第02章实验研究的基本问题 、目的要求 掌握实验控制(实验设计)的基本方法、掌握心理学实验报告的阅读和撰写方法。 二、讲授内容 (一)心理学实验中的变量及其操纵 (二)实验研究的效度 (三)实验设计 (四)实验研究的信度 (五)心理学实验报告的阅读和撰写 实验研究中的变量及其控制 什么是变量 变量( variable)是指在数量上或质量上可变的事物的属性。 变量包括作业变量(刺激变量)、环境变量、机体变量 在一个具体的实验中,变量分为自变量、因变量和额外变量 (一)变量的类型 1、自变量 (1)什么是自变量 在实验中实验者所操纵的、对被试者的反应产生影响的变量称为自变量; (2)自变量的类型 ①作业变量(刺激变量、任务变量) ②环境自变量 ③被试者变量 2、因变量 因为自变量的变化而产生的现象变化(行为表现),称为因变量 3、额外变量 凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关变量 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)。 在相关变量中,实验者用以研究的变量称为自变量,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 由于在实验中额外变量是必须加以控制的,所以额外变量也被称为控制变 量 评价一项实验设计的好坏的一个重要依据就是看研究者能否成功地控制那 些额外变量
第 02 章 实验研究的基本问题 一、目的要求： 掌握实验控制（实验设计）的基本方法、掌握心理学实验报告的阅读和撰写方法。 二、讲授内容： （一）心理学实验中的变量及其操纵 （二）实验研究的效度 （三）实验设计 （四）实验研究的信度 （五）心理学实验报告的阅读和撰写 一、实验研究中的变量及其控制 什么是变量 变量（variable）是指在数量上或质量上可变的事物的属性。 变量包括作业变量（刺激变量）、环境变量、机体变量 在一个具体的实验中，变量分为自变量、因变量和额外变量。 （一）变量的类型 1、自变量 （1）什么是自变量 在实验中实验者所操纵的、对被试者的反应产生影响的变量称为自变量； （2）自变量的类型 ①作业变量（刺激变量、任务变量） ②环境自变量 ③被试者变量 2、因变量 因为自变量的变化而产生的现象变化（行为表现），称为因变量。 3、额外变量 凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关变量； 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）。 在相关变量中，实验者用以研究的变量称为自变量，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。 由于在实验中额外变量是必须加以控制的，所以额外变量也被称为控制变 量。 评价一项实验设计的好坏的一个重要依据就是看研究者能否成功地控制那 些额外变量
心理学实验中典型的额外变量 实验者效应 要求特征(霍桑效应、安慰剂效应) (二)变量的操纵 1.自变量的控制 在实验中对自变量的操纵、变化称为自变量的控制 对自变量的控制,首先要对自变量进行严格的规定,对心理学中一些含混不 清的变量必须使之操作定义化,只有这样才能进行实验。 操作定义:指用可感知、度量的事物、时间、现象和方法对变量或指标作出 具体的界定。 例如,把“刚刚感受到”定义为“50%次感受到”,就可测定感觉阈限了。 又如,疲倦( fatigue)没有一个共同的起点和尺度,怎么测量呢?如果定 义为“工作效率的下降”,那么就可以进行测量和比较了。 其次,对于在刺激维度上连续变化的自变量,要做好三项工作: (1)要确定好自变量的范围 (2)要选一定数量的检查点 (3)要确定好各检查点之间的间距 2.因变量的控制 把实验中的被试者的反应控制在主试者所设想的方向上,这就是反应的控制 问题。 以人作被试者,往往用指示语来控制被试者的反应。 指示语乃是心理实验中主试者给被试者交代任务时说的话 使用指导语时,应注意在允许的范围内做到引起动机,激发兴趣。被试者来 到实验室时,不一定对参加实验感兴趣。因此主试者必须利用言词来引起他们的 兴趣。在可能的范围内,告诉他们实验目的与应用价值,使他们认识到参与和合 作的意义 反应指标的选择: 在心理学实验中,一般常用的指标有: 绝对阈限 差别阈限 反应时 反应持续时间 反应程度 完成量
