实验心理学实验的设计方法

HowtoPlanSingle-Variable,Multiple-Variable,andConverging-SeriesExperiments目录一.单变量实验(Single-VariableExperiment)1.二水平实验（Two-levelexperiments）2.多水平实验（MultilevelExperiments）二.析因设计（FactorialDesign）三.会聚实验设计（Converging-SeriesDesigns）四.总结一.单变量实验1.二水平实验（Two-levelexperiments）一个自变量，两个水平一个实验组，一个对照组例：一种特效药对测试对象行为的影响自变量：给不给药因变量：测试对象的行为反应1.1.二水平实验优点：1.确定一个自变量是否有研究的价值2.结果可以很容易的解释分析-结果是简单的“Yes”or“No”3.在某些情况下，可以提供给你更多的信息例：两个竞争理论：一个理论预测两个水平在行为上的不同，另一个理论则预测没有变化或有相反的变化1.1.二水平实验缺点1.不能确定因变量与自变量之间的函数关系图例：探究打印材料的尺寸与阅读时间的关系1.1.二水平实验1.1.二水平实验2.内插和外延都是比较危险的内插时不能确定两个点之间的形状外延时会出现天花板效应和地板效应天花板效应和地板效应。两种效应是指反应指标的量程不够大，而造成反应停留在指标量表的最顶端或最低端，从而使指标的有效性遭受损失。在心理学实验中，常常会遇到实验中的因变量水平趋于完美（接近于量表的“天花板”），或者趋于零效应的现象。3.难以区别复杂的理论一.单变量实验2.多水平实验(Multilevelexperiments)一个单变量、自变量具有三个以上的水平又称为函数实验，可以确定自变量与因变量的函数图形优点：1.可以预测自变量与因变量的函数图形例：学生平均测试成绩与焦虑水平的关系1.2.多水平实验Two-level:Class1:强调成绩对学生的成功很重要Class2：强调成绩不是很重要，不如学习材料重要Tree-level:Neutral：提醒学生一些程序细节1.2.多水平实验2.自变量的范围变得不那么重要1.2.多水平实验缺点：1.增加了被试内设计与被试间设计，需要更多的努力跟时间。2.统计检验比较困难。二.析因设计（FactorialDesigns）析因设计是一种多因素的交叉分组设计。它不仅可检验每个因素各水平间的差异，而且可检验各因素间的交互作用。实验：一个具有领导的小组是否比没有领导的小组能更快地达成共识。自变量：有没有领导、小组人数、性别….因变量：问题解决的时间二.析因设计（FactorialDesigns）2×4设计2×3×4设计二.析因设计（FactorialDesigns）优点1、同时观察多个因素的效应，提高了实验效率；2、能够分析各因素间的交互作用；解决问题的时间与领导的关系由组的大小决定二.析因设计（FactorialDesigns）3.增加了实验的精确度和普遍性—相对于把环境作为一个控制量跟随机变量时。二.析因设计（FactorialDesigns）缺点1.随着实验因素的增加实验越来越大。例子：设计一个新的飞机驾驶舱自变量：高度表指针长度（4种）高度表位置（5处）空速指示器尺寸（3类）空速指示器位置（6处）手柄把手高度（4处）长度（5种）二.析因设计（FactorialDesigns）我们得到4×5×3×6×4×5设计总共实验单元格是7200个二.析因设计（FactorialDesigns）2.统计计算更困难。3.高次交互作用有时很难解释。有没有其他方法具有析因实验的优点而避开它的缺点呢？三、会聚实验设计Converging-SeriesDesigns会聚实验：一系列导向一个结论的实验。这些实验由单变量实验和析因实验组成。某些应用问题用析因实验解决的话会导致维数过多。我们可以将之分为一系列较小的析因实验（对过多变量的交互作用不感兴趣）。当发现某个处理的最优值，可以将其控制在这一水平作为控制变量。会聚操作设计一系列实验会聚到一个实验假设上来检验假设。这些假设解释一个已经观察到的行为。最初有很多可能假设可以解释实验现象，每做一个实验，可以帮助我们排除一个或多个假设直到只剩下一个假设可以解释实验现象。实验假设：人们报告感知到粗俗词语的时间是否比普通词语长向被试展示4个词语，2个粗俗词（禁忌词）和2个普通词语。使用速示器显示。被试被告知当认出词语后马上大声报告出该词语。结果：被试需要更长时间报告出粗俗语。实验结论：支持假设——人们对粗俗词语有知觉防御。是否可以得出支持知觉防御的结论？实验其他可以解释该实验结果的假设：单词特性可能影响了反应时。如普通词为高频词汇，粗俗词可能不太常见。无意识的反应抑制：被试认出4个单词的时间相同，但是无意识的反应抑制知道不能避免时才报告出来。有意识的反应抑制：识别时间相同，但是当被指做好准备后才报告出来。实验现在我们共有4中对实验结果解释的假设。我们将通过会聚操作进行一系列实验来排除某些假设。实验一是否是单词特性的影响。使用2个不同的粗俗词语和普通词语，重复上述实验。结果：if（粗俗词汇需要时间长）•排除单词特性的影响if（粗俗词时间=普通词时间）•单词特性影响的可信度增加实验二假设第一个实验已经排出了单词特性的影响。是否是无意识反应抑制已知皮电反应可以指示对刺激的情绪变化。实验中测试被试的皮电反应。结果if（直到被试报告出粗俗词屁颠反应才变化）•知觉防御否则排除知觉防御假设实验三假设已经排除了知觉防御假设假定主试性别会影响反应抑制。当主试与被试性别不同时，有意识的反应抑制发生。实验中主试与被试性别相同。结果：If（粗俗词时间=普通词时间）•有意识的反应抑制否则：无意识的反应抑制会聚实验实验一前实验一后实验二后实验三后单词特性×知觉防御知觉防御×无意识反应抑制无意识反应抑制无意识反应抑制×有意识反应抑制有意识反应抑制有意识反应抑制有意识反应抑制实验中我们操作了刺激材料，物理测量方法，人际关系。也可以选择其他操作，如果会聚结果正确，都应该会聚到同一假设。理想化的分析，一般是在结果分析后进行下一次实验。可能导致假设越来越多等问题。优点灵活性相对于析因设计有更高灵活性。高效不需要考虑贡献小的因素和水平反馈缺点无交互作用被试间设计比较系列中不同实验的结果时时间跨度长需要在实验结果分析后才能做下次实验总结设计方法优点缺点2水平实验决定一个变量是否有作用结果易解释分析对某些理论检验已充分竞争理论不能推断函数的形状插值和外延比较冒险复杂理论不能检验多水平实验推断函数形状自变量的范围限制变小需更多被试和时间平衡统计计算复杂析因实验交互作用降低统计敏感性增加了推广效应而没有降低精确度实验规模变大统计计算更加困难高维度交互作用难于解释会聚实验灵活性反馈交互作用难以发现被试间效应分析了先前实验才能进行之后实验。