第二章 心理实验设计

1、第二章 心理实验设计 第一节 心理实验设计的意义 第二节 心理实验设计的基本问题 第三节 心理实验设计技术 第四节 心理实验报告的写法 第一节心理实验设计的意义 一、心理实验设计概述 （一）心理实验设计概念 实验设计是指实验进程的计划，其中包括实验对象的选择，实验因素的控制和实验程序的编排等。 （二）心理实验设计的意义 任何科学研究，只要进行实验，就必须有一个周密的设计。否则，不但不能以较少的人力、物力和时间，收集到足够的资料，而且还会因此得不到预期的结果，甚至导致错误的结论。 .心理实验设计的必要性 心理学的实验对象是动物和人，动物和人的心理现象是极其复杂，是极易受各种因素影响的。 要想探求

2、某种心理现象发生和发展的规律，就必须控制其中一部分因素，以便观测其余因素所发生的作用，或者先控制一部分因素，之后再控制另一部分因素，以便逐步探明各个因素所起的作用。 有时不仅要探明单个因素的作用，还要探明多个因素的交互作用。 2.从部分推断全体需要设计 要探明某种心理现象及其规律，最好是对产生该种心理现象的全体加以调查或实验，但这简直是无法办到的。 测试其中一部分，然后从这部分来推测全体的情况。 如何做到准确地从部分推断全体，这又必须做好实验设计，才能正确地使用数理统计的方法，科学地处理和分析数据，做出准确的推断。 二、心理实验设计的目的（一）刺激与反应（二）刺激与反应的函数关系 如果用字母S

3、代表刺激，用字母R代表反应，用字母O代表有机体或被试。 那么就可以用SOR标志一个心理实验，且可用下列公式表示三者间的函数关系，R=f(S、O) 这个公式的意思是说反应R是S因素和O因素的函数。 三、实验设计的基本原则 在实验组之外，并列安排一个控制组，目的是暴露某些潜在的干扰因素； 掌握实验设计的基本技巧，克服由于个体差别造成的累积偏差； 建立可行的实验结果检验步骤； 选用适当的数据处理技术； 审慎地下结论。第二节心理实验设计的基本问题心理实验设计的基本问题包括：研究问题的选定；实验对象的选择；实验因素的控制；实验程序的安排等。 一、研究问题的选定 （一）问题的来源 实验是对现象或事件提出“

4、为什么”“怎么样”等问题，并探求其答案的科学手段。所以，进行实验首先要选定问题。 问题往往从如下四个方面来的： 1.来自实际的需要 实际工作中存在许多问题需要实验研究来解决。 2.来自理论 从理论或学说中推演出的某个假设是否符合实际。这就需要实验来检验。 例如，为了说明遗忘的原因，曾提出过一种干扰理论。根据这个理论推论，学习以后再现以前，如其它条件相等，则插入学习的材料越多，原来学习的材料遗忘量就越大。根据这个推论就可设计“学习额外材料的数量对原来材料保持的影响的实验研究”等课题。 .来自个人的经验 在学习、工作与日常生活中，经常会遇到一些心理学问题。 例如，外语单词应该怎样识记，每次记多少个

5、比较适合?立体电影本身是平面的，为什么戴上偏光镜看起来就成为立体的?在黑暗里我们有时看到有东西在移动，为什么定睛注视时又不见了? .来自过去的研究与文献 虽然不认为实验研究要从文献出发，但是在确立问题前系统的查阅有关文献是有好处的。 阅读文献可以提出需要进一步研究的问题。 （二）实验的类型 实验有两种类型： .因素型实验 “追求规定反应(或行为)的条件是什么”的实验。 .函数型实验 求出各种条件与行为之间有什么样的函数关系的实验。 只有在因素型实验的基础上，才能进行函数型实验。因为连什么条件变化，才能引起反应(行为)的变化都不知道，就根本不能找出条件与反应之间的函数关系。 （三）问题的表现方式

6、假设 问题以假设的形式提出来时，就变得明确了。 假设是关于条件和反应关系的陈述。一般说来，一个假设应提供这样的内容：回答该实验的实际问题，对已知事实能作出解释，并且能预言一些能被证实的观察。 一个假设应越简单明了越好，如果设条件为a，反应为b。则一般取“如果a，则b”这样的形式。它的真伪是用实验来验证。 二、实验对象的选择 （一）选择的原则 根据实验目的特别是最终目的和实验所要求的操作来选定合适的被试。 被试可能是正常成人、中学生、六岁儿童、精神病患者或鼠、兔、狗、猴等。 到底选什么样的被试，由实验结果的结论直接用于什么总体来决定。 （二）选择的要求 实验只能在少数被试身上进行。这些被试个体，

