实验心理学1.3(4100字)

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实验心理学3

一、 名词解释

1、 变量:是指在数量上或质量上可变的事物的属性。

2、 因变量:指因为自变量的变化而产生的现象变化或结果。

3、 自变量:在实验中实验者所操纵的、对被试的反应产生影响的变量。

4、 相关变量:对因变量产生影响的实验条件。

5、 无关变量:对因变量不产生影响的实验条件。

6、 操作性定义:对一个心理现象根据测定它的程序来下定义。

7、 实验者效应:是指主试在实验中可能以某种方式(如表情、手势、语气等)

有意无意地影响被试,是他们的反应附和主试的期望的现象。

8、 实验设计:就是进行科学实验前做的具体计划。

9、 被试间设计:是指要求每个被试(组)只接受一个自变量水平的处理,对另一被试(组)

进行另一种自变量水平处理的情况。

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10、

11、 被试内设计:是指每一个被试都接受自变量的所有水平处理的情况。 实验效度:是指实验方法能达到实验目的的程度,也就是实验结果的准确性和有效

性程度。

12、 构念效度:是指实验研究假设和测量指标的理论构思及其操作化问题,即理论构思

及其转换的有效性。

13、

14、

15、

16、 加工定向注意:为了改进加工的速度或准确性而把认知加工过程限制并集中在所有实验信度:是指实验结论的可靠性和前后一致性程度。 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。 内部效度:是指实验中的自变量与因变量之间因果关系的明确程度。

当前信息的某个子集上的过程。

17、

18、

19、听觉掩蔽:是指两个声音同时呈现时,一个声音受到另一个声音影响而减弱的现象。 等响曲线:是指每条曲线上各种频率的声音的响度感觉是相等的。 视敏度:是指分辨物体细节和轮廓的能力,是人眼正确分辨物体的最小维度。 第 2 页 共 2 页

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20、重复再现:即让同一个被试在不同的延时条件下对学习材料做多次回忆,将回忆的内容与原始材料进行比较,来测量被试记忆不断衰退和变化的情形。

21、系列再现:先让被试1再现出先前所记忆的材料,然后让被试2看被试1所再现的材料,并在一段时间后对此进行再现,这样依次进行下去的情形。

22、前瞻记忆:是指对于未来要执行的行为的记忆,即对于某种意向的记忆。

23、回溯记忆:指的是对于过去所发生事件的记忆。

24、启动效应:是指由于近期与某一刺激的接触而使对这一刺激的加工得到易化。

25、重复启动:是指前后呈现的刺激是完全相同的。

26、间接启动:除包含重复启动之外,还允许两个刺激有所差别。

27、期望误差:是指由于被试在长的序列中给予相反判断(期望转折点的尽快到来)的倾向所导致的误差。

28、习惯误差:是指由于被试在长序列中有继续同一种判断的倾向所引起的误差。

29、疲劳误差:由于实验多次重复,随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响,而导 第 3 页 共 3 页

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致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差。

30、练习误差:是由于实验的多次重复,被试逐渐熟悉了实验情景,对实验产生了兴趣和学习效果,而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。

问答题:

22、三种心理量表法各有什么特点?

顺序量表:既不等距也无绝对零点,它只要求将事物按某一本标准排出一个次序。 等距量表:不仅要求体现事物属性的大小顺序关系,还要有一个固定的测量单位。 比例量表:既有真正的零点,也有等距单位。

23、如何理解ROC曲线?

① 接受者操作特性曲线,简称ROC曲线,又称感受性曲线。

② 曲线上各点反映着相同的感受性,都是对同一信号刺激的反应。

③ 以虚惊概率为横轴、击中概率为纵轴所组成的坐标图,和被试在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果画出的曲线。

24

④ 是有关注意机制最易于理解的理论解释,最早由布罗本特提出。

⑤ 注意在行为上的特点就是人们能选择一部分信息进行加工,而忽略其他信息。 ⑥ 对注意的研究是从信息缩减问题开始的,其核心问题就是对信息的选择分析。

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25

是由卡内曼最初提出的,把注意看做心理资源,认为人的心理资源总量是有限的,注意的有限性不是过滤器作用的结果,而是受到了从事操作的有限心理资源的限制。

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特征整合论的核心是将客体知觉过程分成早期的前注意阶段和特征整合阶段。

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理论的出发点是知觉的特征分析。

知觉在前注意阶段是对特征进行自动的平行加工,无需注意,而在整合阶段,通过集中注意将诸特征整合为客体,其加工方式是系列的

对特征和客体的加工是在知觉过程的不同阶段实现的。将特征看作是某个维度的一个特定值,而客体则是一些特征的结合。

27、如何理解注意的操作性定义?

