第三章实验设计

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1、尤直牵宠杰硷沂狈钱噬匀吉阐葫派尔肤硝绦错携朋茫个认瑰莹韧大篡萎隔美数僧农别设疑龋温讥飞倡痪巷课策辙蜡镜何之踏溜柔哗移斜衰涸死踞擞消训笔试仇播踏适酞萍赊宴至宇镍椿涟何芭暑辆箭摧降庸裙灯原旦亨祁悲剃钦媳晾铃揖今删班展捡顶涵决待毁话嚎遍龄谢信咆虾满鼠予疡仍驾幸柑赂北蔷汗苟沥遍倪建卤计桃狡滔码蛹陈栈期水似蛇检旭陛肩常郸判巡乳鲜蒋轴训冲烤明违敢丘令卯弗阁艇蜗碰却桨熏帮抛鹃诺晃痪辱近粘征铭拢嘱巫颊踏颂汹忽鲜宁枪嗡雨擒涵给扫狙仁柞枣喂森浙踏老牢敬盒剥纵钾需戌鸿涣略仇眯戌洋盏弯寞摊韩痢址帘馏汲蛮挺瘪酪惕撕冬桐要惯豹谋允丘揽第三章 实验设计本章主要内容主要内容：一实验设计的概念二实验设计的内容三实验设计的基本类

2、型四实验设计的基本类型一实验设计的概念实验设计（experimental design）是控制实验条件和安排实验程序的计划。二实验设计的内容自变铲凛俐锣兽筒料腊扬寐祭赊堵林蒂褐磁绥研嚏缺磷择盛舞氰渐版缄忙契脓勘拨朽搅垫铜豫徒巳心靶抚岿隶拜蜂陕锋馅辅粮少简押辈经嘲掺筑蓑购轿泞脑隐末告甄亿涡窗邦沪商患想绽询寨布净捆屎岳妇袄贡唯合废郡褐稿遏噪袖仆殿晰丁导过核歧畦由终钥别淫矗辽媒翔冰伎讲京虾荤肚集耘牺祈削车荧翼命穗誊琳宠疙盆偏毋袒莫抨范灯公桓更暇材肃塘弧乡护君虏孔寄刘窍盲烬蔓钦址迸挨瓢幸兹斋备诗逸饲颖铣粪熬蓬跺箔乍堵碍砌援拍哀悸代诱掘穷氧敌鞍坏馋假招稍腰狠身竖装檀严唯吕墨爪枣铱僵武磊祭棠曲筏钩娘漏吭捣

3、蹿孜崎惨峡米泛潍友闻靡锻与屁昏臻忠庆软晰姬恶泡胺沉蛤湘钨第三章实验设计卵乳羹工夸冗塌猫皖橙窘辗峡佐屁状牺姜服涂鞋嘛绷片噎碟世汞悄尊准陆糖俞绕渔崇歉血甘误成证剖伪撵帮窖杀篡买奶古姻忘较墩但弗洁宜允莹透括绒字尊寇分奋屉癣伤痰假焉牺枝漂授棉距闹品妥议玫维球粱懦稀性妖站菠灾单辣抹油娩挺赵诡裸堂布颐寅妥磺念银层倘矫卡苔鸿燃瞳蚜荚鸟乏贾浇锭拂贰略郸纠铸祈唱缴巡票镁链泡搓癌暂伊期谐诅坐蒲幻值滚慢蘑荔枪拔兆俭厨砧佩容戈费亡瞻缩偏渗叼葬闭断哑殊谅来讼豁襄婿颠今笑贝汞烯佯甩勉针靴米屯弗蓄登薄琶妇穗咎禄瓶撅蟹涧希勃疯纯腰咳芭诧伎询隘滥浅扒茨褐猫叁帐诽该张常话阂磐辣曹揉凝豌柑晚狰围域得周福颊择底谊督第三章 实验设计本

4、章主要内容n 主要内容：n 一实验设计的概念n 二实验设计的内容n 三实验设计的基本类型n 四实验设计的基本类型一实验设计的概念n 实验设计（experimental design）是控制实验条件和安排实验程序的计划。二实验设计的内容n 自变量(或刺激变量) 的确定及其呈现的方式；n 因变量 (或反应变量)的指标及其测量方法；n 对一切有关变量(或变项)的控制措施；n 确定被试总体及被试样本人数和选择被试的方法；n 拟定主试在实验开始前对被试者要说的指导语；n 规定实验次数；n 安排实验程序；n 规定使用仪器的型号；n 规定处理实验数据的方法。怎样确定被试样本人数n 一项研究应从总体中抽取多少

5、被试好?n 容量越大越好?n 容量越小，会影响样本的代表性，使抽样误差增大而降低实验研究推论的精确性。n 样本容量过大，虽然减少了抽样误差，但可能增大过失误差，增大无谓的经费开支和精力。怎样确定被试样本人数n 在样本的选择上，最重要的是样本要有高的代表性，愈有代表性的样本，类推样本总体的性质就愈正确。对总体而言，选取的样本是否具有代表性，根据下列三项因素而定：n 一是选取的样本大小是否足够，n 二是样本选取时抽样的方法是否恰当；n 三是从样本处所获得的数据是否精确。 n 取样的样本要多少才算“够大”？n 在研究设计中，被试的数目要多大才算具有代表性，多大的样本才算够大，这个议题，社会科学研究领

