心理实验的变量与设计.ppt

本章考研大纲 （一）心理学实验的含义与基本形式 （二）心理学实验与理论 1实验范式 2实验逻辑 3实验与理论的关系 （三）心理学实验中的变量 1自变量及其操纵 2因变量及其观测 3额外变量及其控制 4统计结论效度 （四）实验设计 1实验设计及评价标准 2前实验设计与事后设计 3准实验设计 4真实验设计 （五）实验研究的效度 1内部效度 2外部效度 3构思效度 讲授提纲 本章主要内容：本章主要内容： 一、一、心理学实验的基本含义与基本形式实验实验 二、二、心理学实验与理论 三、研究中的变量及其控制三、研究中的变量及其控制 四、实验设计四、实验设计 五、实验的效度五、实验的效度 要点复习要点复习 实验的灵魂：实验的灵魂：控制控制 实验控制的目的：实验控制的目的：探索人的心理和行为探索人的心理和行为 发生、发展变化的原因发生、发展变化的原因 一、心理学实验的基本含义与基本形式 心理实验是指通过人为地、系统地操作环境， 导致某些行为发生变化，并对之进行观察、记 录和解释的科学方法。 在实验法中，研究者可以积极地利用仪器设备 干预被试的心理活动，人为地创设出一些条件 ，使被试者作出某些行为，并且这些行为是重 复出现的。 二、心理学实验与理论 1、实验范式 在心理学中，为了验证某种假设以及发现某些 有意思的现象，实验者会设计具有验证性目的 的实验。有些实验比较经典，被有相同或类似 目的的后人多次沿用，就形成了一种实验范式 。实验范式包括实验的目的，具体流程，手段 以及实验设计等。（其实就是经典的实验例子 ，比如，stroop实验范式） 1935年美国心理学家John Riddly Stroop 在一项研究中发现。当命名用红墨水写成 的有意义刺激（如“绿”）和无意义的刺 激词的颜色时，会出现前者的颜色命名时 间比后者长的现象。这种同一刺激的颜色 信息（红）和词义信息（绿）相互发生干 扰的现象就是著名的Stroop效应。 2、实验逻辑 如果我们根据某种理论命题得到两个变量间存 在因果关系，或者我们根据经验事实和主观判 断推测现象X是造成现象Y的原因，即：XY， 为了证明这一假设，我们要首先观察Y的变化 情况。先在没有X时Y的情况，然后引入X后Y的 情况，然后比较两次有没有变化。这就是实验 最基本的分析逻辑。实际情况更加复杂，要排 除其他各种因素造成Y在前后两次中所得结果 不同的可能性。（这就是为什么我们要对自变 量，因变量和额外变量进行控制的原因） 3、实验与理论的关系 一方面，心理学实验需要理论的指导。（问题 与假设的提出是基于理论的） 另一方面，心理学的理论也需要实验的检验（ 实践才是检验真理的唯一标准） 什么是变量什么是变量 变量（变量（variablevariable）是指在数量上或质量上可是指在数量上或质量上可 变的事物的属性。变的事物的属性。 变量包括作业变量（刺激变量）、环境变量、机变量包括作业变量（刺激变量）、环境变量、机 体变量体变量 在一个具体的实验中，变量分为自变量、因变量在一个具体的实验中，变量分为自变量、因变量 和额外变量。和额外变量。 三、实验研究中的变量及其控制三、实验研究中的变量及其控制 实验设计的流程图 自变量被 试 因变量 额外变量 （一）变量的类型 1、自变量自变量 2 2、因变量、因变量 3 3、额外变量、额外变量 （1 1）什么是自变量）什么是自变量 在实验中实验者所操纵的、对被试者的反在实验中实验者所操纵的、对被试者的反 应产生影响的变量称为应产生影响的变量称为自变量自变量； （2 2）自变量的类型）自变量的类型 作业变量（刺激变量、任务变量）作业变量（刺激变量、任务变量） 环境自变量环境自变量 被试者变量被试者变量 1 1、自变量、自变量 （3）只有具备以下特点的条件因素才能成 为自变量 本身能变化的 能由研究者直接操纵的 能引起所要研究的心理现象 2、因变量 因为自变量的变化而产生的现象变化（行为表因为自变量的变化而产生的现象变化（行为表 现），称为现），称为因变量。