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1实验设计2内容提要一、实验的概念和基本特点二、实验设计的三种水平三、实验设计的类型四、无关变量的控制3一、实验的概念和基本特点1概念：实验法是心理与教育研究中最重要的方法，指在定性研究的基础上，创设一定的情境，对研究的某些变量进行操纵或控制，以考察心理现象的原因、机制和发展规律的方法。其基本目的是解释变量间的因果关系。对变量的操纵和对因果关系的解释是实验的本质和精髓。4实验室实验研究实验室非实验研究现场实验研究现场非实验研究5一、实验的概念和基本特点2实验的基本特点：(1)操纵自变量;控制无关变量；(2)被试（Subjects）：指参与实验的人；(3)解释自变量和因变量之间的因果关系（回答“为什么”的问题）；(4)有严格的程序，包括被试的选择，材料的准备，对所研究的行为有比较具体的操作定义（即测量指标）；(5)有确定的数据收集方法。6二、实验设计的三种水平1前实验(Pre-experimentaldesign)：对任何无关变量不加控制。具备实验研究的基本要素——实验处理与测量单组后测；GXO单组前测后测；GO1XO272准实验(Quasi-experimentaldesign)(1)非随机实验组控制组后测设计G1XO1G2--O2注意，实验中的两个组不是随机分配的。82准实验(Quasi-experimentaldesign)(2)非随机实验组控制组前后测设计；G1O1X1O2G2O3X2O4········GKO2K-1XKO2KGK+1O2K+1－O2K+2可用于查明各组的相似性，前测分数可用于统计控制或查明增益分数。92准实验(Quasi-experimentaldesign)(3)时间系列设计单组GO1O2O3XO4O5O60123456O1O2O3O4O5O6ABCX102准实验(Quasi-experimentaldesign)时间系列设计以多次观察为特征。其好处是：能使研究者更好地确定实验处理的效果；在效果可能不出现时，研究者不会做出草率的结论（看看下一次有没有效果）。时间系列设计还可以有两个及两个以上组，以便比较有无实验处理的效果。时间系列的变式：可以在多次观察中插入多次处理。113真实验(Trueexperimentaldesign)(1)实验组控制组后测设计RG1XO1RG2－O2R表示随机分组，G表示组，OS表示对各组的观察和测量123真实验(Trueexperimentaldesign)（2）实验组控制组前后测设计RG1O1XO2RG2O3－O4········RGKO2K-1XKO2KRGK+1O2K+1－O2K+2133真实验(Trueexperimentaldesign)(3)所罗门四组设计RG1O1XO2+30RG2O3－O4+20RG3－XO5+20RG4－－O6+10用于检测前测可能带来的效应。14例：观看一场解题的电影对逻辑推理行为影响的研究实验处理：一场30分钟电影被试：大学生问题：前测对实验处理的影响是什么？32名学生被分为4组153真实验(Trueexperimentaldesign)（4）因素设计至少有两个自变量，每个变量至少有两种水平。如2×2，2×2×2，2×3×5，等等。分组的数目等于变量数和水平数的连乘积。2×2的例子：两种教学方法×两种性别的学生2×2×2的例子：注射两种药物×两种月龄的白鼠×两种性别的白鼠163真实验(Trueexperimentaldesign)(5)重复测量设计S1X1OX2O……XKOS2X1OX2O……XKO··············SnX1OX2O……XKOS表示被试，对N个被试进行K次处理。173真实验(Trueexperimentaldesign)(6)时间延长设计RG1X1O1O2O3RG2－O2O5O6此种设计的目的是查明干预措施的延后影响和持续影响。