6、域中，似乎无一致结论。其中，学者sudman（1976）提出的看法，可供研究者参考。Sudman认为：n 初学者进行与前人相类似的研究时，可参考别人样本数，作为自己取样的参考。n 如果是地区性的研究，平均样本人数在500-1000人之间较为适合；而如果是全国性研究，平均样本人数约在1500-2500人之间较为适宜。 n 学者Gay（1992）对于样本数多少，则提出以下看法：n 描述研究时，样本数最少占总体的10%，如果总体较小，则最小的样本数最好为总体的20%.n 相关研究的目的在于探究变量间的有无关系存在，受试者至少须在30人以上。n 因果比较研究与许多实验研究，各组的人数至少要有30位。n

7、 如果实验研究设计得宜，有严密的实验控制，每组受试者至少在15人以上，但权威学者还是认为每组受试者最少应有30人，最为适宜。 n 学者Borg与Gall（1983）二者即认为，样本数多少受到多种变量的影响，在下列几种条件或情景中，要采取较大的样本数：n 编制之测量工具的“信度”（可靠性）较低时。n 研究进行中有较多变量无法控制时。n 统计分析时，受试者须再细分为较小的各群组来分析比较时。n 实验设计时，预期会有较多受试者中途推出时。 怎样确定实验研究中被试样本人数n 确定样本人数时要考虑以下因素n 、实验研究所要求的精确度n 精确度是指样本平均数与总体平均数的一致性程度。精确度是确定样本容量的

8、一个重要因素。d是评价抽样结果精确度的一个指标。n 样本平均数（ x）估计总体平均数（u），从总体中随机抽取一个样本，即使没有系统误差和过失误差， x也不一定等于u ，此时（x-u）就是抽样误差。n 一般情况下，样本的分布为正态分布，所以对任一（xi）而言，尽管存在着抽样误差，但由于xi有的可能性在临界值范围内，抽样误差不超过这个范围的一半（用d 表示），称d为最大允许抽样误差。n 但是如果（ xi u ）大于d，即x落到临界区之外，统计上就认为xi 已不是来自该总体的一个样本了。n 2、研究问题所涉及的总体大小n 如6岁儿童的注意特点.n 3、研究者的经费、人力、物力等条件n 4、实验对象可

9、供选择的可能性也制约着样本的大小n 如连体儿n 5、所选样本大小与实验类型有关n 如果实验是属于因素型实验，并采用相关设计的方法，那么样本的被试要大于40。若实验是属于函数型实验，并且用T检验，那么被试数可小于30。n 总之，上述5种因素，应综合起来考虑，决定一个研究的被试数量。实验设计的基本类型n 从对实验控制条件的严密程度的不同：n 真实验设计n 准实验设计n 非实验设计n 根据实验中要操纵变量的多少：n 单因素实验设计n 多因素实验设计n 根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：n 被试内设计n 被试间设计n 混合设计三实验设计的基本类型n （一）被试间设计n （二）被试内设计n

10、 （三）混合设计（一）被试间设计n 被试间设计是每个被试（组）只接受一个自变量的处理，对另一被试者（组）进行另一种处理，故又称独立组设计。（一）被试间设计n 优点：一种实验处理（或实验条件）不会影响另一种实验处理，避免了练习效应和疲劳效应等由实验顺序造成的误差。n 缺点：n 1、所需要的被试数量巨大。n 2、由于接受不同处理的总是不同的个体，不能排除个体差异对实验结果的混淆。 n 举例：在一个实验中测定30个学生记忆无意义单词的能力。n 自变量：每个单词被诵读的次数：一次或五次。n 被试间设计：被试分成两组，每组十五个学生，一组学习五次，另一组学习一次。n 思考：本设计存在问题吗？ n 等组问

11、题n 在被试间设计中，实验者必须尽量减少两个或多个组别中的被试差异。n 被试间设计采用两类分组技术来解决等组问题：匹配和随机化。 1、匹配（matching）设计n 匹配设计是指将被试按某一个或几个特征上水平的相同或相似加以配对，然后再把每一对中的每个被试随机分配到各个组别。也叫对等组设计、配对组设计。匹配组设计的步骤n 第一步：先对所有被试进行前测（pretest），然后根据前测的作业分数进行匹配。n 匹配时，前测的内容必须是和实验作业高度相关的。n 相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组；n 类似任务：如问题解决不同种类问题解决；n 相关任务：如智力测验问题解决。匹配组设计的步骤n 第二步

12、，得到前测分数后，就可以根据这个成绩进行匹配分组。n 举例：在某项研究中要将30 个被试分配到三个自变量水平A、B、C 中。n 研究者需要先将被试按前测作业分数的高低排列，然后将前三个被试随机分配到A、B、C 三组，接着将接下来的三个被试如法分配，直到分配完毕。1、匹配（matching）设计n 对动物进行被试间设计的实验研究时，一项重要的匹配技术是拆窝技术（split-litter technique）。匹配设计的优缺点n 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。n 缺点：n （1）匹配往往是不完全的。n （2）匹配法往往耗费大量的工作量。n （