因变量。 凡是对因变量产生影响的实验条件都称为凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关相关 变量；变量； 对因变量不产生影响的实验条件称为对因变量不产生影响的实验条件称为无关变量无关变量 （或（或无关变项无关变项）。）。 在相关变量中，实验者用以研究的变量称为自在相关变量中，实验者用以研究的变量称为自 变量，实验者不用于研究的那些相关变量称为变量，实验者不用于研究的那些相关变量称为 额外相关变量额外相关变量，或简称为，或简称为额外变量额外变量。 由于在实验中额外变量是必须加以控制的，所以额由于在实验中额外变量是必须加以控制的，所以额 外变量也被称为外变量也被称为控制变量控制变量。 评价一项实验设计的好坏的一个重要依据就是评价一项实验设计的好坏的一个重要依据就是 看研究者能否成功地控制那些额外变量。看研究者能否成功地控制那些额外变量。 3 3、额外变量、额外变量 心理学实验中典型的额外变量 实验者效应实验者效应: :主试在实验中可能以某种方式（ 如表情、手势、语气等）有意无意地影响被试 ，使他们的反应附和实验者的期望。这种现象 称为实验者效应。 （罗森塔尔效应或皮格马 利翁效应） 要求特征要求特征: :被试自发地对实验者的实验目的产 生一个假设或猜想，然后再以一种自以为能满 足这一假想的实验目的的方式进行反应。（霍（霍 桑效应、安慰剂效应）桑效应、安慰剂效应） （二）变量的操纵 1.1.自变量的控制自变量的控制 2.2.因变量的控制因变量的控制 3.3.额外变量的控制额外变量的控制 在实验中对自变量的操纵、变化称为自变量在实验中对自变量的操纵、变化称为自变量 的控制。的控制。 对自变量的控制，对自变量的控制，首先要对自变量进行严格首先要对自变量进行严格 的规定的规定，对心理学中一些含混不清的变量必，对心理学中一些含混不清的变量必 须使之须使之操作定义操作定义化，只有这样才能进行实验化，只有这样才能进行实验 。 操作定义操作定义：指用可感知、度量的事物、时间、现象：指用可感知、度量的事物、时间、现象 和方法对变量或指标作出具体的界定。和方法对变量或指标作出具体的界定。 例如，把例如，把“刚刚感受到刚刚感受到”定义为定义为“50%“50%次感受到次感受到”，就可测，就可测 定感觉阈限了。定感觉阈限了。 又如，疲倦（又如，疲倦（fatiguefatigue）没有一个共同的起点和尺度，怎么没有一个共同的起点和尺度，怎么 测量呢？如果定义为测量呢？如果定义为“工作效率的下降工作效率的下降”，那么就可以进，那么就可以进 行测量和比较了。行测量和比较了。 1.1.自变量的控制自变量的控制 其次，对于在刺激维度上连续变化的自变量，其次，对于在刺激维度上连续变化的自变量， 要做好三项工作：要做好三项工作： （1 1）要确定好自变量的范围）要确定好自变量的范围 （2 2）要选一定数量的检查点）要选一定数量的检查点 （3 3）要确定好各检查点之间的间距）要确定好各检查点之间的间距 校准测量自变量的仪器 控制呈现刺激的方式。 2.2.因变量的控制因变量的控制 把实验中的被试者的反应控制在主试者所设想把实验中的被试者的反应控制在主试者所设想 的方向上，这就是反应的控制问题。的方向上，这就是反应的控制问题。 以人作被试者，往往用指示语来控制被试者的以人作被试者，往往用指示语来控制被试者的 反应。反应。 指示语指示语乃是心理实验中主试者给被试者交代任务时乃是心理实验中主试者给被试者交代任务时 说的话。说的话。 