第五章 心理学实验设计

这是一个关于第五章 心理学实验设计的思维导图，知识点系统且全面，提高学习效率，希望对大家有用。

心理学实验设计

• 心理学研究中的非实验与准实验设计
  • 非实验设计
    • 观察研究
      • 分类
        • 无介入观察
          • 优点
            • 观察结果相对真实
          • 缺点
            • 观察者在整个研究中比较被动，缺乏主动性。
        • 介入观察
          • 分类
            • 根据观察者介入程度
              • 参与性观察
              • 构建性观察
              • 现场试验
            • 根据观察的情境控制性
              • 实验室观察
              • 自然情境观察
          • 优点
            • 观察者具有操纵主动性，可以获得想要的信息
            • 通过对观察对象的某一特性的系统操纵，可以获得一般科学观察不能直接获取的信息
            • 可以操纵一个或多个独立变量来观察或比较变量之间的相互影响
      • 意义
        • 能够描述行为和揭示变量间在自然情境下的关系
        • 是建立科学假说的一个重要环节
    • 相关研究
      • 意义
        • 能够提出变量存在的关系和为进一步的研究提供依据
        • 可以计算任意两个变量的相关程度
        • 更符合伦理和实际
        • 有助于揭示预期和选择变量
        • 相关系数一定程度可以揭示变量的因果关系
      • 方法
        • 散点图
        • 相关系数
        • 线性回归
  • 准实验设计
    • 根据实验中包含的被试组数量
      • 单组设计
        • 单组前后测实验设计
          • 单组后测实验设计（XY
            • 缺点：没有比较的基线，无法估计实验处理带来的效应
          • 单组前—后测实验设计（YXY
            • 缺点：
              • 自变量以外的因素（无关变量）也会导致因变量的变化，无法排除。
                • 影响因素（8个）
            • 优点：
              • 前测可以提供被试的基线数据及有关信息，使得后测结果具有可比性，前、后测比较一定程度可以发现存在的处理效应；
              • 全部被试同时作为实验组和控制组，被试差异被消除。
        • 单组时间序列设计
          • 特点
            • 被试接受多次前测和后测的测量，并且测量数目、时间间隔都相等。
          • 优点：
            • 对被试成熟和发展因素进行了很好地控制
            • 可以把因素的实验处理效应从总体数据中分离出来
            • 充分考虑了测量的可靠性：实验中进行多次测验，降低一次测验照成的实验结果偏离
            • 降低统计回归的影响
        • 单组相等时间样本设计
          • 特点：
            • 多次实验处理和结果测量，并且实验处理与结果测量交替进行，处理和测量的时间间隔相等。
          • 优点：
            • 可以较好的控制历史因素、测量因素、统计回归等额外因素的影响
          • 缺点：
            • 外部效度低
              • 原因：
                • 测验反作用效果会影响测验的外部效度，多次测验降低或增加了被试对实验变量的敏感性、实验安排的反作用效果会影响该设计的外部效度、重复实验处理和测量的干扰效应等因素。
      • 多组设计
        • 不相等实验组控制组前—后测设计
          • 特点：
            • 两个被试组（实验组、对照组）
          • 优点：
            • 增加了对照组，控制了历史、成熟、测验等因素对实验的干扰
            • 因为都有前测，所以研究者可以了解实验处理实施前的初始状态，从而对选择因素有了初步控制。
          • 缺点：
            • 实验组和控制组不相等、选择与成熟间的交互作用、选择与处理间的交互作用
        • 实验、控制组不等前—后测时间序列设计
          • 特点：
            • 实验组只接受一次处理，测量多次，前测和后测的测量数目相等，时间间隔相等。
          • 优点：
            • 很好地控制了选择、成熟、测验、统计回归等额外因素的影响
