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第二节关于被试的实验设计2020/2/32第二节关于被试的实验设计•本节思考题•1.什么叫被试间设计？它有哪些特点？•2.什么是匹配设计？匹配的步骤和特点是什么？•3.什么是随机设计？它有哪些优缺点？•4.什么是被试内设计？它有哪些优缺点？•5.被试内设计常见的混淆有哪些？如何克服？2020/2/33第二节关于被试的实验设计•6.什么是拉丁方设计？它有哪些优缺点？•7.什么是混合设计？有哪些特点？•8.如果你来设计一个实验研究，你会采用哪种设计？为什么？•9.什么是平衡设计？它有哪些优缺点？2020/2/34第二节关于被试的实验设计•一、被试间设计（P63-65）•一）含义：也叫组间设计或独立组设计，就是把数目相同的被试分配到自变量的不同水平或不同的自变量上，要求每一个被试只接受一个自变量水平的处理。•统计检验——独立样本的差异显著性检验。•二）优缺点•1.优点：每个被试只接受一种实验处理，一种自变量（或实验处理）不会影响另一种自变量，避免了练习效应、疲劳等带来的实验误差。2020/2/35第二节关于被试的实验设计•2.缺点：一是所需要的被试数量巨大；二是不同被试所接受的实验处理不同，因此很难分辨出因变量的变化是被试间的差异所致，还是自变量的变化所致。•3.克服方法：尽量减少两个或多个组别中被试差异，以保证各组被试在实验开始时各方面都相等或者相近。常用两种方法解决等组问题2020/2/36第二节关于被试的实验设计•当所使用的被试数量较大时，可以采用随机组设计的方法；•如果所使用的被试数量较少，则一般采用匹配组设计的方法。•当研究的自变量为被试变量时（如性别差异），一般用被试间设计。•另外，如果被试只能完成一种实验条件而无法参加另一实验条件时也用被试间设计2020/2/37第二节关于被试的实验设计•三）匹配（即匹配组设计）•1.含义：先将被试按某一个或者几个特征（欲研究的自变量或与自变量关系密切）上水平的相同或相似加以匹配，再把每一匹配组中的每个被试随机分配到各个组别，这样可以保证各组被试的同质性。•注意：实验中需要对被试分成几组，那么在一个匹配组中就需要有几个同等水平的被试，每个被试被分入一个组。2020/2/38第二节关于被试的实验设计•2.优点：在实验处理之前，就把组间变异缩到最小，并使各组内变异比单独的随机分配更接近相等。因此，这种设计能对被试个别差异给予更多的控制，小型实验用配对设计，其效果比用随机分组的效果更为显著。•如对同卵双生子的研究。由于同卵双生子是从同一个卵细胞发展而来的，所以他们的遗传素质几乎是完全相同的。因此，如果把双生子分别分配到两个不同的实验组，那么，这两组是可以进行比较的。例如，发展心理学中通过对同卵双生子的研究，来考察智力是受遗传的影响大还是受环境的影响大。2020/2/39第二节关于被试的实验设计•3.缺点（P64）•（1）实验者不可能在每一个特征上都进行匹配，匹配往往是不完全的。•（2）匹配法往往费时费力。•（3）在同时匹配几个特征时，这些特征之间如果存在交互作用，就可能混淆实验结果。•（4）匹配法还需要谨防统计回归的介入。2020/2/310第二节关于被试的实验设计•4.匹配组设计的步骤•第一步：让所有被试做“共同作业”，即接受预备测验，获得作业分数。任务性质有三种情况：•A.相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组；•B.类似任务：如问题解决→不同种类问题解决；•C.相关任务：如智力测验→问题解决。•第二步，根据作业分数形成配对组。2020/2/311第二节关于被试的实验设计•四）随机化设计（即随机组设计）•1.含义：将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变量处理。