第二章 心理学实验设计.ppt

实验心理学讲义 第二章实验设计 1 第二章心理实验的设计 第一节实验研究的设计一 实验设计进行科学实验前做的具体计划 主要用来控制实验条件和安排实验程序 实验设计的目的在于尽可能减少额外变量 从而增加实验产生有效而一致的结果的可能性 主讲人 实验心理学讲义 第二章实验设计 2 二 实验设计的基本问题采用多少自变量和因变量 各自变量采用多少处理水平 如何将被试分配到各自变量的水平中 实验心理学讲义 第二章实验设计 3 三 心理实验中的各种变量变量 variable 以某种方式变化或改变的对象 object 特性 quality 或事件 event 这些因素有些是外显的 有些则是隐含的 需要借助一定的理论及统计分析方法 实验心理学讲义 第二章实验设计 4 种类 相关变量指变量之间存在相关关系的变量 但无法确定谁是因 谁是果 因果变量指相互存在因果关系的变量 前是因 后是果 实验心理学讲义 第二章实验设计 5 主体变量指研究对象主体身上的变量性别 性格 情绪 态度等客观变量指研究对象主体以外的各种变量文化特征 他人行为等 实验心理学讲义 第二章实验设计 6 直接测量变量可直接测量的变量年龄 身高 体重 学业成绩等间接测量变量无法直接测量的变量态度 成就动机 价值观等 实验心理学讲义 第二章实验设计 7 操作性变量实验者可以主动操作的变量刺激呈现时间 奖赏次数等非操作性变量实验者无法主动操作的变量性别 民族 父母职业等 实验心理学讲义 第二章实验设计 8 四 变量的类型 自变量 因变量和控制变量 1 自变量 independentvariableI V 定义即刺激变量 它是由主试选择 控制的变量 它决定着行为或心理的变化 在性质 数量上可以变化 操作或测量的条件 现象或特征 两种或两种以上取值的事件或行为 即含有两个或两个以上水平性别为变量时 有男和女两个水平智商作变量时 可分为高 中 低三个水平 实验心理学讲义 第二章实验设计 9 2 自变量的种类A 刺激特点自变量 作业变量 作业指实验中被试的任务 如果把实验任务的任何特性作为自变量来操纵 则这种自变量就是一种作业变量 例如 学习50个单词 词频对再认的影响 B 环境特点自变量例 背景音乐对保持的影响 实验心理学讲义 第二章实验设计 10 C 被试特点自变量可能影响对某种刺激的反应的被试特性因素 如年龄 性别 血型 不同文化程度 职业特点 健康状况 疲劳 焦虑 恐惧 奖励 惩罚 饥饿等 D 暂时造成的被试差别实验分组 实验心理学讲义 第二章实验设计 11 3 自变量的数量实验中一般同时选择 个自变量进行操纵 优点 A 比做多个单变量独立实验 效率更高 B 从几个自变量概括出来的资料更有价值 C 实验更好控制 D 可以研究交互作用 实验心理学讲义 第二章实验设计 12 4 自变量的控制A 给自变量规定操作定义 疲劳可以定义为从事某种体力劳动的时间量 B 规定自变量的不同水平 自变量的水平指自变量的一个取值 疲劳的水平可以是1h 2h 3h等 实验心理学讲义 第二章实验设计 13 2 因变量 dependentvariableD V 定义 被试的反应变量 它是自变量造成的结果 是主试观察或测量的行为变量 1 反应的正确性 2 反应的难度 3 反应的次数或几率 4 反应的强度 5 口语报告内容 6 反应速度 实验心理学讲义 第二章实验设计 14 2 因变量的特征 一个好的因变量的标准是 稳定性 1 可靠性即信度被试在相同的实验条件下 应得到相近的结果 影响实验信度的因素 观察量 观察量越大就越有理由相信样本统计值接近总体参数值 也就是样本更能代表其所在的总体 对结果的统计检验 实验心理学讲义 第二章实验设计 15 实验信度的验证 直接验证 在尽可能保持原实验方法的情况下在实际中重复实验 系统验证 实验者试图变化那些先前与实验结果不相关的因素 即在实验中引入原来未加控制的变量 概念验证 进行概念验证时 研究者试图验正一个现象 但在某种程度上又与原先的实验有很大的不同 实验心理学讲义 第二章实验设计 16 2 有效性即效度因变量的变化确实是由自变量造成的 则认为因变量是有效的 内部效度指实验中自变量和因变量之间因果关系的明确程度 外部效度指实验结果能够普遍推论到样本的总体和其他同类现象中去的程度 即实验结果的普遍代表性和适用性 实验心理学讲义 第二章实验设计 17 Jenkins评价外部效度的维度 1 用其他的被试人群也能得到同样的结果吗 2 用其他的实验材料也能得到同样的结果吗 3 用其他不同类型的测验会出现同样的结果吗 4 用不同实验处理和不同的自变量操作方式也能得到同样的结果吗 影响外部效度的因素 1 实验环境的人为性 2 被试样本缺乏代表性 3 测量工具的局限性 实验心理学讲义 第二章实验设计 18 3 敏感性自变量的变化可以引起因变量的变化 因变量就是敏感 相反因变量则是不敏感的 因变量不敏感有两种类型 高限效应 ceilingeffect 和低限效应 flooreffect 实验心理学讲义 第二章实验设计 19 高限效应 天花板效应 被试反应超过了所能测量的最大值 实验任务太简单 被试在各种不同水平的自变量下都获得了很好的结果 且无差异 低限效应 地板效应 被试反应低于所能测量的最小值 实验任务过于困难 不同水平自变量下被试的结果都很差 