183真实验(Trueexperimentaldesign)(7)时间系列设计RG1O1O2XO3O4O5O6O7RG2O8O9--O10O11O12O13O14在多次前测与多次后测中间插入实验处理，多次前测可获得比较稳定、真实的原来成绩，多次后测可以查明实验处理的延迟效应和持续效应。193真实验(Trueexperimentaldesign)(8)现场实验：现场实验是在真实的工作、学习和生活情境中进行的实验，具有较高的生态效度。现场实验例1阿列萨·斯特恩和利内特·弗里德里希(1972)对97个学前儿童观察了三周,以确定每个孩子攻击性的“原有水平”，然后将这些孩子随机分配到三种实验条件下。暴力节目组的孩子一整天都看“坏人”或“超人”的动画片，时间一个月。亲社会节目组的孩子每天看“罗杰斯先生的邻居”连续剧。第三组看中性节目，这些节目既非攻击性也非亲社会性，如马戏或农村风光。一个月后，对这些儿童的游戏活动观察两周，以测定观看节目的效果。203真实验(Trueexperimentaldesign)斯特恩和弗里德里希发现，在幼儿园里，观看暴力节目的孩子比观看亲社会或中性节目的同伴更富于攻击性。那些攻击性的原有水平高于平均水平的儿童，受暴力节目的影响最大，但他们并不属于偏常儿童，而只是幼儿园同伴群体中较富攻击性的儿童的代表。因此，对很多年幼儿童来说，看暴力节目的确能引发攻击性行为。引自Stein,A.H,.&Friedrich,L.K.(1972).Televisioncontentandyoungchildren’sbehavior.InJ.P.Murray,E.A.Rubinstien,&G.A.Comstock(Eds.),Televisionandsocialbehavior.Vol.2:Televisionandsociallearning.Washington,DC:U.S.GovernmentPrintingOffice.21另一项现场实验研究是在托儿所进行的。一位教师以不同方式与两组学前儿童进行互动。对实验组(关爱组)，她作了好多热情、助人和关心别人的示范。对控制组则没有作这些示范。两周后，研究者在托儿所隔壁的一个房间里设置了几个助人情境。例如，一位来访的妈妈请每个儿童帮她看几分钟她的婴儿，但是婴儿的玩具掉到了床栏外面。研究者记下每个孩子是否把玩具拣起来还给婴儿。如图所示，关爱组儿童比控制组儿童表现出更多的助人行为(Yarrow,Scott&Waxler,1973)。0102030405060708090幼儿助人行为比例关爱组控制组图2.3成人建立的情绪气氛对幼儿行为的影响22三、实验设计的类型(1)被试间设计：每个被试只接受一种自变量水平的实验处理，不同的被试接受不同的自变量水平的实验处理。完全随机化。各实验处理组之间没有相关。如两组学生接受两种教学方法的训练，对比两组的结果。23三、实验设计的类型(2)被试内设计：每个被试（或每组）被试接受所有自变量水平的实验处理。如一个儿童先吃维生素，再吃葡萄糖；看这些药物对身体和智力的影响。学生先接受系列提问教学法，再接受自学辅导教学法，看对学习成绩的影响等。因实验中有多次测量，所以又称为重复测量设计。当被试不是单个的而是多个组时，又称为随机分组设计，同一组内的被试应尽量等质。24三、实验设计的类型(3)配对组设计：取好样，先统一前测，之后分组，实验组加以处理，控制组不处理。(4)混合设计：两个以上自变量的处理，其中每个自变量的处理方式是不相同的。如其中一个自变量用被试间设计，另一个自变量用被试内设计。如自学辅导法和系列提问法，用被试间设计考察两种方法的教学效果（需要有三个组，即自学组，提问组和控制组），用被试内设计比较系列提问法和自学辅导法的效果。这种设计对自变量的、以提高研究的信度和效度。25三、实验设计的类型(5)多因素实验设计包括多个自变量：如年龄，性别，不同的智力水平，不同的健康状态，不同类型的学校，不同的实验处理方式，混合起来加以考察。