7、原则上应从该总体中随机抽出。 如被试的选择最好来自全国各不同地区，不同职业，甚至不同民族的人来作实验。 在各小范围内选谁可由随机抽取。这样抽取的一定数量的被试所得的实验结果的结论，就可以代表全国各族人民这个总体。 （三）样本容量的确定 当实际进行实验时，该用多少被试个体，这也是个极重要的问题。 样本既然代表总体，那么，总体越大，样本也相应地要大。 一般地说，大样本的代表性当然优于小样本，但是单纯加大样本，工作量势必增大，因为人力、时间所限而不可能。 如果经过科学的设计，即使样本较小(一般个体数达十个以至数十个)结果仍相当可靠。 三、实验因素的控制 （一）实验因素控制的意义实验因素的控制就是自变

8、量的操作、控制和无关变量的控制。 如果实验的控制不充分，那么随着自变量的操作变化，无关变量也发生变化，这样，因之而得到的因变量的变化，就不单纯是由自变量的变化所引起和所规定的，这就是实验的失败。所以实验成功与否，实验好坏之别，与如何充分地设计所控制的实验变量以及如何控制无关变量有关。 （二）自变量 1.自变量的概念 它是由主试选择、控制的变量，决定着被试行为或心理的变化。如声音和灯光。 当自变量的水平(数量)有了变化并导致行为的变化，我们就说行为是处在自变量的控制之下，或者说，自变量是有效的。 .自变量的种类 （）刺激特点自变量 刺激的不同特性会引起被试不同的反应。 刺激的强度，刺激的空间位置

9、，刺激的呈现时间和呈现次数都可作为自变量。 刺激首先在感觉通道上有别，有视觉刺激、听觉刺激、嗅觉刺激等。 每一感觉道的刺激又有不同强度和久暂。例如光刺激可有各种波长，声音刺激也可有各种频率，嗅觉、味觉又可有各种化学成分或浓度等。 （）环境特点自变量 进行实验时环境的特点，如温度、是否有观众在场、是否有噪音、白天或夜晚等，都可以作为自变量。 在记忆实验中，两组被试都在同一实验室学习，但在测验时，第一组被试在原来实验室进行，而第二组被试换一间实验室进行，研究者想要知道，不同的测验环境是否对记忆有影响。 （）被试特点自变量 一个人的特点，如年龄、性别、职业、文化程度、内外倾个性特征、左手或右手为利手

10、、自我评价高或低等等，都可以作为自变量。 老年记忆的研究中常把老人的记忆与青年人的记忆作比较；在儿童心理学的研究中年龄、性别的选择十分重要。 对于被试特点自变量，只作选择而不能改变，这和可以任意调节声音刺激的强度是不同的。 （）暂时造成的被试差别 当被试来到实验室时，他们在各方面都是大致相同的。但是当主试对被试进行分组时，一组被试与另一组被试的差别便产生了。 如，研究者对3种不同的学习方法是否对记忆有不同影响感兴趣。第一组被试对每次呈现的3个单字机械复述即死记硬背；第二组用每次呈现的3个单字造一句子；第三组对3个单字所代表的实物形象进行想像。 例如，如果3个单字是狗、水、月，那么被试就可以想像

11、一只狗对月亮汪汪的时候掉进水坑了。 三组的学习时间是相等的。这样，三组被试由于使用的学习方法不同而产生了差别。这种差别可以产生不同的记忆效果。应该指出的是，被试的暂时差别通常都是由主试给予不同的指示语而造成的。 .自变量的操作与控制 首先必须注意操作的严密性，即在自变量操作时要使其它的无关变量不变，要充分控制无关变量。严密注意不要发生混淆。 刺激呈现的仪器设备，同样要求具有保证作为自变量的刺激操作控制的严密性。 要在充分预试中或在以前的研究结果的基础上，要求准确预定自变量在什么样的水平，在什么样的等级，在什么样的阶段上发生变化。 如因素型实验，原则上在“有”和“无”两个水平上使自变量发生变化。

