心理学实验设计.ppt

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1、补充章 实验设计类型及其方案（即第二章第二节内容）P30-40,第一节 真实验（一）：单因素实验设计 第二节 真实验（二）：两因素实验设计 第三节 准实验、非实验,实验设计方案示范,课题（实验目的）：考察“在相同时间内，完成不同难度的任务对该段时距估计的影响”（15分） 预期可能结果：作业任务越简单，所用时间估计得越短/长；或者，作业任务越简单，所用时间估计得越准。 1 被试构成（2分） 从某中学随机抽取90名初一学生作为被试，男女各半，年龄为13-14岁。随机分成3组，每组30人。,实验设计示例,考察“在相同时间内，完成不同难度的任务对该段时距估计的影响” 2 实验设计 采用单因素被试间设计

2、（1分）。自变量为作业的任务难度，区分为低难度、中等难度及高难度三个水平。每组被试只接受一种实验处理。（2分） 因变量为时距估计的长短与准确性，分别用被试对时距的估计值、以及估计值与真实值之差的绝对值作为其反应指标。（2分） 另外，规定其作业的时间均为7分28秒（448s）。所以数据均转换成秒来计算。,实验设计示例,3 实验材料（3分） 低难度任务为正整数一位数的加减及乘法运算题、中等难度任务为正整数两位数的加减及乘法运算题、高难度任务为正整数三位数的加减及乘法运算题。 题型均为四选一的选择题，在计算机上操作，要求被试得出正确答案并按键作答，每次作答后均给予正误反馈。每题有且仅有两次运算，一次

3、为加减法、一次为乘法（如，“58 + 2937”为中等难度任务的计算题），同一难度任务中的各题尽量保证难度相当。各难度的题量足够一般被试做满20分钟，运算过程中提供纸笔让被试可以打草稿。,实验设计示例,4 实验程序（3分） 在正式实验前，被试要接受3道该组难度的计算题作为练习（这些题只在练习中使用），以熟悉数字运算与按键反应。 专门外设用于心理实验的反应键盘，四个按键与屏幕上呈现的四个选项位置一一对应，以尽量减少用于按键选择的时间 练习完后休息45秒，进行正式实验。其指导语为：“在接下来的一段时间里你将继续进行此类题目的正式计算，请用心作答”。被试按键确认后即开始正式实验，同时电脑开始计时。期

4、间不再中断休息。 题目随机呈现。待被试做到规定的7分28秒时中止计算题作业，屏幕上呈现：时间到，请你估计刚才正式做题用了多少时间。（精确至几分几秒）以填空形式输入数字，电脑记录结果。,实验设计示例,5 数据处理（1分） 针对两个反应指标均可分别采用完全随机化的方差分析来进行差异检验。 整体思路及方案的可行性（1分）,实验设计示例,课题（实验目的）：考察“语调在610岁儿童对不同类型反语认知中的作用” 出处：张萌, 张积家. 语调在610岁儿童对不同类型反语认知中的作用. 心理学报, 2006, 38(2): 197206 1 被试 从（广州市）某普通幼儿园和某普通小学随机抽取160名汉语儿童为

5、被试，男女各半。6岁组为64名幼儿园大班儿童（平均年龄6.20岁）；8岁组为48名小学二年级儿童（平均年龄8.25岁）；10岁组被试为48名小学四年级儿童（平均年龄10.19岁）。,实验设计示例,考察“语调在6-10岁儿童对不同类型反语认知中的作用” 2 实验设计 采用2x2x3的三因素混合设计。自变量为语调（中性语调、强调语调。中性语调即说话人的最后评论以中性的、无强调的语调说出；强调语调即说话人的最后评论以与说话人真实意图一致的语调说出）、反语类型（反语批评、反语恭维）和年龄（6岁、8岁、10岁），其中语调和年龄为被试间变量。在每一个年龄组的被试中，各有一半被试在中性语调条件下实验，另外一

6、半被试在强调语调条件下实验。反语类型为被试内变量，所有被试都接受同样包含两种反语类型（反语批评和反语恭维）的故事。因变量为被试在态度判断、话语含义判断和语言现象解释上的正确率。 附“被试的分组情况”,实验设计示例,考察“语调在6-10岁儿童对不同类型反语认知中的作用” 3 实验材料（略，按实验的真实需要来编制） 4 实验程序（略，按实验的真实需要来安排） 如有必要，请说明计分方法（如本题中“正确率”的计算） 5 数据处理（略，只需按实验目的拟出适宜的统计方法） 课外作业：查阅一篇实验报告论文，简要摘录文中关于研究方法的内容 被试构成、实验设计、实验材料、实验程序、统计方法 ，并注明出处。（限7

