实验设计与数据统计分析

关于实验设计与数据统计分析实验设计就是进行科学实验前做的具体计划，有广义和狭义之分。广义的实验设计指科学研究的一般程序知识，它包括从问题的提出、假说的形成、变量的选择，一直到结果的分析、论文的写作等一系列内容。狭义的实验设计特指实施实验处理的一个计划方案以及与计划方案有关的统计分析。第2页,共115页，2024年2月25日，星期天实验设计的目的在于尽可能地减少额外或未控制变量，从而增加实验的信度和效度。实验设计是实验成功的关键。一个好的实验设计能够用最少的人力、物力获得最多和最有效的实验数据以达到实验的最佳结果。第3页,共115页，2024年2月25日，星期天根据实验控制条件严密程度的不同，也就是根据内在来源和外在无关因素的控制程度、能否随机选择和分配被试以及能否主动操纵实验变量，可以将实验设计分为真实验设计、准实验设计和非实验设计。第4页,共115页，2024年2月25日，星期天真实验设计对实验条件的控制程度要求较高，在真实验设计中，主试能有效地操纵实验变量，能有效地控制内在无效来源和外在无关因素的影响，能在随机化原则基础上选择和分配被试，从而使实验结果更能客观地反映实验处理的作用。第一节实验设计类型（一）

——真实验设计第5页,共115页，2024年2月25日，星期天一、完全随机化设计（一）随机实验组控制组前测后测设计（二）随机实验组控制组后测设计（三）随机多组后测设计二、多因素（完全随机）实验设计三、随机区组设计第6页,共115页，2024年2月25日，星期天完全随机化设计也称简单随机化设计，是指用随机化方法将被试随机分为几组，然后依实验的目的对各组被试实施不同的处理。包括：随机实验组控制组前测后测设计随机实验组控制组后测设计随机多组后测设计。返回第7页,共115页，2024年2月25日，星期天随机实验组控制组前测后测设计1、设计模式：在实验前采用随机分配的方法将被试分成两组，并随机选择一组为实验组；另一为控制组。实验组接受实验处理，而控制组不给予实验处理。两组在实验前都接受前测验以得到被试初始成绩。

RO1XO2RO3O4R：采用随机法分配被试和分组X：实验者操纵的实验处理O1和O3：前测成绩O2和O4：后测成绩第8页,共115页，2024年2月25日，星期天随机实验组控制组前测后测设计2、设计评价基本控制多数影响内部效度的因素。但是，采用前测，使被试由于前测验而获得经验，可能对后测产生敏感性，出现测验的反作用效果，导致对实验外部效度的影响第9页,共115页，2024年2月25日，星期天随机实验组控制组前后测设计3、设计的显著性检验（1）对增值分数进行分析：t检验（参数统计）、曼—惠特尼U检验或中位数检验（非参数检验）（2）协方差分析法4、研究实例研究一种训练方法（教学生根据报纸标题预测内容）的有效性返回第10页,共115页，2024年2月25日，星期天随机实验组控制组后测设计1、设计模式

RXO1RO2R：采用随机法分配被试和分组X：实验者操纵的实验处理O1和O2：后测成绩第11页,共115页，2024年2月25日，星期天随机实验组控制组后测设计2、设计评价具备随机实验组控制组前后测设计所有优点3、设计显著性检验(1)t检验；(2)非参数检验（曼—惠特尼U检验或中位数检验）4、研究实例比较数学自学辅导教学与传统教学的效果返回第12页,共115页，2024年2月25日，星期天随机多组后测设计1、设计模式：研究者要进行的实验处理X有3个或3个以上时。

