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2003年浙江大学心理学研究生考试实验心理学与统计学试题实验心理学与统计学一、名词解释:4分/题1. 实验者效应 2. 匹配法(matching method) 3. 启动效应 4. 诱动现象5. 听觉适应 6. 差异系数 7. 分层随机抽样二、简答题:6分/题1. 如何提高实验的内部效度。2. 比较被试者内设计与被试者间设计的特点。3. 简述判断声源方向的主要线索。4. 简述算术平均数的使用特点。5. 简述非参数检验的意义和常用方法。三、试比较三种传统心理物理法的优缺点。16分四、试述信号检测论的统计学原理。16分。五、16分有容量分别为n1=10和n2=16的独立随机样本得到下述观测结果,(X、Y为观测值,f为频数):X-12.3 12.5 12.8 13.0 13.5 Y-12.2 12.3 13.0f-1 2 4 2 1 f-6 8 2现已知变量X、Y的总体均呈正态分布。请问在0.05的显著性水平下,可否认为这两个总体属同一分布(提示:F.05(9,15)=2.59, F.05(10,16)=2.49, t.05/2(24)=2.064, t.05/2(25)=2.060, t.05(24)=1.711, t.05(25)=1.708 )?六、20分下表给出了某班12名同学两次考试的成绩。要求:1. 计算两次考试成绩(X、Y)的相关.2. 求Y对X的线性回归方程.3. 对所求方程进行方差分析,以检验其显著性.(提示:F.05(1,10)=4.96, F.01(1,10)=10.04, F.05(1,11)=4.84, F.01(1,11)=9.65).被试 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12考试一(X) 65 63 67 64 68 62 70 66 68 67 69 71考试二(Y) 68 66 68 65 69 66 68 65 71 67 68 70七、24分某实验拟采用拉丁方实验设计探讨5种心理训练程序对某种技能学习成绩的影响。现从5个群体中分别随机选取6名被试,并将实验分别安排在星期一、二、三、四、五进行。要求:1. 以不同群体为行变量,实验时间为列变量,设计出具体的实验方案；2. 写出方差分析的步骤及公式；3. 说明拉丁方设计的特点。参考答案名词解释:4分/题1、实验者效应:指在心理学实验中因为主试原因对实验结果造成的影响。主试者可能以某种方式(如表情、手势、语气等)有意无意地影响被试者,使他们的反应符合实验者的期望。比如:实验的指导语对实验结果的影响,指导语是否含有暗示的成分,是否明白等都直接影响实验结果,因此需要对指导语标准化。另外主试对被试的态度也予以规范化,即要热情、有礼貌、尊重人等。当然这方面需要有度,否则会产生新的影响。2. 匹配法(matching method):使实验组和控制组中的被试者的特点相等的一种方法。使用匹配法时,先要测量所有被试者和实验中要完成的作业具有高相关的特点,然后根据测的结果把实验组和控制组的被试者的特点匹配成相等的。此法理论上可取,实际很难行得通。3. 启动效应:指人在信息加工活动中,自身的知识、经验、期望以及上下文对加工活动产生影响,当人们产生某种期待时,这种期待将易化随后进行的加工。启动效应又分为重复启动效应和间接启动效应,重复启动即前后呈现的刺激是完全相同的。间接启动除包含重复启动之外还允许两刺激有所差别。启动效应的实验为激活扩散模型提供了有利证据。4. 诱动现象:指由于一个物体的运动使其相邻的一个静止的物体产生运动的印象。