第九章 实验研究

第一节 实验研究概述

一、实验法的含义

1、含义：是指对研究的某些变量进行操纵或控制，创设一定的情境，以探求心理现象的原因、发展规律的研究方法。

思考：实验法的基本目的是什么？ 2、实验研究的特点：

? 要操纵或控制变量，人为地创设一定的情境。 ? 揭示变量之间的因果关系。 ? 有严格的研究设计。 三、实验研究的类型 1、根据研究情境分

? 实验室实验：探索心理现象本质、提示变量间的因果关系 ? 现场实验：在自然条件下进行的心理学实验 实验室研究相对于现场研究有如下优势： ? 随机取样和随机安排。

? 对实验情境和实验条件进行严密控制。 ? 实验室实验的结果记录客观、准确。 ? 可以使用精密仪器。

2、根据实验揭示变量之间质与量的关系分 ? 定性研究 ? 定量研究

3、根据实验设计分 ? 前实验 ? 真实验 ? 准实验

4、根据实验中自变量的数量分 ? 单因素实验 ? 多因素实验

第二节 前实验、真实验和准实验设计

一、前实验设计

? 前实验设计没有控制无关变量，因此效度低，也称“非实验设计”。极少采用，但它仍具备实验研究

最基本的两个要素：实验处理和测量。

? 它可分为：单组后测设计、单组前测后测设计和静态组比较设计 1、单组后测设计

X O X:实验处理 O：观测 2、单组前测后测设计 O前 X O后 3、静态组比较设计

X O1

O2 请问：以上三种前实验设计各有何缺陷？

二、真实验设计

? 真实验设计：就是实验设计，其本质特征在于对影响内在效度的无关变量采取了严格的控制并有效地

操纵研究变量。

? 按被试接受实验处理的情况，真实验可分为三类：被试间设计、被试内设计和混合设计。 （一）被试间设计

定义：也称完全随机化设计（complete randomized design）或独立样本设计（Independent Group Design），指每个被试只接受一个自变量水平或多个自变量水平组合中一种实验处理的实验设计。

设计逻辑：如果两个组除了自变量以外所有的方面都相等，那么，这两个组在因变量上的差异则主要是由不同的自变量造成的。 评价

优点：实验处理之间不会相互影响。

缺点：难以分辨出因变量的变化是被试（组）间的差异所致，还是自变量的变化所致。 克服方法

随机组设计（random groups design） 匹配组设计（matched groups design） 1、随机组设计（random groups design） （1）实验组控制组后测设计 ? 设计模式

实验组：随机取样(R1)→实验处理→后测O1 控制组：随机取样(R2)----------→后测O2 例1：自我认知训练对初一学生自信心的影响 ? 统计分析：用何方法？ ? 平均数差异显著性检验（独立样本T检验） ? 随机取样：控制被试选择，及其与成熟交互作用 ? 控制组：控制了历史、成熟、测验和统计回归等无关变量的影响 例2：Loftus and Burns (1982) ? 实验目的：考察暴力场面对人的记忆的影响。 ? 被试：226名华盛顿大学生自愿参加；随机分两组. ? 组一：看带有暴力场面的电影 ? 组二：看非暴力场面的电影 ? 看完电影之后，要求两组被试回答25道关于电影中事件的问题。其中一道题非常关键：问被试在银

行外面露天停车场踢球的男孩穿的足球衫上的号码是多少。 ? 因变量：正确回忆出男孩运动衫号码的人数的百分数。 ? 结果：组一，4%；组二，28%。 （2）实验组控制组前测后测设计

实验组：随机取样(R1)→前测O1 →实验处理→后测O2 控制组：随机取样(R2)→前测O3 ---------→后测O4 统计分析过程： ? 首先，O1与O3比较（问题:这一比较有何意义?） ? 其次，如果差异不显著，则比较O2与O4 ? 问题：差异显著或不显著意味什么？ ? 如果差异显著，再比较（O2-O1）与（O4-O3） ? 问题：差异显著或不显著意味什么？

思考：此种设计优缺点如何？

举例：咀嚼口香糖对负性情绪的影响 ? 具体研究：Effects of chewing gum on subjective and physiological stress response.（Appetite, 2008, 50: 565） ? Scholey等采用两种不同强度的应激源事件(defined intensity stress stimulator, DISS)来诱发被试的紧张

