实验心理学-2010.10.7-辅修.ppt

实验心理学,2010-10-7,多自变量实验,比单一自变量实验效率更高 实验控制较好 实验结果更有价值（能够对变量交互作用进行分析，提供更多信息） 交互作用当一个自变量的效应随着另一个自变量的水平变化而有不同时，这两个自变量就存在交互作用,多因素实验设计,基本模式描述为：a b c 乘号相连的项数代表了自变量数 具体数值代表了相应自变量的水平数 例如：2 3 2设计 有三个自变量 它们的水平数分别为2、3、2,混合设计,在多自变量实验中同时采用两种基本设计，就构成混合设计 例如：一个自变量A上为被试内设计，另一个自变量B上为被试间设计，被试分配示意图如下：,上例中各个被试接受A变量三个水平处理的顺序可以如下安排：,混合设计,拉丁方设计,拉丁方设计的步骤和局限,初始拉丁方格 行随机化 列随机化 只能同时平衡两个变量，且变量的水平数必须相等,统计图表的使用,单变量的说明 多个变量间的关系 间断 连续 坐标尺度上的误导,误差,偶然误差（chance error） e的数学期望（均值）为0，因此对真值得影响没有方向性 系统误差（systematic error） e的数学期望不为0，因此对真值的影响存在方向性,数据统计（单因变量试验）,实验心理学基础部分总结,什么是实验？为什么要做实验？ 实验类型的划分？ 单变量实验和多变量实验 被试内设计、被试间设计、混合设计 因素型实验、函数型实验 实验心理学简史 冯特前的阶段 冯特及此后的阶段,基础部分总结（2）,什么是变量？ 常用自变量，选择标准？ 怎样选择好的因变量？ 控制（干扰）变量的常用控制手段 实验假设的两种类型 内部效度和外部效度分别是什么？如何保证？,基础部分总结（3）,操作定义？为什么需要操作定义？ 心理学实验的重要干扰变量 安慰剂效应 要求特征和实验者效应 反应性 回归假象 实验报告的结构 数据统计方法,反 应 时,反应时的概念、起源、地位 简单反应时和选择反应时 反应时实验的操作要点 反应时指标的速度-准确性权衡 影响反应时的因素 减法反应时和加法反应时,反应时概念,又称反应时间（reaction time） 指从刺激作用发生到机体外部反应开始动作的时距 传统上认为反应时包括了以下部分： 外部刺激引起感受器兴奋 感觉神经冲动传至中枢，后者向效应器发出运动信号 效应器官进行动作,反应时研究起源,人差方程式（1823） 表明不同个体对同一刺激做出的反应，存在快慢区别 神经传导速度测定（1850） 神经传导过程占用时间很短，意味着有其他因素导致相对较长的反应时,反应时的地位,是心理学研究最重要的反应变量 在现代认知心理学研究中，反应时技术普遍运用于各个领域 测量指标客观、量值连续、操作性强、配合良好的实验设计可以揭示大量信息,反应时基本分类,简单反应时（simple reaction time） 被试接受单一刺激，只做一种反应 选择反应时（choice reaction time） 又称复杂反应时，被试接受一种以上不同的刺激，对不同刺激做不同反应,简单和选择反应时,反应时可以通过练习降低并稳定在某个水平上 不同感觉通道的简单反应时数值不同 选择反应时随着不同刺激个数增加而增加： RTc=lgNRTs,反应时实验操作要点,防止被试可能的反应“抢步” 实验过程中插入空白刺激构成的侦察试验 防止被试对固定时距形成反应 每次试验预备信号之后的准备间隔长度随机变化 避免选择反应时任务和简单反应时混同 实验中的选择反应数量和需要辨别的刺激数量相等,速度-准确性权衡,反应时实验两个基本因变量速度、准确性 两者之间一般存在相互消长的权衡关系 忽略其中的任何一个指标都可能导致实验结论可靠性降低,刺激出现概率对反应时影响,Theios（1975） 被试要对某个特定数字作出反应 自变量 该目标出现概率（0.20.8） 因变量 仅考虑反应时刺激出现概率不影响反应时 考虑准确性刺激出现概率越高，反应准确率越高,考虑速度-准确性权衡之后,Pachella（1974） 如果对0.2概率的刺激，要达到2%错误率 则反应时要增加100ms Knight & Kantowitz（1974） 自变量：两个刺激之间的间隔时间 因变量：反应时、错误率,影响反应时的因素,和刺激变量有关 感觉通道 刺激强度 刺激复杂度 （刺激数量/相似程度） 刺激呈现方式,和机体变量有关 适应水平 准备状态 练习 动机 