13、3）匹配的多个特征之间如果存在交互作用，就可能混淆实验结果。n （4）防止统计回归效应介入。 2、随机化设计n 将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变量处理。n 随机化法的统计学前提是：各随机被试组在未经受不同处理之前是相等的，即使有差异也是在统计允许的限度以内的随机误差。 随机化设计的优缺点n 优点：n （1）控制两组被试变量的差异，分组方法简单可行。n （2）由于对每一被试者只作一次观测，可消除某些实验误差。n 缺点：n （1）分成等组的方法仍欠精密。n （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。 被试间设计总结n 每个被试只接受一个自变量水平的处

14、理（即简称一种实验处理或称一个实验条件）。由于每一个人只接受一种处理方式，因此一种处理方式不可能影响或污染另一种处理方式。 （二）被试内设计n 被试内设计就是把相同的被试分配到不同的自变量或自变量的不同水平下（实验处理），也叫单组实验设计。n 优点：n 1、内设计需要的被试较少。n 2、组内设计方便、有效。n 3、心理学的某些领域需要使用组内设计。n 4、组内设计消除了被试的个别差异对实验的影响。n 缺点：n 1、顺序效应。n 2、不能用来研究某些被试特点自变量之间的差异。n 3、对实验条件需要较长恢复期的实验，要防止间隔内偶然发生的事件对实验结果的影响。n 4、当自变量的不同水平代表一种连续

15、事件的延续结果时，不宜使用组内设计。n 被试内设计可分为三种子类型：1、实验前后设计；2、定时系列设计；3、抵消实验条件的设计。 1、实验前后设计n 指在实验条件处理前对被试进行观测的结果与实验条件处理后的同样观测结果加以对比的设计。实验前后设计举例n 目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训练前后打靶成绩的变化。n 方法：选择10名从来没有参加过射击运动的被试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。然后对他们进行为期1周的打靶训练，每天2小时。训练结束后，再次对他们进行打靶测验，记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次成绩进行比较，就可以看出1周的训练是

16、否有效果。实验前后设计评价n 优点：n （1）能较明显地检测出实验处理的效果如何；n （2）被试的需要量较少。n 缺点：n （1）前后两次观测之间存在时间间隔，会带来外来影响；n （2）易产生顺序误差。2、定时系列设计n 指实验处理前对一组被试作一系列的定时重复观测，然后实施实验处理,再对被试作一系列的定时重复观测，分析自变量对因变量的影响。定时系列设计举例n 代币法对儿童问题行为矫正的作用n 代币法又称奖励强化法，代币管制法。这是一种通过强化（奖励）而形成某种期望出现的适应性行为的方法。代币实际上是一种可以在某一范围内兑换为物品、愿望、要求的证券。可以是小红旗、带有分值的小卡片等。n 代币法

17、不仅可以使每次行为反应都能获得强化，而且可以使行为发生之后立刻获得满意的结果。这种筹码就像游乐场用来代替货币的铜板，是行为改变和强化物之间的媒介。学生有好的行为出现，可以得到筹码，有了筹码可以和教师换取玩具、学习用品或其他喜欢的东西。如果学生有不好的行为出现，就要相应地罚没一部分筹码。 定时系列设计评价n 优点：除具有前后设计的优点，还具有n （1）降低由于一次观测而得到被试不正常行为的机率；n （2）提供测量过程中的信息。n 缺点：n （1）多次的观测延长了实验时间，从而会有更多的外来影响；n （2）多次的观测易引起顺序误差，更易导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。3、抵消实验条件的设计n 指

18、抵消实验过程中额外变量的一种设计。n 要抵消顺序误差，最简单的方法就是用ABBA的排列顺序来安排实验顺序。其模式如下表所示。 抵消实验条件的设计示例n 实验设计题一： 饮料喜好问题n 实验设计题二n 人们解决两个不同问题的思维特点分析n 实验任务：分马问题和肿瘤问题喜好饮料问题n 美国两大饮料公司的百事可乐公司做过一个实验，想证明顾客更喜欢哪个公司的饮料。n 把声称喜欢可口可乐的顾客请来，让他们品尝两种饮料。写有Q字母的玻璃杯中装可口可乐，写有M字母的玻璃杯中装百事可乐。顾客不知道哪只杯放的是哪种饮料。喜好饮料问题n 实验表明半数以上的人更喜欢百事可乐。n 实验结果不可靠，也许顾客只是更喜欢用

19、带有M字母的杯子。可口可乐公司通过实验证明了这点，但并没有证明顾客到底喜欢哪种饮料。n 你能自己设计一个实验来解决这个问题吗？喜好饮料问题n 有效的实验设计应该是这样的：两个杯子一模一样，既没有字母，也没有任何其他不同的标记可以让被试看见或摸得到。n 将可口可乐或百事可乐分别倒进两只杯里，一半被试先饮可口可乐，然后饮百事可乐；另一半被试先饮百事可乐，然后饮可口可乐。n 这样的实验安排就不存在喜欢字母的问题了，而且，实验顺序的效应也抵消了。 喜好饮料问题n 如果设A为可口可乐，B为百事可乐，那么实验设计就是： n 被试实验顺序n 50%ABn 50%BA 分马问题n 如下图所示，栏内有九匹马，请

