Single-Subejct Research Designs

1、Single-Case research designsSingle-Case research designs（ Single-subject research designs ）OutlinenDifferences between single-case and group designsnSingle-case research designs:nCase Study MethodnSingle-Case Experimental DesignsIntroduction to single-subject designsPhases and phase changesThe ABAB

2、reversal design 1.The multiple-baseline design0. Differences between single-case & group designsnNomothetic v. Idiographic approachnNomothetic: establish general principles & generalizations across individualsnIdiographic: describes, analyzes, & compares the behavior of individual participantsnGener

3、alitynGroup designs focus on average performancenJust because a statistic accurately describes a group doesnt mean that it accurately describes an individual participantnAnd vice versa, just because you can accurately describe an individual participant doesnt mean that description is useful for any

4、other participant “相对于对相对于对10001000只老鼠各研究只老鼠各研究1 1小时小时或对或对100100只老鼠各研究只老鼠各研究1010小时小时, ,研究研究者对一只老鼠研究者对一只老鼠研究10001000个小时的可个小时的可行性更大行性更大” Skinner (1966)Skinner (1966) 需要单被试设计的情形需要单被试设计的情形(Dukes,1965)n一个被试就是一个总体时n能保证良好的推广性时n当只有惟一的反例能推翻某一个理论或普遍的假设时n当观察某一特定行为的机会有限时n当研究本身极其耗时费力是,需要大量培训或难以控制时The Case Study

5、Methodn个案研究描述单一个体，通常是对某一临床病人在接受诊断和治疗时的观察及经验的详细描述和分析。n个案研究中的信息可以通过多种方式获得，如与病人或其亲戚交谈；对病人进行观察、调查；档案资料分析.n没能控制，难于进行有效的推论n个案研究设计最常应用于临床心理学，但它在行为科学研究中的应用已经有了很长一段成功的历史。Advantages of Case Study MethodnSources of ideasnAbility to study rare phenomenan多重人格：“三面夏娃”(Three Faces of Eve) n脑损伤案例 ：H.M.切除两边颞叶内侧和海马nCa

6、n challenge theoretical assumptionsnTentative support for theorynComplement to Nomothetic studyDisadvantages of the Case StudynNo cause-effect conclusionsn个案研究也必有其局限性，因为它只描述行为而不探讨行为的内部机制。它可以描述一个具有特定特征的特定被试对某一特定实验处理的反应，但不能解释其原因 ，即个案研究缺乏内部效度。nProblems with generalizationn因为个案研究报告的是特定情况下特定个体的结果，它很难被合理地

7、推广到其他情况下的其他被试。n Potential source of biasn个案研究也会产生误差，使结果及其解释出现错误或模糊不清。 n不同的研究者利用不同的被试所作的重复试验，如果能发现相同的结论，就可以为研究结果的效度和可靠性提供支持。 Single Case Experimental DesignIntroduction to single-subject designsPhases and phase changesThe ABAB reversal design The multiple-baseline design1. Introduction to single-subj

8、ect designsn是指研究者使用来自一个被试的实验结果来证明因果关系的研究设计 n从总的方法学上来看，单被试设计是将个案研究与时间序列设计结合在了一起。一方面它像个案研究那样集中考察单一个体，对某一独特个体的行为和经验进行详细描述；另一方面，它又像时间序列研究，在一个时间周期中完成一个观测序列，并常常将处理前的观测序列与处理期间或处理后观测的序列进行对照 1. Introduction to single-subject designsn单被试设计的研究结果不能提供一系列被试组分数，因此无法计算平均数、方差和进行传统的统计显著性检验。单被试实验结果的呈现与解释常常依靠数据图示。n比如图1

9、所显示的资料是来自于一项考察班级不团结行为矫治效果的研究，这是其中一个学生的行为表现 。n由于不能采用传统的统计方法分析单被试研究的结果，研究者只能采取直观图示的方法来考察研究的结果，揭示其中的意义 。图1 来自单被试研究的数据n由于实验中未对额外变量进行控制，个体行为的改变有可能是处理之外的因子引起的。为了确认因果关系，单被试设计必须令人信服地证实是实验处理而不是相伴发生的无关变量引起了被试行为的变化。 n处理前后的行为差异可能只是由于随机误差造成的。传统的组设计中，研究者可以准确地测量随机误差的预期范围，然后就可以确认数据间的差异是否超过随机误差。但在单被试研究中，不存在组分数，研究者无法