12、 在函数型实验中，一般需要57个等级的自变量变化，变化等级小于差别阈就没有意义。如果等级多，可采取算术级数的间隔，但要将转折点附近的等级划细，这样精确度就高一点。 （三）因变量 1.因变量的概念 即被试的反应变量，它是自变量造成的结果，是主试观察或测量的行为变量。 如在刚才叙述的记忆实验中，三组被试学习完毕即进行再现和再认测验，能够再现和再认的单字在全部学过的单字中的百分比就是反应变量。 .因变量的要求 （）可靠性（信度） 信度是指一致性，同一被试在相同的实验条件下应该得到相近的结果。 如果同一被试在相同的实验条件下有时(结果)得分很高，有时得分很低，那么我们就可以说，这种因变量(或测量被试反

13、应的方法)是不可靠的，它缺乏一致性。 （）有效性（效度） 当确是自变量而不是其他各种因素造成了因变量的变化时，我们就说这种因变量是有效的。 例如，在问题解决的实验中，你规定的因变量是在一定时间内被试解决问题的多少。 当要解决的问题很多且是按困难程度越来越难排列时，解决问题的数目作为因变量是有效的； 但如果问题很多且非常容易，那么解决问题的数目就不能说明或测量一个人解决问题的能力，而只不过是说明或测量阅读速度罢了。 （）敏感性 如果自变量发生变化可以引起相应的因变量的变化，这样的因变量是敏感的。 如果自变量的变化不能引起相应的因变量的变化，就说这样的因变量是不敏感的。 不敏感的因变量有两类典型的

14、例子 ：高限效应和低限效应 。 高限效应(ceiling effect) 当要求被试完成的任务过于容易，所有不同水平(数量)的自变量都获得很好的结果，并且没有什么差别时，就说实验中出现了高限效应。 例如，要求被试学习30个单字，有些人读一遍，有些人读两遍，有些人读三遍。测验表明，3种情况下被试都能再认90以上的单字。在这种情况下，不同的学习遍数(即自变量的不同水平)并未造成再认百分比(因变量)的变化。在这种情况下再认这一指标(因变量)是不敏感的。 低限效应(floor effect) 当要求被试完成的任务过于困难，所有不同水平的自变量都获得很差的结果，并且没有什么差别时，就说实验中出现了低限效

15、应。 如在刚才的例子中，如果要求被试学习200个单字而不是30个，测验又由再认改为再现，结果表明，3种情况下被试的再现百分比都不超过20。 （）客观性 指标是客观存在的，是可以通过一定的方法观察到的。一个客观的指标一定能在一定的条件下重现。这样的指标能经得起检验。 （）数量化 指标能数量化，也就便于记录，便于统计，这样精确度就能高一些。 在这些指标中，有效性是最重要的。 选择指标时还要考虑技术上的可能性。如用脑电波来研究高级神经活动，这是有效的。但是没有脑电波设备就不能以此作指标。 在测定、记录、观察反应时候，常常有仪器本身误差，操作者的记录误差等，这都要尽力防止。 .因变量常用指标 （）正确

16、率。如计算的正误次数，走迷宫进入盲路的次数，射击中靶的次数等。 （）速度。如反应时间，完成一次作业所需的时间或一定时间内完成的件数。 （）难度。可以定出一个难易的等级，以测定被试者能达到什么水平。如智力量表等。 （）次数。即一定时限内被试做出反应的机率。如几种判断中某种判断出现的机率。 （）强度。如唾液分泌的滴数，皮肤电阻变化的大小，膝跳反射的幅度等。 .因变量的控制 对一个刺激，被试个体所产生的反应是无限的。 如何把无限的反应控制在主试所设想的方向上，这就是反应的控制或因变量的控制。 （）指示语 主试为交待任务向被试讲的话，在心理实验中称为“指示语”，也称“指导语”。 在人作被试时，指示语在

17、实验中不仅是对被试说明实验，更重要的是给被试设定课题，这也是控制被试有机体变量的一种手段。 指示语不同，所得结果也不相同。 （）给指示语时应注意的问题 要严格确定给被试什么样的指示语。是让被试尽量做得准确，还是尽量做得快，还是要求又准又快。是让被试按特殊的方式完成某种任务，还是随便用什么方式去完成任务。 在指示语中要把被试应该知道的事交待清楚。主试要求被试做的事，可能是他从来没做过的，要说明将要给他呈现什么，要他怎样做等等。 要保证被试确实懂得指示语。指示语要写得简单明确。切忌模棱两可，也不要用专门术语。为了防止被试误解指示语，可以让被试用自己的话重述让他做什么，怎么做等。 指示语要标准化。事