RX1O1RX2O2RX3O3第13页,共115页，2024年2月25日，星期天随机多组后测设计2、实验结果的检验单因素方差分析，不能采用t检验进行两两比较。如果要进一步确定到底是哪两种处理结果有显著差异，则可用多重比较来进一步检验。返回第14页,共115页，2024年2月25日，星期天多因素实验设计（一）什么是多因素实验设计是指实验中包括两个或两个以上因素(自变量)，并且每个因素有两个或两个以上的水平，各因素的不同水平互相结合，构成多种组合处理的一种实验设计，又称完全随机析因设计，或多因素完全随机设计。如要考察不同教学方法下不同年龄教师对教学效果的影响。第15页,共115页，2024年2月25日，星期天在析因设计中，为简化表述常常用英文大写字母表示因素（自变量），用对应的小写字母及数字表示因素的水平，各个因素之间的不同水平之间的相互结合，用乘号“×”表示。处理是指实验中一个特定的、独特的实验条件。第16页,共115页，2024年2月25日，星期天如在一个包括两个因素的析因设计中，其中每个因素有两水平，我们以A和B代表两个因素，以a1,a2和b1,b2分别代表因素A和B的水平。这种设计被称为是双因素设计，又称A×B设计，或2×2设计，2×2表示本设计共有4种处理。再如，实验中有A、B和C共3个因素，并且它们的水平数分别为2、3、4，则称为三因素设计，又称A×B×C因素设计，又可称为是2×3×4设计，以此类推。因此如果依据实验中所包含因素数目来进行分类，可将多因素完全随机设计划分为完全随机双因素析因设计、完全随机三因素析因设计。第17页,共115页，2024年2月25日，星期天小练习“不同教龄教师采用不同教学方法对学习成绩的影响”的实验是几因素设计？如果选择2、5两个教龄的教师和自学辅导法与传统教学法两种教学方法则实验共有几种实验处理？用字母如何表示？用数字如何表示？共有几种处理？教师年龄、气质类型及教学方法对学习成绩的影响实验是几因素设计？如果选择2、5、10三个教龄的教师、自学辅导法与传统教学法两种教学方法、4种气质类型的教师参与实验，则实验共有几种实验处理？用字母如何表示？用数字如何表示？共有几种处理？第18页,共115页，2024年2月25日，星期天多因素完全随机实验设计（二）实验设计的基本模式（三）实验效应分析（举例说明）

1、主效应

2、交互作用

3、简单效应（四）实验设计评价第19页,共115页，2024年2月25日，星期天多因素完全随机实验设计1、2×2完全随机析因设计的模式RXa1Xb1O1RXa1Xb2O2RXa2Xb1O3RXa2Xb2O4各组被试成绩的总和或平均数，被称为是边缘值。XbXaXa1Xa2Xb1O11O12O1:….

O1kO31O32O2:….

O3kOb1Xb2O21O22O3:….

O2kO41O42O4:….

O4kOb2Oa1Oa2第20页,共115页，2024年2月25日，星期天多因素完全随机实验设计2、3×2完全随机析因设计的模式RXa1Xb1O1RXa1Xb2O2RXa2Xb1O3RXa2Xb2O4RXa3Xb1O5RXa3Xb2O6XbXaXa1Xa2Xa3Xb1O11O12O1:….

O1kO31O32O3:….

O3kO51O52O5:….

O5kOb1Xb2O21O22O2:….

O2kO41O42O4:….

O4kO61O62O6:….

O6kOb2Oa1Oa2Oa3第21页,共115页，2024年2月25日，星期天多因素完全随机实验设计3、2×2完全随机析因设计的实例实验：年龄不同的教师用不同教学方法对学生测验成绩的影响。被试：小学刚升入初中的新生班学生自变量：教学方法（自学辅导教学vs.传统教学）；教师教龄（2年以下vs.5年以上）因变量：测验成绩第22页,共115页，2024年2月25日，星期天多因素完全随机实验设计2×2完全随机析因设计的实例可能的结果一：第23页,共115页，2024年2月25日，星期天多因素完全随机实验设计2×2完全随机析因设计的实例可能的结果二：第24页,共115页，2024年2月25日，星期天主效应每个单独因素（自变量）所引起的因变量的变化因素A的主效应：Oa1与Oa2比较因素B的主效应：Ob1与Ob2比较

第25页,共115页，2024年2月25日，星期天交互作用当一个因素（自变量）对因变量影响大小因其它因素水平的不同而有所不同时，称这两个因素有交互作用。相反，如果某一因素（自变量）对因变量的影响大小，不受其它因素水平的影响，则这两个因素不存在交互作用。第26页,共115页，2024年2月25日，星期天简单效应（舒华）在因素实验中，一个因素的水平在另一个因素的某个水平上的变异。

