如何用EPrime做心理学的实验设计

内容：心理实验的计算机化与实验生成系统的标准化。E-Prime与其他国际通用心理实验生成软件的比较。E-Prime软件在教学科研中的应用。如何用E-Prime软件做心理实验设计？

●E-Prime软件介绍及其设计理念●E-Prime实验设计（结合具体事例）●E-Prime实验设计的四种模式●E-Prime数据处理第一页，共五十三页。一、心理实验的计算机化与实验生成系统的标准化。1.心理实验计算机化趋势的发展。

●1879年，德国心理学家冯特建立了世界上第一个心理学实验室，标志着心理学成为一门独立的科学，心理学也从思辨和经验科学转变成实验科学。也就是说，实验室的科学的实验研究使心理学成为了独立于哲学之外的科学。不仅如此，心理学辉煌发展的今天，心理学研究中的实验法仍是推动心理学飞速发展的最重要最有效的一个方法和手段。20世纪50～60年代，计算机技术的发展和认知心理学的兴起使心理学实验研究的技术思路产生了根本性的变化。传统的反应时测量技术与计算机技术结合使反应时测量技术成为信息加工心理学研究的主要手段之一。

●心理学实验研究和实验教学随着计算机技术和认知科学的发展已经差不多全部计算机化。从20世纪90年代开始,心理学实验研究和教学的仪器出现了计算机化的趋势,即编制实验教学软件并辅以专用的接口和外设,以便在计算机上进行实验研究和教学。在心理学研究方面也使用计算机编程语言编制心理学实验程序，进行刺激精确呈现与严格控制，进行数据的快捷方便的收集和标准化处理。第二页，共五十三页。一、心理实验的计算机化与实验生成系统的标准化。2.计算机技术在心理学教学与科研中的作用。在认知层面上，主要是通过计算机来对心理学实验材料的编辑与制作、实验参数控制、实验过程与实验设计控制、被试信息与实验数据的采集与初步处理等的全过程进行控制，既使心理学实验达到标准化，同时也尽可能避免各种可能影响实验结果的额外因素对实验结果造成不利的影响。在行为层面上，将计算机与实验仪器进行联机来控制实验和收集数据，如眼动仪主要是通过计算机呈现设计好的刺激与眼动仪的头盔进行联机来获取被试的各种眼动轨迹的数据。在认知神经科学研究领域中，如目前常用的fMRI、ERP、rTMS等前沿研究技术与其所用的仪器设备也不能不用计算机来精确呈现刺激和采集数据。

第三页，共五十三页。一、心理实验的计算机化与实验生成系统的标准化。3.心理实验生成系统的标准化。心理实验的计算机化在早期大多都是用计算机的各种高级编程语言，如C语言、Pasical语言、VisualBasic、Delphi等高级程序设计语言或汇编语言进行心理实验程序的编制，达到对刺激的呈现和数据的收集。可是，利用这些为数众多、各自为政的计算机编程软件进行心理实验程序设计存在着不可避免的、难于克服的缺陷和致命弱点。第四页，共五十三页。一、心理实验的计算机化与实验生成系统的标准化。3.心理实验生成系统的标准化。在WINDOWS下,多数是非系统级编程,时间精度不够,误差较大；也存在WINDOWS下操作系统下由多任务系统引起的对数据呈现和记录方面的随机误差;采用各种各样的编程语言,如C,Delphi,更多是采用VisualBasic,对时间精度和误差的处理存在许多缺陷;同时，不同语言编制的实验程序在刺激呈现和数据记录方面无法比较或求得一致。非熟练编程者对刺激呈现的精确控制和数据记录等方面随机误差大；同时，不同软件编制人员编制的实验之间也难以比较；编程人员大多为非心理学专业知识背景，难于真正理解实验者的意图，同时由于技术上存在难于解决的问题而将实验程序的编制将就于编程人员，导致实际的程序与理想的程序存在着一定的差异。因此，心理实验程序的设计呼唤着统一的、全球通用的心理实验程序设计的专门软件，即标准的心理实验生成系统的诞生。第五页，共五十三页。一、心理实验的计算机化与实验生成系统的标准化。4.标准化心理实验生成系统——E-PrimeE-Prime,是由美国PST(PsychologySoftwareTools,Inc.)公司开发,是实现行为研究计算机化的一个跨平台系统,是一款全球通用的心理实验程序设计的标准化软件。它与所有的可视化编程语言系统相似,使用类似于VisualBasic的E-Basic语言,是一个涵盖从实验生成到毫秒精度数据收集与初步分析的图形界面应用软件套装。该系统包括如下特征:图形化界面编程环境,对实验功能的实现可以通过所见即所得的选择、拖放和设定产生,使编程简单化;面向对象的简单易懂的Script语言,类似于VisualBasic,提供了许多针对行为研究的增强命令,为编程提供了灵活性,可以帮助实现更加灵活全面的实验范式,并提供了E-Prime的扩展空间;扩展的数据分析和导出系统;数据检验核对功能;实验生成向导。第六页，共五十三页。二、E-Prime与其他实验生成系统的比较。1.其他常用于心理实验设计的实验生成系统。