注意是心理以清晰而生动的形式对同时存在的若干对象中的某一些,或连续的思维的一种占有。本质是意识的聚焦和集中,意指离开某些事物以便有效地处理其他事物。

28、提示范式、搜索范式、过滤范式和双任务范式的基本原理各是什么?

? 提示范式:用刺激或指导语来引导被试注意一个明确的输入源,然后把对这一输入源的

加工和对其他输入源的加工作比较。

? 搜索范式:要求被试寻找一个或多个混杂在非目标刺激中的目标刺激,实验时这些刺激

可以同时呈现,也可以相继呈现。

? 双任务范式:让被试执行两个明显不同的任务,然后研究者来评估这两个任务间相互影 第 5 页 共 5 页

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响的程度。

29、直接知觉论和间接知觉论的主要观点是什么?

? 直接知觉论:人们的知觉是对事物整体的反映,并不是对各部分的简单总和。

? 间接知觉论:刺激本身的信息是模糊的、不完整的和不能对事物进行全面描述的,所以

个体必须在过去经验的基础上,对刺激信息作出推断、评价和解释,才能实现对刺激的真正知觉。

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a. 精心组织

b. 简单化

c. 命名

d. 细节的保存

31、试阐述巴特利特的学习和记忆理论?

任何学习和记忆都是在我们已有图式的基础上进行的。当这些图式与正在记忆的内容相冲突时,人们便会歪曲记忆内容,使之更适合于我们头脑中原有的观念,或者说更适合我们已有的图式。

32、如何采用回忆法进行记忆的实验研究?

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① 系列回忆

② 对偶联合回忆

③ 自由回忆

33、自由回忆遵循哪些规律?

首先,尽管在自由回忆中,被试可以以任意的顺序回忆单词,但仍可以发现实验中存在系列位置效应。

其次,人们在自由回忆过程中会采用一定的策略来帮助学习和记忆。

最后,人们还会对词表中的项目进行组织,重新排序以促进提取,并使自由回忆的顺序表现出一定的结构。

34、如何用直线内插法来求两点阈?

将刺激作为横坐标,以正确判断的百分数作为纵坐标,画出曲线。然后再从纵轴的50%处画出与横轴平行的直线,与曲线相交于点a,从点a向横轴画垂线,垂线与横轴相交处就是两点阈。

35、如何理解感觉记忆、短时记忆和长时记忆?

? 感觉记忆:指感觉刺激停止之后所保持的瞬间映象。由于它的作用时间极其短暂,似乎

只有瞬间的存储。因为又称为瞬时记忆。它的容量几乎容纳了所有进入感觉器官的信息,但是保持时间只有0.5~3秒。

? 短时记忆是指刺激作用终止后,对信息保持十几秒直至一分钟左右的记忆。

? 长时记忆和短时记忆的首要区别在于:它的容量几乎是无限的,其记忆痕迹最长可以保 第 7 页 共 7 页

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持一生。其次,长时记忆和短时记忆的干扰因素也有所不同。

36、内隐记忆和外显记忆有哪些区别?

① 个体差异对内隐记忆和外显记忆的影响不同。

② 学习和测验阶段感觉通道的改变对内隐记忆和外显记忆影响不同。

③ 内隐记忆和外显记忆的加工特点不同。

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? 多重记忆系统说:记忆不是单一的系统,而是由两种不同的子系统:内隐记忆和外显记

忆构成,各个记忆系统是独立的,单独起着作用。内隐记忆是知觉表征系统,可细分为字词系统、结构描述系统和概念语义系统。

? 迁移适当加工理论:测验所要求的加工与编码加工相似,将提高测验成绩

? 罗迪格等主张记忆系统只有一个,分离反映的只是测验所要求的加工过程不同而已,他

们区分了两种加工过程:概念驱动过程和材料驱动过程。外显记忆测验要求概念驱动过程,所以材料的有意义组织等能提高测验成绩,而内隐记忆测验要求材料驱动过程,所以行为特征方面的变量对内隐记忆影响大。

38、加工分离程序依赖的基本假设是什么?