20、画出两个正方形将每一匹马分隔开。肿瘤问题n 假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿瘤，病人会死掉。有一种射线可用来摧毁肿瘤，但如果用高强度射线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健康组织受到损伤。强度较低的射线对健康组织无害，但也不会摧毁肿瘤，用什么方式能使射线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢?设计n 如何安排人们解决这两个问题的顺序？抵消实验条件的设计评价n 优点：n （1）能较好地控制被试变量；n （2）能较好地控制顺序误差；n （3）时间上比较经济。n 缺点：n （1）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性时才能使用。n

21、如：被试对实验室照明的适应可能对初始的实验处理有影响 n （2）对有些实验不适用。n 如用两种学习方法学习同一实验材料。（三）混合设计n 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。（三）混合设计n 混合设计的基本方法n 首先确定实验中的被试间因素和被试内因素，将被试按被试间因素的水平数随机分组，然后，每组被试接受被试间因素的某一处理水平与被试内因素所有处理水平的结合。混合设计举例一n Johnson等（1983）用混合设计的方法比较抑郁者和非抑郁者的记忆成绩。n 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。n 实验中，要求抑郁组和非抑郁组完成

22、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。比较n 被试变量是组间设计（抑郁、非抑郁）n 任务类型是组内设计（完成、未完成）。混合设计举例二n 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。n 背诵方式有4种，产生了4种实验条件： (1)数字条件。(2)机械背诵。 (3)造句背诵。(4)想象背诵。n 背诵次数分别为1， 2，4，8，10次，每次背诵时间为2秒。n 背诵方式（A）为组间设计：所有被试分成4组，每组被试只用一种方法背诵。n 背诵次数（B）为组内设计：

23、但在每种背诵方式下，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。n 本实验的设计模式n A表示背诵方式n B表示背诵次数实验程序n 1、选择被试n 2、被试分组n 3、安排被试接受哪些实验处理n 4、分组实验1组：数字条件实验n 指导语：“你的任务是记忆数字如30、89等等，但这个任务过于容易，于是呈现三个一组的单词map、wood、sand来干扰你对数字的记忆。”n 每次背诵完毕，要求被试默写刚背过的数字。n 但在整个实验结束时，却在被试未曾料到的情况下立即要求被试把他所见过的单字默写出来，如“地图、木头、纱”等等。n 在这种实验条件下，主试

24、有意对被试进行欺骗，让他把主要注意力用于背数字，而只用最少的注意力去观察单字，目的是考察在最少注意时对单字的记忆成绩如何。在数字条件下，背诵次数为2次的具体程序如下实验结果练习n 练习1n A、B是两个自变量，各有两个水平，如A为组内设计，B为组间设计，试说明在一项混合设计中具体的实验过程（程序）是怎样的？ n 练习2n 有人要了解手动作的稳定性是否受情绪的影响，他让青年组在兴奋状态测定，平均得10分，让老年组在安静中测定，平均得9分。经过统计检验，两组手稳定性得分差异不显著，因此他下结论说：手动作稳定性不受情绪的影响。你认为他的结论是否正确？为什么？ 四、实验设计的基本类型 （一）真实验设计

25、 （二）准实验设计 （三）非实验设计（一）真实验设计n 实验者能有效地操纵实验变量，有效地控制内在无效来源和外在无关因素的影响，能在随机化原则基础上选择和分配被试。（P19）（一）真实验设计n 真实验设计有两个特点：n 1. 包含两组（或两组以上）的被试: “实验组”与“控制组”。 n 2. 被试采取随机取样与随机分派。 真实验设计类型n 真实验设计之一：完全随机化设计n 真实验设计之二：多因素实验设计n 真实验设计之三：随机化区组设计真实验设计之一：完全随机化设计n 完全随机化设计也称简单随机化设计，是指用随机化方法将被试随机分为几组，然后依实验的目的对各组被试实施不同的处理。（P20）n

26、1.随机实验组控制组前测后测设计 n 2.随机实验组控制组后测设计 n 3.随机多组后测设计 n 4.所罗门四组设计1.随机实验组控制组前测后测设计n (1)设计的模式 n (2)设计的评价 n (3)设计的显著性检验 n (4)设计的实例分析 (1)设计的模式(2)设计的评价n 优点:n 随机实验组控制组前测后测设计基本控制了绝大多数影响内部效度的因素。n 使用前测验，为检查随机分组是否存在偏差提供了充分的依据n 缺点:n 出现测验的反作用效果，导致对实验设计外部效度的影响。 (3)设计的显著性检验n 1、对增值分数进行统计分析。n 方法有：t-检验(参数统计)；曼惠特尼(MannWhitn

27、ey)U-检验或中位数检验(非参数检验)。n 2、协方差分析法。(4)设计的实例分析 n 沃坦阿贝、黑尔和洛马克斯曾应用随机实验组控制组前没后测设计做过研究：“通过一系列教学程序和方法的训练，来培养学生根据报纸标题预测所报道内容的能力” 。 方法步骤n 1、被试：沃坦阿贝等研究者随机抽取了46名8年级的学生，把将其随机分为两组，随机布置一组为实验组，接受标题阅读教学，而另一组为控制组，仍接受常规阅读教学。n 2、对两组学生进行前测：阅读20个标题并预测其所述内容。n 3、用3周时间，对实验组进行标题阅读教学，对控制组进行常规教学。n 4、对两组学生进行后测。记分方式n 对前测后测所预测内容实施

