舒华实验心理学

什么是科学研究科学研究目标：描述，预测，解释；心理学研究对应三种路径：观察：在自然情况下搜集数据描述某种现象；包含自然观察；问卷调查；个案研究；相关研究：对两种现象之间关系感兴趣，比如：吸烟与肺癌之间关系；试验研究：对现象之间因果关系感兴趣，方法：操纵或改变一些条件，观察其对行为影响；比如：学习动机对学习成绩影响。舒华实验心理学第1页心理与教育研究特点研究对象：人带来问题、困难：

影响原因多；无关变量混同：原因之间相互关联；

试验设计与复杂统计在研究中主要性：

舒华实验心理学第2页

大笑可“宽心”美国心脏病教授表示，天天爽朗地大笑能够令心脏病消失。美国马里兰大学医疗中心在美国心脏协会年会上发表汇报指出，富有幽默感人不宜患上心脏病。人们应天天抽出一段时间来大笑一场，比如观看充满欢笑录像，以保障心脏健康。科学家研究了两组人，一组是150名患有心脏病或接收过心脏分流手术人，另一组150人身体健康。研究人员让他们看一些有趣东西，结果发觉，和同龄有心脏病人相比，没患心脏病人较轻易发笑，欢笑率高出四成。有心脏病者较少在听到笑话后解颐（注：面现笑容），也较轻易愤恨和抱有敌意。他们由此推断，那些人没有患心脏病，跟他们常欢笑相关。摘自《北京青年报》年11月28日第14版舒华实验心理学第3页试验基本思想：

操作、改变一些变量(自变量)，引发另一些变量(因变量)改变。问题：

变量（自变量）变量（无关变量）变量改变（因变量）变量（无关变量）…….舒华实验心理学第4页

试验设计主要目标一、回答研究者感兴趣理论问题

路径：建立变量之间关系，操纵、改变一个或多个变量，观察对行为影响；控制无关变量，减小无关变量影响；对变量进行操作定义；舒华实验心理学第5页二、增加试验中取得信息量在有限研究中取得更多信息；路径：1、选择适当试验设计种类，比如依据研究问题复杂性，选择多原因试验设计；2、进行系列研究；3、选取复杂统计方法，在一样数据量中得到更多有意义信息；舒华实验心理学第6页多原因试验设计：研究问题中诸原因之间是相互影响，当忽略一些原因而研究另一些原因时，难以看到真实结果；原因试验设计优点：能够同时估价两个或多个试验处理效应，能够估价试验处理之间交互作用。原因试验设计能够对数据资源进行更有效利用，使一样数量数据给出更丰富信息。舒华实验心理学第7页儿童汉字读音及其发展（舒华、曾红梅，1996）原因设计:

年级：二、四、六年级；

语文能力：高、中、低；

字熟性：熟悉、不熟悉；

字类型：规则字（纷）、不规则字（略）、声旁不独立字（忱）；其中字熟悉性和字类型是被试内原因,儿童年级和语文能力是被试间原因。任务：读音舒华实验心理学第8页结果：读音正确率

形声字类型规则字不规则字声旁不知字---------------------------------------------------.58.36.36---------------------------------------------------形声字类型x年级

字类型规则字其它字年级------------------------------------------二.53.39四.58.33六.62.36------------------------------------------舒华实验心理学第9页形声字熟悉性x年级-------------------------------------------字熟悉性熟悉字不熟悉字年级-------------------------------------------二.73.14四.61.21六.65.23-------------------------------------------形声字类型x熟悉性-----------------------------------------字类型规则字其它字字熟悉性------------------------------------------熟悉字.75.62不熟悉字.40.09------------------------------------------舒华实验心理学第10页能力x熟悉性x类型----------------------------------------------------熟悉性熟悉字不熟悉字字类型规则不规则规则不规则语文能力----------------------------------------------------高.90.79.51.15中.76.62.39.08低.56.43.28.05----------------------------------------------------舒华实验心理学第11页结果：读音错误儿童读音中使用线索平均次数-------------------------------------------------------语文能力高中低年级-------------------------------------------------------六年级15.714.814.4四年级12.610.75.5二年级3.92.11.5-------------------------------------------------------