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? 意识性提取和自动提取是彼此独立的加工过程,这一假设是加工分离程序的核心。

? 意识性提取在包含和排除测验中的性质是一样的。

? 自动提取在包含和排除测验中的性质也是一样的。

? 另外,加工分离程序还有一个假设,即意识性提取的操作表现为全或无,而自动提取则

是有对有错。

39、内隐学习有何特征?

① 自动性

② 抽象性

③ 理解性

④ 抗干扰性

⑤ 三高特征

40、选择实验课题应依据的来源有哪些?

① 选择课题

② 确定实验类型

③ 提出假设

41、实验心理学研究的一般程序是什么?

① 确定课题

② 选择被试

③ 确定实验控制

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④ 数据整合

⑤ 撰写研究报告

42、实验设计主要涉及哪几个问题?

a. 实验采用多少自变量和因变量?

b. 各自变量又采用多少处理水平?

c. 如何将被试分配到各自变量中的各处理水平?

43、内隐学习和外显学习有何联系?

① 外显记忆对内隐学习的影响:外显学习有时阻碍内隐学习,有时又促进内隐学习。 ② 内隐学习对外显学习的影响:内隐学习会促进外显学习。

③ 内隐学习和外显学习的权衡现象:内隐和外显的贡献此消彼长,两者之间存在某种平衡状态,这种协变的关系使得它们在某些时候互相促进。

44、内隐学习和外显学习在现象学上有哪些区别?

a. 内隐学习是自动的,外显学习是需要意志努力的。

b. 内隐学习是稳定的,外显学习是易变的。

c. 内隐学习比较抽象,外显学习则易受表层刺激影响。




第二篇:实验心理学讲义[1] 13700字

第一讲 导论:心理实验研究的哲学基础

一、笛卡尔(1596-1650)和艾宾浩斯(1850-1909)

1.笛卡尔“身心二元论”:“我思故我在”,我的全部本性在于思维作用,认识外界事物必须靠心灵。心灵与形体彼此独立。

“身心交感论”:除了天赋观念、意志以及思维仍由心灵认识外,感觉、爱、恨、恐惧等是这一相互作用的结果。

2.艾宾浩斯的“遗忘曲线”

艾宾浩斯成功的关键在于他对可能会对结果产生影响的额外变量的控制上。以无意义音节作为词语学习的实验材料──如“DIQ”、“KOP”等。采用这些材料可以达到几个目的:(1) 控制难易度;(2) 控制熟悉度;(3) 控制单元间的联结强度。(4)使用德文字母组合了约2300个无意义音节,解决了词语材料可能重复的问题。

采用序列学习法:把学习材料的各个单元项目排成序列,形成一个词单,在学习时,每个项目都按词单中固定的顺序依次一一呈现给被试,词单呈现完毕,被试开始回忆每个单元项目及其序列位置。例如,第一单元项目是“DIQ”,第二个是“VIF”,中间的记不清了,最后一个项目是“KOP”,如此等等。如果被试不能正确回忆所有的单元项目,或达到预期的学习标准,就必须继续接受另一次学习回忆期,如此等等,直到被试达到预定的学习标准。

以节省百分数为因变量,研究了间隔时间与遗忘的关系,采用了6个不同水平的学习和回忆的间隔时间:20分钟、1小时、8小时、24小时、2天、6天以及31天。

结论:开始一段时间遗忘较快,随着间隔时间的增加,遗忘速度减慢。

二、科学研究的实证原则:为什么艾宾浩斯的研究富有生命力?

1.什么是科学

科学与形而上学的分界(Karl R. Popper):可证伪性、可验证性(可重复性)

科学的研究程序:问题假设→实验研究→理论→新的假设??

胡适:“大胆的假设,小心的求证”(观察、实验、归纳、推理、直觉)

2.什么是科学的心理学

科学的心理学旨在寻找心理行为过程的规律,揭示心理行为过程中各变量间的因果关系。

三、为什么要强调方法的重要性

1.心理学的研究对象──人(或人的心理)十分复杂

2.心理学存在着分裂的可能性?既有“作为自然科学的心理学”,又有“作为社会科学的心理学”

3.到目前为止,心理学之所以尚没有出现一个公认的、能解释各种心理现象的理论体系,其根本原因何在?