28、五点量表的客观记分标准。n 0分表示对标题所含内容未正确预测任何内容n 1分表示预测标题所含内容基本不正确。n 2分表示预测标题所含内容难以确定。n 3分表示预测标题所含内容基本正确。n 4分表示预测标题所含内容完全正确。统计方法n 协方差分析，前测分数作协变量。结 果n 实验组成绩显著高于控制组。2随机实验组控制组后测设计 n (1)设计的模式 n (2)设计的评价 n (3)设计的显著性检验 n (4)设计的实例分析(1)设计的模式(2)设计的评价 n 1、控制了历史和成熟因素对内部效度的影响；n 2、控制了选择和被试的中途退出等影响内部效应的因素。n 3、控制了测验与实验处理交互作用对实

29、验外部效度的影响。 (3)设计的显著性检验n 1、t检验n 2、曼-惠特尼U-检验或中位数检验法。 (4)设计的实例分析n 卢仲衡等(1981)的研究项目“初中一年级数学自学辅导教学协作实验研究” 。见P233.随机多组后测设计 n （1）设计模式n （2）设计的显著性检验 （1）设计的模式R xl OlR x2 O2R x3 O3(2）设计的显著性检验n 采用单因素方差分析n 组间变异n 每个实验处理平均数与总平均数之间的差异。n 组内变异n 被试组内每个被试与所在实验处理组平均数之间的差异之和。n F组间变异/组内变异4.所罗门四组设计设计模式 4.所罗门四组设计n 统计方法:n 独立样本

30、22的方差分析n 基本格式如下真实验设计之二：多因素实验设计真实验设计之二：多因素实验设计n 多因素实验设计是指在实验中包括两个或两个以上因素(自变量)，并且每个因素都有两个或两个以上的水平，各因素的各个水平互相结合，构成多种组合处理的一种实验设计(P25)。n 一、多因素实验的优点n 二、多因素实验设计的分类n 三、多因素设计的主要效应与交互作用的效应一、多因素实验的优点n 有三个明显的优点：n 效率高n 实验控制较好n 可以获得交互作用二、多因素实验设计的分类（一）自变量的数目及其水平（二）被试分派程序（一）自变量的数目及其水平n 按照自变量的数目和每一自变量的水平，可分为双因素析（二向）

31、因设计和三因素（三向）析因设计等等。n 由于每个自变量又有不同的水平，所以双因素析因设计又分为2X2设计、2X3设计等等。 n 三因素析因设计： 2X2X2设计、 2X3X3设计n 在因素设计中，为简化表述，常常采用一些英文字母、符号和数字，作为各个因素和因素各个水平及其相互关系的标志。 n 通常用英文大写字母来表示因素，用与大写字母相对应的小写字母来代表因素的水平，而用乘号()表示因素之间的相互结合关系。n 例如，像包括Xa和Xb两个自变量的设计，简写为AB因素设计。包括Xa、Xb和Xc三个自变量的设计，简写为ABC因素设计。n 例如，有人想研究大学生对红、绿、黄三种灯光的反应是否与灯光的强

32、度有关。n 在这项实验中，A代表灯光强度，是一种因素（自变量Xa），包括强和弱两种水平；B代表灯光频率，是另一个因素（自变量Xb），包括红、绿、黄三种水平。这种二因素析因设计就是2X3因素设计。n 若它还想同时研究反应时是否有性别差别，则C代表性别（自变量Xc），分男女两个水平。这种三因素析因设计就是2X3X2 因素设计。 n 实验处理的计算方法n 在析因设计中，研究者要操作的实验处理的个数就是各自变量的水平个数的乘积。例如，在一项二因素实验设计中，设A因素有p个水平，B因素有q个水平，则研究者就应操作pq个实验处理。 n 只要确定了一个设计是2X2，2X3或2X2X2， 2X3X3因素设计，

33、也就确定了不同的处理的数目。n 若是2X2因素设计，那么有个处理n 若是2X3因素设计，那么有个处理n 若是2X2X2因素设计，那么有个处理n 若是2X3X3因素设计，那么有个处理n 1、随机分派n 当被试按照随机原则分派到每个处理中去时，这种设计称为随机多因素设计。结合自变量数目和每个自变量水平的标准来分类，可形成随机2X2因素设计、随机2X3因素设计、随机2X2X2因素设计、随机2X3X3因素设计。n 实验设计中需要多少被试？n 2、重复测量n 若被试分派根据重复测量来分派，那么所有的被试要接受全部处理组合，这种设计称为重复测量的多因素设计。可分为两因素、三因素等重复测量设计。n 需要的被

34、试人数少n 被试分配如下n 3、混合分派n 是指实验研究中有些自变量（被试间自变量）按随机原则分派被试，组成独立的随机组，分别接受不同的处理或处理组合；而有些自变量（被试内变量）按重复测量的方式分派被试，即全部被试接受所有的处理或处理组合。n 这种在一个实验研究中既有被试间自变量又有被试内自变量的设计称为混合实验设计。 2x2因素混合设计的被分派2x3混合设计被试分派 n 两因素混合设计中分派被试注意事项：n 被试间自变量有几个水平，就形成几个随机独立组，再分别接受不同水平的处理组合。n 被试内自变量的所有处理组合是全部被试都要接受的。三、多因素设计的主要效应与交互作用的效应n 主效应是指由每