心理学实验中典型的额外变量 实验者效应 要求特征（霍桑效应、安慰剂效应） （二）变量的操纵 1.自变量的控制 在实验中对自变量的操纵、变化称为自变量的控制。 对自变量的控制，首先要对自变量进行严格的规定，对心理学中一些含混不 清的变量必须使之操作定义化，只有这样才能进行实验。 操作定义：指用可感知、度量的事物、时间、现象和方法对变量或指标作出 具体的界定。 例如，把“刚刚感受到”定义为“50%次感受到”，就可测定感觉阈限了。 又如，疲倦（fatigue）没有一个共同的起点和尺度，怎么测量呢？如果定 义为“工作效率的下降”，那么就可以进行测量和比较了。 其次，对于在刺激维度上连续变化的自变量，要做好三项工作： （1）要确定好自变量的范围 （2）要选一定数量的检查点 （3）要确定好各检查点之间的间距。 2.因变量的控制 把实验中的被试者的反应控制在主试者所设想的方向上，这就是反应的控制 问题。 以人作被试者，往往用指示语来控制被试者的反应。 指示语乃是心理实验中主试者给被试者交代任务时说的话。 使用指导语时，应注意在允许的范围内做到引起动机，激发兴趣。被试者来 到实验室时，不一定对参加实验感兴趣。因此主试者必须利用言词来引起他们的 兴趣。在可能的范围内，告诉他们实验目的与应用价值，使他们认识到参与和合 作的意义。 反应指标的选择： 在心理学实验中，一般常用的指标有： 绝对阈限 差别阈限 反应时 反应持续时间 反应程度 完成量
错误率 完成一定的作业所需要的时间 达到一定基准所需要的次数 口头报告 选择指标的条件主要有: 有效性,即指标充分代表当时的现象或过程的程度,也称为效度。 客观性 数量化 3.额外变量的控制 排除法 恒定法 匹配法 随机化法 抵消平衡法 统计控制法 、实验效度 实验效度是指实验方法能达到实验目的的程度。 实验目的是验证假设,验证自变量和因变量之间的关系,使实验结果的推论 可用以解释和预测其他同类现象 由于不同的实验者在设计上和在对额外变量的控制程度上极不相同,实验的 效度也会有很大的不同 此外,每种实验都有几个不同的组成部分,其中每一部分也会影响整个实验 的效度。 了解影响实验效度的诸因素,将有助于我们评价实验设计的质量,提髙实验 设计的科学性。 实验效度主要包括内部效度和外部效度 (一)影响实验内部效度的因素 实验的内部效度是指实验中的自变量与因变量之间的因果关系的明确程度。 项实验的内部效度高,就意味着因变量的变化确系由特定的自变量引起 由于除了自变量以外,任何额外变量都可能对因变量产生影响,导致实验结 果的混淆。这样我们就难以判定实验中自变量与因变量之间的关系的确定性
错误率 完成一定的作业所需要的时间 达到一定基准所需要的次数 口头报告 …… 选择指标的条件主要有： 有效性，即指标充分代表当时的现象或过程的程度，也称为效度。 客观性 数量化 3.额外变量的控制 排除法 恒定法 匹配法 随机化法 抵消平衡法 统计控制法 二、实验效度 实验效度是指实验方法能达到实验目的的程度。 实验目的是验证假设，验证自变量和因变量之间的关系，使实验结果的推论 可用以解释和预测其他同类现象。 由于不同的实验者在设计上和在对额外变量的控制程度上极不相同，实验的 效度也会有很大的不同。 此外，每种实验都有几个不同的组成部分，其中每一部分也会影响整个实验 的效度。 了解影响实验效度的诸因素，将有助于我们评价实验设计的质量，提高实验 设计的科学性。 实验效度主要包括内部效度和外部效度。 （一）影响实验内部效度的因素 实验的内部效度是指实验中的自变量与因变量之间的因果关系的明确程度。 一项实验的内部效度高，就意味着因变量的变化确系由特定的自变量引起 的。 由于除了自变量以外，任何额外变量都可能对因变量产生影响，导致实验结 果的混淆。这样我们就难以判定实验中自变量与因变量之间的关系的确定性