7、00字）,实例探讨,设计一个实验方案来检验以下理论假设： 1、“恐惧状态下的人们更愿意与他人沟通” 2、“针对社交障碍者，团体辅导比个别辅导更有效”。 3、“商场售货员对待不同年龄段顾客的态度存在差异”。 4、“当代社会，年长者对于纸制文字材料的阅读效果要好于青少年，而青少年则在阅读电子文字材料上要优于年长者”。,“真实验”的特点,（1）研究者能够随机选择和分配被试。 （2）研究者能够对额外变量进行严格控制。 （3）研究者能够操纵自变量的不同水平。 这样才能真正揭示变量间的因果关系。（而其他方法只能进行变量的描述与变量间关系的预测） 注：本章的“真实验”只讲述“因素型心理实验设计”（并且为大样

8、本实验）。 补充：实验设计应遵循的原则最简原则 （奥卡姆的威廉）著名格言：“不应不必要地增加事物的复杂性。” （即某课题能简单设计既达成实验目的，那就不要把设计复杂化了）,“真实验”内容梗概,根据实验自变量的多少区分为：单因素实验设计、 多因素实验设计（课堂只讲两因素实验设计）。 单因素实验设计中根据自变量水平的多少区分为：双组设计、多组设计。 根据各被试组的类型不同区分为：独立组设计、相关组设计（包括配对设计、被试内设计）；对应对随机化设计与区组设计。 多因素实验设计中根据各自变量的相应类型区分为：被试间设计（默认为独立组设计） 、被试内设计与混合设计。 链接：各设计适用的统计方法；因变量的

9、多少,第一节 真实验（一）：单因素实验设计,实验至少具有一个自变量和一个因变量，变量至少有两个水平。 一、自变量为两个水平（即双组设计） 1、（基石）实验组-控制组设计 主要用于初探某自变量是否对因变量产生作用。 举例：变量命名 恐惧状态下的人们更愿意与他人沟通。 语境信息有助于对课文的理解。 系统脱敏法治疗幽闭恐惧症相当有效。 在此类“呈现-不呈现”的情景中，接受实验处理的为实验组、未接受实验处理的为控制组/对照组。,第一节 真实验（一）：单因素实验设计,专题：被试分配 随机分配（独立组设计） 优点：a. 被试接受实验的时间短，避免其厌烦或疲劳；b. 避免了序列效应；c. 操作简易。 缺点：

10、a. 各组被试仍可能存在差异；b. 被试利用率低，实验需要更多被试；c. 统计效率不高。 （等组）匹配：人为配对；自然配对 优点：a. 可控制某些干扰变量，使各组尽量同质；b. 避免了序列效应及被试的厌烦、疲劳；c. 从组内效应中区分出区组效应，统计效率高。 缺点：a. 匹配要花费更多时间、精力；b. 匹配过程可能引起练习效应；c. 有些变量无法进行匹配。,第一节 真实验（一）：单因素实验设计,专题：被试分配 重复测定（被试内设计）。 前两种设计被试只接受某一种处理，而重复测定则要求被试接受该自变量所有水平的实验处理。 优点：a. 确保各组被试（在特征上）同质；b. 被试利用率高，节省被试；c

11、. 从组内效应中区分出被试效应，统计效率高。 缺点：a. 被试接受多次实验处理，时间长，易导致其厌烦或疲劳；b. 序列效应的存在可能导致有些实验不能采用重复测定（顺序的不可逆）。 “匹配”与“重复测定”均属于相关组/区组设计 统计方法,第一节 真实验（一）：单因素实验设计,专题：区组设计/相关组设计 其设计目的在于使区组内的被试差异尽量缩小（保持区组内的同质，以及各实验组间的同质），从而将区组间的差异从误差中剔除出来。 每个区组内被试分配的情况：统计P279 一名被试即为一个区组（即被试内设计，最常见，但存在序列效应，应采取随机化或抵消平衡法加以控制） 每个区组内的被试数是实验处理数的整数倍：