且无差异 实验心理学讲义 第二章实验设计 20 3 额外变量及其控制有关变量 relevantvariable 对因变量足以产生影响的实验条件 无关变量 irrelevantvariable 对因变量不产生影响的实验条件 额外的有关变量 extraneousrelevantvariable 简称为额外变量 extraneousvariable 在有关变量中 主试拟研究的变量叫做自变量 主试不拟研究的那些变量叫做额外变量 实验心理学讲义 第二章实验设计 21 定义 额外变量 自变量以外的对因变量造成潜在影响的变量 例如 以某种方法记忆英语单词 操纵的是方法和时间 但是在一天中的不同时间 气温 饥饿 疲劳等因素对记忆也存在影响 因此就需要进行控制 实验心理学讲义 第二章实验设计 22 2 变量混淆的原因 A 顺序效应 由于实验按照某种固定顺序进行 而对实验结果产生了影响 产生前提 被试接受两次以上实验处理 表明 活的有机体受经验的影响 对外界施加的作用的反应会产生或轻或重或短或长效应 实验心理学讲义 第二章实验设计 23 B 安慰剂效应 被试效应 被试的认知作用对实验结果的影响 被试效应说明 以人为对象的实验研究中 实验反应并不一定就是操纵因子产生的结果 C 实验者效应 期望效应 指主试情感的某种偏向而对实验结果产生了干扰 实际是主试情感自觉与不自觉地投射到被试 被试知觉后产生行为定向反应 实验心理学讲义 第二章实验设计 24 皮格马利翁效应皮格马利翁是希腊神话中的塞浦路斯国王 善雕刻 他用神奇的技艺雕刻了一座美丽的石雕少女像 他把全部的精力 热情和爱恋都赋予了这座雕像 并向神乞求让她成为自己的妻子 爱神被他打动 赐予雕像生命 并让他们结为夫妻 实验心理学讲义 第二章实验设计 25 罗森塔尔效应实验过程 事先给学生进行一次IQ测验 随机选择一部分学生 贴上 高智力 标签 并把名单给了任课老师 八个月后 贴上 高智力 标签的学生成绩比其他学生更优秀 结果解释 老师对 特殊 同学 给予了更多关注和反馈 给他们创造更好的学习条件 实验心理学讲义 第二章实验设计 26 D 要求特征在实验中被试自发地对主试的目的产生某种假设 然后以满足该假设的方式做出反应 好被试 现象指被试在实验中根据自己对实验目的的假设努力使自己的行为符合实验者的要求 成为一个好被试 霍桑效应由于受到额外的关注而引起绩效或努力上升的现象 实验心理学讲义 第二章实验设计 27 举例 Q M Coca cola Pepsi cola 1 Pepsi cola 实验心理学讲义 第二章实验设计 28 Q M Coca cola Coca cola 2 Coca cola 实验心理学讲义 第二章实验设计 29 对额外变量的控制A 匹配法使实验组和控制组中被试的属性相等 缺点 难以同时控制多个因素 B 消除法指将影响实验结果的无关环境变量消除掉 弱点 有些额外变量难以消除 C 恒定法尽可能将各种实验处理保持在相同水平上 同样的光线 温度 同样的测试时间 地点和指导语等 弱点难以推广恒定额外变量与自变量可能有交互作用 实验心理学讲义 第二章实验设计 30 D 平衡法指将额外变量的影响平均分配给所有组以达到组间平衡 实施办法设立实验组和控制组 实验心理学讲义 第二章实验设计 31 E 随机化法指通过抽取样本和分组的随机化来平衡被试间个体差异因素 抽取原则总体中每个成员被抽中的概率相等 实施方法随机取样随机分组优点控制机体变量 实验心理学讲义 第二章实验设计 32 F 统计控制法指采用统计技术控制额外变量采用协方差分析或偏相关等技术实施办法删除极端数据法协方差统计法 实验心理学讲义 第二章实验设计 33 4 多变量实验设计 1 多自变量实验设计在一个实验中包含两个或两个以上自变量的实验设计 优点 做一项多自变量的实验比分别做多个实验效率高 做一项实验研究比分别做多项实验研究易于保持控制变量恒定 也是最重要的 在几个变量同时并存的情况下所概括的实验结果比从几个单独实验所概括的结果更有价值 更接近实际生活 实验心理学讲义 第二章实验设计 34 交互作用指自变量之间的相互关系 当一个自变量产生的效果在第二个自变量的每一个水平上不一样时 交互作用就发生了 实验心理学讲义 第二章实验设计 35 交互作用举例 沃林顿和韦斯克兰茨 1970 自变量记忆缺陷与否 遗忘症患者和控制组被试 患有神经系统疾病的患者 记忆测验类型 外显记忆测验 自由回忆 和内隐记忆测验 模糊字辨认 结果 控制组被试在外显的自由回忆测验中 其作业成绩优于遗忘症患者的 而在词汇辨认测试时则两者是一样的 实验心理学讲义 第二章实验设计 36 2 多因变量设计在一个实验中包含两个或两个以上因变量 实验心理学讲义 第二章实验设计 37 第二节实验设计的类型及方案 一 被试间设计二 被试内设计三 混合设计四 单被试实验设计五 单组后测设计六 单组前测后测设计七 不等两组前测 后测设计八 时间序列设计 真实验设计 准实验设计 实验心理学讲义 第二章实验设计 38 一 真实验设计 一 被试间设计 between subjectsdesign 1 定义 也称独立组设计 无关样本设计 独立测量设计 每个被试只接受实验处理的一种水平 将实验设计分为实验组和控制组比较设计 是心理实验最基本的实验设计类型 也就是把数目相同的被试分配到自变量的不同水平或不同的自变量上 