因此,要使实验具有较髙的内部效度,就必须控制各种额外变量。 在设计实验时,如果能考虑到以下六个方面的因素,将有助于提高实验的内 部效度。 1.生长和成熟 除了实验中的自变量可能使个体行为发生变化外,个体本身的生长和成熟也 是使其行为变化的重要因素。特别是在以幼小的儿童为被试者而又采用单组前测 后测实验的情况下,生长和成熟因素的影响就更大 单组前测后测实验通常是实验处理之前先对被试者的某种行为作一次测量, 实验处理后再以同样方法测量一次,两次测量之差即表示实验变量(即自变量) 产生的效果。 很明显,这种设计忽略了前后两次测量之间被试者的生长和成熟因素,其实 验效果易受生长和成熟因素的混淆,从而降低了内部效度。 解决的主要办法是增设同样条件的控制组进行比较。 2、前测的影响 在一般正常情况下,前后两次测量的结果会有一定的差异,后测的分数将比 前测的高。这中间包括练习因素、临场经验、以及对实验目的的敏感程度,从而 提高了后测的成绩。特别是前后两次测量时间较近,这一因素的影响就更显著 3、被试者的选择偏性 在对被试者进行分组时,如果没有用随机取样和随机分配的方法,在实验处 理之前,他们在各方面并不相等或有偏性,从而造成实验结果的混淆,降低了内 部效度。 被试者的缺失 如果是一项长期的实验,要保持原实验被试者的人数不变是相当困难的。即 使开始参加实验的被试者样本是经过随机取样和随机分配的,但由于被试者的中 途缺失,常常使缺失后的被试者样本难以代表原来的样本。这就降低了内部效度。 5、实验程序的不一致 在实验过程中,实验仪器、控制方式的不一致,测量程度的变化,实验处理 的扩散和交流等都可能混淆实验变量(即自变量)的效果。实验者知道实验目的 所产生的“实验者效应”以及被试者知道实验目的或其自己正被研究所产生的 “霍桑效应”和“安慰剂效应”等都将混淆实验变量(即自变量)的效果,从而 降低了内部效度。 6、统计回归 统计回归现象是,第一次测量平均值偏髙者,第二次测量平均值有趋低的倾 向(向常态分布的平均数回归);第一次测量平均值偏低者,第二次测量平均值
因此，要使实验具有较高的内部效度，就必须控制各种额外变量。 在设计实验时，如果能考虑到以下六个方面的因素，将有助于提高实验的内 部效度。 1.生长和成熟 除了实验中的自变量可能使个体行为发生变化外，个体本身的生长和成熟也 是使其行为变化的重要因素。特别是在以幼小的儿童为被试者而又采用单组前测 后测实验的情况下，生长和成熟因素的影响就更大。 单组前测后测实验通常是实验处理之前先对被试者的某种行为作一次测量， 实验处理后再以同样方法测量一次，两次测量之差即表示实验变量（即自变量） 产生的效果。 很明显，这种设计忽略了前后两次测量之间被试者的生长和成熟因素，其实 验效果易受生长和成熟因素的混淆，从而降低了内部效度。 解决的主要办法是增设同样条件的控制组进行比较。 2、前测的影响 在一般正常情况下，前后两次测量的结果会有一定的差异，后测的分数将比 前测的高。这中间包括练习因素、临场经验、以及对实验目的的敏感程度，从而 提高了后测的成绩。特别是前后两次测量时间较近，这一因素的影响就更显著。 3、被试者的选择偏性 在对被试者进行分组时，如果没有用随机取样和随机分配的方法，在实验处 理之前，他们在各方面并不相等或有偏性，从而造成实验结果的混淆，降低了内 部效度。 4、被试者的缺失 如果是一项长期的实验，要保持原实验被试者的人数不变是相当困难的。即 使开始参加实验的被试者样本是经过随机取样和随机分配的，但由于被试者的中 途缺失，常常使缺失后的被试者样本难以代表原来的样本。这就降低了内部效度。 5、实验程序的不一致 在实验过程中，实验仪器、控制方式的不一致，测量程度的变化，实验处理 的扩散和交流等都可能混淆实验变量（即自变量）的效果。实验者知道实验目的 所产生的“实验者效应”以及被试者知道实验目的或其自己正被研究所产生的 “霍桑效应”和“安慰剂效应”等都将混淆实验变量（即自变量）的效果，从而 降低了内部效度。 6、统计回归 统计回归现象是，第一次测量平均值偏高者，第二次测量平均值有趋低的倾 向（向常态分布的平均数回归）；第一次测量平均值偏低者，第二次测量平均值