语音相关错误：声旁错误；歧-支类似错误；歧-技舒华实验心理学第12页舒华实验心理学第13页舒华实验心理学第14页舒华实验心理学第15页舒华实验心理学第16页问题：方差分析统计方法限定了一个研究中原因数量：统计复杂，当试验中发觉交互作用时，对结果解释更复杂化。在缺乏经验情况下，不轻易确定确实应该包含进试验设计原因，多原因试验设计在确定理想处理水平或处理水平结合上不如小系列试验更有效。舒华实验心理学第17页系列试验：每一个试验所包含原因不多，但经过一系列试验，深入探讨各原因影响。在系列试验中，后面试验设计是建立在前期试验结果基础上，所以试验设计灵活性、有效性都更加好。舒华实验心理学第18页汉字形旁加工

目标：探讨形声字中形旁激活，形旁影响原因。材料：开启字目标字s-c-l+f-s+c+l-f+s-c+l-f+s-c-l+f-板沐桌染惧舒华实验心理学第19页试验一：SOA=250ms目标字s-c-l+f-s+c+l-f+s-c+l-f+s-c-l+f-板沐桌染惧反应时587565584590开启325*6舒华实验心理学第20页试验二：SOA=70ms（mask)＋blank##primetarget4505030060400目标字s-c-l+f-s+c+l-f+s-c+l-f+s-c-l+f-板沐桌染惧反应时583569565582开启-113*17*舒华实验心理学第21页试验中变量自变量：研究者能够操纵、改变；

种类(1)：客观外界刺激;被试固有特征：如性别，教育水平、智力；被试暂时特征：如动机、疲劳；种类(2)：定性：性别，教学方法；定量：视觉或听觉刺激强度；舒华实验心理学第22页自变量操作：自变量水平；自变量水平范围；自变量水平步骤；怎样确定自变量水平范围和步骤：文件；预试验；舒华实验心理学第23页自变量范围和步骤舒华实验心理学第24页舒华实验心理学第25页因变量：可观察行为：反应时间、速度、准确性等；能够随自变量改变而改变，对自变量改变敏感；可靠；能够转换为数字数据，正态分布；舒华实验心理学第26页巧妙地设计试验变量:Example:humanerrors:1.Workerclothes;7/15correct;yesno2.Age:20-30:7035-6008;3.Changeclothes;4/12correct(oldsubjects)舒华实验心理学第27页巧妙地设计试验变量:自我面孔识别与右半球Keenan等人（,NATURE）曾研究过5名癫痫病人。在病人颈动脉内注射异戊巴比妥（一个镇静催眠药）和田试验（Wadatest）期间，他们向病人展现由著名人物面孔和病人自己面孔所合成面孔图片，并要求病人记住图片。待病人从麻醉状态中恢复过来之后，他们向病人同时展现病人自己面孔与著名人物面孔，要求病人选出先前展现过面孔。实际上，麻醉期间，不论是自己面孔，还是著名人物面孔，病人都未见过。结果发觉，左半球麻醉之后，全部5名病人，所选出都是自己面孔。然而，右半球麻醉之后，5名病人中有4名病人，所选出均是著名人物面孔。这说明右半球是自我面孔觉察优势半球。KeenanJP,NelsonA,O’ConnorMetal.().Self-recognitionandtherighthemisphere.Nature,409,305舒华实验心理学第28页无关变量：试验中不是由试验者操纵、改变，但会影响因变量；不是研究者感兴趣；起源：来自客观外界：如试验场所、测验时间；被试固有特征：如性别，教育水平、智力；被试暂时特征：如指导语；舒华实验心理学第29页控制无关变量路径：随机化（Randomization）;匹配（Matching）;拉丁方（Counterbalancing）;舒华实验心理学第30页变量操作定义变量必须用测量或操作它们步骤来定义；原因：语言歧义性；主要性：结果评价；结果推广；研究者之间交流；方法：使用现有信息，如性别、教育程度、汉字频率等；经过操纵创建情景状态，如动机；经过前测取得信息，如语义相关；