这是一种错觉,又称运动幻觉或游动错觉。例如:夜空中月亮是相对静止的,而浮云是运动的。可是,由于浮云的运动,使人们看到月亮在动,而云在静止的。观察者与客体的相对空间关系的改变,或者两个以上的彼此空间关系的变化,可以引起诱动现象,如自主运动、站台错觉、相对移动等等。5. 听觉适应:指持续的声音刺激引起听觉感受性下降的现象。听觉系统一般对一个稳定声的感受性在最初的1-2分钟内有所下降,而后很快稳定在一个水平上。听觉适应特点在于它是一个平衡过程。听觉适应所需时间很短,恢复也很快。听觉适应有选择性,即仅对作用于耳的那一频率的声音发生适应,对其他未作用的声音并不产生适应现象。如果声音较长时间(如数小时)连续作用,引起听觉感受性的显著降低,便称作听觉疲劳。听觉疲劳和听觉适应不同,它在声音停止作用后还需很长一段时间才能恢复。如果这一疲劳经常性地发生,会造成听力减退甚至耳聋。6. 差异系数:又称变异系数,相对标准差,在对不同样本的观测结果的离散程度进行比较时,常常遇到下述情况:两个或多个样本所测的特质不同。如何比较其离散程度？即使使用的是同一种观测工具,但样本的水平相差较大时,如何比较它们的离散程度？这时需要运用相对差异量进行比较。差异系数的计算公式是:(S为某样本的标准差,M为该样本的平均数)。差异系数在心理与教育研究中常常应用于同一对象的不同领域或同一领域的不同对象。7.分层随机抽样:抽样方式的一种。按照总体已有的某些特征,将总体分成几个不同的部分(层),再分别在每部分中随机抽样,这种抽样的方法称为分层随机抽样。总原则是:各层内的变异要小,层与层间的变异越大越好。分层抽样充分利用了总体已知的信息,其样本代表性及推论的精确性一般优于简单随机抽样。对于同一总体,n相同时,分层抽样误差小于简单随机抽样误差。二、简答题:6分/题1. 如何提高实验的内部效度。答:(1)研究的内部效度是指在研究的自变量与因变量之间存在一定关系的明确程度。如果自变量和因变量之间关系并不会由于其它变量的存在受到影响,从而变得模糊不清或复杂化,那么这项研究就具有内部效度。要使研究有较高的内部效度,就必须控制各种外部变量,消除它们对研究结论的影响。这些外部变量通常有成熟因素、历史因素、被试选择上的差异、被试缺失产生的效应、前测效应、实验程序不一致或处理扩散产生的效应、统计回归效应、多种研究条件与因素间的交互作用等。(2)要使实验具有较高的内部效度,就必须控制各种额外变量。所以设计实验时,应注意以下几点:历史因素历史因素可以分为前摄因素和后摄因素两类。前摄因素包括被试固有的和习得的差异,比如性别、工龄、经验、身高、体重、态度、个性、运动与心理能力等等。如果对照组与实验组在这些因素上差异较大,则会影响所测得的两组间差异,降低效度。在研究中控制这些因素的方式是对被试进行随机化选择,后摄历史因素是指在研究测量以外可能影响自变量和因变量之间差异的因素,这常常是由于研究中未控制因素的干扰,使因变量发生变化,而不是实验处理本身所造成的差异。选择因素这实际上就是前摄历史因素,是由于选择被试的程序不适当而使各被试组之间一开始就存在系统性差异,影响内部效度。当研究中不可能对被试作出随机选择和分配时,最易受选择因素的影响。成熟因素这是指在研究期间,由于被试自身的生理与心理发展、成长(技能、知识、经验等)或变化而引起的系统变异,因而随着时间的推移而产生某种系统效应,降低研究的内部效度。成熟因素具有动态性的性质,控制的方法是使被试选择与分组尽可能随机化,并设立对照组。研究被试的更换和淘汰实验和研究期间,被试由于事故、生病或研究调整等原因而被更换或停止参加研究,这种因素会明显地影响对研究结果的比较和分析,大大降低内部效度。