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第五章真实验设计重复测量（被试内）实验设计实验设计的基本类型从对实验控制条件的严密程度的不同：①真实验设计②准实验设计③非实验设计根据实验中要操纵变量的多少：①单因素实验设计②多因素实验设计根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：①被试内设计②被试间设计③混合设计自变量Aa1a2a3—————————S11S21S31S12S22S32S13S23S33S15S25S35—————————Y1Y2Y3自变量Aa1a2a3———————————自S1S11S21S2S12S22变b1S3S13S23S4S14S24量S5S15S25——————————BS6S16S26S7S17S27b2S8S18S28S9S19S29S10S20S30———————————a1a2a3a4——————————————E1S11S12S13S14E2S21S22S23S24E3S31S32S33S34E4S41S42S43S44E5S51S52S53S54——————————————Y1Y2Y3Y4被试间设计的优缺点特点：每组只接受自变量一个水平的处理。各个组在其他方面都保持相同。被试间设计通过对几个组的被试的个体特征进行平衡或平均来保证组与组之间的匹配优点：避免练习和疲劳等遗留效应所引起的混淆缺点：由被试个体差异所带来的无关变异，并没有从误差变异中分离；这会导致误差变异增大，降低实验设计的敏感度。需要被试数目成倍增加，有时特殊被试难以获得。问：为什么要采用被试内设计？当可用的被试很少的时候老人儿童脑损伤者被试内设计可以提高实验的敏感度即使自变量效应很小的时也能区分出来。误差的来源：每次实验程序的误差被试的个体差异重复测量设计的基本模式重复测量的实验设计是一种相关资料的设计，它又称为被拭内设计。这种设计的基本方法是只使用一个或一组被试，并且这一个或一组被试要接受全部自变量处理。优势在实验条件允许的情况下，被试内设计能分离出所有由被试个体差异引起的变异，达到减少实验误差，提高结果精度的目的。前提当所有处理连续时施于同一被试时，被试接受前一处理对接受后一处理没有长期影响。缺点：存在顺序效应练习效应：被试的成绩越来越好；疲劳效应：被试的成绩越来越差；平衡单因素重复测量设计一、单因素重复测量设计的基本原理1.适用条件研究中对一个自变量感兴趣，而且在被试接受不同水平处理时，前面水平的处理对后面的处理没有特定的，实质性的影响。2.设计方案（1）从总体中随机挑选一些被试；（2）让每个被试都接受所有水平的处理；为了平衡顺序效应，不同的被试接受处理的顺序应该是随机化的或拉丁方排序的。抵消顺序效应自变量只有两个水平：a1a2a1a2a2a1自变量有三个水平：a1a2a3a1a2a3a3a2a1或者a2a3a1a1a3a2或者………………拉丁方排序s1s2a1a2a3a4s3s4a2a3a4a1s5s6a3a4a1a2s7s8a4a1a2a33.图示和数据收集自变量A（P=3）组内设计方案a1a2a3———————————S1S1S1S2S2S2S3S3S3S4S4S4S5S5S5———————————Y1Y2Y34.补充说明（1）前面处理对后面处理的影响可以分成两种：一种是一般性的，如练习和疲劳效应。另一种是特异性的，如学习和记忆效应。遇到后者时应采用组间设计被试内设计的分类完全被试内设计：每个被试接受自变量每个水平多次的处理。被试1a1a2a3a2a3a1a3a1a2被试2a2a3a1a3a1a2a1a2a3被试3……在被试内平衡顺序效应不完全被试内设计：每个被试接受自变量每个水平一次的处理被试1a1a2a3被试2a2a3a1被试3a3a1a2在被试间平衡练习效应（一）被试内抵消平衡法（自变量只有两个水平时）※ABBA设计1.