A因素的两个水平在b1水平的方差叫A在b1水平的简单效应

A因素的两个水平在b2水平的方差叫A在b2水平的简单效应同理得B因素在a1、a2水平上的简单效应第27页,共115页，2024年2月25日，星期天（四）实验设计评价

1、省时、省力、效率高。

2、可探讨不同自变量间的交互作用返回第28页,共115页，2024年2月25日，星期天三、随机化区组设计（一）区组概念及原理1、区组的概念区组在实验设计中的概念起源于农业田间研究中按土地的特点把实验区域划分为不同的“区域”或“区块”。心理学实验中的区组是指把被试按照个体差异分配到不同的被试组，并且把这种“区组”的差异作为一个额外变量来进行控制。第29页,共115页，2024年2月25日，星期天对可能影响因变量，又不是研究者所关注的变量，可以根据其特性分成不同区组，然后在每个区组内随机安排实验处理，以控制其对因变量的影响。区组变量可以是个体差异（智力、情绪、人格等）或环境变量（时间、地点、仪器）设计原则是同一区组内的被试尽量“同质”，每一区组都接受全部实验处理，每一种实验处理在不同的区组中重复的次数也相同。目的在于使区组内被试（环境）差异尽量缩小,即让无关变异尽量小，从而使处理变异相对变大。第30页,共115页，2024年2月25日，星期天随机化区组设计2、3种分配区组被试的方式（1）一名被试作为一个区组（2）每个区组内被试的人数是实验处理数目的整倍数（3)区组内的基本单元是一个团体（自然班问题的解决方案）第31页,共115页，2024年2月25日，星期天随机化区组设计（二）随机化区组单因素设计的基本模式区组实验处理区组平均

X1X2X3X4优良O11O12O13O14O1中等O21O22O23O24O2较差O31O32O33O34O3处理平均

O.1O.2O.3O.4O..第32页,共115页，2024年2月25日，星期天随机化区组设计（三）3×2随机化区组二因素设计的基本模式区组实验处理组合

Xa1b1Xa1b2Xa2b1Xa2b2Xa3b1Xa3b21O111O112O121O122O131O1322O211O212O221O222O231O232…………………n

On11On12On21On22On31On32第33页,共115页，2024年2月25日，星期天随机化区组设计（四）统计分析方法：随机化区组设计的方差分析（五）设计评价1、优点考虑了个别差异对实验结果的影响（即区组效应），并可通过统计处理排除这种影响2、缺点区组的划分不一定容易进行，如果同一区组内地各实验单元（被试）的差异较大，则会出现较大的误差。第34页,共115页，2024年2月25日，星期天练习1LoftusandBurns(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。计算出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%。这种设计是什么样的设计？第35页,共115页，2024年2月25日，星期天练习2请用完全随机实验设计进行下面的研究：研究文章生字密度、文章主题熟悉性对阅读理解的影响需要回答：（1）自变量及水平数、因变量（2）可能存在的额外变量（3）如何选择分配被试（4）如何统计分析结果第36页,共115页，2024年2月25日，星期天练习3请用随机区组实验设计进行下面的研究：研究文章生字密度、文章主题熟悉性对阅读理解的影响。但想进一步分离出学生的智力对阅读理解成绩的可能影响。想把智力作为一个额外变量控制起来。需要回答：（1）自变量及水平数、因变量（2）可能存在的额外变量（3）如何选择分配被试（4）如何统计分析结果第37页,共115页，2024年2月25日，星期天练习4

假定要探讨教师和学校领导交换意见的机会是否有助于提高教师的工作态度。于是从学校中随机抽取一些教师参加实验，其中一部分教师随机分派为实验组，另一部分为控制组。实验开始时，实验组的教师每日均有两次机会和校长交换意见，商谈校务和教学事宜，控制组则无此机会。经过一年后，实验组和控制组的教师，都接受一项测量“教师工作态度”的问卷。然后比较两组教师的工作态度是否有显著差异。这是属于哪种实验设计？第38页,共115页，2024年2月25日，星期天第二节实验设计类型（二）