年龄和个体差异 药物作用等,反应时新法,反应时 从简单描述到 揭示内部信息加工过程 减法反应时 加法反应时 开窗法,减法反应时,唐德斯（Donders）开创 反应时研究第一阶段 用不同条件的反应时相减，将反应时分解为不同成分 主要假设：反应时代表了顺序的心理加工，不同的心理过程是连续的，占用的时间相加即总的反应时,反应时ABC,A反应 SR 简单反应时 B反应 S1R1 选择反应 S2R2 C反应 S1R 辨别反应 S2X,对反应时ABC的假设,简单反应时（tA）+刺激辨别+反应选择=辨别反应用时（tB） 简单反应时（tA）+刺激辨别=选择反应用时（tC）,心理操作成分计算,基本成分=tA 刺激辨别成分=tC-tA 反应选择成分=tB-tC,其他减法反应时实例,心理旋转速度的测定 句子-图画匹配过程的参数估计 短时记忆的双重编码 长时记忆表征的语义网络模型,句子-图画匹配实验,Clark & Chase (1972) 被试任务： 尽快判断所呈现的句子是否真实说明了此后呈现的图画 例如： 星形在十字之上 星形不在十字之下,实验设计,自变量： 主语：“星形”、“十字” 介词：“之上”、“之下” 陈述：肯定（“在”）、否定（“不在”） 因变量 反应时,对内部过程的假设,阶段A：句子命题表征 参数a：介词差别 参数b：肯定否定差别 阶段B：图画命题表征 阶段C：比较 两个命题的主语是否相同？（参数c） 是否有任意命题含有否定？（参数d） 阶段D：反应（参数t）,星形在十字之上 星形不在十字之下 十字在星形之下 十字不在星形之上,星形在十字之下 星形不在十字之上 十字在星形之上 十字不在星形之下,5B-1Ya 7Y-1Yc 2Y-1Ya+b+d+c 2B-5Bb+d ,加法反应时,或称加因素法（additive factors method），60年代Sternberg对减法反应时范式改进后开创 如果两个因素的效应相互制约，即一个因素的效应可以改变另一个因素的效应，那么这两个因素只作用于同一个信息加工阶段 如果两个因素的作用相互独立，那么这两个因素各自作用于不同的信息加工阶段,加法反应时原理说明,加工阶段1,加工阶段2,加工阶段3,因素A,因素B+因素C,因素D,反应时,阶段1：起床阶段2：吃早餐阶段3：出门 A：天气；B：食物类型；C：饮料类型；D：门窗数量,开窗法,试图直接测量每个加工阶段所需时间 Trail for example 呈现（EKBO+3） 呈现（E）被试出声转换（FGH）被试按键呈现（K）出声转换（LMN）按键,反应时：探测认知加工的工具,几种认知加工是平行的，还是顺序的？ 某项认知加工是自动的，还是受控制的？ 用反应时来回答： 如果反应时不因为加工更复杂（如：更多的干扰项）而变长，则对应的加工是平行的、自动的,视觉搜索的两个阶段,Treisman & Gelade（1980） 自变量1：两种搜索任务（特征 vs. 客体） 自变量2：项目的数量,to find a blue letter or an S,to find a green T,实验结果 特征搜索条件下：项目数量不会影响反应时 客体搜索条件下：随着项目数量增加，反应时变长,parallel processing,serial processing,反应时：揭示无意识认知,用序列反应时研究内隐学习 符合某种内在规则的刺激序列 选择反应时任务 学习效应：反应时随练习而下降 排除动作练习：换成随机序列，反应时上升 学习的无意识性：序列生成任务的表现为猜测水平,IAT：反应时和内隐社会认知,两种类别（如：我 & 非我） 我，自己，本人 别人，他人，陌生人 两类属性词 积极：勤劳、聪明、善良、友好 消极：懒惰、迟钝、自私、敌意 两种反应时任务 我-积极 vs. 非我-消极 我-消极 vs. 非我-积极,心理物理法,心理物理法,经典（传统）心理物理法 以费希纳（Fechner）1860年出版心理物理学纲要为创立标志 现代心理物理法 始于20世纪50年代对传统阈限概念的反驳,传统心理物理法的工作,感觉阈限的测定（绝对阈限） 阈上感觉的辨别（差别阈限） 构建心理物理量表 阈限测定实验特点 Why?