(Paradigm) 理论,按照库恩 (T. S. Kuhn) 的所谓“范式”目前的心理学仍处于尚未成熟的前范式阶段,还不是一门规范科学(normal science)。

一个处于前范式阶段的学科要成为一门规范科学,资料的收集与积累将是一不可缺少的过程。

4.在心理学尚无统一范式的情况下,研究方法十分重要:方法已成为资料获取的准确性、丰富性以及资料概括和提炼的直接制约因素。

四、心理研究的多种途径(质的研究与量的研究)

解释学(或释义学、诠释学)方法:通过对心理现象的解释来达到对隐藏在心理现象背后的意义的理解(弗洛伊德对梦的解释)。例如,访谈法。

现象学方法:对研究对象进行整体描述,即面向现实中的事物本身(格式塔心理学和人本主义心理学);二者均强调从精神的和社会文化方面研究人的心理。例如,观察法。

实证方法:强调心理研究的客观性,它要尽可能排除影响研究对象的任何主观因素

问卷法:一种相关研究方法,采用问卷调查,探讨变量间的相关,用于预测和估计

测验法:

实验法(狭义的实证研究):目的在于最大限度地揭示心理行为过程中各变量间的因果关系。

现场实验研究(准实验法)

1

第二讲 如何建立变量间的因果关系

一、心理实验研究中的变量

变量:在质或量上能产生变化的事物的属性

刺激变量

反应变量

机体变量

建立这些变量间的关系,最好是因果关系

Y = f(X1, X2, ??, Xn)

实验中实验者所操纵的对被试反应产生影响的变量称为自变量(independent variable),由操纵自变量而引起的被试的某种特定反应称为因变量(dependent variable)。

但是,除了自变量之外,还会有其它许多因素会影响因变量的变化,凡是对因变量产生影响的变量都可称为有关变量(relevant variable),对因变量不产生影响的变量都可称为无关变量(irrelevant variable),在有关变量中,实验者拟研究的变量称为自变量,不打算研究的那些有关变量称为额外的有关变量(extraneous relevant variable),简称为额外变量(extraneous variable),由于实验中必须要控制这些额外变量,故额外变量也被称为控制变量(controlled variable)。

因变量

因变量的信度:同一刺激情况下的变异程度

因变量的效度:能否真正测到因变量在不同自变量水平下的变化程度

采用公认的因变量

避免ceiling effect与floor effect

采用多项测量

变量的操作性定义:采用测量它的操作程序来测量

二、如何建立变量间的因果关系?穆勒五法

1843年,英国哲学家穆勒 (John S. Mill, 1806-1873) 在其名著《逻辑体系》中系统地论述了探求因果关系的五种方法,为通过实验研究揭示心理行为过程中变量间的因果关系提供了一般方法论基础。

契合法

若A,B,C→a,b,c

A,B,D→a,b,d

A,C,E→a,c,e

A是a的因

差异法(使用对照组)

若A,B,C→a,b,c

B,C→b,c

A是a的因

契合差异并用法

若A,B,C→a,b,c

A,D,E→a,d,e

A,F,G→a,f,g

B,M,N→b,m,n

D,O,P→d,o,p

F,Q,R→f,q,r

A是a的因

共变法(当有些现象无法消除从而不能使用对照组时)

A1,B,C→a1,b,c

2

A2,B,C→a2,b,c

A3,B,C→a3,b,c

结论:A是a的因

剩余法

A,B,C,D是a,b,c,d的因,而A是a的因,B是b的因,C是c的因,则D是d的因

上述方法均有一定局限性,应用是否成功的关键在于心理变量能否进行正确有效的分离

一个例子:Waugh和Norman关于短时记忆遗忘的研究

三、额外变量的控制

(1)排除法:将额外变量从实验中消除;

(2)恒定法:使额外变量在实验过程中保持固定不变,同一主试、同一时间、同一仪器等;

(3)匹配法:使实验组和控制组中的被试特点相等(独立组设计);

(4)抵消平衡法:通过采用综合平衡方式使额外变量的效果互相抵消(重复处理设计所产生的顺序效应);