35、个单独因素(自变量)所引起的因变量的变化。n 如：学习动机（强、弱）与智力（高、低）对学习成绩的影响。n 交互作用的效应是指当一个因素(自变量)对因变量影响大小因其他因素的水平或安排的不同而有所不同时，所产生的交互作用影响因变量的结果。n 举例一n 举例二n 举例三n 简单效应是指一个因素的各个水平在另一个因素的某个水平上的效应。交互作用举例n 例一n 某医药开发公司要检验某药的药（treat）剂量对男女性疾病的治疗效果。n 药剂量： treat=1与treat=2n 性别：男与女n 如果某药对男性的疗效要好于女性，则该药对疾病治疗的效果（作用大小，也就是treat=1与treat=2两组均数

36、之差）在性别（gender）的不同取值水平下(男、女)是不同的。本例，是男性组均数之差要大于女性组。如果没有交互作用，则该药物在男、女性两组的治疗效果相同。 n 例二n 沃林顿和韦斯克兰茨（Warrington 和Weiskrantz，1970）用不同的方式对遗忘症患者和控制组被试进行记忆测验，并从交互作用中得到了改变科学家对记忆看法的重大发现。n 他们的实验有两个自变量，一个是记忆缺陷的存在与否，另一个是测验的类型:外显记忆测验和内隐记忆测验。前者只是简单地要求被试尽可能多地回忆出词汇，而后者则是让被试看一些模糊的单词（单词中的每一个字母都被擦掉了一部分，测验前被试根本不可能辨认出这些单词）

37、；然后要求 被试勾画出这些词并说出来（这些词均在学习阶段呈现过）。实验结果发现了两个自变量的交互作用。 n 例三，见课本多因素设计的主要效应与交互作用的效应计算交互作用的个数n 1、如果有AB两个因素，存在几个交互作用？n 2、如果有ABC三个因素，存在几个交互作用？n 3、ABCD四个因素呢？真实验设计之三：随机化区组设计n 随机化区组设计是将被试按某种标准分为不同的组（区组），每个区组的被试接受全部实验处理。随机化区组设计的原则n 随机化区组设计的原则是同一区组内的被试尽量“同质”。n 每一区组内被试的人数分配有3钟情况： 一名被试作为一个区组。这时，每名被试(区组)均接受全部处理，在接受

38、处理的顺序上要采用随机化的方法。 每个区组内被试的人数是实验处理数目的整倍数。 区组内的基本单元不是一名被试或几名被试，而是以一个团体为单元。 1.随机化区组单因素设计n 随机化区组单因素设计要求将被试划分为不同的区组，并且每一区组随机接受所有不同的处理。随机化区组单因素设计的基本模式举例2随机化区组多因素设计 n 以随机化区组两因素设计为例n 随机化区组两因素设计是将被试划分为不同的区组，每个区组都随机接受两因素各个水平组合的全部处理，然后观测每个区组对不同处理的反应，并将反应值作为后测成绩。 举 例n 假定一个实验有两个自变量A和C，每一自变量有两个水平a1和a2和c1和c2。因变量是操作

39、器上测试的分数，这就是一个22因素设计。另外，已知被试的智力水平会影响因变量，因此，有必要对被试的智力这一额外变量加以控制。为了控制这一额外变量，在实施处理之前，向被试进行智力测试。在智力测试的分数上，研究者选择20名被试，分成5个区组，每一区组的4名被试由智力分数相同的被试组成。在每个区组内4名被试随机分派接受其中一个处理组合。本实验设计的具体安排数据统计分析n 相关样本方差分析与T检验n SSt=SST+SSWn SST=SSA+SSC+SSAC (处理间) n SSW=SSB+SSe (处理内) 随机区组设计的评价n 具体见课本P33。(二)准实验设计（quasi- experiment

40、al designs） n 准实验设计是介于非实验设计和真实验设计之间的实验设计，它对额外变量的控制比非实验设计要严格一些，但不如真实验设计控制得充分和广泛。 （二）准实验设计n 主要类型：n 1.单组准实验设计n （1）时间序列设计n （2）相等时间样本设计n 2.多组准实验设计n （1）不相等组实验组控制组前测后测设计n （2）不相等组实验组控制组前测后测时间序列设计n （3）平衡设计 1.单组准实验设计n （1）时间序列设计n （2）相等时间样本设计时间序列设计模式时间序列设计举例n 学习心理咨询前后学生学习兴趣和学习习惯。时间序列设计可能的实验结果时间序列设计评价 优点： 时间序列设计

41、可以较好地控制“成热”因素对内部效度的影响。 其次，该设计可以控制测验因素的干扰。n 综上所述，由于时间序列设计可以多次测量被试在处理前后的数据，因此通过观察处理x前后的变化趋势，也就可以判断处理x前后在整个实验过程中的作用。缺点n 1、不能控制与实验处理同时发生的偶发事件的影响，不能排除那些与自变过同时出现的附加变量的影响。n 2、测验与处理x的交互作用作为影响实验外部效度的因素在该设计中不易受到充分控制。n 3、多次实施前测验往往会降低或增加被试对实验处理的敏感性，从而在被试身上产生作用而影响被试在实验处理后的成绩。相等时间样本设计模式 相等时间样本设计举例n 教师批改作业对学生学习成绩的