10、计算随机误差的范围，只能依靠图示使其他人相信处理的作用是显著的。 1. Introduction to single-subject designsPhantom Pain（假想疼痛）nJonsson & Fisher, 1996nPhantom pain is hard to treat (dont really understand it)nHard to find participantsnThis is a study of a woman who had both legs amputated.nAssessed pain control by attention diversion

11、Phantom Pain Results2. Procedure of single-subject designn三步程序：重复测量、基线测量、每次更三步程序：重复测量、基线测量、每次更换一次变量。换一次变量。n重复测量：控制各种因素，确保被测行为重复测量：控制各种因素，确保被测行为稳定一致。稳定一致。n找到行为的稳定模式，相当于控制组，可找到行为的稳定模式，相当于控制组，可与被试受自变量影响后产生的行为进行比与被试受自变量影响后产生的行为进行比较。较。n每次更换一个变量：当实验从一个阶段进每次更换一个变量：当实验从一个阶段进入下一个阶段时，实验者必须只改变一个入下一个阶段时，实验者必须只改

12、变一个变量。变量。Phases and phase changesn单元：单元：指同一种条件下对同一个体的一系列观察 n基线观察：基线观察：指在没有实施处理时，研究者所做的观察 n基线单元：基线单元：指一系列的基线观察，以字母A表示 n处理观察：处理观察：指在实施处理时，研究者所做的观察 n处理单元：处理单元：一系列的处理观察，以字母B表示 Phases and phase changesn单被试实验中单元的作用在于建立被试在特定单被试实验中单元的作用在于建立被试在特定条件下清晰的行为模式。这样，研究者可以通条件下清晰的行为模式。这样，研究者可以通过实施或撤销处理来改变单元，以此显示被试过实施

13、或撤销处理来改变单元，以此显示被试行为在单元间的改变。不过，要验证被试行为行为在单元间的改变。不过，要验证被试行为模式的改变，必须首先建立单元内被试清晰的模式的改变，必须首先建立单元内被试清晰的行为模式。行为模式。n水平：水平：指一系列观测得到的大致相同的数值。在图示中，一系列数据点聚集在一条水平线附近 n趋势：趋势：指不同观测之间的差异在同一方向上持续一致，数值上大致相同。在图示中，持续一致的趋势表现为一系列数据点聚集在斜线周围 n稳定性：稳定性：指一系列观察呈现出持续一致的水平或趋势的程度。数据变化稳定，表明变异较小，从而形成完美的持续一致的模式。变异一定要相对较小，模式要相对清楚、明确

14、图2 单被试研究中一个观察单元内结果的三种模式a 水平稳定 b 趋势稳定 c 不稳定数据视图检查技术n单被试研究是为了证实操纵一个变量（处理）是否引起了第二个变量（被试行为）的改变。具体而言，当实验转换到另一种处理单元时，基线单元已建立的行为模式是否会转变为另一种不同的行为模式 n由于对实验结果的解释完全依赖于对图形的视觉考察，基线到处理的模式变化是否容易看到，显得尤为重要 n卡兹丁（1998）发现单被试实验的数据具有四个特征，以此确定两个单元是否有显著变化 。视图检查技术n平均水平的变化 n被试在单元改变后的最初反应n趋势改变n趋势变化的延迟图3 从一观察单元到下一观察单元平均水平的变化图4

15、 从一观察单元到下一观察单元变化趋势的不同图5 变化延迟对结果解释的影响3. The ABAB reversal designnABABABAB设计：设计：也叫轮回设计，是单被试单元轮转设计中的一种。它包括4个单元：基线单元、处理单元、回归基线单元、重复处理单元，其目的在于验证施加处理是否引起被试行为的改变。nABAB设计的目标是为了验证处理导致行为改变 单元间的模式有显著差异，是构建两者因果关系的必要条件；从基线到处理和从处理到基线，每个单元的行为变化都是相同的。这是构建处理和行为之间因果关系的必要条件。也就是说，通过实施和撤销处理，实验者能按照意愿产生或终止某种行为。图6 ABAB轮回设计