12、例如处理数为3（即3个实验组），选24名被试分为4个区组，每区组为（同质的）6人，每2人接受同一处理。（即匹配设计） 区组内各单元由各团体构成（即如前两种情况中的将一个团体看作一名被试）,第一节 真实验（一）：单因素实验设计,注意：有关的概念辨析 1、随机抽取/选择被试；随机分配/分派被试（随机分组） 2、无特别说明时，“被试间设计”（即“组间设计”）又可默认为“独立组设计” / “完全随机设计”；“被试内设计”（即“组内设计”、“重复测定设计”）又可默认为“相关组设计” / “随机区组设计”（而“匹配设计”属于“被试间设计”、“相关组设计”） 3、“随机区组设计”（即“相关组设计”）可包括“

13、配对设计”与“重复测定设计”,第一节 真实验（一）：单因素实验设计,一、自变量为两个水平（即双组设计） 2、（低层建筑）比较自变量在两个量值或属性上差异的实验设计 基于实验组-控制组设计，对已发现的影响因素做进一步的（两点）划分，以确定其影响趋势或状况。 举例：被试分配、统计方法 高恐惧水平者比低恐惧者更趋于与他人沟通。 对于缺失同样信息量的汉字，内嵌缺失的汉字比外围缺失的汉字更易被识别出。 针对社交障碍者，团体辅导比个别辅导更有效。 在此类“呈现两个不同量值或属性”的情景中，两组均接受实验处理（均为实验组，只是不同的处理）。,第一节 真实验（一）：单因素实验设计,二、（低层建筑的拓展）自变量

14、为三个水平及以上（即多组设计） P31/35 1、（针对安慰剂效应）一个实验组、两个控制组 2、两个实验组、一个控制组（即综合了双组设计的两种方案） 举例： 被试分配、统计方法 恐惧情绪状态对合群性存在影响。 汉字清晰率为70%时对汉字识别率无明显影响，但会影响汉字识别的反应时；而40%时则既会影响汉字的识别率，也会影响其反应时。 关于从众现象，群体规模为3人时即可产生显著效应，但增至6人时其效应并未有明显提升。,第一节 真实验（一）：单因素实验设计,二、 自变量为三个水平及以上（即多组设计） 3、三个（及以上）实验组 适用于自变量为连续变量或多个属性的离散变量。 如果自变量为连续变量，那么水

15、平数越多，越有利于建立函数型的因果关系；并且在均值比较的基础上，还可使用回归分析等统计方法。 举例： 被试分配、统计方法 动机水平对工作效率的影响。（如何唤起不同动机水平） 新信息的识记与提取之间的间隔时间对记忆保持量的影响。 商场售货员对待不同年龄段顾客的态度差异。,第二节 真实验（二）：两因素实验设计,单因素实验设计只是“打地基、盖平房”，只能一次找出一个原因；而“建成高楼大厦”还是需要多因素实验设计（又称析因实验设计），它能同时找出多个原因。 多因素实验设计可同时考察不同自变量的组合，这更接近现实的情形。 其优点：a. 实验效率高；b. 能考察交互作用；c. 更有利于干扰变量的控制。 一

16、、（最简单的）2x2实验设计（图示） 即实验有两个自变量，每个各2个水平，共4个处理。 举例：商场售货员对待不同衣着风格、不同年龄段顾客的态度差异。 变量命名 （假定的结果）,第二节 真实验（二）：两因素实验设计,几个重要概念： 心理统计学P388-396 1、主效应：在多因素实验设计中，由单个自变量（不同水平的改变）引起的因变量的变化。 实验设计中有N个自变量就对应有N个主效应。 2、交互作用（交互效应）：一个自变量的各水平在因变量上的差异随着其他自变量的水平不同而有表现出不一致。 两因素实验设计中有1个交互作用（AxB）。三因素实验设计中有4个交互作用（AxB、AxC、BxC、AxBxC）

17、 如果交互作用不显著，那么检验每个自变量的主效应很重要；若交互作用显著，则检验主效应的意义就不大了，应检验各简单效应。,第二节 真实验（二）：两因素实验设计,几个重要概念： 心理统计学P388-396 3、简单效应（单纯主效应）：交互作用显著时，则需考虑 一个自变量各水平在另一个自变量每个水平上的变化。 MxN实验设计有M+N个简单效应； 交互作用显著的例子： Yerkes-Dodson定律：主效应及交互作用均显著。 信息沟通方式（一面性论述与两面性论述）对劝说效果的影响（还涉及被试的受教育程度）：主效应均不显著，但交互作用显著。,第二节 真实验（二）：两因素实验设计,专题：被试分配 1、被试