•随机组设计的基本假设是将被试随机分配到不同的组，若对各组用同样的课题，在系统（基本相同）的条件下进行测量，其结果就成为系统组，则他们的成绩在统计上应是相等的。2020/2/312第二节关于被试的实验设计•2.优点：•（1）用随机分配被试的方法可控制两组被试变量的差异，分组方法简单可行。•2）由于对每一被试只作一次观测，可消除某些实验误差，如消除学习误差的影响。•3.缺点：•（1）分成等组的方法仍欠精密。•（2）若两组在不同时期观测，就有可能插入实验以外的偶发事件，影响因变量的观测结果。2020/2/313第二节关于被试的实验设计•二、被试内设计：•一）含义：又称为组内设计，就是使每个被试轮流分配到自变量的不同水平或不同的自变量上，每个被试需要接受自变量的所有水平的处理。（有时又称为重复测量设计。）2020/2/314第二节关于被试的实验设计•二）被试内设计的优缺点：•1.优点：•①组内设计需要的被试较少，实验设计方便、有效。•②组内设计比组间设计更敏感。•③心理学的某些领域需要使用组内设计，即组内设计用于研究练习的阶段性。•④组内设计消除了被试的个别差异对实验的影响。2020/2/315第二节关于被试的实验设计•2.被试内设计的缺点：•①一种实验条件下的操作将会影响另一种实验条件下的操作，也就是实验顺序影响因变量。•②组内设计的方法不能用来研究某些被试特点自变量之间的差异。•③如果实验中每一种实验条件需要较长时间的恢复期，就不宜使用组内设计。•④当不同自变量或自变量的不同水平产生的效果不可逆时，不宜使用组内设计。2020/2/316第二节关于被试的实验设计•三）被试内设计常见的混淆•1.位置效应：实验处理所处的位置对被试反应造成的影响。•如比较A、B两种可乐的口感，所有被试先品尝A后品尝B，结果大部分被试喜欢A。•2.延续效应：在实验处理的进展过程中，前一阶段的处理对后一阶段的处理产生的影响。•一般有练习效应和疲劳效应两种。2020/2/317第二节关于被试的实验设计•假如一个实验中有A、B两种处理。所有被试先接受A处理，再接受B处理。当被试接受B处理时，他们有可能接受过A处理，所以对实验任务相当熟悉，导致行为水平的提高，产生练习效应（practiceeffect）。•或者被试接受B处理时对实验任务感到厌烦、疲劳，导致行为水平下降，产生疲劳效应（fatigueeffect）。•3.差异延续效应：延续效应的一种。2020/2/318第二节关于被试的实验设计•四）平衡设计•此处指对实验处理的平衡，它是为了消除或减少位置和延续效应而采取的一些系统地改变实验处理出现顺序的技术。•理论基础：既然实验处理的位置所产生的效应会与实验处理本身的效应相混淆，那么只要在实验中安排被试在所有顺序下接受处理，就可以将各种处理下结果的差异归因于自变量而非处理顺序了。•平衡设计可以有效地避免位置效应，也适用于延续效应；对差异延续效应只能减小，无法消除。2020/2/319第二节关于被试的实验设计•1.ABBA设计•适用于实验的自变量有两个水平的情况。ABBA设计在理论上能够有效平衡成线性系统变化的位置和延续误差。当位置和延续误差不是线性系统变化时，ABBA设计也难以抵消。2020/2/320第二节关于被试的实验设计•2.拉丁方设计，当自变量的水平有两个以上时，常用此设计作为平衡手段。（P68-69）•也叫轮换设计、平衡设计，这三个名称是从其作用、方法和模式三个不同角度来说明这项设计的意义的。•所谓平衡设计，是指在试验中，往往由于前一个实验处理，影响后一个实验处理的效果；而本设计的作用在于提供对实验顺序的控制，使实验条件均衡，抵消由于实验先后顺序的影响而产生的顺序误差。因而也可以称之为抵消法设计。2020/2/321第二节关于被试的实验设计•所谓轮换设计，是指在实验中由于学习的首因律，先实验的内容，被试容易记住；又因学习的近因律，对刚学过的内容，被试回忆的效果一般也较好。因而在实验方法上，有必要使实验内容的先后秩序轮换，使情景条件以及先后顺序，对各个实验组机会均等，打破顺序界限。