——准实验设计和非实验设计第39页,共115页，2024年2月25日，星期天准实验设计和非实验设计在心理学研究中也有着很重要的地位。非实验设计是一种对现象的自然描述，一般用于识别和发现自然存在的临界变量及其关系，它可以为进一步实施更严格的实验设计积累资料。但在使用这种实验设计时，往往不易采用随机化原则分配被试，而且不易主动地控制自变量和其他无关变量。但许多有效的实验设计都是在它的基础上取得成功并得到发展的。第40页,共115页，2024年2月25日，星期天准实验设计介于非实验设计和真实验设计之间，它对无关变量的控制比非实验设计要严格，但不如真实验设计对无关变量控制得充分和广泛。通常，准实验设计不易对被试进行随机抽样，虽然也可以设立控制组，但实验组和控制组的背景条件不能保证一定相同。第41页,共115页，2024年2月25日，星期天一、准实验设计（一）单组准实验设计1、时间序列设计2、相等时间样本设计（二）多组准实验设计1、不相等实验组控制组前后测设计2、不相等实验组控制组前测后测时间序列设计3、平衡设计第42页,共115页，2024年2月25日，星期天时间序列设计（1）设计模式：指对一组被试或个体进行一系列周期性测量，并在测量的时间序列中引入实验处理，然后观测引进实验处理后的一系列测量结果，并与引入处理前的一系列测量结果进行比较，研究插入处理前后测量结果的变化趋势，从而推断实验处理是否产生效果。

O1O2O3O4XO5O6O7O8通过观察处理X前后的变化趋势，判断处理X前后在整个实验过程中的作用。第43页,共115页，2024年2月25日，星期天（2）设计评价：能较好地控制成熟因素对内部效度的影响；可以控制测验因素的干扰；有可能控制统计回归的因素。不能排除那些与自变量同时出现的附加变量的影响；不能控制测验与处理X的交互作用；多次前测会降低或增加被试对实验处理的敏感性，从而影响实验处理后的成绩。（3）显著性检验：不能仅对实验处理X前后的O4和O5之间的差异进行检验，要考察实验处理X前的回归直线与X后的回归直线是否有显著差异，即要确定O1～O4对应的回归直线和O5～O8对应的回归直线是否有显著差异。第44页,共115页，2024年2月25日，星期天时间序列设计实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。

第45页,共115页，2024年2月25日，星期天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。即还有其他变量影响到每小时的平均生产量，如劳动技能提高。很可能产生“霍桑效应”（Hawthorneeffect）。第46页,共115页，2024年2月25日，星期天相等时间样本设计（1）设计模式：当只有一组被试时，常使用两相等的时间样本，在其中一个时间样本中不出现实验变量，而采用常规安排X0。

X1O1X0O2X1O3X0O4（2）实验举例对一个过分能哭儿童的相等时间样本设计研究：该儿童很健康、正常，但却特别能哭，研究者认为是成人的注意强化了他的哭的行为，于是用相等时间样本设计来检验该假设。第47页,共115页，2024年2月25日，星期天第48页,共115页，2024年2月25日，星期天相等时间样本设计（3）评价相等时间样本设计在控制影响内部效度的因素方面是完全有效的，能很好地控制“历史”作用。但在控制外部效度方面并不理想，会出现测验的反作用效果、实验安排的反作用效果、选择偏差与实验变量的交互作用、重复实验处理的干扰等影响外部效度的因素。第49页,共115页，2024年2月25日，星期天统计分析：1.可对两种实验条件进行比较，以确定实验处理X1与实施控制条件X0的不同效应；2.可以进行简单效应的比较，比较在实验处理条件下的顺序效应，以及在控制条件下的顺序效应；3.可以通过对实施变量与实施顺序之间交互作用的分析来考察在时间序列中不同处理效果的不同变化。（4）显著性检验第一次施行第二次施行X1O1O3X0O2O4第50页,共115页，2024年2月25日，星期天不相等实验组控制组前后测设计（1）设计模式：研究者不能按随机化原则和等组法来选择对等组，有时也不能随机安排哪个为实验组，哪个为控制组。