(5)随机化法:随机抽样并把样本随机地分配到各处理组、让刺激随机呈现等(已知有额外作用但不适于上述方法;无法确定起作用的额外变量来源);

(6)统计控制法:由于条件限制不能采用上述方法时,可在实验后采用协方差分析等统计方法来控制额外变量。

四、心理实验中主试与被试的关系

指导语

主试的期待:实验者效应(Rosenthal, 1966) ,主试可能以某种方式(如表情、手势、语气等)有意无意地影响被试,使其反应符合主试的期望

被试的动机:霍桑效应(Hawthorne effect),由于被试对实验态度发生了变化从而导致研究的自变量发生混淆

安慰剂效应(placebo effect)

双盲控制

五、心理实验研究的效度:内部效度、外部效度

外部效度以内部效度为基础,没有一定的内部效度,永远不会有外部效度。

第三讲 心理研究的程序

一、发现问题,陈述问题,形成假说

生活事件观察、文献阅读

Psychological Abstracts、PsychInfo

1. Cognitive Psychology

2. Current Directions in Psychological Science

3. Intelligence

4. Journal of Educational Psychology

5. Journal of Experimental Psychology: General

6. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, & Cognition

7. Memory & Cognition

8. Psychonomic Bulletin & Review

9. Psychological Review

10. American Psychologist

11. British Journal of Psychology

12. Quarterly Journal of Experimental Psychology

13. Developmental Psychology

14. 心理学报

15. 心理科学进展

16. 心理科学

以假说的形式陈述问题。如果,那么。

3

假说如何形成?长期的思索、意外的发现、直觉与灵感

好的假说的特点:可验证性、简洁性、概括性

举例:“勤奋的学生学习成绩好”,其中,勤奋应该作具体定义,学习次数或学习时数。

二、确定研究类型

自然观察法:在自然环境下观察、记录自然发生的行为,Lorenz观察动物攻击行为、印记行为等,珍尼古多尔在原始森林观察黑

猩猩行为;

调查研究

档案研究

准实验研究:不能以随机方式分配被试,只能根据已经形成的群体推论因果关系

社会学研究、社会心理学研究等

实验研究:随机抽样选择被试、操纵自变量,可减少误差,对实验研究的许多批评源于对实验研究本质的不甚了解。

探索性实验与验证性实验

预备实验

三、实验研究过程

1.发现问题,陈述假说

2.界定变量:自变量、因变量、控制变量

3.选择仪器

4.确定实验方案:选定何种实验设计

5.选择和分配被试:

界定总体和样本:所有可能参与研究的个体为总体;从总体中抽取部分个体,组成实验受试者,为样本。样本应有代表性 取样:随机取样和分层随机取样;随机分组以获取等组被试;随机会产生波动,但仍是最好的方法。

6.数据采集与处理:计划、指导语、时间安排等

数据类型:

比例型数据:身高、体重、反应时间等,有相等单位,有绝对零点,可加减乘除

等距型数据:温度、智商、能力大小等,有相等单位,无绝对零点,可加减

等级型(顺序型)数据:喜好程度等,无相等单位,无绝对零点,不能加减乘除

类别型数据:气质类型、性格类型等,无相等单位,无绝对零点,不能加减乘除

数据处理:合理正确的统计方法极为重要,参数检验,非参数检验

7.得出结论,检验假说

8.撰写研究报告

题目 摘要 正文 前言 方法 结果 讨论 结论 参考文献

4

第四讲 随机组设计

一、双随机组设计

1.一个例子:维生素C对感冒的作用

从总体中抽取60名被试,随机分为实验组与控制组。

实验组:服用维生素C

控制组:服用同样形状的淀粉颗粒

观察今后6个月内患感冒的次数

设计关键:实验前必须确定两组在各方面相等(包括要记录的因变量)

2.如何达到等组?

相对大的样本;随计化原则:随机抽样、随机分组

若为小样本,两组被试各方面容易波动,较难“相等”

大样本更容易减少两组之间的差异,但仍可能由于随机波动出现不等组。

另一例子:RNA是否与记忆有关?