18、先要把指示语写下来念给被试听。应做到所给的指示语前后一致。不要任意改变同一指示语中的有关词句。最好能使用录音机给出指示语。 在指示语不能充分控制反应时，就要很好地考虑刺激条件和实验装置等，使刺激条件、实验装置和指示语配合起来。 在动物实验中，反应控制的好坏，主要取决于刺激条件，实验装置和训练等方面。 （四）无关变量 .概念 在实验中，除有意改变的自变量外，其它一切条件都可称无关变量。 就各个实验来说，要预先知道什么是当时该控制的无关变量，这是不很容易的。 怎样才能知道什么是该控制的无关变量? 一是研究过去有关文献，二是进行多次因素型实验来确定。同时实验者的预想也是必要的。 控制成功与否，可据实

19、验结果的误差分散大小来表示，当误差分散小时，表明实验控制得较好，反之，就有可能有意外的无关变量混入。 .自变量的混淆 如果应该控制的变量没有控制好，那么它就会造成因变量的变化。在这种情况下，研究者选定的自变量与一些未控制好的因素共同造成了因变量的变化，这就叫自变量的混淆。 因此可以说，额外变量就是潜在的自变量。 例如,在对声音的反应时实验中，如果没有控制好预备时间，预备时间有时较长(如4s)，使被试的准备松弛了；有时较短(如0.5s)，又使被试来不及准备，这都会对反应时产生不利的影响。 结果测出来的反应时的长短就不仅是由声音决定的，同时也是由预备时间的长短决定的。 这样，如果实验的目的是要考察

20、声音强度对反应时的影响，但由于预备时间忽长忽短也造成了反应时的变化，那就不能得出关于声音强度与反应时关系的正确结论。 .无关变量混淆例证 在心理实验中，常常见到混淆变量的例证。 实验设计的种种技术都是主动地避免一定变量种类之间的混淆，但是不能企望选择了特殊的设计就能避免这种现象发生。 心理实验中容易忽略并导致混淆变量的因素太多，心理学家将由自变量的混淆及被试者特性引起的典型错误概括成四个效应，它们是经验和教训的总结。 （）顺序效应 顺序效应发生的前提是，在对某个被试实施一个以上的因变量收集和自变量的内容多于一个的研究。 比如，要查明某课程教学对智商的影响，研究者采用二次智商测量。 课程开始前先

21、测一次，以后过一段时期再测量一次，并企望课程对智商的效应能在智商分数的变化上表现出来。 如果研究者能够成功地预防其他干扰，是不是就能把智商变化归因于教学呢?不能。我们应当看到两次智商测量之间的相互影响。 简要地说，当学生接受第二次测验时，第二次测验的智商分数的提高也许会受教学内容的影响，也许会受第一次智力测验的影响。 在第二种情况下，智商提高只反应学生“测验聪明”。当被试的行为受以前加在被试身上的实验条件的影响时，顺序效应就产生了。 例如大家都知道，赫普(Hebb)曾经提出情绪唤醒水平和操作效率间的倒U字型关系。如果有人这样考验下面的假说：（1）根据问卷结果将被试分成高度焦虑和低度焦虑两类；（

22、2）让他们完成两种任务，首先做复杂的，然后做简单的；（3）结果和假说致。 现在问：这样的设计和实验方案确实证明了假说吗? 答：没有证明。 因为，复杂任务总是先给，简单任务总是后给，有顺序效应的影响。这里的自变量(难度)有不确定性。 高度焦虑者一开始就碰上难题，焦虑会有增无减，能力不易发挥； 相反任务容易，焦虑程度会因任务性质以及实验者的态度而减弱。情绪焦虑的持续时间是可变的。 对顺序效应通常能够简单地加以控制，方法是变动变量项目或受试的顺序。 （）实验者效应 实验者效应是指有机体之间相互交流引起的干扰效应。 有一个故事说，德国有位数学教师训练了一匹会做算术的马。在20世纪初，人们还在广为宣传这

23、匹马的“聪明”；而现在已认识到这匹马并不象它的主人所宣称的那样真的能作算术运算，而是主人与马之间有着一种微妙的交流。但在当时，许多人都没有验证出这个结果，就连那位教师本人也不了解自己脸部表情对马产生的调制作用。 心理学家罗伯特罗森塔尔在用人作受试的实验时，也发现类似的问题。 他对这个问题作了进一步地深入探究，提出了实验者效应：人们能用自己的冲动和情感“投射”影响他人。 他指导做了一系列的实验来证明实验者效应。其中有一项研究是让选修实验心理学的学生用老鼠做“跑迷津实验。 做实验的老鼠放在笼子里，笼子上贴有“跑迷津伶俐”和“跑迷津呆笨”的标签。 实际上这些老鼠都是从本地种群中取来，随意分配到笼子里