舒华实验心理学第31页Example(Loftus&Palmer,1974)Subject:150collegestudents,5groups;Method:watchTV,andjudgethespeedoftheautomobile;tomanipulatetheinstructiontocreatethedifferentlevelsofindependentvariable:(1)Thepossiblespeedwhenthetwocarscrackedup(撞碎)…(2)Thepossiblespeedwhenthetwocarsknockedtogether(相撞)…(3)Thepossiblespeedwhenthetwocarsimpacted(碰撞)…(4)Thepossiblespeedwhenthetwocarsbumped(撞到)…(5)Thepossiblespeedwhenthetwocarstouched(接触)...舒华实验心理学第32页results-----------------------------------------------------Verbmeanofspeedevaluatedcrackedup(撞碎)40.8knockedtogether(相撞)39.3impacted(碰撞)38.1bumped(撞到)34.0touched(接触)31.8------------------------------------------------------------------舒华实验心理学第33页(example)(Rosleretal.,)

TargetRelatedratingWordfrequencyNouns

Unrelated1.18+0.5371.23+132.66Moderatelyrelated3.17+1.2781.19+134.98Stronglyrelated4.38+0.8965.29+125.00Verbs

Unrelated1.24+0.5974.89+113.24Moderatelyrelated3.05+1.2168.04+80.62Stronglyrelated4.10+1.0070.32+88.18舒华实验心理学第34页巧妙试验设计：A组:假设你在新学期里需要一本英语词典。你准备去一家旧书店，花10元到50元买一本旧书。你在书店里发觉了一本英语词典，是1993年出版，书里有10000个词条，书看上去基本上是新。你愿意花多少钱买这本书？（写出在10-50元内确实切钱数）

B组:假设你在新学期里需要一本英语词典。你准备去一家旧书店，花10元到50元买一本旧书。你在书店里发觉了一本英语词典，是1993年出版，书里有0个词条，书封皮是撕破了。你愿意花多少钱买这本书？（写出在10-50元内确实切钱数）

C组：假设你在新学期里需要一本英语词典。你准备去一家旧书店，花10元到50元买一本旧书。你在书店里发觉了两本英语词典，其中一本词典(A)是1993年出版，书里有10000个词条，书看上去基本上是新。另一本词典(B)也是1993年出版，书里有0个词条，但书封皮是撕破了。你愿意花多少钱买词典A，花多少钱买词典B？（写出在10-50元内确实切钱数）舒华实验心理学第35页(Hsee,1996)Information:dictionaryAB--------------------------------------------------------------------Yearofpublication:19931993Numberofentries:10,00020,000Anydefects:likenewcoveristorn--------------------------------------------------------------------Assume:themusicmajorstudents;tobuyamusicdictionary;plantospend$10-$50;舒华实验心理学第36页试验设计：独立样本：

A组被试、B组被试：书店里有一个词典（A或B），字典信息，你愿意花多少钱买：相关样本：

C组被试：书店里有两种词典（A和B），字典信息，你愿意花多少钱买A、花多少钱买B：自变量操纵；因变量选择；无关变量控制舒华实验心理学第37页USA------------------------------------------------JointSeparateA19(39)24(39)B27(39)20(38)------------------------------------------------Chinese------------------------------------------------JointSeparateA17(27)20(27)B21(27)15(28)------------------------------------------------舒华实验心理学第38页自变量改变:有、无;量改变;质改变;因变量改变:操纵指导语;操纵事件;操纵个体差异;舒华实验心理学第39页三、提升试验敏感性为何要提升敏感性？

取得真正处理效应；当我们期望处理效应不显著时，可能原因：处理效应不存在；试验设计不够敏感，看不处处理效应；舒华实验心理学第40页方差分析实质对一组数据描述：集中趋势：平均数、中数、众数、