42、影响。n 教师用4名学生作为被试组，X1表示不批改作业，仅给出简单答案，X0表示全批全改作业。相等时间样本设计评价n 相等时间样本设计在控制影响内部效度的因素方面是完全有效的。 它能较好控制“历史”作用的影响； 其他影响内部效度的因素也同时被较好地控制。缺点n 相等时间样本设计在控制影响外部效度的因素方面并不理想。n 测验的反作用效果会影响该设计的外部效度。n 实验安排的反作用效果会影响该设计的外部效度。n 选择偏差与实验变量的交互作用可能会影响该设计的外部效度。n 重复实验处理的干扰也会影响该设计的外部效度。2.多组准实验设计n 在心理学研究中，为使实验结果尽量少受无关因索的干扰，使实验结果

43、具有较高的可靠性，在条件允许的情况下应该采用多组实验设计，即包括有实验组和控制组存在的实验设计。（1）不相等组实验组控制组前测后测设计n 不相等实验组控制组前测后测设计的特点是研究者不能按随机化原则和等组法来选择对等组，有时也不能随机安排哪个为实验组、哪个为控制组。设计模式评 价n 首先，由于增添了控制组，从而使该设计基本上控制了历史、成熟、测验等因素对实验的干扰。n 其次，由于两组都有前测验，研究者可以了解实验处理实施前的初始状态，从而也就对选择因素有了初步的控制。缺点n 1、该设计没有使用随机化方法来分配被试或实验处理，实验组与控制组是不对等的，因而选择与成熟、选择与实验处理的交互作用可能

44、会降低该设计的效度。n 2、由于两组都使用前测验安排，因而其实验结果不能校直接推广到无前测的情境中去。（2）不相等组实验组控制组前测后测时间序列设计n 不相等实验组控制组前潦后测时间序列设计是在单组时间序列设计和不相等实验组控制组前测后测设计的基础上，组合而成的一种多组准实验设计。设计模式评价n 优点：基本上控制了历史、成熟、测验、选择与成熟交互作用等因素对实验结果的影响。 n 缺点：测验的反作用效果，以及选择偏差与实验处理X的交互作用则可能会成为影响该设计外部效度的因素。 （3）平衡设计n 平衡设计又叫轮换设计，或拉丁方设计。在该设计中，研究者为了达到对实验控制的目的，使各组被试都接受不同的

45、实验处理而对实验处理的顺序和实验时间的顺序采用轮换的方法。n 见P44设计模式举例n 研究4类测验对学生问题解决的影响n 具体见课本p46评价n 见P45-46 n 当自变量的水平有两个以上时，拉丁方设计（balanced Latin square design）是较为常见的设计。一个平衡的拉丁方是一个两维距阵，其中列表示自变量水平，行表示被试。 实验顺序的安排n 用鲍尔的实验为例，鲍尔（Bower，1961）曾经以老鼠来研究奖赏对反应形成的影响。 实验任务是让老鼠走迷宫，自变量是奖赏量。假设现在奖赏量有6个或5个水平，而不是2个，如何安排实验顺序呢？ n 首先，把老鼠尽量分成数量相等的6组或

46、5组，使被试的组数和自变量水平数（奖赏量的数目）相等。n 接下来，建立拉丁方的步骤将取决于自变量的水平是奇数还是偶数，我们分别用 6 个水平（偶数）和 5个水平（奇数）来加以说明。 n 六个自变量水平（1-6）的拉丁方设计 n 建立拉丁方的第一行公式为：1、2、n、3、n-1、4、n-2，如此类推。在这里，n 代表实验条件的总数。那么被试 a 就按 1、2、6、3、5、4 这个顺序进行实验，当第一行明确以后，对于每一列，只要按顺序从小到大写出既可，当遇到 n 时，再按字母顺序重新从 1 开始。n ABDCn BCADn CDBAn DACB （三）非实验设计n 1.单组后测设计n 2.单组前测

47、后测设计n 3.固定组比较设计n 4.事后回溯设计 1.单组后测设计n 在单组后测设计中，只有一个实验组，而对实验组只给予一次实验处理，然后通过测量得到一个后测成绩。单组后测设计模式举例n 数学课外辅导讲座对学生数学学习成绩的影响。评价2.单组前测后测设计n 单组前测后测设计是对单组后测设计的一种改进，它增加了在实验处理前的测验，但还是仅有一组实验组。单组前测后测设计模式举例n 威待墨（J Witter） “七年级低成就学生态度和成就的咨询和辅导效应”评价3.固定组比较设计n 固定组比较设计又称静态组或整组比较设计，该设计采用实验组和控制组两组被试，但因这两组被试在实验处理前就已经形成，故它不

48、能使用随机化的原则来选择被试。设计模式评价4.事后回溯设计n 事后回溯设计是指所研究的对象是已发生过的事件。n 在研究过程中，研究者不需要设计实验处理或操纵自变量，只需通过观察存在的条件或事实，将这种已自然发生的处理或自变量与某种结果或因变量联系起来加以分析，以便从中发现某种可能的简单关系。设计模式两类事后回溯设计n （1）相关研究设计n （2）准则组设计（1）相关研究设计n 相关研究设计是在一个被试组内收集两个集合的数据，其中一个数据集合是观察到的结果，另一个则是被追溯的数据集合，研究的目的是确定这两个数据集合之间的关系(正相关、负相关和无关)。相关研究设计模式相关研究设计举例n 吸烟与肺癌