●DMDX

●SuperLab●Presentation

●Stim●Inquist第七页，共五十三页。二、E-Prime与其他实验生成系统的比较。2.其他常用于心理实验设计的实验生成系统与E-Prime的比较。

●E-Prime采用面向对象(“对象”即为我们实验的组成部分)的设计方式，并通过对对象属性的设置达到对实验的控制。实验的设计所见即所得，操作相当方便、简单易学。1）实验设计的理念上。第八页，共五十三页。第九页，共五十三页。二、E-Prime与其他实验生成系统的比较。2.其他常用于心理实验设计的实验生成系统与E-Prime的比较。

●DMDX、SuperLab等软件则是通过调用承载着各种信息（包括各种刺激及刺激的相关属性）的控制文件来达到呈现刺激和控制实验。如DMDX是通过调用RTF格式的文件来运行实验。1）实验设计的理念上。第十页，共五十三页。二、E-Prime与其他实验生成系统的比较。2.其他常用于心理实验设计的实验生成系统与E-Prime的比较。

●E-Prime采用结构化的方式设计实验。E-Prime用SessionProc对象把实验运行的前后顺序连接起来，实验程序结构流程图一目了然，先呈现什么后呈现甚么，实验有那些组成成分，有哪些程序模块(如练习模块、实验模块、分实验模块等)也一目了然。DMDX、SuperLab等软件则不是采用结构化的设计方式而采用调用文件的形式，实验者看不见实验流程及细节，不易把握对实验的控制与理解。1）实验设计的理念上。第十一页，共五十三页。练习阶段的“学习模块”练习阶段的“测试模块”练习阶段的“再认模块”接下来未能呈现的实验过程则是实验阶段的“学习模块”、“测试模块”和“再认模块”第十二页，共五十三页。二、E-Prime与其他实验生成系统的比较。2.其他常用于心理实验设计的实验生成系统与E-Prime的比较。

●E-Prime对刺激的呈现时间与屏幕的刷新时间同步，能精确控制刺激的呈现时间。同时，E-Prime为刺激呈现和反应数据提供了OnsetTime、OffsetTime、OnsetDelay、等诸多指标来考验所记录数据的精确性。还可通过PreRelease功能进一步控制刺激呈现的精确时间。DMDX、SuperLab等软件则提供RT和对错信息，无法对可疑数据进行查验；同时他们在处理多重任务时，也没有提供诸如E-Prime软件中的那些指标或可行的方法来改善响应的延迟问题。2）时间精度上。第十三页，共五十三页。二、E-Prime与其他实验生成系统的比较。2.其他常用于心理实验设计的实验生成系统与E-Prime的比较。

●E-Prime的扩充性和兼容性良好，它能提供键盘的、语音的、脚踏板的、串口的、并口的和专用接口等诸多的反应方式，能与当今心理学界研究的前沿研究技术如脑电技术、fMRI技术对接，为这些研究技术呈现刺激记录数据。同时E-Prime提供了数据的预处理功能，能对实验记录的原始数据进行预处理，然后可直接导入到Excel或SPSS等统计软件进行进一步的统计。DMDX和旧版的SuperLab等软件则提供可扩展的模块，不能与脑电技术、fMRI技术和眼动技术进行对接，也没有数据导出接口。3）扩展性与兼容性方面。第十四页，共五十三页。二、E-Prime与其他实验生成系统的比较。2.其他常用于心理实验设计的实验生成系统与E-Prime的比较。

