第二章心理学实验的变量与设计

实验心理学学习第二部分，内涵心理学选择题大部分考点、重点、难点，适用于312统考考生，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...

心理学实验的变量与设计

• 心理学实验的含义与基本形式
  • 含义
    • 控制额外变量
      • 实验方法的核心特征
    • 基本目的在于揭示因果关系，满足其三个条件：共变、时序、唯一性
    • 有严格的设计和程序，保证其科学性
  • 基本形式
    • 根据实验情境
      • 实验室实验
      • 现场试验
    • 自变量的数量
      • 单因素设计
      • 多因素设计
    • 实验设计的严密性
      • 前实验设计
      • 准实验设计
      • 真实验设计
    • 被试接受实验处理的情况
      • 被试间设计
      • 被试内设计
      • 混合设计
• 心理学实验与理论（可证伪看看就好）
  • 实验逻辑：未引入X--Y1 引入X--Y2→比较Y1与Y2的差异
  • 实验范式：就是相对固定的实验程序，双耳分听实验、Stroop启动实验。
  • 实验与理论的关系
    • 波珀（波普尔）可证伪观点：理论永远不能证实只能证伪
    • 普罗科特和卡帕尔迪（对波珀的反对意见）
      • 逻辑上的问题：科学家更倾向于支持那些得到很多实验验证的结论；
      • 某一个理论要为人们所接受，首先应该具有的是对已经存在的现象进行解释的能力，而不是对新结果进行预测的能力。
    • 心理学理论需要实验的检验
• 心理学实验中的变量
  • 自变量及其操作（考点多，大多选择题）
    • 含义
      • 实验者所操纵的，对被试反应产生的变量
        • 又叫刺激变量，独立变量
      • 自变量水平
        • 自变量的一个取值
      • 实验处理水平
        • 变量的不同水平称为实验处理
        • 实验处理水平=自变量A的水平数×自变量B的水平数.......
    • 种类
      • 自变量的性质划分
        • 操纵性
          • 作业特点变量
          • 环境特点变量
            • 温度、湿度、照明、噪音……
          • 暂时造成的被试差别
            • 当主试对被试进行分组时……
        • 非操作性
          • 机体特点变量
            • 只能选择，不能操纵
      • 自变量的连续性划分
        • 连续变化的自变量
          • 如时间和强度
        • 不可连续变化的自变量
          • 如不同的感觉通道等
    • 操纵
      • 对自变量下操作定义
        • 操作定义
          • 提出者
            • 布里奇曼
          • 对一个心理现象采用明确、统一、可以量化的术语进行严格的规定
      • 确定自变量的各个水平
        • 取几个值就意味着有几个水平
  • 因变量及其观测（考点多，大多选择题）
    • 含义
      • 操纵自变量而引起的被试的某种特定反应，是主试观察或测量的行为变量
      • 又叫反应变量、依存变量
    • 分类
      • 客观指标
        • 反应的正确性、反应的速度、成绩得分、记忆保持量等
      • 主观指标
        • 口语记录（口头报告）
    • 观测方法
      • 控制反应
        • 通过指导语、刺激条件，实验装置实现对被试反应的控制
        • 目的
          • 让被试的反应确实发生在实验者感兴趣的因变量维度上
      • 选择恰当的因变量指标(2011.37)
        • 稳定性
        • 客观性
        • 可辨别
        • 有效性
        • 数量化
      • 避免量程限制（反应指标的量程不够大）
        • 天花板效应
        • 地板效应
  • 额外变量及其控制（考点多，大多选择题）
    • 含义
      • 与实验目的无关，但又对被试的反应有一定影响的变量
      • 又叫控制变量，受控变量，额外相关变量
    • 分类
      • 从误差特点划分
        • 随机的额外变量（无规律）
        • 系统的额外变量（经常地、稳定地起作用）
      • 从误差来源划分
        • 来自被试方面
          • 主要涉及
            • 参与者的动机、焦虑、有关经验、性格特点、生理状态、反作用等
          • 要求特征
            • 被试自发地对实验者的实验目的产生猜想，并以此进行主观反应
            • 例如
              • 霍桑效应
              • 安慰剂效应
              • 约翰·亨利效应
                • 控制组知道自己是控制组（不甘落后）超常发挥的效应