24、的，不存在伶俐和呆笨的差异。 但实验结果却反映出它们的行为与它们的标签具有一致性。标记为伶俐的老鼠都比那些标记为呆笨的学习得快，实验者的期望莫名奇妙地影响了老鼠的行为。 在几个初等学校的班级里，实验者对每个学生都作一次智商测验，然后，在这些学生中随机挑选一组学生，这些学生被教师错误地鉴定为在智力发展上具有非常良好的倾向。 当八个月以后重新测验时，这组学生比控制组学生在平均智商分数上表现出更大的增长。这种实验在一年级和二年级得到最显著的效果。 这个研究没有直接说明错误“标记”是否降低智商分数，但是我们有理由相信，这种趋势是成立的。 由此看来，实验者事先对实际情况以不知晓为好，否则实验者效应是很难

25、避免的。 解决实验者效应的常用方法是采用“双盲程序”，即让主试和被试都不知道实验的自变量内容是什么，实验的目的是什么，等等。 （）霍桑效应 1924年，美国芝加哥西方电力公司的霍桑工厂曾开展了一项研究，课题是寻求可以增加劳动生产率的条件。 研究小组认为，照明条件是需要改善的条件之一。于是假设：通过实验，确定照明性质和强度的最佳标准，籍以改进生产条件，提高劳动效率。 他们设计了实验程序，计划持续八年完成一系列研究。 实验设计A、B程序，分别用于两个阶段，形成对照。A、B程序将接受试验人员作等组分配。 A程序： 实验组：照明条件从24尺烛光增加到70尺烛光 控制组：照明条件维持原强度不变(24尺烛

26、光)。 B程序： 实验组：照明条件由24尺烛光降低到3尺烛光。 控制组：照明条件定在10尺烛光。 实验结果：在A程序中，两组工人的生产率都有不同程度的提高。 在B程序中，两组工人的生产率也缓慢地增加。 这个结果使研究人员十分难堪，实验组不论增加照明还是降低照明生产率都会提高，而且“不加处理的控制组也出现生产率上升的情况。出乎意料的结果引起研究者的好奇心。 进一步的研究发现，增产是由于加强了劳动纪律工人们参加实验，因此觉得厂方在关心他们，而这种感觉在控制组工人中也同时存在，由此导致上述的实验结果。 霍桑效应的产生提醒心理学工作者注意，实验中的自变量内容不一定就是实验研究者所认为的内容。霍桑效应与

27、实验者效应相比，导致自变量转移的原因有些不同，前者是一种气氛效应，但是两者的基本道理却是相像的。 控制霍桑效应，除了可以套用“双盲程序”外，还须强调限定自变量的项目及数量，采取更严密的实验设计。 （）安慰剂效应 这是“自变量不经常是实验者所认为的那个自变量”的另一种效应。 在医学领域中，当医师给患者以药物处理借以改进不快或症状时，往往出现这种效应。在接受药物处理一会儿后，患者报告说：“觉得好一些。”症状减轻了，医生的任务也完成了。但是我们有理由问：患者病情的好转，是药物的性能作用的结果呢，还是因为患者以为药物确有作用的心理帮助了他呢? 这个与心理学有关系的问题，相当普遍地干扰着实验的进程。 沙

28、赫特和辛格的实验证明，认识对人的情绪有时起着决定性的作用，这一实验也间接说明了药物的作用受到非药性因素的影响。 研究者做临床药物比较试验，随机地将头痛患者分派到“阿斯匹林”组或“安慰剂”组，然后告诉后者：他们服了阿斯匹林。两组报告觉得头痛减轻的人数可能是相同的，或者至少安慰剂组受试中有相当大的一部分表明症状有所缓和。 由于安慰剂效应的存在，医学研究必须在严加控制条件下才能评价一种新药的药物效果。 心理学实验也要严格控制安慰剂效应。 在以人为对象的实验研究中，人们有时不一定按照你想要他起反应的处理作出反应，而是以他们认为你要求他们怎样的处理起反应的。 如果认识了安慰剂效应的意义，研究者有时候可以