●E-Prime是由美国PST公司(心理学软件工具公司)生产的商业化软件，有良好的技术服务及相关的升级服务。DMDX则是自由软件，在网上可自由下载，在技术支持上就显得不如E-Prime

。4）技术支持方面。第十五页，共五十三页。二、E-Prime与其他实验生成系统的比较。3.E-Prime作为心理实验生成系统的优势。E-Prime采用面向对象的设计方式，操作方便、简单易学。E－Prime计时精度高，记录指标丰富。E－Prime扩充性、兼容性好。E－Prime在技术支持方便。第十六页，共五十三页。三、E-Prime软件在教学科研中的应用。1.E－Prime在本科教学中的应用。演示实验方面：颜色混合实验演示；似动现象实验演示；速度知觉实验演示；瞬时记忆广度实验实验；记忆实验演示等。综合性设计性实验方面：如听觉选择反应时实验；内隐记忆实验；Stroop效应实验等。科研课题研究实验方面毕业论文实验方面——在本科教学中普及E-Prime知识与技能的教育，不仅可以帮助他们顺利完成课程教学实验、课题科研实验和毕业实验，更为最重要的是，为其在未来的研究生教育中培养了扎实的实验技能与本领。第十七页，共五十三页。三、E-Prime软件在教学科研中的应用。2.E－Prime在科学研究中的应用。博硕士研究生教育方面：科研课题实验、毕业实验。教师的科研课题研究实验方面。各种实验研究技术中刺激呈现与记录的指定配套软件：

ERP技术：如德国BP脑电产品；美国EGI脑电产品

fMRI磁刺激系统：如美国的SAMRTEC公司的SA-90fMRI视觉/听觉刺激系统

眼动技术：如加拿大EyeLink产品；德国SMI的的IviewXHi2Speed高速眼动仪；瑞典的Tobii眼动仪等。

——最主要的是，E-Prime作为全球通用的标准化的心理实验生成系统，用其作实验程序所生成的论文，审稿人对实验技术本身和实验呈现与记录的精确性不会有任何的质疑。第十八页，共五十三页。四、如何用E-Prime软件做心理学的实验设计？1.E－Prime软件介绍。E-Prime：设计：PsychologySoftwareTools,Inc.LearningResearchandDevelopmentCenter,UniversityofPittsburgh网址：第十九页，共五十三页。E-Prime软件介绍：程序目录清单及功能程序界面E-Object（对象、控件）及其功能第二十页，共五十三页。程序界面：Generate：编译。生成脚本文件，以便脱离设计环境，可以单独运行。SingleUserSystem

：$695.00NetworkLicense：$796(

perconcurrentseat)Run：运行。在设计环境下运行所设计好的程序或运行生成的脚本文件。第二十一页，共五十三页。E-Object（对象、控件）及其功能显示单幅图片写入控制实验程序代码标签(路牌)：指引程序运行的方向存放实验过程和实验材料及材料属性实验流程：实验随时间运行的流程线可以同时呈现文本、图片和声音三种格式的控件第二十二页，共五十三页。E-Object（对象、控件）及其功能显示文本材料延长前一对象的呈现过程。调用一段子程序，尤其是一系列实验都用得到的同一过程。播放语音反应反馈TheWaitobjectmayalsobeusedtocollectaresponsewithoutrequiringtheoverheadofanobjectpresentingastimulus(e.g.,TextDisplay,SoundOut,etc.).第二十三页，共五十三页。E-Prime实验设计理念：E－Prime实验设计的过程，就是把整个实验分解成一系列对象组成，通过设置对象的相关属性来控制实验，达到了完成实验的目的。正是由于复杂的实验控制或实验过程可以通过对象的属性来设置，避免了复杂的程序编写过程，从而使E－Prime实验设计变得简单，易学。第二十四页，共五十三页。举“注意线索技术范式实验”来说明E-Prime的设计理念及其简单易用性。如“注意线索技术”中的线索的呈现时间、线索的颜色、探测词的颜色和带不带下划线等属性的变化，都是通过设置属性调用“字段”的方式实现变化。第二十五页，共五十三页。用E-Prime进行实验设计的步骤第一步：画出实验流程图第二步：新建目录，存储本实验程序的相关文件第三步：在总过程中建立指导语(Slide控件)第四步：用ListObject指定和生成流程图中的核心实验过程第五步：在ListObject输入刺激材料第六步：在Coreexperimentalprocedure过程中创建实验各个组成部分，并设置相应的呈现时间、响应方式、需要记录的数据等实验控制的五个要素第七步：在总过程(SessionProc)中创建结语第八步：运行、调试和修改实验程序（多次）直至符合实验第九步：修改指导语，定稿。编译程序生成脚本文件，copy中文材料。运行实验第十步：查看结果，合并数据，提取数据第二十六页，共五十三页。3.E-Prime实验设计：设计前准备－－画出实验流程图(核心实验流程图)1.2.前面：指导语后面：实验完毕，感谢语第二十七页，共五十三页。Coreexperimentalprocedure（最小、可重复）