        • 来自主试方面
          • 研究者的言谈举止、年龄、外表等都有可能影响实验结果
          • 例如
            • 实验者效应
            • 罗森塔尔效应（皮格马利翁效应）
        • 实验设计方面
          • 顺序效应
          • 例如
            • 练习效应
            • 疲劳效应
            • 空间误差
            • 顺序误差
            • 习惯误差
        • 环境方面
        • 数据处理方面
    • 控制方法
      • 消除法（排除法）
        • 含义
          • 把额外变量直接排除
        • 例如
          • 双盲实验
            • 主试和被试都不知道实验目的或意图
          • 隔音室、暗室
      • 恒定法
        • 含义
          • 同一实验室、同一实验者、同一个时间
        • 例如
          • 实验仪器
          • 物理条件
        • 缺点
          • 难以推广
          • 自变量与恒定的额外变量发生交互作用
      • 匹配法
        • 含义
          • 根据被试特征分为若干个同质的组分
      • 随机化法
        • 含义
          • 随机抽取被试
        • 用途
          • 控制额外变量的最佳方法
          • 平衡个体差异
      • 抵消平衡法
        • 用途
          • 控制序列效应（顺序效应）
        • 例如
          • ABBA
          • 拉丁方设计
      • 统计控制法
        • 含义
          • 一种实验后的控制技术
        • 用途
          • 剔除极端数据
            • 剔除±3σ以外的数据
          • 协方差分析
            • 回归分析
            • 方差分析
          • 分别加权
• 实验设计与评价
  • 实验设计的含义
    • 研究者针对需要验证的实验假设，有计划地搜集观察资料而预先建立和依据的工作模式
  • 实验研究的信度（没考过，看看就好）
    • 实验结论的可靠性和前后一致性程度。涉及实验是否可验证的问题
    • 实验验证方式
      • 直接验证
        • 研究者努力尽可能准确地重复原实验，看能否在第二次得到同样的实验结果
      • 系统验证
        • 引入原来未加控制的变量（额外变量）
      • 概念验证
        • 实验设计和原来不同，结果相同
  • 实验研究的效度（考点多，大多选择题）
    • 含义
      • 实验结果的准确性和有效性程度
    • 内部效度
      • 含义
        • 研究自变量和因变量之间因果关系的明确程度
        • 又叫逻辑关系效度
      • 影响因素
        • 历史
          • 影响实验结果的特定事件
        • 成熟
          • 被试身心发生变化
        • 被试的选择和分配
          • 没有采用随机化的方法，造成有偏性
        • 测验
          • 前测可能会后面的实验处理产生积极（练习效应）或消极（疲劳效应）的影响；
        • 被试的亡失
        • 统计回归
          • 实验处理后的测验分数有回归到平均数的趋向
        • 仪器的使用
        • 选择和成熟的交互作用及其他
      • 提高内部效度的方法
        • 随机分配被试
          • 随机化法
        • 依据某一心理特征将被试配对后随机分配到各组
          • 匹配法
        • 在采用被试内设计时，通过抵消平衡法控制额外变量
        • 以单盲或双盲的方式来实施实验处理，降低期待效应
          • 消除法
    • 外部效度
      • 又叫外推生态效度，研究结果的普遍性和可推广性
      • 影响因素
        • 实验环境的人为性
        • 被试样本缺乏代表性
        • 测量工具的局限性
      • 内部效度与外部效度的关系
        • 内部效度是外部效度的必要条件，但不是充分条件
    • 构思效度
      • 含义：对所研究的特质在理论上构思的全面性。
    • 统计结论效度
      • 含义：主要反映统计量与总体参数之间的关系。
    • 没考过
• 具体实验设计
  • 对实验控制条件的严密程度
    • 前实验设计与事后设计
      • 前实验设计（先研究后分析数据）
        • 单组后侧设计
          • 基本模式：X O
          • 评价：无随机化、无对照组、无前测