被试的更换和淘汰不是统计方法可以弥补的,因此研究中要特别注意使被试保持稳定和一致。测量和测试的手段当研究运用事前与事后两次测量时,事前测量会影响事后测量的结果,影响研究的内部效度。同时,由于测评者本身的疲劳、单调感、注意分散以及其它主观因素和测试本身的变化,使测定和评级的精确性受到影响,降低研究的效度。统计回归效应在心理学研究中,常常通过事先测试选择极端分数的被试参加研究,这样就会由于统计回归效应而混淆再次测试的结果所反映的实验效应,从而降低研究的内部效度。实验处理和程序有关实验处理和程序的信息的扩散或交流,使对照组实际上得到了实验处理或受其影响；实验处理的实施包含着其它好处(如资助),产生补偿性等同效应等等,都会损害研究的内部效度。多种研究条件和因素的交互作用许多研究对不同条件或因素的效应进行比较,可是在研究过程中却往往会由于测试程序、因素控制和实验安排等方面的原因,造成多种条件和因素之间的交互作用,从而影响效度。(3)一项研究要具有内部效度,首先必须正确地选择了研究的自变量和因变量,这样才有可能作出有关变量之间因果关系的陈述。其次是要做周密的实验或研究设计。这主要是指在进行实验设计时,明确意识到各种影响内部效度的因素,运用多种设计措施,控制这些影响因素,突出自变量与因变量之间的关系。2. 比较被试者内设计与被试者间设计的特点。答:(1)被试间设计即每个被试只接受一种自变量水平的实验处理,不同的被试接受不同的自变量水平的实验处理。在这种设计中由于被试是随机取样并随机安排接受不同的实验处理的,因而又称完全随机化设计；各实验处理组之间没有相关,因而又称独立样本设计。被试间设计的数据在统计分析时,通常是对实验组和控制组的结果进行差异显著性检验或方差分析。被试间设计可以分为后测设计、前测后测设计和所罗门4组设计(又称重叠实验设计)等几种类型。这种设计比较安全、保守。两种或多种条件之间不可能通过被试相互“污染”。但是这种设计对两组被试条件的要求比较高。(2)被试内设计是指每个或每组被试接受所有自变量水平的实验处理的真实验设计。又称“重复测量设计”。如果用被试组代替单个被试,每组都要接受所有的实验处理,但组中的每个被试随机地接受一种实验处理,这样的组叫区组,这种设计称为“随机区组设计”。同一区组内的被试应尽量“同质”(即在各方面都相似或相同)。随机区组设计的实验处理之间有相关,因此又称“相关样本设计”。被试内设计将被试的个别差异从被试(组)内变异中分离出来,提高了效率。对于容易导致的练习或疲劳效应,通常采取全随机法、对抗平衡法(ADUA)、拉丁法等方法予以消除。被试内设计可分为完全和不完全被试内设计两种,两者的区别在于每个或每组被试接受所有的还是部分的实验处理。结果可用方差分析处理。被试内设计效率比较高,但是很可能产生实验处理的污染,降低实验研究效度。可以通过随机化或平衡法,克服或抵消潜在的干扰效应。3. 简述判断声源方向的主要线索。答:对声源方向的判断,主要有三种双耳(利用两只耳朵)线索:强度差、时间差和周相差。(1)双耳强度差当双耳离声源的距离不同时,会产生强度上的差异。声源很少发自人体的正中面,这样它与双耳的距离之差就产生双耳声强差(intensity dif- ference of the two ears)。向头部投影一个声影(sound shadow)(类似于光的影子),与声源方向相反的一耳处在声影之中,从侧面来的声音必须绕过头部才能到达另一耳。在声音到达之前,许多声波已被头部与其周围物体吸收,因此到达另一耳的声音强度相对比较弱。(2)双耳时间差来自非正中面的声音,不仅会产生双耳强度差,而且还会产生双耳时间差。