16、的理想结果两例图7 证明处理无效的数据3. The ABAB reversal designnLimitations of the ABAB designnABAB设计不适合用来评估那些能产生持久或长时间持续作用的处理。n撤销有效处理的道德问题 Additional VariationsnMost any combination of baseline and treatment phases can be usednA-B-AnB-A-BnA-B-A-B-AnA-B-C-BnA-B-A-C-AnA-B-C-A-C-B-AnUsually end with a treatment phase

17、rather than baselineA-B-A DesignnCocaine Abstinence（Silverman, Wong, et al., 1998）nAim to keep people in a method one treatment program for using cocainenUsed escalating reinforcement for cocaine free urine samples ($2.50 for 1st, add $2.96 for each additional) (could get up to $1950 over course of

18、the study)nBaseline, reinforcement, then withdrew reinforcementCocaine Abstinence Results：One Participant4. The multiple-baseline designn轮回设计要求被试行为在撤销实验处理后能立即回归基线水平。然而撤销处理不仅牵涉伦理问题，而且只适合于处理效应短暂的情况。为克服上述问题，可采用多基线设计，它不要求回归基线，因此非常适合于处理效应持续时间长，甚至永不消退的情况。 n多基线设计只需要一个单元转换同时开始两个基线单元，然后对第一个基线单元启动处理单元，与此同时，另一

19、个基线观测继续进行，一段时间后，对第二个基线单元启动处理单元。 图8 显示多基线设计的假设性数据4. The multiple-baseline designn多基线交叉被试设计：多基线交叉被试设计：最初的两个基线单元分别对应于两个被试的多基线设计。n多基线交叉行为设计：多基线交叉行为设计：最初的两个基线单元分别对应于同一被试两种不同行为的多基线设计。n多基线交叉情境设计：多基线交叉情境设计：最初的两个基线单元分别对应于同一行为不同表现环境的多基线设计。 。 n多基线设计的目的在于证明处理与行为改变间的因果关系。n一项成功的多基线实验应符合下列标准：n处理单元与基线单元的行为模式有显著差异 n

20、从基线到处理转换的时间虽然不同，但两个被试的行为改变在本质上相同 4. The multiple-baseline design图9 一项多基线设计研究的假设性数据多多基基线线交交叉叉行行为为设设计计n多基线设计的主要优点是它不需要回归基线单元，因此很适合于评估效应持久的实验处理 。n被试之间或行为之间的差异性，会降低实验结果的清晰性。比如，处理相同，第一个被试的反应比另一个被试更强烈，行为水平有迅速、巨大的改变，而第二个被试只有很小的或渐进的变化，并形成一种趋势。由于，被试间的行为模式不同，因此，我们怀疑处理是否产生了持续一致的作用。 4. The multiple-baseline des

21、ign5、Advantages and disadvantages of single-subjects designsn单被试设计与传统的组设计主要有3个方面的不同：1 单被试设计只需要一个被试，或非常小的被试组，这是两者最明显的不同；2 单被试设计比传统的组设计更灵活。实验中，研究者可以调整或完全改变设计，而不会严重影响设计的完整性。面对不同的被试集合，也不需要处理条件的标准化；3 在单被试设计中，研究者需要持续地观察被试，并进行相应的评估。传统的组设计只需要观察一到两次，然而单被试设计需要观察10到20次。n单被试设计的优点单被试设计的优点n单被试设计的第一个优点是只需要单个被试就可以验

22、证处理和行为间的因果关系，这有利于实验研究和临床实践的融合 n单被试设计的第二个优点是具有可塑性。n单被试设计的缺点单被试设计的缺点n单被试设计的优点之一是运用一个被试就可以验证可能存在的因果关系。研究者的问题在于是否可以将因果关系推广到其他个体，即提高设计的外部效度。n由于多重、持续的观察，被试的行为不仅可能受处理条件的影响，而且也有可能受测量程序的影响。按照实验方法的术语来说，持续的观测会导致研究内部效度的降低 。n单被试设计不能进行统计检验 。依靠图示验证处理效应是否显著，会制约单被试设计的运用。具体地说，处理效应必须很大并且能迅速出现，才可能产生可靠图示。 External ValiditynA common criticism of single-case research is low