26四、无关变量的控制无关变量：可能影响实验结果但不属于自变量的变量，如:成熟练习霍桑效应期望效应（皮格马利翁效应）等。27霍桑效应20世纪20年代末期到30年代初期在美国西方电器公司霍桑钢铁厂进行的一项研究中发现的一种由科学声望导致的暗示效应，即被试者因为知道自己是在科学工作者指导下参加实验，而不由自主地改变了自己的行为。因为霍桑效应是发生在被试者身上的行为变化，所以也称被试者效应。28霍桑效应第一阶段：照明实验1实验1组：16－28英尺烛光实验2组：32－56英尺烛光实验3组：48－84英尺烛光控制组：16－28英尺烛光结果：四个组的生产效率都有基本相同的提高29霍桑效应照明实验2：控制组：10英尺烛光实验组：开始为10英尺烛光，以后逐渐降低，每次降低1英尺，最后降到3英尺结果：控制组和实验组的工作效率都有缓慢而稳定的提高，两组无差异30霍桑效应照明实验3：只选两个工人参加实验，照明度继续降低，最后降低到只有0.06英尺烛光的水平，相当于月光的亮度。他们的工作效率仍然没有降低，他们回答说，眼睛不疲劳，还说这样的光不晃眼。31霍桑效应第二阶段：女工小组从缠线圈的女工中随机选出十几个人，对她们进行劳动待遇实验。随着待遇的提高，她们的劳动生产率逐渐提高了。后来又逐渐把她们的待遇慢慢降低到原来水平，她们的生产率却没有降低，反而还在提高。问她们为什么，她们回答，因为她们感觉他们受到了厂方的重视和尊重，她们是和别人不一样的人。32霍桑效应第三阶段：全面访谈研究人员分成小组花了几个月的时间对全厂几乎所有工人进行了访谈，让他们说出自己对工厂管理工作的意见和不满，以及自己家庭中的困难。结果全厂的生产率大大提高。33霍桑效应对霍桑效应的控制：随机分组双盲法所罗门四组设计ABBA处理统计控制34对霍桑效应的控制组别得益的百分比1无处理控制组202霍桑效应控制303实验组4035皮格马利翁效应由于主试者对被试者抱有某种期望，在他们的影响下，被试者的行为发生了向主试者期望的方向的变化，因而影响了实验的真实性。皮格马利翁，古希腊神话中的塞浦路斯国王。他雕塑了一座少女像并钟情于她，最后这座雕像变成了真人并和他结为伴侣。60年代美国心理学者罗森塔尔和雅各布森在一所小学做实验证明了这种效应。这种效应也称为期望效应或罗森塔尔效应。36皮格马利翁效应课堂中的皮格马利翁：教师期望与学生智力发展R.Rosenthal&L.Jacobson理论依据：自我实现的预言(self-fulfullingprophecy)人们提出一个预言之后，会不由自主地按照促使预言实现的方式去行动，因而使预言变成现实。实验对象：美国旧金山奥克小学1－6年级500多名学生实验时间：1964－196637皮格马利翁效应实验方法1先对全校学生进行所谓“哈佛学习变化测验”，但实际上只是做了一个一般能力测验。2实验者告诉老师们：“在本测验中得分最高的20%的学生将在下一年或更短时间内的学习中表现出比其他80%的学生更显著的变化或飞跃。3从每个班上随机抽取20%的学生，将名单交给老师，告诉他们：“这些人在本测验中得分最高，近期内他们的智力可能有飞跃的发展。”38皮格马利翁效应年级控制组实验组期望的作用N增量N增量两组差P148+12.07+27.4+15.40.002247+7.012+9.5+2.50.02340+5.014+5.00449+2.212+5.6+3.4526+17.59+17.40645+10.711+10.0-0.7合计255+8.4265+12.2+3.80.0239“好设计”的标准充分的实验控制数据有比较的基础数据不得受污染不要引入蹩脚的测量和误差不要引入相关变量之间的干扰代表性数据的代表性和结论的可推广性省力原则尽量使用较简单的设计40实验效度的干扰因素内部效度的干扰因素偶然事件成熟因素测验——前测对后测的影响测量手段被试的选择差异实验中的偶然减员41实验效度的干扰因素外部效度的干扰因素测验的交互作用抽样偏差与实验处理的交互作用霍桑效应多重处理干扰