3.统计分析

虚无假设:两组因变量的总体平均数之间无差异;

计算平均数

计算t值。t值反映两组平均数之间的差异程度,若差异很小(即不显著),则差异是由于随机波动而产生的,反之则是实验处理导致的; 计算自由度:df = n1 + n2 – 2;

若t(13) = 4.48 > 4.22 (此时α=0.001),可得出结论P<0.001,其含义是:两组之间的差异1000次中999次由实验处理导致,没有差异的可能性只有1次,由此而拒绝虚无假设。

P值的设定与实际要求有关,如要求高度安全,可设定得更保守(P值更小)。一般情况下设定为 0.05就够了。

被试数量应该多大?每组30人以上可算大样本,足以达到要求。

4.讨论:如何使两组有效区分开?

尽可能选择同质被试;实验程序严格标准化;减少测量误差

二、多随机组设计

1.单因素多水平实验设计

自变量水平越多,评估它对因变量影响的准确度就越高。多随机组显然优于两随机组

不同水平的差别尽可能大一些

如 gifted, Learning disability, normal 三组儿童的数学能力比较。

2.统计分析

为什么做两两t-test并不合理?

假定自变量设为3个水平,若显著性水平α=0.05,则正确作出推翻虚无假设的概率为95%,所有3次t-test都正确的概率为 0.953,至少有一个t-test结论不正确的概率为1-0.953,增加了拒绝虚无假设的可能性。

改进方法:提高拒绝虚无假设的标准,对于本研究,修正后的α=0.05/3才等于单个t-test中α=0.05的情况。

Bonferroni test

虚无假设:不同组间因变量的总体平均数之间无差异

计算总平方和SST、组间平方和SSB、组内平方和SSw

计算自由度:

dfT = N – 1

dfB = 组数 – 1

dfW = N – 组数= dfT – dfB

计算均方

组间均方MSB = SSB / dfB

组内均方MSW = SSW / dfW

计算F值:F = MSB /MSW

F =(组均差的估价值+误差的估价值)/误差的估价值

若F =1,则不存在实验处理效应,即自变量对因变量无影响。若F显著,表示各组总体平均数间存在差异,仅表示至少有一对平均数间存在差异,要进一步明白此点可进行多重配对比较。

5

第五讲 相关实验设计

一、相关研究

当无法控制自变量的变化时,可采用相关研究,它通过计算变量之间的相关系数来衡量变量之间的联系。

1.相关研究的应用领域

变量之间的联系(如身高与体重、人口数量与教育程度)

测验的信度与效度

2.正相关、零相关、负相关

3.偏相关(部分相关)

4.相关研究的意义:预测功能

二、双匹配组实验设计

1.目的与意义:对于随机组设计,随机永远只是一种理想状态,为了达到实验前的两组相等的状态,可使用匹配组设计。

举例:性别对记忆是否有影响?以智力作为匹配变量

2.匹配变量的选择:(1)匹配变量应与因变量有较高的相关,相关程度越高,匹配或等组的可能性越大;(2)将因变量作为匹配变量,但可能产生顺序效应。

3.统计分析(paired t-test)

虚无假设:两组因变量的总体平均数之间无差异;

计算平均数

计算t值(相关样本的t值)。t值反映两组平均数之间的差异程度,若差异很小(即不显著),则差异是由于随机波动而产生的,反之则是实验处理导致的;

计算自由度:df = n – 1(n:配对数);

4.讨论:采用随机组设计还是匹配组设计?

随机分配并不一定随机;

匹配设计应保证匹配变量与因变量的高相关,否则会对研究造成损害;

不合适的匹配设计降低了能检出两组存在差异的程度;

故,若找不到合适的匹配变量,则应采用随机组设计。

三、重复处理设计

1.二次重复处理设计

paired t-test

2.多次重复处理设计

被试接受实验处理的顺序:随机或抵消平衡法

虚无假设:不同组间因变量的总体平均数之间无差异

计算总平方和SST、被试间平方和SSB、被试内平方和SSw

SST = SSB + SSw

SSw = 处理间平方和 + 误差平方和

由于进一步将被试内变异分解出了处理间平方和与误差平方和,从而大大降低了MSE,从而提高了能检出处理效应的程度。

比较:随机组设计

总平方和SST = 组间平方和SSB + 组内平方和SSw

组内平方和SSw = 误差平方和

在检出存在总体显著差异后,如有必要,仍需做多重比较。

3.重复处理设计的优缺点

优点:经济利用被试;节约实验时间;减少实验误差

缺点:容易产生顺序效应

存在这种可能:对于同一问题,重复处理设计与组间设计可能产生相互矛盾的结果。

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第六讲 因子设计

一、几个例子

研究者甲:智力对学习成绩的影响不大

研究者乙:智力对学习成绩的影响很大

研究者丙:年龄对记忆能力有很大影响

研究者丁:年龄对记忆能力的影响不如常说的那么大

智力对学习成绩的影响可能因兴趣的不同而有差异。

不同年龄人群的记忆能力差异可能因受教育程度不同而有所不同

人参对人体的滋补作用在有无胡萝卜的情况下是否有不同?