实验心理学讲义 第二章实验设计 39 2 被试间设计类型根据自变量的数目不同分为单自变量被试间设计只有一个自变量 可以有两个或多个水平 被试随机分配 每个被试只接受一种水平的实验处理 多自变量被试间设计也称多因素被试间设计 简称因素设计 有两个或两个以上的自变量 且每个自变量有两个或两个以上的水平 被试随机分配 每个被试接受一个实验处理的结合 实验心理学讲义 第二章实验设计 40 根据对无关变量的控制程度分为随机组设计用随机分配的方法将被试分组 使各组无关变量保持相等 配对组设计先将影响实验结果的某些因素水平的被试配对 然后再随机分配被试接受不同的实验处理 实验心理学讲义 第二章实验设计 41 例如 组15人测对光的反应时 组15人测对声的反应时 比较两组平均RT进行t检验 有无显著性差异 实验心理学讲义 第二章实验设计 42 LoftusandBurns 1982 实验目的 考察暴力场面对人的记忆的影响 被试 226名UniversityofWashington的自愿参加者 随机分配到以下两组 组一 看带有暴力场面的电影组二 看非暴力场面的电影看完电影之后 要求两组被试回答25道关于电影中事件的问题 其中一道题非常关键 问被试在银行外面露天停车场踢球的男孩穿的足球衫上的号码是多少 因变量是正确回忆出男孩运动衫号码的人数的百分数 结果 组一 4 组二 28 实验心理学讲义 第二章实验设计 43 优点 一种自变量 或实验条件 不会影响另一种自变量 因为每个被试只对一种自变量做反应 两组间可比较 缺点 分配到各实验条件下的被试可能在各方面不是等同的 如果是这样 那不同实验条件造成的差异也可能是由于被试的差别引起的 如能力 个性 受训练程度等 实验心理学讲义 第二章实验设计 44 3 被试间实验设计的控制通过匹配或随机化创设等组 随机组设计 randomgroupsdesign 匹配组设计 matchedgroupsdesign 实验心理学讲义 第二章实验设计 45 随机化法 randomizationmethod 随机化随机地选择被试和分派被试从被试者总体中用随机法抽取被试样本 把被试随机分到实验组和控制组中去 不仅能应用于被试分配 也能应用于刺激呈现采用随机化法的前提是样本量要大 实验心理学讲义 第二章实验设计 46 匹配法 matchingmethod 含义找出在与自变量相关的某些变量上相似的被试组成成对的被试 使用匹配法的步骤测量所有被试者与实验中所要完成的作业密切相关的特点 根据测得的结果 把实验组和控制组被试的特点匹配成相等状态 实验心理学讲义 第二章实验设计 47 优点排除被试变量对自变量效果的混淆 缺点在实际上很难施行如果被试特性超过一个以上 实验者常会顾此失彼 甚至无法匹配 有些因素如动机 态度等无法找到可靠的依据进行匹配 实验心理学讲义 第二章实验设计 48 匹配时 注意避免回归假象 回归假象是指在许多测量情形中 第一次测验时的高分组和低分组这两个极端组的分数在第二次测量时向平均数回归了 高分组的得分比第一次低些 低分组的则高些 实验心理学讲义 第二章实验设计 49 例 提高非洲裔儿童的阅读成绩的计划 了解一个帮助非洲裔美国儿童提高阅读分数的计划是否有效 一组非裔儿童和一组白人儿童 在诸如年龄 性别以及最重要的最初阅读成绩等几个维度上进行匹配 实施教育计划后再次测查阅读分数 结果 非洲裔美国儿童在接受阅读计划之后比以往更差 而白人儿童则有所提高 解释 非裔儿童的总体阅读分数就要比白人儿童低 匹配时 选择了非裔儿童中的高分组 和白人儿童的低分组 在第二次测验时 回归假象的存在使非裔儿童的分数从高分向下回归 而白人儿童从低分向上回归 实验心理学讲义 第二章实验设计 50 随机化法VS匹配法样本大的时候 随机化法可以较好的控制额外变量的影响 样本小的时候 匹配法可以较好的控制额外变量的影响 实验心理学讲义 第二章实验设计 51 二 被试内设计 within subjectsdesign 1 定义把相同的被试分配到不同的自变量或自变量的不同水平下 每个被试参加每种自变量水平的实验 实验心理学讲义 第二章实验设计 52 例如 测对光的反应时15人测对声的反应时比较光 声 的平均值 实验心理学讲义 第二章实验设计 53 随机区组设计举例 1 Sackheim Gur和Saucy 1978 使用组内设计研究人的两侧面孔在情绪表达强度上的差异 早期的研究者发现 被试能够准确地区分呈现给他们的人类的6种基本情绪 快乐 惊奇 恐惧 悲伤 愤怒 和厌恶 的照片 Sackheim和他的合作者利用一个人的一侧面孔和其镜像重新构成一张完整的面孔的照片 上图为三种实验材料 实验心理学讲义 第二章实验设计 54 随机区组设计举例 2 给被试呈现如图所示的照片制成的幻灯片 要求被试利用7点量表评价每一张幻灯片的情绪的强度 每次呈现一张幻灯片 每张呈现10秒钟 然后给被试35秒钟进行评定 实验中的自变量为照片的形式 左侧构成 原始照片 和右侧构成 每位被试评价54张幻灯片 18张左侧构成照片 18张原始照片和18张右侧构成照片 实验心理学讲义 第二章实验设计 55 随机区组设计举例 3 实验心理学讲义 第二章实验设计 56 随机区组设计举例 4 问题是 两种重新构成的照片在表现出的厌恶程度上是否相同 在本实验中 