情绪。结果发现,不管处于哪一种强度的应激事件中,咀嚼口香糖的被试比不咀嚼的被试在警觉性上显著要高,且有更低的焦虑水平和唾液腺可的松分泌。该结果提示咀嚼口香糖对紧张情绪的缓解可能涉及神经激素的作用。 （3）所罗门四组设计 ? 设计模式：

实验组1：随机取样→前测O1 →实验处理→后测O2 控制组1：随机取样→前测O3 ---------→后测O4 实验组2：随机取样 ------ →实验处理→后测O5 控制组2：随机取样--－- ----- ------→后测O6 ? 统计方法：单因素方差分析、独立样本T检验 ? 该设计把后测设计与前测后测设计合并，是单因素设计中最为理想的一种实验设计。 ? 缺点：成本太高；现实中很难找到四组同质被试 ? 各种差异检验的意义：如O2与O5等。 2、配对组设计（matched groups design） ? 随机组设计很难保证实验组与控制组同质，而消除实验组与控制组处理前差异的另一种方法就是对被

试进行匹配分组。 ? 被试如何匹配：参考“实验心理学第三章第三节” 设计模式

? ? ?

统计方法：配对组T检验——直接比较01与02 举例：咀嚼口香糖对焦虑情绪的影响 思考讨论：具体设计程序如何？

（二）被试内设计 ? 定义：被试内设计是指每个或每组被试接受所有自变量水平的实验处理的真实验设计。 ? 思考：为何被试内设计又称重复测量实验设计？ ? 优点：节省被试人数，且组间的被试差异也得到最好的控制，提高了实验处理的效果。 ? 缺点：实验处理之间会相互影响，主要有位置效应、练习效应、疲劳效应。 ? 请问:（1）要考察两种教学方法对学生学习成绩的影响，能用被试内设计吗？ （2）如何消除或减少位置效应和顺序效应？ （三）混合设计 ? 定义：在一个实验中同时采用被试间和被试内设计的实验设计。它适用于多因素设计 ? 例：性别对不同学科学习成绩影响。 ? 自变量A为性别，A1男生，A2女生；自变量B为学习科目：B1历史，B2数学，B3英语；因变量

为学习成绩。 ? 问题：

（1）这是一个？*？的实验设计，有几种实验处理？请用表格形式画出其设计形式。

（2）假设每种处理需要8个被试，那么总共需要多少被试？ 16

三、准实验设计

? 真实验设计的主要缺陷：外部效度差。

? 准实验设计对无关变量的控制程度介于真实验与非实验之间。它适用于不能对被试进行随机分组的情

境。通常用原始群体作为被试。 （一）（单组）时间序列设计

1、定义：是指对一组（个）非随机取样的被试实施实验处理（X），并在实验处理前后周期性地作一系列测量，然后分析前后测量结果的变化趋势，从而推断实验处理是否产生效果。 2、设计模式：O1 O2 O3 ? X O5 O6 O7 ? 一系列前测 一系列后测 3、可能的结果：参教材图11－1

4、举例：上世纪初，英国工业疲劳研究组进行过一项研究： 如果工作时间从每天的10小时缩短到8小时， 生产率会出现什么样的变化。 结果如右图。 可能的解释:

? 不管工作时间是否缩短，都会出现生产率提高的现象。如图所,在实验处理之前已出现上升趋势。 ? 其他变量可能影响到每小时的平均生产量。 ? 数据的效度有限:实验处理前后的记录态度不一致 ? 可能产生“霍桑效应” 5、时间序列设计的评价 1）优点：

可以较好的控制成熟因素对内部效度的影响； 较好地控制了测验的干扰，练习效应得到平衡。 2）缺点

没有控制组，不能控制测验与实验处理的交互作用； 被试接受反复测量，可能产生疲劳效应；

数据收集较难，统计分析（参p-232）相当复杂 （二）相等时间样本设计

1、定义：是指对一组被试抽取两个相等的时间样本，前一时间样本里出现实验变量，而在另一个时间样本中不出现实验变量。

2、设计模式：相等时间样本 处理→测验1 无处理→测验2 处理→测验3 无处理→测验4 3、评价 1）优点

有效地控制了历史因素的影响，内部效度较高 2）缺点

可能出现实验安排的霍桑效应、重复测量的练习与疲劳效应以及（时间样本）选择的偏差与实验处理的交互作用，导致外部效度较低。

温馨提示：此种设计适用于实验处理对被试心理、行为有暂时影响的研究，如行为矫正研究。 例：略

（三）不相等实验组控制组前后测设计

1、定义：又称不等组前测—后测设计,研究者采用完整的、已形成的被试者群体，先进行前测，然后为其