这一原理易被人理解。双耳时间差(time difference of the two ears)是辨别声音方向的重要线索。人体头部近似球形,两耳间的半圆周约为27.6厘米,声音到达两耳的时差的最大值(即与人体正中面成90时)约为0.5毫秒。假如声源位于正中面上(如正前方、正后方),声波同时到达两耳,时差为零。其他情况则介于零和极大值之间。听分析器正是利用这时间上的差别,来确定声源的方位。(3)双耳周相差如果声源不在正中面上,不仅会产生双耳强度差和双耳时间差,而且还会出现双耳周相差(phase difference of the two ears)。这是因为声波是由一系列的正压和负压组成的,因此任何瞬间,最大的正压到达两耳的时间不同,声调在两耳可能产生周相差。在日常生活中,双耳周相差线索在低频上较为有效,因为两耳的距离有27.5厘米,距离相当大,容易显出周相差；相反,高频的波长短,周相差出现在高频的机率就较小,可靠性差些。不难理解,上述三种双耳线索总是融汇在一起的,它们之间各自提供着既有联系又各不相同的信息。例如双耳时间差和周相差既有区别又有联系,1000赫的连续音的音调每周时间为1毫秒,因此时差0.5毫秒为半周,周相差为180。假如频率为500赫,同样时差为0.5毫秒,周相差就变为90了。周相差的单位是度,时差的单位是毫秒。总之,三种双耳线索的协同作用,使我们能正确地进行听觉定位。4. 简述算术平均数的使用特点。答:算术平均数是所有观察值得总和除以总频数所得之商,简称为平均数或均数。计算公式: 式中N为数据个数,为每一个数据,为相加求和。算数平均数的优点是:反应灵敏；严密确定。简明易懂,计算方便；适合代数运算；受抽样变动的影响较小。除此之外,算数平均数还有几个特殊的优点:只知一组观察值的总和及总频数就可以求出算术平均数。用加权法可以求出几个平均数的总平均数。用样本数据推断总体集中量时,算术平均数最接近于总体集中量的真值,它是总体平均数的最好估计值。在计算方差、标准差、相关系数以及进行统计推断时,都要用到它。算术平均数的缺点:易受两极端数值(极大或极小)的影响。一组数据中某个数值的大小不够确切时就无法计算其算术平均数。5. 简述非参数检验的意义和常用方法。答:(1)非参数检验是针对那些总体分布不能用有限个实参数来刻画,而只能对其作一些诸如分布连续、有密度、具有某阶矩等一般性假定的统计问题。例如,检验“两个总体有相同分布”这个假设,若只假定两总体的分布为连续,此外一无所知,问题涉及的分布不能用有限个实参数刻画,这就是非参数统计问题。又如,估计总体分布的期望,若假定总体分布为正态分布,则问题是参数性的；若只假定总体分布的期望值存在,则问题是非参数性的。不过参数统计与非参数统计之间并没有泾渭分明的界线,有的统计问题,从不同的角度可以理解为参数性的,也可以理解为非参数性的。例如线性回归(见回归分析)问题,若关心的是估计回归系数,它只是有限个实参数,因而可以看成是参数性的；但如果对随机误差的分布类型没有作任何假定,则从问题的总体分布这个角度看,也可以看成是非参数性的。(2)非参数统计的一个重要特点是非参数统计问题中对总体分布的假定要求的条件很宽,因而使得针对这种问题而构造的非参数统计方法,不致于因为对总体分布的假定不当而导致重大错误,所以它往往有较好的稳健性。但正是因为非参数统计方法需要照顾范围很广的分布,在某些情况下会导致其效率的降低。不过,近代理论证明:当一些重要的非参数统计方法,当与相应的参数方法比较时,即使在最有利于后者的情况下,其效率上的损失也很小。