被试对左侧构成照片的厌恶强度评价明显高于对右侧构成照片的厌恶强度评价 Sackheim等人用大脑半球的分化解释以上实验结果 通常 左半球控制身体的右侧 而右半球控制身体的左侧 因此 左侧构成照片反映的是右半球的控制 而右侧构成照片反映的是左半球的控制 对左侧构成照片情绪强度评价较高表明右半球在情绪的表达方面更为重要 实验心理学讲义 第二章实验设计 57 2 被试内设计分类 1 单因素被试内设计实验中只有一个自变量 自变量的处理水平有两个或两个以上 每个被试接受所有的实验处理水平 2 多因素被试内设计实验中有两个或两个以上的自变量 每个自变量的处理水平有两个或两个以上 每个被试接受所有自变量水平的结合 实验心理学讲义 第二章实验设计 58 优点 1 被试利用经济性采用被试内实验设计可以节省大量的被试 2 节省实验的时间比如ERP实验的准备时间以及实验中练习的时间 3 更好地控制了被试的个体差异很好低控制了个体差异这一无关变量 4 心理学的某些领域需要使用组内设计 即组内设计用于研究练习的阶段性最为理想 实验心理学讲义 第二章实验设计 59 缺点 实验条件互相干扰 练习 疲劳 等 延期效应 第二个实验条件会受第一个实验条件的影响 如记忆实验 造句学单词 背诵学单词 在造句学习完后要求背诵 可能被试仍用造句的方式学习 实验心理学讲义 第二章实验设计 60 此方法不能用来研究某些被试特点自变量之间的差异 如果实验中每一种实验条件需要较长时间的恢复期 则不宜使用组内设计 当自变量的不同水平代表一种连续事件的延续结果时 不宜使用组内设计 实验心理学讲义 第二章实验设计 61 3 被试内实验设计的控制 1 完全平衡设计所有可能的处理顺序都出现 每一个实验序列出现的次数也相同 实验心理学讲义 第二章实验设计 62 ab例 a 光b 声每个做 次ba 假定a对b的影响等于b对a的影响 a 光b 声c 皮肤刺激abcacbbacbcacabcban 1 2 21 23 61 2 3 4 24 实验心理学讲义 第二章实验设计 63 随着实验处理的增加 实验处理的顺序序列也会快速增加 需要的被试也越来越多 实验心理学讲义 第二章实验设计 64 在实验中只出现一部分可能的处理顺序最简单的是随机化的不完全平衡 实验心理学讲义 第二章实验设计 65 2 不完全平衡设计 拉丁方平衡设计 一个序列或一个矩阵必须满足每个实验处理在任何一个顺序序列中只出现一次 实验心理学讲义 第二章实验设计 66 构建一个均衡的拉丁方当实验处理数为偶数时 每一个实验处理在每一行都出现一次 第一顺序 1 n 3 n 1 4 n 2 5 第二顺序 对上一个顺序的个数目加 如n 时 第一顺序 第二顺序 第三顺序 第四顺序 6 6的均衡拉丁方 实验心理学讲义 第二章实验设计 67 当实验处理数为奇数时 为了平衡累积效应 每个处理都将在每个序列中出现两次 是行数的两倍长 3水平的均衡拉丁方 实验心理学讲义 第二章实验设计 68 三 混合设计 MixedDesign 混合设计是指在一个研究中有些自变量按组内设计安排 有些自变量按组间设计安排 一般说来 如果一种自变量很可能会影响另一种自变量 那么对这些自变量按组间设计安排 其余的自变量按组内设计安排 实验心理学讲义 第二章实验设计 69 何时使用混合实验设计 某个自变量的处理会对被试产生长期效应 被试更关心被试变量的不同水平对另一个变量的影响 被试内 间设计不可行 实验心理学讲义 第二章实验设计 70 例 攻击行为儿童大脑半球认知特点的研究 张倩 郭念峰 1999 假设具有攻击行为儿童的大脑半球协同能力要低下 自变量被试内因素 左视野 右视野 被试间因素 攻击行为儿童 正常行为儿童 结果攻击行为儿童右视野 即左半球 在加工图字Stroop效应刺激时 错误率增高 与正常儿童组差异显著 实验心理学讲义 第二章实验设计 71 例 青年和老年回忆人名的启动实验 Burkeetal 2004 假设为老年人提供回忆线索 能帮助其回忆人名 自变量被试内因素 同音词 不相关词被试间因素 老年人 青年人结果相对与年轻组被试 老年组在得到同音启动的线索后 回忆名字的成绩有了显著提高 实验心理学讲义 第二章实验设计 72 Johnson Petzel Hartney和Morgan 1983 用混合设计的方法比较抑郁者和非抑郁者的记忆成绩 他们假设 抑郁者比非抑郁者对于未完成的记忆任务的记忆效果更好 实验中 要求抑郁组和非抑郁组完成20项记忆任务 其中 10项记忆任务在完成之前被打断 在全部任务完成后 要求被试回忆记忆任务的名称或尽可能多地描述记忆任务 被试变量是组间设计 任务类型是组内设计 心理学研究领域中的大多数研究都不仅涉及一个自变量 而是多个自变量共同作用的结果 实验心理学讲义 第二章实验设计 73 准实验设计由坎贝尔 Campbell 和斯坦利 Stanley 提出 指未对自变量实施充分控制 但是用真正实验的某些方法搜集 整理以及统计分析数据的研究方法 二 准实验设计 quasi experimentdesign 实验心理学讲义 第二章实验设计 74 准实验设计的使用条件 有许多变量无法进行随机分配 当研究者对正在进行的研究内容或干预的效果进行评估时 特定条件下的研究 当研究经费 时间和控制因素上有很大困难时 因实验的伦理问题 实验心理学讲义 第二章实验设计 