离散趋势：标准差、方差；舒华实验心理学第41页观察两组数据：

**********----------------------------------------------------2468101214161820X1:754104X2:1011153平均数:66方差:26156舒华实验心理学第42页方差（变异）检验优点：方差与标准差：方差分析与t检验：1、多个平均数之间比较；2、变异是否存在；舒华实验心理学第43页怎样预计处理效应？试验研究：检验处理后行为；假设：随机分配被试；舒华实验心理学第44页试验处理前:**********----------------------------------------------------2468101214161820舒华实验心理学第45页试验处理后:**********----------------------------------------------------2468101214161820舒华实验心理学第46页多组：***************----------------------------------------------------2468101214161820舒华实验心理学第47页观察数据改变：平均数：较大改变，自变量引发；处理效应，系统变异；变异：较小改变，个体差异引发；误差效应，非系统变异；舒华实验心理学第48页舒华实验心理学第49页F检验：F=MS(组间）/MS（组内）虚无假说为假：F=（处理效应+误差变异）/误差变异虚无假说为真：F=（误差变异）/误差变异舒华实验心理学第50页方差分析基本假设试验设计时必须考虑确定数据处理方法，方便试验中搜集数据在能适合理论假设，也能适合试验设计和统计要求。怎样产生数据是比怎样处理数据愈加艰难事情。使用方差分析去检验理论假说时，有两组假设是需要满足：舒华实验心理学第51页F分布基本假设1、正态分布(normality)正态分布假设指试验中观察值应来自正态分布总体。2、变异同质性(homogeneityofvariance)F检验一个基本思想是，当被试随机分配给K个处理水平时，K个处理组被试观察值变异是同质，即各个组变异是相等。3、独立性(independence)独立性指试验中一个被试观察值应该独立于其它被试观察值。舒华实验心理学第52页舒华实验心理学第53页试验设计模型及其假设每一个试验设计都有一个特定试验设计模型(experimentaldesignmodel)，模型揭示了试验中一个观察值组成，即影响一个观察值全部变异源。单原因完全随机试验试验设计模型：Yij=μ+αj+∈i(j)(i=1,2,……,n;j=1,2,……,p)舒华实验心理学第54页试验设计模型与平方和分解：单原因完全随机试验设计模型：Yij=μ+αj+∈i(j)单原因完全随机平方和分解：SS（总变异）=SS（组间）+SS（组内）舒华实验心理学第55页试验设计模型基本假设：(1)模型Yij=μ+αj+∈i(j)反应了影响试验中观察值(Yij)全部变异源;(2)试验中包含了研究者感兴趣处理水平(αj);(3)误差变异(∈i(j))在每个处理总体内是以均数为0、方差为σe2正态分布。每一个被试误差变异(∈i(j))都独立于其它被试误差变异(∈i(j))。舒华实验心理学第56页进行试验设计时，需要考虑满足两组假设，一组是F分布假设，另一组是试验设计模型假设，前者适合全部用方差分析检验假说试验,后者依据不一样试验设计而异。舒华实验心理学第57页我们用数据来深入认识平方和分解：

pnppn∑∑(Yij-Y..)2=n∑(Y.j-Y..)2+∑∑(Yij-Y.j)2j=1i=1j=1j=1i=1

SS总变异=SS组间+SS组内

(Yij-Y..)2表示了全部观察值分数与总平均（grand）偏离，是总变异；(Y.j-Y..)2表示了组平均分数与总平均偏离，是处理效应，组间变异；(Yij-Y.j)2表示了全部观察值分数与组平均偏离，是被试误差，组内变异。舒华实验心理学第58页a116(6)=(5)+(1)18(8)=(5)+(3)10(0)=(5)+(-5)12(2)=(5)+(-3)19(9)=(5)+(4)a24(-6)=(-4)+(-2)6(-4)=(-4)+(0)8(-2)=(-4)+(2)10(0)=(-4)+(4)2(-8)=(-4)+(-4)

a32(-8)=(-1)+(-7)10(0)=(-1)+(1)9(-1)=(-1)+(0)13(3)=(-1)+(4)1(1)=(-1)+(2)-----------------------------------------------------------------总和(0)=(0)+(0)舒华实验心理学第59页第一列是在A原因各水平上原始(AS)分数;第二列是每一个原始分数相对于总平均数离差;第三列是组间变异，或每组平均数相对于总平均数离差。对属于特定组分数来说，它们相对于总平均数离差是相同。如在第一组是5，在第二组是-4，在第三组是-1，三组相对于总平均数离差之和为0。第四列是组内变异，或每个组内每个原始数据相对于组平均数离差。在每一个组内，每个分数相对于组平均数离差之和为0。假如将这些离差平方，则能够计算各种变异，或平方和。比如：SS总变异=(6)2+(8)2+…..+(3)2+(1)2=380SS组间=(5)2+(5)2+…..+(-1)2+(-1)2=210SS组内=(1)2+(3)2+(0)2…..+(4)2+(2)2=170