29、利用安慰剂效应作为自变量进行实验。 控制安慰剂效应的一个有效方法，是建立一个安慰剂控制组，特别是在不能防止被试者了解他们将接受何种实验操纵措施的实验中，更应当做到这一点，因为尽管受试可以不清楚实验真实的性质，但被试都会试图在已往的经验上加入某种意义来理解所接受的处理。 .无关变量的控制 （）无关变量的消除 控制无关变量最简单的方法是消除无关变量。 心理学实验之所以大多在暗室、隔音室内进行，就是为了消除作为无关变量的视觉和听觉刺激。 但要注意，过于消除无关变量，实验就失去“现实性”，反而会引起难于控制的态度、期望、紧张等有机体变量。 有些变量是无法消除的，如年龄、身长、体重、遗传、动机、情绪等变

30、量。 所以无关变量的消除是有限的。 （）无关变量保持恒定 被试的年龄、身长、体重、遗传、动机、情绪等有机体变量和形状、大小、呈现时间等刺激变量无法消除。可以采用保持恒定的方法，使其效果固定而达到控制的目的。 实验最好在同一时间，同一房间里进行；实验仪器应在同一条件下使用；主试的态度要保持一定，室温和湿度等也要保持恒定。 为控制练习、疲劳等效果，可把明显表现这些效果的最初几次尝试除外。 （）无关变量效果的平衡 在无关变量的消除或使其保持恒定有困难时，可使用无关变量效果的平衡来控制。 控制组法就是这种方法之一。在控制组法中，分成无关变量效果相等、被试个体数目也相等的两个组，随机决定实验组和控制组。

31、这样，实验组和控制组的无关变量的效果是相等的，即被平衡了，而且经历时间等条件也相等，所以两组的反应之差，可以认为是自变量的效果。 无关变量效果的平衡模式 实验组： 控制组： 自变量 无关变量l 无关变量l 无关变量2 无关变量2 无关变量n 无关变量n 实验组与控制组的反应之差，是自变量引起的。 如果自变量有两个，可设立两个实验组与一个控制组。 （）无关变量的抵消 由实验顺序造成的练习、适应、疲劳等对实验结果的影响，常用无关变量的抵消，这种方法也称循环法。 当实验条件为A、B、C三个时，把被试个体分成三组(各占被试总数的13)，可如下安排： 实验顺序 1 2 3 第一组 A B C 第二组 B

32、 C A 第三组 C A B （）无关变量的纳入 对于一个预见到的无关变量，无法对它进行控制时，就应从另一角度设计实验。 最简单的方法是使无关变量成为实验设计中的一个自变量。 由于无关变量的纳入，使实验的自变量增加，给分析实验结果带来很多困难。四、实验程序的安排 （一）预备实验 预备实验的目的是为正式实验设计提供一切需要的资料。其中包括有关被试选择、个体数目确定、指标的有效性、自变量如何操作，无关变量如何控制、指示语的作用、设计的优劣等等方面。这些问题均应在预备实验中进行全面研究。 凡是在正式实验以前，都须进行预备实验，千万不要以为不是正式实验就马马虎虎。 如果预试不能提供正确资料，便难于确定

33、正式的实验设计。 在预试中要细心观察出现的意外效果，这样可及时修改原先的设计。 通过预试以后，确定了正式实验设计，一旦正式实验设计确定，就不能随意变动。 当然，如果实验中途有重大意外时，应停下来全面考虑，根据新情况重新设计。 （二）误差 随机误差 系统误差 1.随机误差 （）随机误差的概念 由于一些难于控制的偶然因素，常使反应变量上下波动，这样造成的误差称随机误差。 如果无法估计它的大小，必将无法判定一个实验结果是否可靠。 例如，如果要比较甲乙两种方法哪一种好，采用的指标是在一定次数的反应中正确反应的次数。用一个被试进行实验，其结果是： 甲法 400(次) 乙法 375(次) 从上面数据中是无

34、法判断甲法比乙法好。因为在以人作被试时，即使同一个人使用同一种方法，连续试验若干次，每次的结果都不一定完全相同。就是因为有随机误差。 （）估计随机误差的方法 可用重复实验来估计随机误差的大小。措施之一就是增加实验次数。如一个被试用两种试验法各作两次，结果如下： 试验一 试验二 平均 甲法 400 370 385(次) 乙法 375 395 385(次) 在相同的条件下所得结果的随机误差是1/2(400370)+(395375)=25，而这个数恰好等于任一个测验中甲乙两法的差数，因此不能断定甲乙两法有差别。 又因平均数相等，所以甲乙两法是等同的。 如得到如下结果： 试验一 试验二 平均 甲法 4