75 一 单组后测设计 在单组后测设计中 只有一个实验组 对实验组只给予一次实验处理 然后通过测量得到一个后测成绩 设计的基本模式 XOX是研究者操纵或某种未知因素 研究者经过分析而推断的自变量 的处理 O是研究者操纵自变量引出的结果 后测成绩 或研究者观察到的结果 实验心理学讲义 第二章实验设计 76 二 单组前测后测设计 单组前测后测设计是对单组后测设计的一种改进 它增加了在实验处理前的测验 但还是只有一个实验组 设计的基本模式 O1XO2O1表示在接受处理X以前对被试进行前测 取得一项作为基线的观测值 X表示引入的实验处理 O2表示处理X后的测验 实验心理学讲义 第二章实验设计 77 三 不等两组前测 后测设计 包括一个实验组和一个控制组 并且在研究过程中既有后测又有前测的研究设计 这两组被试在实验处理前就已经形成 是依原来固定的组织形式分派的 故它不能使用随机化原则和等组匹配法选择被试 实验心理学讲义 第二章实验设计 78 基本模式前测是为了弥补不能控制对被试随机选择和分配的缺陷 通过前测 试图取得非随机等组差异程度的具体根据 以便作为对两组后测比较的基础 实验心理学讲义 第二章实验设计 79 注意问题 同随机等组的两组前测 后测设计相比 对内在无效源和机体变量的控制不够充分 在处理前就已经存在的差异会造成处理后对两组对照比较的困难 实验组被试的同质性和组内变异可能会对结果有影响 实验心理学讲义 第二章实验设计 80 不等两组前测 后测设计的应用举例 以公共关系学专业的低年级大学生为被试抽取两个整班 每班25人 将其中一个班作为实验组 另一班作为控制组 确定学生的适宜性和不适宜性课堂行为的概念 定义和范畴 由经过训练的观察者用周期性的取样方法 分别观察并记录两组中每一名学生在课堂上适宜的行为和不适宜的行为 相当于前测 在实施实验处理结束之后 再次对两组同时进行观察 相当于后测 实验心理学讲义 第二章实验设计 81 四 时间序列设计 时间序列设计 time seriesdesign 基本上是借助多次重复测量的一种前测后测设计 这种设计的实质是对某个被试组或被试个体进行周期性的测量过程 建立反应的基线模式 并在这一时间系列的测量过程中引进实验处理 随后用实施处理后在时间系列的观察中所得分数的不连续性 来表示实验处理结果 如果接受处理后的反应模式不同于基线模式 表示原先的反应模式的连续性受到中断 便可推断这种变化可能是由于自变量的作用所产生的 实验心理学讲义 第二章实验设计 82 1 简单时间序列设计 simpleinterruptedtime seriesdesign 简单时间序列设计是最基本的时间序列设计 基本上是一种单组前测后测设计 它与其他种类前测后测设计的主要区别是没有比较组 并且不是仅有一次前测和后测 而是对一个实验组或一个被试进行周期性的一系列前测和后测 设计模式 实验心理学讲义 第二章实验设计 83 简单时间序列设计举例 英国工业疲劳研究组 如果工作时间从每天的10小时缩短到8小时 生产率会出现什么样的变化 研究者以每小时的平均产量作为因变量指标 实验心理学讲义 第二章实验设计 84 美国康涅狄格 Connecticut 州在1955年发生了324次交通死亡事故 创历史最高记录 迫使州政府立即采取了限制车速的严厉措施 1956年的交通死亡事故比1955年下降了40次 州政府便据此作出结论 说这种变化是由于采取了严格限制车速措施引起的结果 实验心理学讲义 第二章实验设计 85 可能存在的问题 可能不管工作时间是否缩短 都会出现生产率提高的现象 除了每天工作时间长短的变化外 可能还有其他变量影响到每小时的平均生产量 数据的效度有限 很可能产生 霍桑效应 Hawthorneeffect 实验心理学讲义 第二章实验设计 86 2 不等两组时间系列设计 坎贝尔 Campbell 和司坦利 Stanly 称为多重时间系列设计 themultipletimeseriesdesign 在实验中对被试不只进行一次前测和一次后测 而是在实验处理的前后 都进行了一系列的前测和后测 不仅要用一个整组为实验组 而且还用另一个整组为控制组 实验心理学讲义 第二章实验设计 87 基本模式两组被试不是随机选择与安排的 而是两个非随机安排的不等组 实验心理学讲义 第二章实验设计 88 优点能够通过一系列的前测与后测 对被试比较稳定的行为变化进行预测 能对被试接受处理前后两组的系列变化进行对照比较 局限在时间系列中所考察的效果非常慢 不能立即观察到 研究者不容易获得一定数量的 完整的 定时的数据 一系列的前测与后测特别容易引起实验组和控制组被试的疲劳或产生练习效应 实验心理学讲义 第二章实验设计 89 不等两组时间系列设计举例 对美国一公司出现雇员旷工率很高的现象进行研究目的 通过受雇员工参与制定一项工资刺激计划的程度 解决他们无故旷工的问题 被试实验组 一整组工人 参与制定和发展工资刺激计划的全过程 控制组 另一整组工人 不允许他们参与制定和发展工资刺激计划程序 只向他们宣布已经制定出的计划 实验心理学讲义 第二章实验设计 90 因变量通过收集实施计划前后两组的出勤数据与测定按计划工人实际工作小时数的百分比 计算得出的无故旷工数 时间系列实施工资刺激计划前的12个星期和实施计划后的16个星期 实验心理学讲义 第二章实验设计 91 结果 