实验中，实验学校在实验进行期间参与了上级教育主管部门在全地区范围开展的教学评间参与了上级教育主管部门在全地区范围开展的教学评比活动，这一事件势必会
14、对整个学校的教学活动带来某比活动，这一事件势必会对整个学校的教学活动带来某种程度的影响，从而影响到我们对教改实验结果的评估。种程度的影响，从而影响到我们对教改实验结果的评估。很多教育实验往往需要较长周期，所以历史事件对实验很多教育实验往往需要较长周期，所以历史事件对实验结果的影响应该得到关注和考虑。结果的影响应该得到关注和考虑。18页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题实验中的效度实验中的效度n n影响内部效度的因素：2. 2.成熟或自然发展的影响n n人们无论是否参与实验，都在不断地成长和变化。而此人们无论是否参与实验，都在不断地成长和变化。而此类的变化将影响实
15、验结果。在长期实验中，被试随着年类的变化将影响实验结果。在长期实验中，被试随着年龄的增长，将会变得日益成熟，经验和能力都会得到提龄的增长，将会变得日益成熟，经验和能力都会得到提高。参与时间较短的实验，被试也会发生疲倦、困倦、高。参与时间较短的实验，被试也会发生疲倦、困倦、无聊、饥饿或其它变化，这些变化也会改变他们在实验无聊、饥饿或其它变化，这些变化也会改变他们在实验中的行为。中的行为。n n练习效应、学习效应、疲劳效应练习效应、学习效应、疲劳效应 19页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题实验中的效度实验中的效度n n影响内部效度的因素：3. 3.选择n n选择因
16、素指由于没有用随机取样和随机分配的方法来选择选择因素指由于没有用随机取样和随机分配的方法来选择两组或几组被试，因而在实验处理之前各被试组在各方面两组或几组被试，因而在实验处理之前各被试组在各方面就事先存在着差异。这样，以本来就存在差异的几个实验就事先存在着差异。这样，以本来就存在差异的几个实验组施加实验处理之后再来比较各个组之间的差异，比较出组施加实验处理之后再来比较各个组之间的差异，比较出来的结果就说明不了到底是本来就具有的差异造成的还是来的结果就说明不了到底是本来就具有的差异造成的还是实验处理的不同造成的，研究假设就无从证明。实验处理的不同造成的，研究假设就无从证明。n n随机化选择和分配被试的必要性、教育研究中的随机化选择和分配被试的必要性、教育研究中的自然班自然班的问题的问题20页，共107页，星期四。一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题一、实验设计的基本问题实验中的效度实验中的效度n n影响内部效度的因素：4. 4.测验测验n n指由于实验处理之前所施行的前测量可能积极地或消极指由于实验处理之前所施行的前测量可能积极地或消极地影响着实验处理后的测