          • 缺点：
            • 对测验的反作用效果以及选择与处理间的交互作用可能会降低实验结果的外部效度和推论性
        • 相等组匹配设计
          • 特点：
            • 各组不是随机分配，而是除自变量不同外，各组在其他方面进行了相应的匹配，似的各组间特征匹配从理论上是相等的。
          • 优点：
            • 两组被试基本上是相等的，因此可以把后测成绩的差异归为处理的结果
        • 模拟情境设计法
          • 提出原因
            • 实验室实验法：内部效度高，但外部效度和推论性较差，生态效度低
            • 现场实验法：能适应应用的要求，但存在这无关变量难以控制，内部效度低。
          • 兼具实验室实验和现场实验优点，又避免他们缺点
        • 行动研究
          • 当行动研究涉及情境或个案研究，它更接近非实验设计研究
          • 当行动研究涉及实验室实验设计时，更接近准实验设计研究
• 真实验设计的功能和种类
  • 实验设计的功能
    • 通过合理的被试分组、实验材料的选择和分配，时研究变量的效果最大化
    • 对额外变量进行有效控制
    • 使实验误差变异最小化
    • 充分体现自变量和因变量之间的关系和内在联系
  • 实验设计的基本类型
    • 组间实验设计（被试间）
      • 实验组和控制组实验设计
        • 实验组和控制组前后测实验设计
        • 实验组和控制组后测实验设计
          • 前提假设
            • 实验组和控制组在实验前是不存在差异的，两组在后测中发现的差异来自实验处理的效应。
          • 保证实验组和控制组在实施实验处理间误差一方法：随机分配被试。
            • 从总体随机抽取被试，然后将被试随机分给实验组和控制组
            • 从总体随机抽取被试，然后对被试进行匹配，分成若干同质的配对组
        • 优点
          • 通过实验组和控制组实验，可以发现我们研究的自变量是否值得做进一步研究。
          • 实验结果分析简单
          • 较简便易行
        • 缺点
          • 实验结果只能提供两种实验处理或者是有无实验处理的显著效应， 而对自变量，对因变量的影响的量变过程不能进行详细的描述，
          • 如果变量水平选择不当，出现天花板效应和地板效应
      • 单因素多水平实验设计
        • 特点
          • 可以将组间实验设计的思想扩展到三个或三个以上实验处理水平。
        • 分配被试的两种方法
        • 优点
          • 不仅能够反映出实验处理的效果是否显著，而且能够说明自变量对因变量的影响的量化过程
        • 缺点
          • 相比实验组控制组实验设计，单因素多水平实验设计需要更多的时间和精力。
          • 实验统计方法相对来说较难，因此对统计结果的解释也就越难
      • 多因素组间实验设计
        • 基本方法
          • 随机取样被试，并将参与实验的被试分为若干实验处理组，每组被试分别介绍一种实验处理水平的结合
        • 基本思想
          • 实施处理处理前被试随机分配给各实验处理组的，因而保证了各种被试实验之前没有差异，实验处理后测量到的差异可能来自A因素、B因素或者来自AB因素的交互作用。
      • 组间实验设计的评价
        • 优点
          • 在一个水平上可以获得大量的实验数据
          • 能够使单一水平的实验处理的短时间内完成，避免时间过长。
          • 排除学习迁移效应
          • 不需要采用平衡顺序误差的实验设计
          • 通过不同实验处理组被试的匹配，降低实验处理组间的变异性，保证各实验组处理组为等组被试。
          • 减少被试的反应偏向
        • 缺点
          • 需要的被试人数比较多，花费更多时间
          • 匹配过程有前提条件：匹配过程中不能存在练习和迁移效应。
        • 消除误差的方法
          • 完全随机化分配被试
          • 等组匹配法
        • 分类
    • 组内实验设计
      • 单因素组内实验设计
      • 多因素组内实验设计
      • 组内实验设计的评价
        • 优点
          • 在实验设计的实施方面
            • 只需要少量的被试就可以获得大量的数据
            • 需要的时间短，提高效率
            • 避免的实验中练习因素的作用
