第02章实验研究的基本问题

第02章实验研究的基本问题 • 本章主要内容： • 第一节实验心理学中的基本概念 • 第二节心理实验的基本要求 • 第三节实验研究的仪器

第一节实验心理学中的基本概念 • 一、主试与被试 • 二、指导语 • 三、变量 • 四、效度

第一节实验心理学中的基本概念 • 一、主试与被试 • 主试（Experimenter）：是指心理实验中的组织、设计和具体实施者。 • 被试（Subject）：由主试选择的实验对象或在主试的监视或指导下具体操作实验的人或动物。

第一节实验心理学中的基本概念 • 二、指导语（instruction） • 指导语是在实验前由主试向被试解释和说明的或是被试自己阅读的，关于实验如何进行、被试如何做反应以及在反应过程中应该注意的文字说明。

第一节实验心理学中的基本概念 • 制定指导语时，应注意的问题 • 1．在指导语中应该把实验的要求、被试如何做反应、实验应该注意的问题交代清楚，使被试对自己应该做什么以及如何做等一目了然。 • 2．要严格确定给被试什么样的指导语。 • 3．指导语要写得简单明确，切忌模棱两可，也不要用专门术语，要保证被试确实懂得了指导语。 • 4．指导语要标准化。

第一节实验心理学中的基本概念 • 三、变量 • （一）定义 • （二）自变量 • （三）因变量 • （四）额外变量 • （五）中间变量与调节变量

第一节实验心理学中的基本概念 • （一）变量 • 变量（variable）是指在数量上或质量上可变的事物的属性。

第一节实验心理学中的基本概念 （二）自变量 1、定义 2、自变量的分类 3、对自变量的操纵

（二）自变量 • 1、定义 • 自变量（independent variable）即刺激变量，独立变量，它是由主试选择、控制的变量，它决定着行为或心理的变化。

（二）自变量 • 2、自变量的分类： • （1）刺激特点自变量 • （2）环境特点自变量 • （3）被试特点自变量 • （4）暂时造成的被试差别

（二）自变量 • 3、对自变量的操纵 • （1）对自变量下操作定义 • 操作定义（operational definition）：在心理学上，操作定义是用可以感知到的事件、现象或指标来对研究变量进行数量化或定性的界定和说明.

（二）自变量 • （2）确定自变量的各个水平 • 自变量的水平，即指自变量的一个取值（或操纵结果）

第一节实验心理学中的基本概念 （三）因变量 1、定义 2、因变量的分类 3、对因变量的控制 4、因变量的测量与选择需要注意的几个问题

（三）因变量 • 1、定义 • 因变量（dependent variable）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，又叫反应变量（response variable）、依从变量。

（三）因变量 • 2、因变量的分类 • （1）客观指标主要有： • ①反应速度 • ②反应速度的差异 • ③反应的正确性 • ④反应的难度 • （2）主观指标 • 主要是指被试的口语记录（protocol），主要是指被试在实验时对自己心理活动进程所作叙述的记录，或在实验之后，被试对主试提出问题所作回答的记录。

（三）因变量 • 3、对因变量的控制 • （1）反应控制 • 让被试的反应确实发生在实验者感兴趣的因变量维度上。 • （2）选择恰当的因变量指标

（三）因变量 • 4、因变量的测量与选择需要注意的几个问题： • （1）因变量的可靠性即信度 • （2）因变量的有效性即效度 • （3) 因变量的敏感性

（四）额外变量 • 1、基本概念 • 2、额外变量的分类 • 3、心理学实验中典型的额外变量 • 4、额外变量的控制

1、基本概念 • （1）相关变量：凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关变量； • （2）无关变量：对因变量不产生影响的实验条件称为无关变量（或无关变项）。 • （3）额外变量：实验者不用于研究的那些相关变量称为额外相关变量，或简称为额外变量。 • （4）自变量混淆：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，这时，研究者选定的自变量与一些没有控制好的因素共同造成了因变量的变化.

2、额外变量的分类 • 系统的额外变量：与实验目的无关的、相对恒定的客观条件对实验结果产生的影响，这种影响通常是在一个恒定的水平上下波动，我们将这种额外变量称为系统的额外变量。 • 系统的额外变量对实验结果会产生系统误差（Systematic Error）。 • 随机的额外变量：是随机的、偶然出现的。不可预期的与实验目的无关的，但又对实验结果有一定影响的因素，这些因素称之为随机的额外变量，随机变量引起的误差称为随机误差（Random Error）。

3、心理学实验中典型的额外变量 • （1）实验者效应：主试在实验中可能以某种方式有意无意地影响被试，使他们的反应附和实验者的期望。这种现象称为称为实验者效应（experimnetor effect）。 • （2）需要特征（要求特征）:被试会自发地对实验者的实验目的产生一个假设或猜想，然后再以一种自以为能满足这一假想的实验目的的方式进行反应。我们把这种现象称为要求特征。