参与组的总出勤率 由实施工资刺激计划前的按计划实际工作小时的88 变为实施该项计划后的94 施加组的总出勤率 在实施计划前和实施计划后都保持在88 实验心理学讲义 第二章实验设计 92 三 单被试实验设计 一 概念单被试实验设计 asmallNexperimentaldesign 实验中只包含一个或几个被试的实验设计 也称小样本实验设计 实验心理学讲义 第二章实验设计 93 单被试实验设计的发展史 实验心理学讲义 第二章实验设计 94 实验心理学讲义 第二章实验设计 95 单被试实验设计的优点更好地了解个体的行为节省被试结果表示简单灵活性很好地控制被试的个体差异 实验心理学讲义 第二章实验设计 96 单被试实验设计的缺点实验结果缺乏概括性重复效应或顺序效应实验处理的有效性难以保障 实验心理学讲义 第二章实验设计 97 二 种类 基线设计在每个实验处理内重复记录被试在因变量上的成绩 以便为行为画出一条基线 为了确定和控制无关变量 实验者需要采取措施 以让基线的变动性和漂移性降低到最低水平 多基线设计 即比较对同一个被试进行一系列基线和施加自变量后结果 特别适合于实验者关注的行为在施加完自变量后 即撤去自变量被试的行为不能回到基线水平 基线设计 多基线设计 实验心理学讲义 第二章实验设计 98 1 基线设计A B设计的含义及模式A表示基线阶段 B表示施加自变量阶段 简称实验处理 实验心理学讲义 第二章实验设计 99 假设基础没有施加自变量 在基线阶段测量的被试行为不会变化 施加自变量 所测量的被试行为发生变化 可以推断自变量引起了被试行为的变化 注意事项这种设计极易受其它变量的影响 会成为内部效度的一种威胁 实验心理学讲义 第二章实验设计 100 A B设计的应用 矫正小学生上课注意力不集中的行为目的矫正小学生上课注意力不集中的行为自变量小学生上课注意力集中的行为后教师给予表扬因变量注意分散持续的时间实验步骤 实验心理学讲义 第二章实验设计 101 实验心理学讲义 第二章实验设计 102 2 多基线设计单被试多基线设计对单个被试不同行为进行干预的多基线设计 交叉被试多基线设计对多个被试相同行为进行干预的多基线设计 这种A B多基线设计又称A B错开基线设计 实验心理学讲义 第二章实验设计 103 A B多基线设计的模式 通过匹配法 选择好在各方面比较接近的被试 建立基线 A 观察记录被试的因变量上成绩 给第一位被试施加自变量 B 观察记录因变量的成绩 第一位被试在接受自变量后 观察到因变量的成绩趋于稳定了 给第二位被试施加自变量 B 第二位被试在接受自变量后 观察到因变量的成绩趋于稳定了 给第三位被试施加自变量 B 第三位被试在接受自变量后 观察到因变量的成绩趋于稳定了 实验心理学讲义 第二章实验设计 104 104 A B三基线设计 实验心理学讲义 第二章实验设计 105 105 A B多基线设计结果分析 实验者需要分析被试1在施加自变量 B 阶段是否与基线 A 在因变量上的行为表现相同 同时观察被试2和被试3在被试1接受自变量 B 时在因变量上的行为表现是否变化 如果被试1在接受自变量 B 时 其在因变量上的行为变化了 而被试2和被试3在因变量上的行为没有发生变化 则由此推断出被试1在因变量上的行为的变化是由施加自变量 B 所引起的 如果被试2接受自变量 B 后 其因变量上的行为发生了变化 同时 被试1在接受自变量后 其在因变量上的行为保持稳定 被试3在基线期 A 其在因变量上的行为保持稳定 实验者就可依次推断出被试2在接受自变量 B 后 其因变量上行为的变化是由自变量引起的 可采用同样的方法 来分析被试3在接受自变量 B 后 其在因变量上的行为是否产生变化 实验心理学讲义 第二章实验设计 106 A B多基线设计的应用举例 1 幼儿攻击性行为装扮游戏矫正的多基线实验研究攻击行为也称侵犯行为是有意地伤害他人身体与精神的行为 包括殴打 侮辱和抢夺损坏他人财物等霸道行为 被试 从某幼儿园大班幼儿中选取 采用阿肯巴克儿童行为量表 对被试进行测定 大班儿童年龄5 6岁 根据粗分的划界标准 男孩的总粗分上限为40 42分 女孩总粗分上限为37 41 超过了极为异常 6名实验人员在幼儿园观察研究对象人选的具体言行表现 主动攻击包括躯体上的攻击和语言上的攻击 共观察三天 最后确定三名大班男孩作为被试 他们的总粗分分别为48 50 45 实验心理学讲义 第二章实验设计 107 幼儿攻击性行为矫正阶段A 第1 5天 是研究对象一 二 三的共同的基线期 阶段B 第6 10天 小组一开始开展装扮游戏 游戏训练一直持续到阶段D结束 共训练15天 整个小组单独被实验教师带到外场地1活动 防止小组二和小组三观察到 研究对象二和研究对象三仍处于基线期 阶段C 第11 15天 小组二开始开展装扮游戏 游戏训练一直持续到阶段D结束 共训练10天 整个小组单独被实验教师带到外场地2活动 防止小组三观察到 研究对象三仍处于基线期 实验心理学讲义 第二章实验设计 108 阶段D 第16 20天 小组三开始开展装扮游戏 游戏训练一直持续到阶段D结束 共训练5天 整个小组单独被实验教师带到外场地3活动 此阶段是研究对象二 三共同的矫正期 实验心理学讲义 第二章实验设计 109 109 Copyright 2012AndyGuo Allrightsreserved 