——isaminimal,repetitiveportionofanexperimentalinwhichdifferentconditionsareselected,stimuliarepresented,andthesubjectresponds.E-PrimeE-Prime实验设计：设计前准备－－画出实验流程图一个完整的实验TrialBlock第二十八页，共五十三页。E-Prime实验设计：用E-Prime进行实验设计实验示例：词汇判断实验

判断屏幕出现的一串字符是否为单词(Word)，若为单词(Word)请按“J”键，若不是单词(NonWord),请按“j”键.第一步：画出实验流程图条件刺激答案wordcatjnonwordJopfwordJobj第二十九页，共五十三页。用E-Prime进行实验设计的步骤第一步：画出实验流程图第二步：新建目录，存储本实验程序的相关文件第三步：在总过程中建立指导语(Slide控件)第四步：用ListObject指定和生成流程图中的核心实验过程第五步：在ListObject输入刺激材料第六步：在Coreexperimentalprocedure过程中创建实验各个组成部分，并设置相应的呈现时间、响应方式、需要记录的数据等实验控制的五个要素第七步：在总过程(SessionProc)中创建结语第八步：运行、调试和修改实验程序（多次）直至符合实验第九步：修改指导语，定稿。编译程序生成脚本文件，copy中文材料。运行实验第十步：查看结果，合并数据，提取数据第三十页，共五十三页。E-Prime实验设计：实验的运行编译：把在E-Studio中设计调试好的实验，进行编译,生成同名的脚本文件。脚本文件：脚本文件中的英文材料替换成中文后，把脚本文件拷入到需要实验的计算机上（该机器必须装有E－Prime环境（E-Run）），或单机或共享使用，即可运行实验。共享的问题：选一台或多台计算机为主机，新建文件夹copy上你的脚本文件，按右键共享该文件夹。其余计算机（不再需要copy脚本文件）在网上邻居查找到主机，打开脚本文件运行即可，做完实验后各台计算机上的数据会自动传送到主机上（注意各台计算机上的被试编号不要重复，否则会导致文件覆盖）。第三十一页，共五十三页。E-Prime实验设计：课堂练习－启动效应实验设计

实验指导语(实验过程)：

首先在计算机的屏幕中心会出现一个注视点“＋”，表示实验的开始，然后屏幕中心会出现一个汉字，这个汉字消失后，计算机屏幕中心又会出现一对汉字，这时请你判断，这两个汉字（在语义上）是否有联系，并作出反应，如有联系，请按“K”键，如无联系，请按“D”键。要求：在准确的前提下，尽快按键。

实验材料：序号启动词词对之一词对之二答案水平1市省县KYY2市省层dYN3巾省县KNY4巾省层dNN第三十二页，共五十三页。E-Prime实验设计：练习模块的制作

练习模块与真实验模块的过程是一样的，只不过是实验材料不同而已。因此，只要设计好了实验过程，COPY一份，就成了练习模块或真实验模块。

制作：1.View菜单Browser，拷贝核心过程部分。2.把刚拷贝的核心过程部分从非引用状态拖到主过程中，修改其中的实验材料，即可制成练习与实验两个模块。3.设计（插入）一个Inline，提示是否需要继续练习还是可以进入实验。该部分程序可以共享。第三十三页，共五十三页。E-Prime实验设计：脚本文件的修改和利用