          • 统计方法：单样本t检验
        • 单组前测后测设计
          • 基本模式：O1 X O2
          • 评价：无随机化、无对照组、有前测
          • 统计方法：相关样本t检验
        • 固定组比较设计（静态组比较设计）
          • 基本模式
            • 实验组：X O1
            • 控制组： O2
          • 评价：无随机化、有对照组、无前测
          • 统计方法：独立样本t检验
      • 事后设计（先分析数据后研究）
        • 相关研究设计
          • 一个是观察到的结果，另一个是被追溯的数据集合
          • 基本模式：O1 O2
          • 统计方法：相关分析
        • 准则组设计
          • 确定某些被试（准则组）具有一种状态的特征，而另一些被试（非准则组）不具有这种状态的特征，然后去追溯可能的原因
          • 基本模式
            • ……O1 品质
            • O2一般
          • 评价
            • 优点
              • 适用于自然条件下对因果关系的研究
            • 缺点
              • 1. 缺乏对变量的控制
              • 2. 研究中所追溯的原因因素可能有多个
              • 3. 两个有关系的因素可能并不存在因果关系，它们可能都是第三个因素的原因和结果
          • 统计方法：独立样本t检验
    • 准实验设计
      • 单组实验设计
        • 时间序列设计
          • 含义：对一组非随机取样的被试实施实验处理，并在实验处理前后周期性地作一系列测量，然后分析前后测量分数是否具有非连续性，从而推断实验处理的效果。
          • 基本模式
            • 一系列前测→实验处理→一系列后测
            • O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O6 O8
          • 评价：无随机化、无对照组、有前测
          • 统计方法：相关样本t检验
        • 相等时间样本设计
          • 检验药物、治疗是否有效。
          • 基本形式：（O0） X1 O1 X0 O2 X1 O3 X0 O4
          • 评价：无随机化、无对照组、有前测
          • 统计方法：方差分析
      • 多组实验设计
        • 不相等实验组控制组前后测设计
          • 含义：实验中设置了控制组和前后测，但是控制组和实验组不是通过随机抽样、随机分配获得的。（作用：可控制选择偏差）
          • 基本形式
            • 实验组：O1 X O2
            • 控制组：O3 O4
          • 评价：无随机化、有对照组、有前测
          • 统计方法：O2-O1 、O4-O3采用独立样本t检验、协方差分析
        • 不相等实验组控制组前后测事件系列设计
          • 基本模式
            • 实验组：O1 O2 O3 X O4 O5 O6
            • 控制组：O7 O8 O9 O10 O11 O12
          • 评价：无随机化、有对照组、有前测
          • 统计方法：独立样本t检验
      • 修补设计
        • 适用于被试量大，条件又不允许同时施测的情况
        • 基本模式
          • A组： O1 X O2
          • B组： O3 X O4
      • 交叉滞后相关设计
        • 程序
          • 同步相关（同一时间）
          • 异步相关（对角线相关）
          • |r|大
          • 原因→结果
    • 真实验设计(三个设计中考的最多）
      • 含义：真实验设计的本质特征在于对影响实验内部效度的无关变量采取严格的控制并有效地操纵研究变量。实验设计中综合运用了随机取样、前测和控制组等手段。
      • 单因素实验设计
        • 单因素完全随机实验设计
          • 基本方法：将被试随机分配给自变量（处理）的各个水平。每个被试只接受一个水平的处理。
          • 分类
            • 单因素完全随机后测设计
              • 基本模式
                • 实验组：R1 X O1
                • 控制组：R2 O2
              • 统计方法：当自变量只有两个水平，可用独立样本t检验；当自变量有3个及以上水平，需用单因素方差分析进行统计检验
            • 单因素完全随机前后测设计
              • 基本模式
                • 实验组：R1 O1 X O2
                • 控制组：R2 O3 O4