实验心理学讲义 第二章实验设计 110 A B设计的变式 1 A B多反应设计只有一个被试 在建立基线期 A 需要同时建立两个因变量或多个因变量的基线 然后实验者先后对每一个因变量施加自变量 B 考察自变量所引起的因变量的变化 属于A B设计的一种变式 其原理与A B多基线设计相同 也称交叉反应多基线设计 实验心理学讲义 第二章实验设计 111 A B多反应设计 在建立基线期 A 时 实验者需要选择两个因变量 D1和D2 通过观察 发现两个因变量的结果稳定后 开始下一步实验 对被试施加自变量 B1 考察其对第一个因变量 D1 的作用 同时继续测量其它因变量的变化 当第一个因变量 D1 变化稳定后 开始下一步实验 对被试施加自变量 B2 考察其对第二个因变量 D2 的作用 同时继续测量第一个因变量 D1 在自变量 B1 的作用下的变化 当第二个因变量 D2 变化稳定后 结束实验 实验心理学讲义 第二章实验设计 112 A B多反应设计的应用举例 1 利用A B多反应设计来消除被试的不良行为采用该设计 治疗一位在日常饮食中过量饮咖啡的被试 实验过程 观察被试每天饮食咖啡的量 以此作为基线 A 实验者与被试制定协议 如果被试每天饮咖啡的量低于某一规定的标准 可得到奖励 否则受到惩罚 治疗之前 被试先交200元 如果每天所饮得咖啡量低于标准 将得到5元奖励 否则5元交归实验者 在整个治疗期间 被试每天要记录自己饮咖啡的量 还要记录自己每天得到了多少钱或失去了多少钱 实验心理学讲义 第二章实验设计 113 实验心理学讲义 第二章实验设计 114 114 2 如何减少吸烟量 在基线期 A 观察发现被试每天吸烟约50支香烟 在治疗的第一个阶段 B 规定每天吸烟量为基线水平的92 46支烟 如果吸烟量超过这一标准 被试要缴纳罚款 多吸一支烟罚1元 如果低于此标准就能得到奖励 每少吸一支烟得1元奖励 从阶段C到G阶段 每一个阶段标准均为前一阶段标准的92 治疗结束时 被试每日吸烟量已降低到35支左右 实验心理学讲义 第二章实验设计 115 2 交互作用的设计A B BC B A C BC C A的设计一种能够实现检验交互作用的设计不仅能够揭示两个自变量B和C各自的效果 而且还能够揭示自变量之间的交互作用的效果 实验心理学讲义 第二章实验设计 116 A B BC B A C BC C A的设计模式图 实验心理学讲义 第二章实验设计 117 A B A设计的模式 三个阶段 建立基线阶段 baseline 简称A阶段 施加自变量阶段 简称B阶段 撤去自变量阶段 简称A阶段 O1 OK OK 1 O2K O3K代表测试的结果 X代表施加自变量 TA和TB代表实验设计中的时间段 A B A设计是单被试实验设计的最主要模式 实验心理学讲义 第二章实验设计 118 A B A设计的具体操作过程 一 建立基线阶段 A 实验能否成功取决于第一个建立基线的阶段基线 是指在不接受任何自变量处理水平时来测量被试的行为表现或者在控制条件下来测量被试的行为表现基线阶段所收集的结果 用来评估被试接受自变量处理后对其产生影响进行对比的标准 衡量基线 稳定 的标准 因变量的变化值在5 之内 持续4个测验期就算是达到了稳定 实验心理学讲义 第二章实验设计 119 二 施加自变量阶段 B 定期地重复测量因变量 观察其变化 除呈现或施加自变量外 其他一切实验条件 情景都必须保持与基线阶段完全一样 自变量需要呈现或施加时间 让因变量再次达到稳定标准时结束 实验心理学讲义 第二章实验设计 120 三 撤去自变量阶段 A 当因变量的变化达到稳定标准后进入第三个阶段 同时按照定期地重复测量因变量 观察其变化 直到因变量的变化又回到第一个基线水平 A 的稳定水平 对于单被试实验设计 该阶段非常关键 实验心理学讲义 第二章实验设计 121 从第一个阶段 A 到第二个阶段 B 因变量的变化虽然可以说是由自变量变化引起的 但并没有完全剔除其他因素对因变量产生影响的因素 例如 成熟 重复测量等因素引起的 当在第三个阶段 A 实验者撤去自变量后 因变量的变化又恢复到第一个阶段基线的稳定水平时 实验者就能够比较确定地得出第二阶段因变量的变化是由自变量引起的 实验心理学讲义 第二章实验设计 122 A B A设计的优缺点 优点为实验者提供两次比较的机会 在第一个阶段 A 的基线与第二个阶段 B 施加自变量后的结果比较 第二个阶段 B 施加自变量后的结果与第三阶段 A 撤去自变量后的结果进行比较 提高了实验的内部效度有效地消除了由于练习或成熟等无关变量 使无关变量得到了有效的控制 实验心理学讲义 第二章实验设计 123 存在的问题第二个阶段施加自变量 B 后 引起被试行为长期的变化 在第三个阶段 A 被试的行为很难回到基线水平 实验者无法确定施加自变量 B 是否真正地起作用 克服策略缩短施加自变量的第二个阶段 B 使其引起的因变量变化不过于持久 实验心理学讲义 第二章实验设计 124 A B A设计的应用举例 1 与植物交谈能否促进其生长的研究实验者想要证明与植物交谈能使植物长的更好这一观点是否正确 首先 实验者认真仔细的选择要研究的对象实验步骤 实验心理学讲义 第二章实验设计 125 第一个阶段为基线期 A 在三个月的时间内 实验者完全不与植物交谈 在三个月的时间内 每周一测量橡皮树的生长情况并制成图表 