更换脚本文件中的材料，即可做另一水平实验或另一分实验。

制作：把excel中的新材料直接粘贴取代。

常需要更改的地方

1.刺激数量：samples(?)2.实验名称：ebContext.SetAttrib"Experiment","exp3a1"第三十四页，共五十三页。E-Prime数据处理：E-DataAid打开数据E-Merge合并数据数据字段的筛选数据的导出

把同一实验数据copy到同一目录

合并生成一新的数据文件

选择所需的字段，copy到excel或spss中。第三十五页，共五十三页。E-Prime实验设计：变化的内容设计理念：在实验程序设计中，只要是变化的内容（包括刺激或刺激物的属性），都通过调用“字段”的方式来实现。即这个属性的相关内容必须输入到list中。如“注意线索技术”中的线索的呈现时间、线索的颜色、探测词的颜色和带不带下划线等属性的变化，都是通过设置属性调用“字段”的方式实现变化的。第三十六页，共五十三页。

按心理实验程序的结构和核心实验过程设计的复杂性，可把心理实验程序归属以下几种模式进行设计：单一模式(图1)并联模式(图2)串连模式(图3)（循环模式）E-Prime实验设计的几种模式：分支模式(图4)（平衡模式）相嵌模式(图5)第三十七页，共五十三页。

单一模式是最为简单的心理实验设计模式，如右图所示。单一模式由一个存储实验材料及相关控制的List和一个核心实验过程CEP组成。如词汇判断的实验、启动效应实验都是单一模式的实验设计。单一模式E-Prime实验设计的几种模式：第三十八页，共五十三页。E-Prime实验设计的几种模式：

并联模式如右图所示。该模式的实验设计由两个或多个存储不同实验材料及相关控制的List和两个或多个不同核心实验过程CEP组成，各个过程组成并联关系。如信号检测实验就属并联模式的实验设计。List1和CEP1完成学习阶段的任务，List2和CEP2完成测试阶段的任务。

并联模式第三十九页，共五十三页。并联模式：

信号检测实验E-Prime实验设计的几种模式：

第四十页，共五十三页。

该模式的实验设计也由两个存储不同实验材料及相关控制的List和两个不同核心实验过程CEP组成，两个过程成循环串联关系。如个性判断实验就属串联模式的实验设计。该实验要求对30个人物作50种个性的有无判断。List1用来存储30个人物及其相关信息，CEP1用来呈现注视点及人物出场介绍。List2用来存放50种个性，CEP2即用来完成个性的有无判断。由于每个人物都须进行50种个性判断，完成后另一个人物出场进行50次判断，依次循环，因此，该模式设计也称作循环模式设计

。串联模式E-Prime实验设计的几种模式:第四十一页，共五十三页。E-Prime实验设计的几种模式：串联模式：性格判断第四十二页，共五十三页。

相嵌模式如右图所示。该模式的实验设计至少有三个存储不同实验材料及相关控制的List和一个核心实验过程CEP组成，两个存放着不同实验材料和控制的list1和list2相嵌在总的List中，CEP调用List中的材料和控制，而List即调用list1和list2的材料与控制。该模式的设计比较适合较为复杂的实验设计，特别是刺激材料和颜色、方位、大小等属性或变量都需要完全随机化结合的实验设计。

相嵌模式E-Prime实验设计的几种模式：第四十三页，共五十三页。E-Prime实验设计的几种模式：相嵌模式：解决“列随机”问题和一些条件较为复杂的一些实验设计。

什么是“列随机”：即同一实验中两类的刺激、材料或属性完全随机搭配，在实验中成对呈现或先后呈现。第四十四页，共五十三页。相嵌模式：解决“列随机”问题和一些条件较为复杂的一些实验设计。人为随机固定化搭配：人为随机或伪随机。第四十五页，共五十三页。E-Prime实验设计的几种模式：相嵌模式：复杂实验设计。第四十六页，共五十三页。E-Prime实验设计的几种模式：相嵌模式：复杂实验设计。实验：“不同语系对图片认知的影响实验”就可用此模式的实验设计。该实验过程是在电脑屏幕上随机呈现四个图片，电脑同时发出图片中某一物品的名称的普通话或白话的文字和声音，要求被