有趋高的倾向(也向常态分布的平均数回归)。 (二)影响实验外部效度的因素 实验的外部效度是指实验结果能够普遍推论到样本的总体和其他同类现象 中去的程度,即实验结果的普遍代表性和适用性。 以人的行为为对象所获得的实验结果,其推论法往往有相当的局限性。 实验的外部效度主要受下列三方面的影响: 1、实验环境的人为性 实验是在控制条件下进行的,实验环境的人为性可能使某些实验结果难以用 来解释日常生活中的行为现象。 实验室中的仪器设备会影响被试者的典型行为。 被试者参与实验的动机也会影响其行为表现。 而在实验室之外的日常生活中,就不会有这些因素的影响。因此,实验结果 还不能完全等同于实验室之外的日常行为现象。 被试者样本缺乏代表性 从理论上讲,从事于实验的被试者必须具有代表性、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。但实际上这是很难做到的。 因为,如果总体很大,即使能够随机取样,但心理学实验的被试者通常是自 愿的,所以也很难把被随机选上的人全都请来做实验。 如果总体是无限的(例如,“七岁儿童”就是一个无限的总体,其包括过去 的、现在的、将来的所有七岁儿童),随机取样实际上是行不通的。这样的实验 结果自然会降低其外部效度。 3、测量工具的局限性 实验者对实验变量(即自变量)和反应变量的操作性定义往往以所使用的测 量工具的测量结果来加以考虑的 例如,把成就动机作为一个因变量,实验者常以某种成就动机量表所测得的 分数来界定并评定其强度。但成就动机的测量工具有各种不同的形式,所测量出 的分数并不代表同一种成就动机及其强度。如果在实验时采用的是某一种成就动 机的量表,那么所得出的实验结果便不能推论到采用其他成就动机的量表的情况 中去 实验的内部效度和外部效度是相互联系、相互影响的。提高实验内部效度的 措施可能会降低其外部效度,而提髙实验外部效度的措施又可能会降低其内部效 度 这两种效度的相对重要性,主要取决于实验的目的和实验的要求。一般而言, 在实验中控制额外变量的程度越大,则对因果关系的测量就越有效。因此,可以
有趋高的倾向（也向常态分布的平均数回归）。 （二）影响实验外部效度的因素 实验的外部效度是指实验结果能够普遍推论到样本的总体和其他同类现象 中去的程度，即实验结果的普遍代表性和适用性。 以人的行为为对象所获得的实验结果，其推论法往往有相当的局限性。 实验的外部效度主要受下列三方面的影响： 1、实验环境的人为性 实验是在控制条件下进行的，实验环境的人为性可能使某些实验结果难以用 来解释日常生活中的行为现象。 实验室中的仪器设备会影响被试者的典型行为。 被试者参与实验的动机也会影响其行为表现。 而在实验室之外的日常生活中，就不会有这些因素的影响。因此，实验结果 还不能完全等同于实验室之外的日常行为现象。 2、被试者样本缺乏代表性 从理论上讲，从事于实验的被试者必须具有代表性、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。但实际上这是很难做到的。 因为，如果总体很大，即使能够随机取样，但心理学实验的被试者通常是自 愿的，所以也很难把被随机选上的人全都请来做实验。 如果总体是无限的（例如，“七岁儿童”就是一个无限的总体，其包括过去 的、现在的、将来的所有七岁儿童），随机取样实际上是行不通的。这样的实验 结果自然会降低其外部效度。 3、测量工具的局限性 实验者对实验变量（即自变量）和反应变量的操作性定义往往以所使用的测 量工具的测量结果来加以考虑的。 例如，把成就动机作为一个因变量，实验者常以某种成就动机量表所测得的 分数来界定并评定其强度。但成就动机的测量工具有各种不同的形式，所测量出 的分数并不代表同一种成就动机及其强度。如果在实验时采用的是某一种成就动 机的量表，那么所得出的实验结果便不能推论到采用其他成就动机的量表的情况 中去。 实验的内部效度和外部效度是相互联系、相互影响的。提高实验内部效度的 措施可能会降低其外部效度，而提高实验外部效度的措施又可能会降低其内部效 度。 这两种效度的相对重要性，主要取决于实验的目的和实验的要求。一般而言， 在实验中控制额外变量的程度越大，则对因果关系的测量就越有效。因此，可以