35、00 395 398(次) 乙法 375 372 374(次) 甲、乙两法的两次试验都有波动，但平均甲法的正确数比乙法多，故可以断定甲法比乙法好。 2.系统误差 （）系统误差的概念 在实验中由于某种因素的影响，使反应变量有系统地发生变化，这类误差称系统误差。 如同一被试的实验程序和结果如下： 程序一：甲法，试验一，400次 程序二：甲法，试验二，395次 程序三：乙法，试验一，375次 程序四：乙法，试验二，372次 在这些数据中，正确数随着试验程序而减少。 （）消除系统误差的方法 要消除系统误差的方法之一是使用抵消(或平衡)的措施，就是用ABBA法。 程序一 甲法 程序五 乙法 程序二 乙法

36、 程序六 甲法 程序三 乙法 程序七 甲法 程序四 甲法 程序八 乙法 这样，随着试验进程而发展的系统误差在整个试验系列中便平衡掉了。 上面所举的例子都是使用一个被试。如被试二人，则可将实验程序作如下安排： 被试 甲法 乙法 被试一 试验一 试验二 试验三 试验四 被试二 试验二 试验一 试验四 试验三 既能区分被试和反应方法各自的差别，又能提供估计随机误差的可能性，抵消了系统误差。 第三节心理实验设计技术 一、被试内、被试间和混合设计 心理实验设计大体上可以分为三种： 被试内设计(WithinSubjects design) 被试间设计(Betweensubjects design) 被试内

37、与被试间的混合设计(mixed design)。 （一）被试内设计 .被试内设计的优缺点 被试内设计：每个被试须接受自变量的所有情况的处理。 设自变量有A，B，C三种情况；被试有甲，乙，丙三人。 但是，按照被试甲接受A，B，C三个自变量，被试乙同样接受A，B，C三个自变量，显然会引起偏差。这一偏差来自“顺序效应”。 正的效果即助长行为或反应的效果，称为练习效果；负的效果即抑制行为或反应的效果，称为疲劳效果。 第一，改用被试间设计； 第二，实施预训练，即将被试训练到不会再有练习效果的地步； 第三，在被试内设计中进行改进，如采用平衡法。 .被试内设计的类型 完全的被试内设计：其中心任务是使接受所有

38、自变量处理的每一被试都不会因为接受多种处理而使实验数据受到相继处理时过程变化的干扰。如，将实验程序安排得使练习或疲劳的影响在所有处理中都相等。 不完全的被试内设计：每一个被试也接受所有的处理，但每个被试的结果并非是相等地反应处理的效果。正确的实验结论只有结合全部被试的具体情况和所有数据才能作出。 平衡法的种类 平衡法可分为五种： 对抗平衡法 全随机法 区内随机法 完全被试间的对抗平衡法 不完全的被试内对抗平衡法 后两种是不完全设计。 （）对抗平衡法 对抗平衡法是使时序在有多个自变量情况下约略相等。 有a、b两个自变量情况时，对抗平衡次序就是abba。 （）全随机法 全随机法与对抗平衡法有一样的

39、逻辑根据，目的也是将经验累积所产生的影响均匀地分配到所有处理的每一种情况中。但是对全随机法有一个限制，即当自变量有若干个情况时，每一个情况出现的次数应当相等。除此之外，各情况的出现次序就完全是随机的。从这个意义看，所谓的全随机并非完全随机。 （）区内随机法 区内随机法要求在每一尝试区内，每个自变量情况只容许出现一次，各情况在每一区内出现的次序都是随机的，而且每一个情况出现的总次数相等并等于区数。 简捷的方法是根据自变量的情况直接查随机数表。如自变量有6种情况就用16的数字，有四个组就查4组。 （）完全的被试间对抗平衡法 这也是一种被试内设计，但是时序错误无法在被试者内平衡抵消，只有将所有被试者

40、的结果综合后才能达到平衡时序影响的效果。 完全的被试间对抗平衡法的要点是，每个被试接受自变量的每一个情况，但每个情况仅被接受一次。 （）不完全的被试间对抗平衡法 这种方法和完全的被试间对抗平衡法同属不完全被试内设计的方法，它的最大特点是弥补了完全的被试间对抗平衡法对被试数量要求的缺点。 这个方法不考虑所有情况次序的排列，只要求对每一个被试者的各个情况实施等量的影响。 （二）被试间设计 1.被试间设计的特点 被试内设计要求每一个被试接受所有自变量处理，关键是如何安排各处理情况的先后次序。 被试间设计要求每个被试只接受一个自变量处理，次序不成其为问题。这是一种对一组被试给予一种处理，对另一组给予另