4、额外变量的控制 • （1）消除法或排除法 • 消除法（elimination method）是把额外变量从实验中排除出去。

4、额外变量的控制 • （2）恒定法 • 恒定法（constant method）就是使额外变量在实验的过程中保持恒定不变。 • （3）随机化法 • 随机化（randomization）是根据概率理论，把被试者随机地分派到各处理组中。 • （4）匹配法 • 匹配法（matching method）是使实验组和控制组中的被访者的特点相等的一种方法。

4、额外变量的控制 • （5）抵消平衡法 • 抵消平衡法（counterbalancing method）是通过采用某些综合平衡的方式使额外变量的效果互相抵消以控制额外变量的方法。

4、额外变量的控制 • （6）统计控制法 • 在实验完成后通过一定的统计技术来事后避免实验中额外变量的干扰的方法。

（四）中间变量与调节变量 • 1、中间变量（mediator） • 如果在考察自变量对因变量的影响时,自变量通过变量M来影响因变量,就称M为中间变量。 X M Y

（四）中间变量与调节变量 • 2、调节变量(moderator) • 如果变量Y与变量X的关系是变量M 的函数,称 M 为调节变量。

查阅资料 • 1、青少年自尊与攻击的关系：中间变量和调节变量的作用 .(心理学报 2007, 39 (5):845～851) • 2、中介变量－调节变量与协变量的概念、统计检验及其比较(心理科学　2007,30 (4) :934 – 936) • 3、有中介的调节变量和有调节的中介变量(心理学报　2006, 38 (3) : 448～452)

四、效度 • （一）定义 • （二）影响实验内部效度的因素 • （三）影响实验外部效度的因素

（一）定义 • 实验效度（experimental validity）是指实验方法能达到实验目的的程度。 • 实验的内部效度是指实验变量（处理）能被精确的程度。 • 实验的外部效度是指实验研究的结果能被普遍推论到实验情境条件以外的程度。

（二）影响实验内部效度的因素 • 1、历史（经历） • 前摄历史因素包括被试固有的和习得的差异，比如性别、工龄、经验、身高、体重、态度、个性、运动与心理能力等等。 • 后摄历史的是指在实验过程，与实验同时发生，并对实验结果产生影响的特定事件。 • 2、成熟或自然发展的影响 • 指在实验过程中随着时间的延续，被试身心发生变化。

（二）影响实验内部效度的因素 • 3、选择 • 4、测验 • 5、被试的亡失 • 6、统计回归 • 7、仪器的使用 • 8、选择与成熟的交互作用及其它

（三）影响实验外部效度的因素 • 1、测验的反作用效果（reaction or interaction effect of testing） • 测验的反作用指前测对后测的作用； • 测验的交互作用指前测与后测的交互作用。

（三）影响实验外部效度的因素 • 2、选择偏差与实验变量的交互作用 • 从事于实验的被试必须具有代表性、必须从将来预期推论、解释同类行为现象的总体中进行随机取样。

（三）影响实验外部效度的因素 • 3、实验安排的反作用效果 • 例如，学生知道自己被选择在参加一项新的教学方法的实验 • 4、重复实验处理的干扰 • 实验的内部效度和外部效度是相互联系、相互影响的。 • 在实验情境中，要同时十全十美兼顾这两种效度是很难做到的。一般，基本研究比较重视内在效度，而应用研究则比较重视外在效度。

第二节心理实验的基本要求 • 一、对选题和实验设计的要求 • 对选题要求 • 1、避免重复性研究； • 2、已有的研究能够很好地衔接； • 3、有一定的理论与实践价值。 • 实验设计要求 • 1、实验过程要有效控制 • 2、避免实验过程中的各种误差

第二节心理实验的基本要求 • 二、对实验环境的要求 • 实验室环境条件应保持相对恒定。 • 三、对主试的要求 • 在实验前应对主试进行统一的培训，使其清楚实验的目的、实验过程的控制、实验中出现的意外情况应如何处理、如何记录被试的反应、如何控制。

第二节心理实验的基本要求 • 四、对被试的要求 • 被试应严格按照实验指导语和主试的要求对刺激进行反应，反应要真实、可靠。

第二节心理实验的基本要求 • 五、对实验过程控制的要求 • 实验者通过对实验过程的控制，排除各种额外因素对实验结果可能产生的影响。 • 六、统计方法的运用和实验结果的解释 • 统计方法的科学性。 • 选择合适的统计方法，避免统计方法乱用。