这样确定一个基线 即没有施加自变量时橡皮树的生长的情况 第二个阶段施加自变量 B 实验者在随后的三个月里施加自变量 即每天与橡皮树交谈两个小时 实验者每周一测量橡皮树的生长情况并制图 交谈 操作性定义是朗读某种作家的小说 第三个阶段撤去自变量 A 即在最后三个月的时间内 实验者们不与植物交谈 仅仅是继续观察它的生长情况 实验心理学讲义 第二章实验设计 126 2 动机对动物按杆行为影响的研究探讨在操作性条件反射过程中 动机对操作性条件反应的作用 首先训练老鼠在斯金纳箱中学习按杆的动机反应来获得食物奖赏 自变量是饥饿动机的操作性定义是每天仅喂食一小时 因变量为按杆获得食物 操作性条件反应 的频率 实验步骤 实验心理学讲义 第二章实验设计 127 第一个阶段为基线期 A 每天让老鼠吃饱后放进斯金纳箱5分钟 让老鼠自由按杆来获得食物 在基线稳定后进入下一个阶段 第三个阶段撤去自变量 A 在让老鼠吃饱食物后 放入斯金纳箱中 记录其按杆的行为频率 第二个阶段施加自变量 B 每天仅喂一小时 老鼠每天在斯金纳箱中停留5分钟 记录其按杆的行为频率 当老鼠按杆行为频率进入稳定水平后 实验进入下一个阶段 实验心理学讲义 第二章实验设计 128 3 研究一个大型制造分销中心工人的行为目的 用斯金纳的积极强化原理使更多的工人来工作 实验假设 如果工人来工作时能够给予奖励 将会提高他们的出勤率 自变量强化 两个处理水平 有强化和无强化因变量是否旷工分组由于现实原因 工人们分散在各个车间 实验中发生一些情况是实验者无法控制的 因此 实验者不使用随机分组的实验设计 而采用大样本A B A设计来验证假设 实验心理学讲义 第二章实验设计 129 实验步骤 在日常工作状态下记录工人的出勤率 作为基线阶段 A 的数据 施加自变量阶段 B 具体做法是实验者与工人之间进行一项扑克游戏 他们告诉每位工人 如果他们每天能够按时到岗 允许他们从一副扑克牌中抽取一张 在五天结束时 拥有最好扑克的工人 将会赢得20美元 结果发现开展抽奖活动对工人上班起了作用 旷工率下降了18 实验心理学讲义 第二章实验设计 130 实验者告诉工人 下周停止进行玩扑克抽奖的游戏 即撤去自变量 A 结果发现工人旷工率上升了 由此 两位实验者得出让工人进行扑克抽奖游戏 能够减少工人旷工的结论 为了在进一步探讨清楚是不是实验者施加自变量所起的作用 两位实验者再一次地启动了抽奖活动 发现工人的旷工率又下降了 表明实验结果真实可靠 实验心理学讲义 第二章实验设计 131 A B A设计的几种变式 1 A B A B设计在实验中 B出现了两次 有两次施加同一自变量 这种模式的设计经常应用于临床心理学和心理咨询与矫正的研究中 实验心理学讲义 第二章实验设计 132 A B A B设计实验模式图 实验心理学讲义 第二章实验设计 133 A B A B设计的应用举例 用A B A B设计的实验来消除儿童不良行为有一位小男孩名叫比尔 刚上幼儿园 看上去很健康 很正常 但就是比其他小朋友更能哭 当他受一点挫折后就会大声哭泣 而他们同年龄的小朋友却能克服挫折 很少哭泣 实验者通过对比尔的观察 提出成人的注意强化了比尔表现出更多哭泣行为的假设 实验步骤 实验心理学讲义 第二章实验设计 134 第一个基线阶段 A 实验者要求老师要对比尔哭的行为表现出一种正常的注意 在基线期 比尔每天哭大约5 10次 第二个施加自变量阶段 B 实验者要求教师要对比尔哭的行为不予理睬 同时如果比尔的表现适度时 教师通过关注他 以此作为奖励 以此来消除过度反应的哭声 第三个阶段撤去自变量 A 实验者要求教师再次对比哭的行为进行强化 比尔只要一哭 教师就给予关注 第四个阶段再一次施加自变量 B 实验者要求教师对比尔的行为与第二个阶段相同 即要求教师对比尔哭的行为不予理睬 同时如果比尔的表现适度时 教师通过关注他 以此作为奖赏 实验心理学讲义 第二章实验设计 135 2 A B A C A设计单被试实验设计中包括两个自变量时可采用 A代表基线 B代表第一个自变量 C代表第二个自变量 实验心理学讲义 第二章实验设计 136 A B A C A设计模式图 实验心理学讲义 第二章实验设计 137 A B A C A设计的应用举例 探讨消除注意 自变量B 和惩罚 自变量C 对于儿童上课捣乱行为的作用 实验步骤 实验心理学讲义 第二章实验设计 138 第一个基线阶段 A 实验者观察儿童的捣乱行为出现的频率每天约10 15次之间 第二个阶段施加第一个自变量 B 即消除注意 观察儿童的捣乱行为 儿童的捣乱行为出现的频率每天约5 10次左右 第四个阶段施加第二个自变量 C 即施加惩罚 实验者观察到儿童的捣乱行为出现的频率明显下降 每天约1 5次之间 第三个阶段撤去自变量1 A 实验者观察到儿童的捣乱行为明显增加 出现的频率每天约15 20次 第五个阶段撤去自变量2 A 实验者观察到儿童的捣乱行为出现的频率又增加了 每天约10 15次之间 实验心理学讲义 第二章实验设计 139 3 A B1 A B2 A设计单被试实验设计中如果一个自变量包括有两个处理水平 可以采用A B1 A B2 A设计 在基线阶段 A 后 给被试施加自变量的第一个处理水平 B1 撤去自变量的第一个处理水平 A 再施加自变量的第二个处理水平 B2 最后撤去自变量的第二个处理水平 A 实