使用指导语时，应注意在允许的范围内做到引起动使用指导语时，应注意在允许的范围内做到引起动 机，激发兴趣。被试者来到实验室时，不一定对参机，激发兴趣。被试者来到实验室时，不一定对参 加实验感兴趣。因此主试者必须利用言词来引起他加实验感兴趣。因此主试者必须利用言词来引起他 们的兴趣。在可能的范围内，告诉他们实验目的与们的兴趣。在可能的范围内，告诉他们实验目的与 应用价值，使他们认识到参与和合作的意义。应用价值，使他们认识到参与和合作的意义。 反应指标的选择反应指标的选择 在心理学实验中，一般常用的指标有：在心理学实验中，一般常用的指标有： 绝对阈限绝对阈限 差别阈限差别阈限 反应时反应时 反应持续时间反应持续时间 反应程度反应程度 完成量完成量 错误率错误率 完成一定的作业所需要的时间完成一定的作业所需要的时间 达到一定基准所需要的次数达到一定基准所需要的次数 口头报告口头报告 选择指标的条件主要有：选择指标的条件主要有： 有效性，即指标充分代表当时的现象或过程的有效性，即指标充分代表当时的现象或过程的 程度，也称为效度程度，也称为效度。 可靠性 敏感性：高限效应和低限效应 数量化数量化 3.额外变量的控制 排除法排除法 恒定法恒定法 匹配法 随机化法 抵消平衡法 统计控制法统计控制法 实验中的变量分析 学习走迷津实验 实验目的：研究随着学习次数的增加，走迷 津所用的时间和错误次数的变化。 实验材料：触棒迷津（见下图）、小棒、遮 眼罩（见下图）、秒表、记录纸。 遮眼罩 实验程序 （1）三人一组，被试者带上遮眼罩，用 小棒走迷津（实验前被试者勿看迷津， 也勿用手触摸迷津）。主试者对被试者 的指示语必须这样说明：“在排除视觉 的条件下，尽快地学会用小棒走迷津， 中间不要停顿，要积极运用动觉、记忆 和思维，争取早些学会”。主试者把小 棒放在迷津的入口处，然后让被试者用 优势手拿住小棒，手臂悬空。 （2）被试者手执小棒静候。主试者在每 次开始前2秒钟，先发出“预备”口令， 主试者再说“开始”时，被试者才用小 棒走动。在发出“开始”口令的同时， 主试者开动秒表。 （3）被试者在走迷津的过程中，凡进入 盲巷一次就算出错一次，主试者记下错 误次数。 （4）当被试者的小棒进入迷津终点，主 试者立刻说“到了”，同时停秒表，记 录走一遍迷津所用的时间（秒）。再做 下一次的准备工作。 （5）学习遍数因被试者而异，均以连续 三次不出错为学会的标准。 （6）若被试者在学习途中感到疲劳，可 在某次走到终点后休息几分钟。 本实验的变量分析 自变量：学习次数 因变量：时间、错误次数 控制变量： 刺激因素、被试自身因素、 主试因素、环境因素 变量命名练习 因为理解自变量、因变量和控制变量非常重要 ，所以我们在这里再举一些例子以便你检查自 己是否真的理解了。对于每一个例子都要说出 三种变量。 汽车制造者想知道刹车灯多亮可最大程度地减 少后面司机意识到前方正在停车的时间。实验 就是回答这一问题。对变量命名。 答案 自变量(被操纵变量)： 刹车灯的明度 因变量(被观察变量)： 刹车灯亮到尾随车司机踩刹车踏板之间的时间 控制变量(恒定变量)： 刹车灯颜色、刹车板的形状、刹车所需力气、额 外照明度等 训练鸽子绿灯亮时啄键、红灯亮时停止。对作 出正确反应的鸽子给予玉米的奖励。对变量命 名。 答案 自变量 灯的颜色(红或绿) 因变量 啄键次数 控制变量 食物剥夺时间、键的大小、红灯绿灯的强度等 答案 自变量 用于奖励的语言种类。 因变量 语言数量(或频率) 控制变量 办公室情境、治疗者 治疗者试图改善患者的自我形象。每次患者描 述自己积极的一面时，治疗者就以点头、微笑 和额外注意予以奖励。对变量命名。 社会心理学家做了一个实验，为了发现当六个 人挤在一个电话亭里时是男人还是女人感到更 不舒服。对变量命名。 答案 自变量