O1XO2…O3O4

虚线表示不能随机选择和分配两组，并且两组可能也不对等第51页,共115页，2024年2月25日，星期天不相等实验组控制组前后测设计（2）设计的显著性检验

t检验曼—惠特尼U检验或中位数检验协方差分析（3）设计评价：由于增添了控制组，从而基本上控制了历史、成熟、测验等因素对实验的干扰；由于有前测，研究者可以了解实验处理实施前的初始状态，从而对选择因素有初步的控制。但选择与成熟、选择与实验处理的交互作用可能会降低该设计的效度，也可能存在测验的反作用因素。第52页,共115页，2024年2月25日，星期天不相等实验组控制组前测后测时间序列设计（1）设计模式：在单组时间序列设计和不相等实验组控制组前测后测设计的基础上组合而成。O1O2O3O4XO5O6O7O8…………………O9O10O11O12O13O14O15O16

虚线表示不能随机选择和分配两组，并且两组可能也不对等第53页,共115页，2024年2月25日，星期天不相等实验组控制组前测后测时间序列设计（2）设计的显著性检验独立样本t检验。类似于单组时间序列设计。对实验组的4个前测成绩、4个后测成绩以及控制组的8个成绩按单组时间序列设计的方法，求出各自的回归直线方程（3）设计评价：基本上控制了历史、成熟、测验、选择与成熟交互作用因素对实验结果的影响，但测验的反作用效果及选择偏差与实验处理X的交互作用可能会影响外部效度。第54页,共115页，2024年2月25日，星期天平衡设计研究者为了达到实验控制的目的，使各组被试都接受不同的实验处理，而对实验处理的顺序和实验时间的顺序采用了轮换的方法。平衡设计又称为轮换设计和拉丁方设计。什么是拉丁方：用从1开始的n个连续正整数排成n行n列的方阵，如果每一行和每一列都没有重复的数，就称为一个n阶拉丁方。因为这样的方阵最早填充的是拉丁字母，故名。下面是一个3阶拉丁方

ABC

BCA

CAB每个字母在每行、第列中仅出现一次。第55页,共115页，2024年2月25日，星期天平衡对抗设计实验中由于前一个实验处理影响后一个实验处理的效果，采用平衡设计可对实验处理顺序进行控制，使实验条件均衡，抵消由于实验处理先后顺序的影响而产生的系统性误差。轮组设计在实验中，由于学习的首因效应和近因效应的存在，因而在实验方法上，使实验内容的先后次序轮换，使情景条件和先后顺序对各个组的机会均等，从而排除这两种效应的影响第56页,共115页，2024年2月25日，星期天拉丁方设计扩展了随机区组实验设计的原则，可分离出两个无关变量的效应。一个无关变量的水平在横行分配，另外一个在纵列分配，自变量的水平则分配给每个单元。第57页,共115页，2024年2月25日，星期天时间1234组AX1OX2OX3OX4O组BX2OX4OX1OX3O组CX3OX1OX4OX2O组DX4OX3OX2OX1O第58页,共115页，2024年2月25日，星期天实验举例

研究４类测验对学生问题解决的影响。从４个班抽取16名学生，每班４人，实验在周二、三、四、五下午分４次进行自变量：问题解决测验（X1、X2、X3、X4四水平）来自不同班级的学生可能在问题解决方面存在差异，但班级差异又不是研究者感兴趣的，可以把班级作为无关变量（组A、组B、组C、组D四个水平）。实验时间的不同也可能影响学生情绪，因此将时间作为第二个无关变量（时间1、时间2、时间3、时间4）将16名学生随机安排到实验处理中，并取得每名学生的测验分数第59页,共115页，2024年2月25日，星期天时间12341234总计组AX1OX2OX3OX4O10.57.712.013.243.4组BX2OX4OX1OX3O11.112.010.37.540.9组CX3OX1OX4OX2O5.812.211.213.742.9组DX4OX3OX2OX1O11.612.35.910.240.039.044.239.444.6167.2