              • 统计方法：前后测的差值做独立样本t检验或单因素方差分析
            • 所罗门四组设计（重叠实验设计）
              • 基本模式
                • 实验组1：R1 O1 X O2
                • 控制组1：R2 O3 O4
                • 实验组2：R3 X O5
                • 控制组2：R4 O6
              • 统计方法：混合设计的方差分析
              • 注意：对实验处理的效果进行了两次检验，既可以确认实验处理的效果，还可以检验测验与实验处理的交互作用
        • 单因素随机区组设计
          • 优点
            • 分离出了一个无关变量的效应，从而减少了实验误差
            • 可用于含任何处理水平数的实验中，区组的数量也不受限制
        • 单因素重复测量实验设计
          • 基本方法：被试接受所有的处理水平，以最大限度地控制由被试的个体差异带来的变异。
        • 单因素拉丁方设计实验
          • 无关变量常常为：时间、被试种类
          • 任何一个实验处理在另一个实验处理前后的次数相等；
          • 拉丁方的顺序：1,2，n，3，n-1,4，n-2，5，n-3……（当实验处理为奇数个时，进行镜面处理）
      • 多因素实验设计
    • 自变量各处理水平是否用相同被试
      • 被试间设计
        • 含义
          • 一个被试，一个处理
          • 别称
            • 独立样本设计
            • 完全随机化设计
        • 优点
          • 避免了练习效应和疲劳效应等由实验顺序造成的误差
        • 缺点
          • 所需被试数量巨大
          • 难以排除个体差异对实验造成的影响
        • 克服方法
          • 匹配法
            • 旨在使实验组和控制组中的被试在某些特征上同质
          • 随机化法
            • 把被试随机地分配到不同的组内接受不同的自变量处理
      • 被试内设计
        • 含义
          • 一个被试，所有处理
          • 别称
            • 重复测量设计
        • 优点
          • ①所需被试较少
          • ②同质，排除个体差异对实验的影响
          • ③更加敏感
            • 在统计学上是敏感的
          • ④适用于研究练习的阶段性
            • 把个体差异从误差中单独摘出来了
        • 缺点
          • ①练习效应和疲劳效应
            • 位置效应
            • 延续效应
            • 差异延续效应
          • ②不适用于需要较长恢复期和产生效果不可逆的实验
          • ③不适用被试特点变量
            • 性别、年轻人、老年人
        • 克服方法
          • 平衡设计
            • 逻辑
              • 被试在所有顺序下接受处理，即可将处理结果的差异归因于自变量而非处理顺序
            • 分类
              • ABBA设计
              • 拉丁方设计
        • 独特变式
          • ABA设计
      • 混合设计
        • 含义
          • 至少一个被试内;至少一个被试间
        • 优点
          • 综合优点
          • 控制额外
          • 揭示因果
  • 主效应与交互作用
    • (1）主效应
      • 含义
        • 考虑某个因素对因变量产生的影响
      • 应用
        • 当实验设计为单因素设计，或者多因素设计中交互作用不显著时
    • (2）交互作用
      • 含义
        • 一个因素的水平在另一个因素的不同水平变化趋势不一致的现象
        • 先考察交互作用是否显著
      • 应用
        • 在多因素设计中，要先考察交互作用是否显著
        • 交互作用数量公式
    • (3）简单效应
      • 含义
        • 考察一个因素的各个水平在另一个因素的某个水平上的效应
      • 应用
        • 在多因素设计中，当交互作用显著时，不必再分析主效应．而是分析简单效应
        • 简单效应数量公式
          • 因素水平数×[因素（自变量数）-1]
      • tip
        • 反应交互作用的具体水平
• 三盲实验
  • 主试
  • 被试
  • 数据分析师
• 是否影响因变量
  • 有关变量
    • 自变量
    • 额外变量
  • 无关变量