41、一种处理的设计。据此称这样的设计为“独立组”设计(1ndependentgroups design)。 .被试间设计的类型 这种设计主要的问题是，如何决定那一个被试接受那一种实验处理。 如果被试有两组以上，那么有多少组就采用多少种处理的设计。被试者间设计或独立组设计下属两类设计技术： 随机组设计(Random groups design)； 配对组设计（Matchedgroups design）。 .随机组设计 随机组设计是将被试随机地分配在不同的组内接受不同的自变量处理。 假设将被试随机分配到不同的组，如果对各组用一样的课题，在相同的条件下进行测量，其结果就成为“相等组”(Equivalen

42、t groups)，那么他们的成绩在统计上应该是相等的。 假设各组在与实验课题有关的特性上(如年龄、智力、性格特征等)没有差别(在统计允许的限度内)，而实验结果出现了差别，这差别就是由于处理的不同而引起的。 （）目的 随机分组的主要目的是使被试者在分组以后，所有属性并不随着所属组别而表现出有系统的改变。 如，知道年龄、性别是能影响实验的被试者特性，分组以后，第一组中男生占1/3，第二组中男生占2/3，这可能是会使组间发生系统的变化。 随机分组的根本目的，是使那些不清楚的属性在各组约略相等。如智力、人格、生活经验等。 （）方法 有两种随机分组的实用方法： 同时分配法 次第分配法 （）同时分配法

43、同时分配法的条件是，被试同时存在，而实验者可以随意调派其中任何一个被试者。 抽签法：将所有被试编号，记入纸片，每一纸片号码代表一个被试，然后将纸片放入容器内搅和，按组抽。 笔划法：首先将被试依其姓氏笔划数进行等级排列，再查随机数表。 报数法：假定学生都坐在教室内，实验者令学生自第一排开始报1，2，3，每排报数的方向可改变，如采用1，2，3，3，2，1的报数。 （）次第分配法 由于实验持续时间较长或其他原因，实验者知道有一群被试，但不知道究竟那位被试什么时间来，只能根据预先拟好的原则进行分派，而且当实验结束时，各组要符合随机组的要求。 简便法：按被试出现在实验室的先后分派，第一名属第一组，第二名

44、属第二组；第三名属第三组等。 区内随机法：使用区内随机次序分派被试者归属A、B、C组。如可根据随机数表查出并转换出的次序：CAB，ACB，CAB；BCA，BAC；CAB，BCA，ACB，CBA，CBA来分派。 （）随机组设计的缺点 实验中缺失被试是常见的事，有些实验要求被试参加二轮实验，但有人第二轮没来。对于这种情况，如在被试内设计中，只要取消该被试的所有资料，实验不会受到太大的影响。这种情况发生在被试间设计中，会失去等组意义，问题就比较大。两组被试属性的分配有很大差别，随机两个等组就不复存在。 如果第一组失去生活经验最丰富的一位被试，第二组失去生活经验最少的一位被试，组间的差异就会增大。 （

45、）随机组设计的改进办法 一般对策是增加两组被试人数或准备替补被试，但这不能根本恢复缺失后的不足。 改被试间设计为被试内设计。 不是所有实验都能采用被试内设计的，如以指示语为自变量的实验，就是典型例证。 .配对组设计 （）特点 这种设计现在不常用。它的指导思想是先使各组相等，然后给予处理。如果发现结果有差异，则有理由认为是由于处理不同引起的。 配对组设计要保证最后结果的差异能归因于自变量，就得先平衡被试变量。因此，首先要对全体被试进行预备测试。 （）步骤 第一，令所有被试做“共同作业”； 第二，根据作业分数形成配对组。 共同作业：亦称为先检验。配对组设计的优劣完全依赖实验作业是否与共同作业有高度的相关。 配对分组： 方法一：将被试按先检验作业分数的高低排列。现设有三种自变量处理，将前三个被试依区内随机方式分派到A、B、C三组，接着将次三个被试如法分配，直到分配完毕。 方法二：取先检验分数中相同或非常接近的，以三人为一单位，然后按区内随机法逐次分派到A、B、C各组。 （三）混合设计 一个混合设计的实验安排至少包含二个自变量的处理。它要求一个自变量用一种设计处理，如被试内设计，而另一个自变量