不同处理的总计数和平均数

X1

X2

X3

X4总计

43.2

38.4

37.6

48平均数

10.8

9.6

9.4

12第60页,共115页，2024年2月25日，星期天方差分析表变异来源

df

SS

MS

F组别

p-1=4-1=3

1.95

0.65

0.06时间

p-1=4-1=3

6.80

2.27

0.21处理

p-1=4-1=3

17.40

5.80

0.54剩余

(p-1)(p-2)=(4-1)(4-2)=6

64.25

10.71总和

15

90.4第61页,共115页，2024年2月25日，星期天注意：朱滢课本与郭秀艳课本在拉丁方设计上讲述有差异！第62页,共115页，2024年2月25日，星期天二、非实验设计（一）单组后测设计（二）单组前测后测设计（三）固定组比较设计（四）事后回溯设计第63页,共115页，2024年2月25日，星期天单组后测设计1、基本模式：只有一个实验组，且对实验组只给予一次处理，然后通过测量得到一个后测成绩！

XO2、评价：由于没有对照组，研究者只能描述所观察到的结果，没有前测也失去前测成绩进行比较的依据，没有对机体变量、自变量及其他无关变量的控制；很难排除历史、选择和成熟等因素对内部效度的影响，因此不符合控制内在效度的大多数原则。第64页,共115页，2024年2月25日，星期天单组前测后测设计1、设计模式

O1XO22、显著性检验相关样本t检验，非参数的符号检验法；非参数的符号秩次检验法3、设计评价4、实验举例七年级低成就学生态度和成就的咨询和辅导效应研究（P33）第65页,共115页，2024年2月25日，星期天固定组比较设计1、设计模式

XO1…O22、显著性检验独立样本t检验；非参数检验（曼—惠特尼U检验、中位数检验、卡方检验）3、评价：基本上能对历史因素进行控制；可以控制测验效应和仪器因素的干扰；可以对成熟进行有限控制。对选择因素缺乏控制；选择与成熟、选择与处理的交互作用常常混淆不清。第66页,共115页，2024年2月25日，星期天事后回溯设计1、设计的基本模式：指研究对象是已经发生过的事件（处理）。在研究过程中，不需要设计实验处理或操纵自变量，只需要通过观察存在的条件或事实，将这种已经发生的处理与某种结果或因变量联系起来加以分析，以便从中发现某种可能的简单关系。

OX第67页,共115页，2024年2月25日，星期天事后回溯设计与前面的实验设计研究是一个相反的过程，前面的实验设计要求对选择的被试组实施不同的实验处理，然后观测在实验处理条件下因变量的变化效果，并对组与组之间的差异进行比较；而事后回溯设计的研究则是从已经发生的并在某方面有差异的组别开始，追溯研究产生这种差异的原因。事后回溯设计包括相关研究设计和准则组设计两种类型。第68页,共115页，2024年2月25日，星期天（1）相关研究设计：在一个被试组内收集两个集合的数据，其中一个数据集合是观察到的，另一个则是被追溯的，研究目的是确定这两个数据之间的关系。如欲研究肺癌与吸烟之间的关系。

O1O2统计方法：皮尔逊积差相关、点二列相关、斯皮尔曼等级相关。第69页,共115页，2024年2月25日，星期天（2）准则组设计：研究者通过对所研究对象的比较，确定某些被试具有一种特征（准则组），另一些不具有这些特征（非准则组），然后去追溯可能存在的原因。例如对教学效果影响因素的调查。①基本模式

O1…O2②显著性检验独立样本t检验；非参数检验（曼—惠特尼U检验、中位数检验、卡方检验）X第70页,共115页，2024年2月25日，星期天2、设计评价：P373、变量的控制将调节变量引入事后回溯设计，利用方差分析的统计分析方法，可达到对调查中的测量进行必要的控制（见课本P37）第71页,共115页，2024年2月25日，星期天第三节实验设计类型（三）