舒华实验心理学第60页我们能够看到：（1）方差分析基本思想是将检验“平均数之间是否不一样”问题转换为检验“变异是否存在”问题。（2）方差分析是怎样将总变异分解为由试验处理带来变异和由被试和试验误差带来变异。舒华实验心理学第61页方差分析中，要估价统计假说是处理效应等于零（虚无假说），我们决定拒绝或者不拒绝虚无假说是基于F值。而这个F值可能造成错误推论。假如没有处理效应，我们拒绝了虚无假说，就犯了I型错误，I型错误叫α错误；假如有处理效应，而我们不能拒绝虚无假说，就犯了II型错误，II型错误叫β错误。舒华实验心理学第62页舒华实验心理学第63页一个试验敏感性量化指标是它检验力，检验力指当备择假说为真时，拒绝虚无假说可能性。或者说，检验力表示对虚无假说统计检验得出“现象存在”结论可能性。也能够说，检验力是当虚无假说为假，做出正确决议可能性。检验力可表示为：

power=1–β舒华实验心理学第64页I型错误控制：

设定特殊α水平；II型错误控制：

1、取样大小：每种试验条件下观察数量增加，检验力增加；2、未控制或无关变异：当分离出未控制或无关变异源，检验力增加；3、处理效应：处理效应大小增加，检验力增加；舒华实验心理学第65页提升敏感性方法：

F=（处理效应+误差效应）/误差效应提升敏感性路径：

1、加大处理效应；2、减小误差效应；3、增加被试；舒华实验心理学第66页1、提升处理效应：路径：选取适当自变量水平，加大水平之间差异，使改变自变量水平所引发变异能在因变量中反应出来。

选择对自变量改变敏感因变量。舒华实验心理学第67页

2、减小误差效应：F=（处理效应+误差效应）/误差效应F=（5+2）/2=3.5

F=（5+1）/1=6.0

F=（5+5）/5=2.0能够看到误差变异改变对F值影响，误差变异减小能够增加试验敏感性。舒华实验心理学第68页路径：

选择适当试验设计：区组、拉丁方试验设计；混合、被试内试验设计；嵌套、协方差试验设计；舒华实验心理学第69页举例:被试间试验设计:SS(总变异)=SSA+SS(误差)

被试内试验设计:SS(总变异)=SSA+SS(被试变异)+SS(误差)

舒华实验心理学第70页3、增加被试：

试验设计相对效率=MS组内/Ms

残差N’=相对效率xn

舒华实验心理学第71页四、统计知识在试验设计中主要作用试验设计时必须考虑确定数据处理方法，方便试验中搜集数据在能适合理论假设，也能适合试验设计和统计要求。统计知识在一定程度上限定了试验设计方法使用。统计知识告诉我们试验结果推论。舒华实验心理学第72页固定效应与随机效应试验设计模型平方和分离假设没有包含特定相关总体和取样假设，但假如我们要从样本推论总体参数需要一些特定假设。固定效应试验设计模型和随机效应试验设计模型是关于总体推论假设。

舒华实验心理学第73页Yij=μ+αj+∈i(j)固定效应模型假设：模型适合于这么试验设计，其中全部要得出推论相关处理水平都已包含在试验设计中。假如重复试验，会使用一样处理水平。在这种情况下，试验中所得出结论仅限于试验中p个水平。然而，假如试验中p个水平是从更大p个水平总体中随机取样，模型是随机效应模型。舒华实验心理学第74页固定效应模型：自变量水平取样是固定，来自前人或自己研究经验，来自研究假说；如一、三、五年级；学习后间隔时间0小时，2小时，10小时。结果不能推论到取样总体，如结论只能说一、三、五年级儿童发展怎样。舒华实验心理学