          • 在结果的统计分析方面
            • 避免由于不同实验组的被试不等组对实验结果的不同影响，实验结果更多反映了实验处理之间的差异。
            • 避免了被试的个体差异的影响
        • 缺点
          • 练习效应
          • 被试出现疲劳
          • 系列效应
      • 系统误差的平衡方法
        • ABBA法
        • 拉丁方设计
    • 多变量实验设计与混合实验设计
      • 混合实验设计
        • 特点
          • 自变量既包含被试间因素又包含被试内因素
        • 优点
          • 一定程度上减少了被试间个体差异可能造成实验误差
          • 节省被试
          • 避免造成疲劳效应、学习效应
      • 多变量实验设计的优点
        • 能够研究多个变量之间的交互作用
        • 结果的推论性提高
        • 可以应用的统计方法比较多
      • 多变量实验设计的缺点
        • 耗费人力、物力、财力、时间。
        • 选择的因素和因素水平过多，会使实验者对实验过程失去控制。
        • 解释结果比较复杂
        • 解决方法
          • 将实验设计分解成多个实验
    • 小样本基线实验设计
      • 优点
        • 可以对每个被试的心理、行为进行详细的分析比较，作出客观解释。
        • 结果容易解释
        • 避免大样本带来的显著效应，可以对细微的效应分析
        • 用于确定实验内设计的自变量和自变量水平
        • 适合当一些复杂实验的预备实验
      • 缺点
        • 可能会忽略重要但是客观存在的细微差异显著性。
        • 结果推广性和推论受到限制
    • 交叉聚合实验设计
      • 特点
        • 兼顾横断研究和纵向研究
          • 横断研究
            • 定义
              • 在特定或同一时间内，同时观测不同个体来探索其发展状况的研究设计形式
            • 优点
              • 短时间内收到大量数据
              • 研究较大样本，成本低，费用小，省时省力。
            • 缺点
              • 被试来自不同群体，可能会将时间迁移的结果和年龄变化结果混起来。
              • 受到社会文化影响较大，缺乏推论性
              • 不能解释变量间因果关系、顺序性、一致性等问题
          • 纵向研究
            • 定义
              • 不同个体在不同时间进行追踪研究的一种设计形式
            • 优点
              • 通过纵向追踪分析，能够确切地发现心理发展的量变到质变的发展过程和转折期
              • 可以系统、全面的了解个体或群体的某一特性发展过程，可以获得心理发展顺序一致性和不一致性等问题的系统数据。
            • 缺点
              • 被试样本结果偏差性、选择性分配和代表性有一定局限性。
              • 追踪时间太长研究对象可能中途退出或流失，研究结果缺乏完整性
              • 容易出现学习效应
              • 实验过程费时而且成本高
        • 可以在短时间内了解各个年龄阶段的心理特点的总体状况
        • 也可以纵向发展的角度，认识个体心理特征随年龄增长出现的变化和发展。
      • 优点
        • 横向和纵向结果可对照
        • 效率高
        • 可以证明同质效应是否存在
      • 缺点
        • 推广性有待商榷
• 实验设计的统计分析方法
  • 描述统计分析
  • 组间差异的检验
  • 单因素方差分析
  • 多因素方差分析
  • 多因素实验设计中交互作用的简单效应分析
• 心理学实验设计的评价
  • 心理学实验设计的科学性和可靠性评价
    • 实验设计的内在效度
    • 实验设计的外在效度
    • 研究问题的理论与实践意义
    • 实验指标的精确性和可靠性
    • 实验结果具有可重复性
  • 影响实验设计科学性和可靠性的因素
    • 历史和发展因素
    • 被试样本的选择
    • 个体成熟因素
    • 实验仪器和测量手段的精密性和可靠性
    • 统计方法和统计控制的因素
    • 实验过程中被试缺失或中间退出
    • 实验者效应对实验结果的影响
    • 疲劳因素
    • 实验情境的控制的可靠性
    • 不同实验处理之间的交互作用及其与额外因素的交互作用