——被试间、被试内和混合实验设计、小样本设计

一、实验设计必须回答三个基本问题（1）实验采用多少自变量？（2）各自变量内采用多少处理水平？（3）在各自变量和各处理水平中用相同的被试（组），还是用不同被试（组）？第72页,共115页，2024年2月25日，星期天二、实验分类（如何把被试分配到不同水平）（一）被试间设计（二）被试内设计（三）混合设计三、小样本设计第73页,共115页，2024年2月25日，星期天被试间设计1、被试分配——每个被试只接受一种实验处理a1a2a3S1、S2、S3S4、S5、S6S7、S8、S9第74页,共115页，2024年2月25日，星期天3×2设计（自变量A、B）a1a2a3b1S1、S2、S3S4、S5、S6S7、S8、S9b2S10、S11、S12S13、S14、S15S16、S17、S18第75页,共115页，2024年2月25日，星期天2、如何保证等组？（1）匹配就是将被试按某一个或几个特征上水平的相同或相似加以配对，然后再把每一对中的每个被试随机分配到各个组别。这样可以保证各组被试在这些特征上同质。前测——匹配第76页,共115页，2024年2月25日，星期天30名被试前测分数的高低排列表

第77页,共115页，2024年2月25日，星期天30名被试配对分组的结果

第78页,共115页，2024年2月25日，星期天在对动物进行被试间设计时，一项重要的匹配技术是“拆窝技术”。即把同胎生的动物随机分配到不同的组中，因为这些动物有类似的遗传素质，有助于实验中减少个体差异的影响。第79页,共115页，2024年2月25日，星期天（2）随机化把被试随机分配到不同的组内接受不同的实验处理。随机化的统计学前提是：各随机被试组在未经受不同处理之前是相等的，即使有差异，也是在统计允许范围内的随机误差第80页,共115页，2024年2月25日，星期天3、设计评价（1）优点每个人只接受一种实验处理，而一种实验处理不可能影响或污染另一种实验处理，因此避免了练习效应和疲劳效应等由实验顺序造成的误差。（2）缺点①所需被试数量巨大；②不能从根本上排除个体差异对实验结果的混淆，而匹配和随机化技术也只是尽可能缓解而不是根治这一问题第81页,共115页，2024年2月25日，星期天被试内设计a1a2a3S1、S2、S3S1、S2、S3S1、S2、S31、被试分配——所有被试接受所有实验处理第82页,共115页，2024年2月25日，星期天a1a2a3b1S1、S2、S3S1、S2、S3S1、S2、S3b2S1、S2、S3S1、S2、S3S1、S2、S3a1b1a1b2a2b1a2b2a3b1a3b2S1、S2、S3S1、S2、S3S1、S2、S3S1、S2、S3S1、S2、S3S1、S2、S3第83页,共115页，2024年2月25日，星期天2、被试内设计的平衡技术平衡是指在实验中为了消除或减少实验顺序效应而采用一些系统地改变实验处理顺序呈现技术的设计第84页,共115页，2024年2月25日，星期天（1）ABBA设计：适用于自变量的水平只有两个时（分别用A和B表示）的情况，被试要按照ABBA的顺序接受4次实验处理，两次A条件，两次B条件，这次A在B之前和之后各一次。当实验会出现初期练习效应时，可以采用实验前接受练习或让两组被试分别接受ABBA设计和BAAB设计，以消除初期练习效应。第85页,共115页，2024年2月25日，星期天（2）拉丁方设计自变量水平数为偶数时，第一行公式为：1、2、n、3、n-1、4、n-2、5、n-3……六个自变量水平的平衡拉丁方设计测试顺序被试第一第二第三第四第五第六A126354B231465C342516D453621E564132F615243第86页,共115页，2024年2月25日，星期天自变量水平数为奇数时，使用正反两个方阵五个变量的平衡的拉丁方设计测试顺序被试第一第二第三第四第五第一第二第三第四第五A1253443521B2314554132C3425115243D4531221354E5142332415第87页,共115页，2024年2月25日，星期天3、评价（1）优点①较好控制被试变量（个体差异）②节省人数（2）缺点可能验处理间相互污染（顺序效应）有些实验不适用被试内设计：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，不宜使用。第88页,共115页，2024年2月25日，星期天被试内设计举例4、实验举例（舒华，P103)