(3)非参数统计具有许多特点,比如:非参数检验一般不需要严格的前提假设；非参数检验特别适用于顺序资料；非参数检验很适用于小样本,并且计算简单；非参数检验法最大的不足是没能充分利用数据资料的全部信息；非参数检验法目前还不能用于处理因素间的交互作用。但总的说来这种方法效率比较低。其常用方法有:为独立样本的差异显著性检验的:秩和检验法、中数检验法；为相关样本的差异显著性检验的:符号检验法、符号等级检验法；及适用于等级方差的克-瓦氏单方向方差分析和弗里德曼双向等级方差分析。三、试比较三种传统心理物理法的优缺点。16分答:(1)极限法又叫最小变化法、最小可觉刺激或差别法,系列探索法。极限法的刺激由递减和递增的两个系列组成,每次呈现刺激后让被试报告,回答是否有感觉。刺激的增减应尽可能的小,目的是系统的探求被试由一类反应到另一类反应的转折点,即在多强刺激时由有感觉变为无感觉；或由无感觉变为有感觉。注意递减、递增系列是交替进行的,数量一致；每个系列的起始点也不一样,以免被试形成定势。(2)平均差误法,又叫调整法,均等法。是实验者规定以某一刺激为标准刺激,然后要求被试调节另一比较刺激,使后者在感觉上与标准刺激相等。客观上一般不可能使比较刺激与标准刺激完全一样,于是每一次比较就会得到一个误差,把多次比较的误差平均起来就得到平均误差。因为平均误差与差别阈限成正比,所以可以用平均误差来表示差别感受性。(3)刺激通常由5-7个组成,在实验过程维持不变,因而这种方法叫做恒定刺激法,又叫次数法、常定刺激差别法、正误示例法。刺激的最大强度要大到它被感觉的概率达到95%左右,刺激的最小强度要小到它被感觉的概率只在5%左右。各个刺激之间的距离相等,确定几个制定值,与最大间距与最小变化不同,恒定刺激法的刺激是随机呈现的,每个刺激呈现的次数应相等。(4)三种传统心理物理法的比较:从感觉阈限上比较:根据感觉阈限的操作定义,极限法求得的阈限值教能符合感觉阈限的操作定义,因被试知道刺激呈现的次序,他可把注意力集中到特别需要集中的地方,从而取得较好的实验效果,但却容易产生期望误差和习惯误差,对于有一定后作用的刺激,不宜采用。从被试者方面比较:平均误差法的实验程序对被试来说比较自然,让被试主动调整比较刺激,引起被试兴趣,因此,这方面平均误差法较优。误差方面比较:极限法测定的结果差异较小,平均误差法只得到近似值。从效率上比较:恒定刺激答将每个记下数据均用上,效率较高。四、试述信号检测论的统计学原理。16分。答:信号检测论实质上是有意识地利用信号和噪音的统计 特性来尽可能地抑制噪音,从而提取信号,根据统计学原理,可以把从噪音干扰中接受信号的过程看作一个统计判断过程,即用统计判断的方法,根据接受的混合波形做出信号存在与否的判断。信号检测论的两择判断矩阵反应刺激 有信号无信号有信号击中HP(H)漏报MP(M)无信号虚惊FAP(FA)正确拒斥CRP(CR)从统计学的观点来看,信号检测即是要检验两个统计假设(无信号)和(有信号)的真伪。设想检测者测量单一变量X,并以此为根据选择或。在无噪音条件下,当时,为真；当时,为真。但在噪音背景下,无信号时X并不总是等于,有信号时X也并不总是等于,而是分别形成两个概率分布和。这时,检测者需要确定一个反应标准,将X分成两个值域,当时,判定为真；当,判定为真。五、16分有容量分别为n1=10和n2=16的独立随机样本得到下述观测结果,(X、Y为观测值,f为频数):X-12.3 12.5 12.8 13.0 13.5 Y-12.2 12.3 13.0f-1 2 4 2 1 f-6 8 2现已知变量X、Y的总体均呈正态分布。请问在0.05的显著性水平下,可否认为这两个总体属同一分布(提示:F.05(9,15)=2.59, F.05(10,16)=2.49, t.05/2(24)