18、间设计 2、被试内设计 3、混合设计 被试分配举例：商场售货员对待不同衣着风格、不同年龄段顾客的态度差异。 统计分析：多因素方差分析，需区分被试内、被试间及混合设计,第二节 真实验（二）：两因素实验设计,二、其他情况（举例说明）变量命名、干扰变量的控制、被试选择、被试分配、实验材料、实验程序、数据统计等 1、考察自由回忆任务与序列回忆任务中系列位置效应的差异性。 2、针对不同面部表情的识别，民族文化背景对其是否存在影响？ 提醒：所有这些设计方案均可适用于准实验研究。,第三节 准实验、非实验,一、准实验设计 P33 对干扰变量进行部分控制（没真实验那样严格），通常在相对自然的情境下完成，根据得出

19、的相关关系、在一定程度上推断变量间的因果关系（准实验中仍用自变量、因变量来命名）。 在什么情况下运用准实验（或非实验）？ 自变量的各水平不能操纵、只能选择（准自变量）：如性别、出生地、职业 不能随机分配被试：如“新教材的试用”只能延用固有的班级。 出于伦理道德考虑（不能或不宜用真实验）：如“自然灾害下的情绪反应”、“药物滥用者的认知特点”。,第三节 准实验、非实验,一、准实验设计 1、单组设计（实验中只有一个被试组，即实验组） 单组前后测设计：实验组只接受一次实验处理，但有一个前测成绩和后测成绩。通过检验两成绩是否存在显著差异来解释其处理效应。 P32（基本模式：O1 X O2） 例：为验证某

20、种训练方法能扩大儿童的词汇量。 优点：前测与后测具有可比性，能在一定程度上解释其处理效应。（即将前测作为控制组的成绩） 缺点：未能控制干扰变量，如成熟、历史、测验、回归现象等。 历史：指实验进程中被试的生活历程，更多体现在后测成绩中。如上例中家人的强化对儿童词汇学习的影响。,第三节 准实验、非实验,一、准实验设计 1、单组设计 单组时间序列设计：实验组只接受一次实验处理，但有多个前测成绩和后测成绩，且前测和后测次数相等、时间间隔相等。先从一系列观测值中剔除成熟效应，再检验前测、后测成绩是否存在显著差异。（剔除成熟效应示例）（基本模式：O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8） 例：为

21、验证某种训练方法能扩大儿童的词汇量。 优点：（进一步）控制了成熟等干扰变量。 缺点：多次测验的干扰作用；仍不能控制某些干扰变量，如历史。,第三节 准实验、非实验,一、准实验设计 1、单组设计 单组相等时间样本设计：实验组要接受多次实验处理，并测验多次，处理与测验交替进行、时间间隔相等。把不给处理的测验成绩作为前测成绩、给测验的成绩作为后测成绩，再检验是否差异显著。 P34（基本模式：O1 X O2 O3 X O4 O5 X O6） 例：为验证某种训练方法能扩大儿童的词汇量。 优点： （进一步）控制了历史这一干扰变量。 缺点：多次测验的干扰作用；外部效应偏低。 提醒：单组设计难以用于顺序不可逆的

22、实验。 说明：单组设计同样适用于小样本的实验设计。,第三节 准实验、非实验,一、准实验设计 2、双组及多组设计（其设计原理同“真实验”，只是不能随机分配被试或不能对自变量进行操纵等） 二、非实验 1、（广义的）观察法，又称描述法。 （狭义的）观察法 档案法 调查法 测验法 2、相关法，又称事后回溯研究。 P33,本章完,实验设计示例,课题（实验目的）：考察“限定阅读时间条件下文本呈现方式对阅读效果的影响” 出处：孙悦亮, 肖崇. 限定阅读时间条件下文本呈现方式对阅读效果的影响. 心理与行为研究, 2006, 4(4): 297300,2x2实验设计（图示）,因素A（第一个自变量） A1水平 A2水平,B1水平 B2水平 因素B（第二个自变量）,返回,2x2实验设计（交互作用示例）,如果用单因素实验设计分别分析衣着风格、年龄段这两个自变量，则会得出两者均不影响售货员态度。（即主效应不显著） 但用两因素实验设计同时分析两个自变量则得出，一个自变量的各水平在另一个自变量的不同水平上表现出差异性。（即交互作用显著）,返回,单组时间序列设计中对成熟效应的剔除,从折线走势来看，A、B、C在接受实验处理X前后有明显变化，说明存在处理效应；而D、E则无明显变化，说明无处理效应。,返回,实验设计示例,表1 被试的分组情况,注：反语类型为被试内变量,返回,