欲研究生字密度和主题熟悉性对阅读成绩的影响。实验设计前提：假设阅读前一篇文章不会对阅读后一篇文章产生系统的影响。主题熟悉性两个水平：a1、a2

生字密度三个水平:b1、b2、b3共4名被试，每名被试阅读6篇文章。第89页,共115页，2024年2月25日，星期天（三）混合设计指在一个研究中有些自变量按被试内设计安排，有些自变量按被试间设计安排。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被试间设计安排，其余的自变量按被试内设计安排第90页,共115页，2024年2月25日，星期天第91页,共115页，2024年2月25日，星期天混合设计举例1用混合设计考察情绪与记忆的关系。研究表明，人们倾向于回忆与他们当前情绪一致的信息。因此当心情愉快时，容易回忆快乐的事情，心情沮丧时容易回忆出悲伤的事情。研究中，实验者使用诱导法创设了两个组：情绪高兴组和情绪沮丧组。然后给所有人呈现一个词单，其中包括一些积极、令人愉快的词汇，也包括一些消极的、令人沮丧的词汇。最后，分别记下被试能回忆的正向情绪词数和负向情绪词数。最后分析不同情绪状态下回忆不同情绪词的成绩。这个实验中被试内因素是什么？被试间因素是什么？第92页,共115页，2024年2月25日，星期天

正向情绪词 负向情绪词 愉快组 70 23 沮丧组 48 35 被试间因子：愉快组和沮丧组被试内因子：正负向情绪词第93页,共115页，2024年2月25日，星期天混合设计举例2用混合设计的方法比较抑郁者和非抑郁者的记忆成绩。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。这个实验中的被试内和被试间因素分别是什么？第94页,共115页，2024年2月25日，星期天小样本设计心理学的典型实验是测量大样本的行为，这是因为大样本能够消除被试个体差异对因变量产生的影响。但是在特殊情况下，临床心理学家希望确定某种疗法的效果却又只有一两个患者时，只能应用小样本设计。小样本设计是被试内设计的一种变式，实验时它向人数极少的被试或单个被试呈现自变量的不同水平或处理方式。由于测试的人数少，因此需要相当经济和高度控制的实验者中对每个被试进行大量观察，并进行记录。第95页,共115页，2024年2月25日，星期天（一）ABA设计ABA设计典型实验历程分为三个主要部分：（1）建立基线；（2）施加自变量；（3）消除自变量。单被试实验设计中，凡是没有接受自变量作用的历程，都用字母“A”表示；接受自变量作用的历程，用字母“B”或其它字母表示。第96页,共115页，2024年2月25日，星期天ABA设计第97页,共115页，2024年2月25日，星期天（二）多基线设计

ABA设计得以顺利进行的前提是：B阶段的处理效果应该是不持久的，只有这样当处理结束后，被试行为才能回到处理前的基线状态。但是很多时候，这一前提难以满足，即处理后的痕迹很难消除回到从前状态。基于此，研究者提出多基线设计。第98页,共115页，2024年2月25日，星期天第99页,共115页，2024年2月25日，星期天多基线设计的内在逻辑是：当一种行为或一个被试正在接受处理时，另一种行为或另一个被试仍处于基线条件下。如果这种未受处理的行为在自变量引进之前保持稳定，然后随着自变量的变化而变化，我们就可以认为是自变量导致了该行为的改变，而不是一些碰巧在观察期内发生变化的其他因素。第100页,共115页，2024年2月25日，星期天补充实例1——被试内多基线设计某被试缺少与父母、同学、老师的正确交往行为。干预的目标是让其建立正确的交往行为反应。

训练前对与父母、同学、老师的交往行为进行基线观察；第一个阶段只对与父母交往行为进行训练，看其行为的变化。并对其它两种行为仍做基线观察；第二阶段对与同学交往行为进行训练，然后记录其行为方面的变化。此时对与父母交往时干预后的行为仍做记录，对与老师的交往行为仍做