大学生对百事可乐和可口可乐的喜好度研究自变量：饮料种类（百事可乐、可口可乐）因变量：喜好度（如何测量？）额外变量：程序变量（如何控制？）百事、可口、可口、百事平衡效应方法（二）组内抵消平衡法（多个自变量水平时）※自变量的水平以不同的顺序向不同被试呈现被试受到不同顺序的自变量水平的处理，所以当平均全部被试的测试成绩时，任何顺序效果应相等地分布在全部自变量水平上。1.完全抵消平衡（一般适用于三个处理以下）•确定自变量水平的所有可能组合（每一种处理在每一个位置上出现次数相等；任何一个处理先于其他处理的次数相等）•把不同的被试分派到每一组合中去（每种顺序都只有一个相等的次数）例如：三个自变量处理，就有6种组合①ABC②ACB③BAC④BCA⑤CAB⑥CBA如果每种组合需要6个被试，则共需要36个被试例如：夹角对缪勒-莱尔错觉量的影响研究（被试内设计）自变量：夹角类型因变量：错觉量额外变量：程序变量①ABC154560②ACB156045③BAC451560④BCA456015⑤CAB601545⑥CBA604515如果要研究4种夹角15度、30度、45度和60度，有多少种组合？•如果自变量有4个处理，则有24个组合4！=1×2×3×4=24•如果自变量有5个处理，则有120个组合5！=1×2×3×4×5=120你还准备使用完全抵消平衡法吗？2.不完全抵消平衡•不要求使用所有组合•在每个顺序位置上各种处理只出现一次，任何一个处理先于其他处理也只有一次假设自变量水平=n，安排的次序为：①1，2，n，3，n-1，4,……②1+1,2+1,(n+1)=1,3+1,n,4+1,……③2+1,3+1,1+1,4+1,(n+1)=1,5+1,……④③+1自变量有4个处理：A,B,C,D①ABDC②BCAD③CDBA④DACB3.随机抵消平衡（自变量处理很多时）•使用随机数字表确定自变量处理的随机次序；•把不同的随机次序分派给每个被试或被试组举例心理学家欲考察噪音环境对学生作业成绩的影响，他随机选择了9名被试，让其在无噪音、白噪音和有音乐的环境中分别学习一周，然后收集他们的作业成绩。二、单因素重复测量设计的统计分析对于重复测量设计的结果的显著性检验，随自变量水平的多少而定。当使用两个水平的重复测量设计，那么使用相关t检验；若使用三个或更多自变量水平，那么应使用单因素重复测量的方差分析。举例某工厂为了选择合理的灯光照度，随机抽取6名工人按不同顺序，先后在厂内现有的3种不同照度下工作一定时间，工作量见下表，问，是否有必要调整照度问题日常生活中，我们见到各种各样的刺激，都会产生一种审美评价，比如，一个对象出现在审美主体面前，次数越多，个体对该对象的喜欢程度越高，我们称这种现象为熟悉为美，也就是审美心理的一种。但也不尽然，比如，幼儿对玩具的感情，玩得越多，越不喜欢，表现为喜新厌旧。那么，究竟在什么情况下会出现熟悉为美的心理现象呢？我们是否可以通过一个实验来研究熟悉为美、新颖为美现象？思路：设计一个刺激材料，一般为知觉图形，基本思路是探索呈现次数和被试者报告出来的喜欢程度之间是否表现出有规律的变化趋势？研究设计影响被试者对知觉图形喜欢程度的因素有很多，在我们的研究中，不关心这些因素的作用、影响，只关心熟悉程度对被试者的喜欢程度产生的影响。我们准备采用单一因素研究模式，可以考虑的备选模式有两种，一种是重复测量，一种是非重复测量。哪种更好呢？我们将熟悉程度定义为呈现图形的次数，分为4种水平，呈现1次，2次，3次，4次；每次呈现时间为1分钟，以卡片的形式呈现。实际操作中，第一次呈现时，要求被试者对该图形给予一个评价，评价方法是采用模糊数学的方法，采用0-100之间的数字来表示自己对图形的喜欢程度，0表示喜欢程度最低，100表示喜欢程度最高。第二次呈现时，与第一次要求相同。这时，得到的实验数据就是呈现2次的（前面第一次实验时，已经接受1次刺激），采用累积的方法来定义处理水平。数据分析、结果统计结果，F（3，21）=25.17，P0.01，呈现次数主效应显著，四个处理平均数，54.375，53.875，57，60至少有一对差异显著。