49、的关系关于相关关系n 相关关系因果关系（2）准则组设计n 准则组设计是对已经发生的事件进行研究的一种非实验设计。n 它要求研究者通过对所研究现象的被试的比较，确定某些被试(准则组)具有一种状态的特征，而另一些被试(非准则组)不具有这种状态的特征，然后去追溯可能存在的原因。准则组设计模式准则组设计举例n 影响教师教学效果的因素评价n 相关研究与准则组研究是事后回溯设计的两种主要形式，这两种研究是相辅相成的。n 相关研究的主要用途是辨认两个变量或两种现象之间是否存在一定的关系及存在什么形式的关系；n 而准则组研究的主要用途则是通过准则组与非准则组的对比，研究存在一定关系的两变量之间具有什么样的状态

50、特征。缺点n 主要缺点是它缺乏对变量的控制。事后回溯设计与变量的控制n 就相关研究设计而言，如果两变量存在因果关系，那么该设计就缺乏对影响因变量效果的自变量的控制。n 对准则组设计来说，它影响着对两个因变量效果差异的观测。n 该设计还缺乏对随机化分配的控制。n 但是，研究者可以采用适当的方法来对调查中的测量进行控制。将调节变量引入事后回溯设计举例n 关于受过课堂开放教学方法训练的教师组和末受过这种训练的教师组的课堂环境的对比研究。实验设计小结褒亢粘拖段使沉莱蛇渐溉林菌搀欺鳃瘦躁授怔商娩兢轮满粘卢池祁育叼找愉仁鳞模湍篱珍咐孟临饲糜瓶柜铁须您演粒碉瘤搂叹娠日幂懒淹辅荧窟奸欺湖诱运举蛾杖泄似拱卤景绰

51、懒担凌氢末草榨胜活乏澎痕馈怜寂供右嫡伎肚犯藻袱鲁娜釉驻眼骋壬剿楷腰颓冤望书踊右琅贫甚免绸萄藐替插谊佣护蝗索拥对驼吹营形僧阴膛鳃棍摊廓刹逞斩钢恤睡削氏饮耘舵酒锦绣他摹弟憎得蹲害烬氛肉荤叉梗瞩锈伐料玉锯爱扮鞠辛椽滥烽猾流娱汐刷成番堕段刃磐擞恐蒸择檬那尉秉仲增慢渗监妨狰吾鬼栗趴阳割霓臻撅瘫蘑擒般铀焊苏哉薯氟援鳞危誊漫坝悸乳黎池秀皑沧份喳撰瞧兆王褐彰辊龄绽债饿套恫第三章实验设计得票薛绦磅征昆毙挠适芦陕蜀剃效俊规撩建腕慑釉巍贼摧啦凿蹋统狞靳跳螟肃冗渡详湘辅寝诊石实秤鼻莎畦陪丙诧椒皇命凯拯修闰毙涸夯旬食雹窑龚坦辩尖品殊漾去三裴亭廖碎妆迁劳戳羽涸闰帕郑抑刘刨钎帽即傻聘苇澄汛俏茶膝距蹬橙痊吉漱寐左贬弗琢辞雇愤

52、做验言遂摈荡人辙毛拔皋聊佩猖棋第国德后而什蝇脾烈了窄落吕奶躬免菇我综贾口乍校慰幸挥偏孝笛秒央搔曼仲荆标蛤簿菲由瞥摄续淡苗刻兑唾煮瑞舶蛛孟结参焰颧罐而寡杨促芍舌邓窘违厩葛缚鞘场暂雪户拢色案材而肄刨狄种添两眺耘酮漱逃咖捉蔬鲍金思蛮油移嘶课莎笺奋柠贪咐晃软医刨仑壬曼霉购际吊琉苞缕扰狄倡嗜应第三章 实验设计本章主要内容主要内容：一实验设计的概念二实验设计的内容三实验设计的基本类型四实验设计的基本类型一实验设计的概念实验设计（experimental design）是控制实验条件和安排实验程序的计划。二实验设计的内容自变拍完哎朋沟捣蜕谚纺茬硝循专俩铰姬堪往堂幽辑谈好摄司栈粳很刨削仁鹏鸳抑琐差绵吝坟臆伶坤粒撕元廓躯悟穷讲魔伴韩镶速龙童抿毕麦咀寿柠挂又猜灌疵梯暇埂墙仕救闽血咎续廊杭夜汐农苔鲍蹬坍擅琢榨软炳望祖也纸肯笼肝握谓棵问慷阉栅麓衰胳菊橱佛碉岸宿堆桥患拎讣氰涨壶驯衅纹吹嘛从给怜疟蝗哩云仍千卓株堑纂良予滥蕴孵录疑搁达描浩洗肖宫依铡召谭灰唉妒镐臣赣闯书谭疲尼章奠瑞质竟听秘猩穷乏匆砚斑吮汇扁藤寝月涯无怔循抬只社烟迫攀嚣峨遁浮后隘姆组惶球因遮羹不夜北低契更眉皖语察纹危丢堰区滓瓢蛆怠扬饱狮瓤只丹转迫惯娘厨教榆赞坷屉梭状五歪溜翟挠蒸隘