第三节实验研究的仪器 • 1.听力计 • 计（audiometer）是测定个体对各种频率声音的感受性大小的仪器，通过与正常听觉的比较，可确定被测者的听力损失情况。 • 现在的听力计可以产生各种频率及各种强度的可听纯音，能够测量各种频率纯音的响度绝对阈限。现在的听力计可以产生各种频率及各种强度的可听纯音，能够测量各种频率纯音的响度绝对阈限。

使用时，仪器主件自动提供由弱到强的各种频率刺激，自动变换频率，测听时被试戴上双封闭隔音的耳机，当听到声音时，即按键。使用时，仪器主件自动提供由弱到强的各种频率刺激，自动变换频率，测听时被试戴上双封闭隔音的耳机，当听到声音时，即按键。 • 仪器可根据被试的反应直接绘出可听度曲线。另外，有的听力计还可能附有骨传导器等附件。

第三节实验研究的仪器 • 2.立体镜 • 立体镜（stereoscope）是一种证实双眼视差和产生立体知觉的仪器。 • 目前实验室常用的立体镜有：三棱镜式立体镜、反射式立体镜和栅栏式立体镜。

立体镜 （采自张春兴，1991）

第三节实验研究的仪器 • 3.深度知觉仪 • 深度知觉仪（depth perception apparatus）是用以检验深度知觉敏锐度的仪器。由霍瓦－多尔曼（Haward-Dolman，1919）设计，故又称霍瓦－多尔曼知觉仪（Haward-Dolman perception apparatus）。

这种仪器内有三根直棒，左右两侧固定的直棒为标准刺激，中间一根可以前后移动的直棒为比较刺激。这种仪器内有三根直棒，左右两侧固定的直棒为标准刺激，中间一根可以前后移动的直棒为比较刺激。 • 被试在2 米的距离外通过一个长方形的窗孔来观察这两根直棒，并遥控来调节可移动的直棒，使三者看起来在同一距离上。 • 在这种条件下，被试必须完全依据视知觉来进行深度判断，除了双眼视差起作用外，排除了其他深度知觉的线索。

第三节实验研究的仪器 • 4.速度知觉仪 • 速度知觉仪（speed perception apparatus）是测量人的速度判断能力的仪器。速度知觉反映了每个人对速度知觉的差异。它是顺利从事各项活动不可缺少的能力。

仪器启动后，知觉箱正面的灯光由右向左移动，被试需仔细追随移动的光点。仪器启动后，知觉箱正面的灯光由右向左移动，被试需仔细追随移动的光点。 • 当光点进入挡板时，则灯光立刻被挡住，但仍按原速度移动到外面标志的终点位置。到该位置后，灯亮并且光点移动停止。 • 灯光被挡住后，被试应假设光点仍以原来的速度仍在档板后移动，并估计灯光按此速度移动的话，何时会到达终点位置，按下反应键以表示。 • 这时，如果计时器显示正值，说明被试提前反应，提前量为显示值；若出现负值，则说明被试滞后反应。 • 速度知觉仪由知觉箱、被试反应键和活动挡板三个主要部分组成。 • 使用时，测试室的光线应稍暗。被试坐在距仪器1.2米处，面向知觉箱正面，双眼和光点保持在同一水平上，右手拿反应键。

第三节实验研究的仪器 • 5.时间知觉测试仪 • 时间知觉测试仪（time perception apparatus）是时间知觉实验的基本仪器，可用于检验各种因素对时间知觉的影响；检查个体的自我估计在估计时间中的作用；测试个体在时间知觉上的阈限；检验刺激的不同呈现方式对估计时间的影响；帮助学习用复制法研究时间知觉。而且，此种装置还可代替定时装置。

该装置的常用刺激类型分为光和声刺激两种，可用以区别不同感觉器官对于时间知觉的影响。该装置的常用刺激类型分为光和声刺激两种，可用以区别不同感觉器官对于时间知觉的影响。 • 刺激的呈现方式主要有两类：一类是连续的方式，信号刺激延续一段时间，即连续的光刺激或连续的声刺激；另一类是断续的方式，呈现一段空的时间间隔，即第一次光灭（或者声音停止）到第二次光亮（或者声音出现）之间的间隔时间。 • 这些不同的刺激呈现方式可用来区别以不同方式描述的刺激对时间知觉的影响。 • 实验通常采用复制法进行，即先呈现一个标准刺激，让被试按标准时间进行复制。被试复制时间与标准时间之差，即为时间估计差，可作为时间知觉的准确性指标。 • 由于使用该方法进行的实验只是仿制，不受过去经验的影响，故能确切地表达被试的时间知觉能力。

6.空间知觉测试仪 • 空间知觉测试仪（space perception apparatus）是用于考察人类空间知觉的认知特点的仪器，通过人们凭借视觉对空间位置中形状、方位的辨别过程，来鉴别个体对空间特性的辨别能力。 • 还可用于验证刺激的空间结构特点对信息传递效率的影响。

第02章实验研究的基本问题