2020/2/322第二节关于被试的实验设计•所谓拉丁方设计，是指平衡对抗设计的结构模式，犹如拉丁字母组成的方阵。例如四组被试接受A、B、C、D四种处理，其实验结构模式为：•ABCD•BDAC•CADB•DCBA2020/2/323第二节关于被试的实验设计•在一个平衡的拉丁方设计矩阵中，列通常表示实验处理，行表示被试。•在建立拉丁方的过程中，应注意：把被试分成与实验处理的数目相等的组，每组的被试数尽量与实验处理的数目相等。2020/2/324第二节关于被试的实验设计•在让四组学生背诵四篇题材不同的短文的实验中，采用这种设计，除了能抵消学习的首因律和近因律的影响之外，还可以使文章的不同题材、横排或竖排、内容的难易以及标点符号等多种因素的影响，在先后顺序上对四组被试是均等的。这就可以在平衡中抵消掉顺序误差；还可以控制成熟、历史和疲劳的影响。2020/2/325第二节关于被试的实验设计•优点：•（1）该设计对实验处理顺序进行了控制，平衡了前一个实验处理对后一个实验处理的影响，抵消了实验处理先后顺序产生的顺序误差。•（2）各实验处理是轮换的，减少了学习和记忆产生的影响。2020/2/326第二节关于被试的实验设计•缺点：•（1）不能随机选择、分配被试和实验处理，所以无法消除组与组之间的差异。•（2）该设计也可能会受到历史、成熟、练习效应等的影响。2020/2/327第二节关于被试的实验设计•请注意：被试内和被试间设计比较•被试内设计：也叫相关样本设计，是每个被试须接受自变量的所有情况的处理。•被试间设计：被试间设计是要求每个被试只接受一种实验处理，对另一被试进行另一种处理，故又称独立组设计。2020/2/328第二节关于被试的实验设计•三、混合设计•混合设计是指在一个研究中有些自变量按组内设计安排，有些自变量按组间设计安排。•一般说来，如果一种自变量可能会影响另一种自变量，那么对这些自变量按组间设计安排，其余的自变量按组内设计安排。•此种方法兼有组内设计和组间设计的优点，并可以把两种方法综合起来，取长补短。2020/2/329第二节关于被试的实验设计•混合设计例一•约翰逊等人（Johnson）（1983）用混合设计的方法比较抑郁者和非抑郁者的记忆成绩。•他们假设，抑郁者比非抑郁者对于未完成的记忆任务的记忆效果更好。•实验中，要求抑郁组和非抑郁组完成20项记忆任务，其中，10项记忆任务在完成之前被打断。在全部任务完成后，要求被试回忆记忆任务的名称或尽可能多地描述记忆任务。2020/2/330第二节关于被试的实验设计•比较•被试变量是组间设计（抑郁、非抑郁，此处也可以理解为抑郁组和对照组）•任务类型是组内设计（完成、未完成）2020/2/331第二节关于被试的实验设计•混合设计举例二•让被试以不同的背诵方式对一系列意义上没有联系的3个英语单词为一组的材科进行加工，背诵的次数也不相同。•背诵方式有3种，产生了3种实验条件：(1)机械背诵.(2)造句背诵。(3)想象背诵。背诵次数分别为1，2，4，8，10次，每次背诵时间为2秒。2020/2/332第二节关于被试的实验设计•背诵方式为组间设计：所有被试分成3组，每组被试只用一种方法背诵。•背诵次数为组内设计：在每种背诵方式下，背诵次数都有1，2，4，8，10五种．每个被试都要按随机安排的顺序轮流进行这五种不同次数的背诵。2020/2/333第二节关于被试的实验设计•本节思考题•1.什么叫被试间设计？它有哪些特点？•2.什么是匹配设计？匹配的步骤和特点是什么？•3.什么是随机设计？它有哪些优缺点？•4.什么是被试内设计？它有哪些优缺点？•5.被试内设计常见的混淆有哪些？如何克服？2020/2/334第二节关于被试的实验设计•6.什么是拉丁方设计？它有哪些优缺点？•7.什么是混合设计？有哪些特点？•8.如果你来设计一个实验研究，你会采用哪种设计？为什么？•9.什么是平衡设计？它有哪些优缺点？