需要进行进一步的检验。结果表明：呈现4次的喜欢程度显著高于呈现1次，2次，3次的，其他各对呈现次数之间差异不显著。两因素重复测量设计一、多因素重复测量设计的基本原理1.适用条件研究中两个自变量A（P=2）和B（Q=2），而且在被试接受不同水平处理时，前面水平的处理对后面的处理没有特定的，实质性的影响。2.设计方案（1）从总体中随机挑选一些被试；（2）让每个被试都接受所有自变量水平结合的处理；为了平衡顺序效应，不同的被试接受处理的顺序应该是随机化的或拉丁方排序的。3.图示自变量A（P=3）和B（Q=2）。a1b1a2b1a3b1a1b2a2b2a3b2———————————————————S1S1S1S1S1S1S2S2S2S2S2S2S3S3S3S3S3S3S4S4S4S4S4S4S5S5S5S5S5S5———————————————————Y11Y21Y31Y12Y22Y32平衡顺序效应：随机顺序4．数据收集和分析主效应交互效应简单效应多重比较二、多因素重复测量设计的统计分析多因素重复测量的方差分析。举例某研究兴趣在于研究明亮、黑暗环境与声音反应时的关系。环境为因素A，明亮(A1)、黑暗(A2),声音为因素B，强(B1)、中(B2)、弱(B3)。随机抽取六名被试，考察被试在每一个处理条件下的反应。问题日常生活中，我们有这样的体验，人们对“甜”的食物的感觉与食物的温度有关，但关系究竟如何？我们并不清楚。现在我们准备设计一个实验来研究糖水“温度”与“甜”的感觉之间的关系。可以考虑的备选模式有两种，一种是重复测量，一种是非重复测量。哪种更好呢？由于个体对“甜”的感觉主观差异很大，为消除个体之间的差异对因变量的影响，我们决定采用重复测量实验设计。研究设计研究的2个自变量为糖水浓度（因素A高/低），糖水温度（因素B高/低），各自分为两个水平，这样就获得一个2×2重复测量实验设计。由于味觉可能存在适应，我们准备每天只做1次实验，被试者喝完糖水之后，采用0-50之间的1个数字来表示自己“甜”的感觉，50表示最甜，0表示没有甜味。因素A主效应达到边沿显著，0.05＜p＜0.10，高浓度水平“甜”的感觉估计量显著大于低浓度水平“甜”的感觉估计量。因素B主效应显著，F(1,2)=31.646,p＜0.05，两个水平之间的“甜”的感觉差异显著，高温度水平“甜”的感觉估计量显著小于低温度水平“甜”的感觉估计量。不存在交互作用，F(1,2)=7.692,P=0.11,没有达到显著水平。不再进行简单效应检验。重复测量设计的优点和局限优点：1）重复测量设计是使用被试自己来控制机体变量的。这种设计在减少各处理组之间的差别方面比随机组或匹配对设计更有效，因此增加了统计检验的灵敏度。2）所用的被试数少，节约人力物力。局限：顺序效果的潜在混淆。抵消平衡能控制顺序效果和线性残留效果，但非线性的残留效果却不能控制。两因素混合实验设计两因素混合实验设计是指在一个两因素实验设计中，一个因素是按随机分派被试的被试间变量，另一个因素是以重复测量的方式分派被试的被试内变量实验设计。混合实验设计的优点(1)如果在实验中两个因素的水平数都较多，若使用完全随机实验没计，则需要的被试量很大；若采用重复测量实验设计，则每一个被试重复测量的次数很多，会引起疲劳、练习等误差。此时采用混合实验设计为最佳。因它既可减少被试量又可减少每—被试的重复测量的次数。(2)重复测量实验设计虽然是控制被试变量的最好的实验设计．但是当实验中的一个自变量的处理对被试产生长朗效应，如学习、记忆效应时，就不适用重复测量实验设计。此时，可把这一自变量作为被试间变量，而另一个自变量作为重复测量的变量(被试内变量)，就可克服实验中一个自变量的处理会对被试产生长期效应的问题。(3)当实验研究中的两个自变量中有一个是被试变量(如年龄、性别、智力等)，而研究者若对这个被试变量的不同水平对另一个自变量的影响感兴趣．