： 选择刺激系列和反应系列 尽量简化被试对刺激的反应 测定次数一般较多,复习：操作定义,操作定义对一个心理现象按照其测定程序而下的定义，叫做操作定义 一个心理现象可能随不同测定方法而有不同的操作定义,阈限及其测定,传统心理物理学对阈限的理解 在刺激强度连续体上，存在某个固定标准，划分出两个心理状态：“有感觉”和“无感觉” 测定阈限的三种基本方法 极限法（limit method） 平均差误法（method of average error） 恒定刺激法（method of constant stimulus）,极限法测定绝对阈限,刺激系列按照递增或递减方式，每次以微小间隔变化 被试反应“有”或“无” 每次试验都得到被试反应的瞬时转换点 绝对阈限操作定义： 所有试验中被试的反应转换点的算术平均数 例子，参考书p232表格,极限法测定差别阈限,刺激系列和变化方式同绝对阈限测定 被试反应为“+”、“=”、“-”或“?” 所有递减系列的反应转折点平均数为上限；所有递增系列的反应转折点平均数为下限 差别阈限操作定义：上下限间距离的一半,极限法的误差,习惯误差和期望误差 练习误差和疲劳误差 解决方案 多层次抵消平衡（ABBA）法 p. 235,平均差误法测阈限,要求被试调整比较刺激使之与标准刺激相等 测定绝对阈限时，标准刺激为零 绝对阈限操作定义：所有试验结果的算术平均数 差别阈限操作定义： 1、试验结果与主观相等点的平均距离 2、试验结果与标准刺激的平均距离,平均差误法的误差,动作误差 空间误差/时间误差 多层次ABBA法控制： 标准刺激与比较刺激的相对位置 比较刺激调整方向 随机化比较刺激起点,恒定刺激法测绝对阈限,确定基本无法引起感觉到基本都能引起感觉的刺激强度范围 在此范围内选择几个恒定的刺激（57个） 向被试随机呈现刺激，每种刺激都要求呈现较多次数 每次呈现要求被试报告“有”或“无” 根据反应频数分布推断50%“有”反应对应的刺激强度 操作定义：一半次数能引起感觉的刺激值,恒定刺激法测差别阈限,在标准刺激上下，基本能分辨到基本不能分辨的范围内，选择57个恒定的比较刺激 每个比较刺激随机呈现多次（至少100） 被试每次报告： 1、“+”、“-”或“=”（三类反应） 2、“+”或“-”（二类反应） 得到各类反应的频数分布,三类反应下的差别阈限,估计50%“+”反应对应刺激强度，为上限 估计50%“-”反应对应刺激强度，为下限 差别阈限操作定义：上限和下限之间距离的一半,二类反应下的差别阈限,在二类反应中，50%“+”反应同时也是50%“-”反应，表示没有任何分辨能力的主观相等点 因此，分别定义上下限为“+”、“-”反应分布中75%对应的刺激强度 差别阈限：上下限距离的一半 75%阈限和“一半次数可辨别”的操作定义不符合，因此是另一种差别阈限定义法,三种心理物理法比较,阈限含义是否符合最初的操作定义（50%次数能感觉到/辨别出）？ 被试是否容易疲劳厌倦？ 误差来源和控制 测定程序的效率如何？,问题：如何确定某个被试对红色光的敏感性？,思路：可以通过测量被试对此色光的感觉阈限来加以回答,采用极限法,控制光强度以微小步子变化 暗亮 被试反应：无有 亮暗 被试反应：有无 每次试验刺激系列起点随机变化 每次试验变化方向 ABBA控制 随机变化 每次记录被试反应变化的光强度X 求所有X的平均数,采用平均差误法,被试调整红光刺激的强度： 暗亮 看到光刺激停止 亮暗 看不到光刺激停止 每次试验刺激起点随机变化 每次试验变化方向 ABBA控制 随机变化 每次记录被试停止时的光强度X 求所有X的平均数,采用恒定刺激法,选定固定的光刺激强度： X1、X2、X3、X4、X5 以上刺激每次随机出现一个 被试判断看见/看不见 大量试验后，得到对应每个刺激的看见比率 估计50%比率对应的光强度，例： X3 46% X4 53.5% 阈限= X3 +(50-46)(X4 - X3)/(53.5-46),恒定刺激法改变设定,若实验包含空白试验（光强度=0） 设定1：告知被试，如果在空白试验中报告看见，将受到惩罚 设定2：告知被试，在空白试验中报告看见，也不会受任何惩罚 设定3：告知被试，空白试验出现的概率为10% 设定4：告知被试空白试验出现的概率为80%,不同设定下的阈限值,设定1：回避惩罚倾向保守阈限较高 设定2：没有惩罚阈限较低 设定3：空白试验概率小倾向于“看见”阈限较低 设定4：空白试验概率大倾向于“看不见” 阈限较高 传统心理物理法测定阈限仍然不稳定，受反应倾向的干扰,传统阈限概念的批评,感觉反应确实是“全或无”的吗？ 非感觉变量对被试反应倾向的干扰： 刺激出现的先定概率 正确和错误反应的代价,心理量表