二、几个概念

因子

因子变化的水平

各水平的结合(组数、单元数、处理单元等)

主效应:一个自变量的不同水平引起的因变量的变化程度

交互作用:一个自变量对因变量的影响由于其它自变量水平的不同而有所不同时,则这两个自变量之间存在交互作用。

三、统计分析

虚无假设

因子A的处理效应为零

因子B的处理效应为零

A、B两因子的交互作用为零

总平方和SST的分解

SST = SS处理间(组间平方和)+ SS处理内(组内平方和)

SS处理间 = SSA + SSB + SSAB

自由度分析:设因子A有p个水平,因子B有q个水平,每个处理单元有n个被试,则

变异源 自由度

A p-1

B q-1

A、B交互作用 (p-1)(q-1)

单元内误差 pq(n-1)

总计 npq-1

计算均方

MSA = SSA / dfA

MSB = SSB / dfB

MSAB = SSAB / dfAB

MSE = MSW = SSW / dfW

计算因子效应(F值)

FA = MSA /MSE

FB = MSB /MSE

FAB = MSAB/MSE

7

四、交互作用的意义

人的心理行为通常由多种变量的交互作用所控制,仅研究一个变量的影响是十分简单的。例如一些简单的判断:“某人很聪明,在校学习成绩一定很好”。学习成绩的好坏取决于多种因素,除智力高低外,其他因素如兴趣、动机等都影响学习成绩。

五、因子设计的价值

可获取较多信息,增强研究结果的概括力

经济

六、因子设计的类型

2×2

2×3

3×3

2×2×2

被试内设计、被试间设计

完全随机实验设计

完全重复实验设计

混合实验设计

七、总结:选择何种实验设计?

好的实验设计所具有的特点:

1.能回答要研究的问题;

2.通过同一批被试能给出较多信息;

3.可重复性强(较高的实验内部效度);

4.结论的概括性高(较高的实验外部效度);

5.经济可行

总体来看,不同的实验设计彼此间无绝对优劣之分,选择什么研究依赖于研究的问题和条件。但在一定情况下,存在一个最合适的实验设计。

8

第七讲 准实验设计

一、准实验设计的含义与应用领域

未能完全控制额外变量的实验设计,主要是,并未按随机的方法将被试分配到各实验组。

但任何实验设计都不可能达到绝对严格。即使最完善的实验设计,也可能得到错误结论,例如拒绝了一个不应该拒绝的虚无假设。 在无法采用严格的实验设计的情况下,只能通过控制一部分额外变量寻求结论,此即准实验设计。如现场实验研究。

准实验设计采用的符号系统

X:实验处理;

O:对行为的观测,O1、O2、??代表观测次数

二、准实验设计类型

1.单组后测设计

X 分析:总体上难以解释的设计

2.单组前测后测设计

O1

Paired t-test

缺点:缺乏适当的对照组

可能存在霍桑效应或安慰剂效应:例如对新教学方法的期望会自动产生好的结果;

可能存在练习效应

结论:总体上难以解释的设计

3.不等同比较组设计

3.1 不等同比较组后测设计

X O O X O2 O

两组非随机分类,故只能看作比较组,非控制组,很难说明因果关系。

分析:将两组之间因变量(观测结果)的差异归于处理作用的可靠性仍很低,仍难以得出明确的结论。仍属于“总体上难以解释的设计”。 一种改进的设计:

X4 X3

X2

X1

两者具有因果关系的可能性更大了

3.2 不等同比较组前测后测设计

O1

O1

可能是最普遍使用的一种准实验设计

可先对每一组的前后观测值进行paired t-test,然后对两组之间的前后观测的差值作独立t-test。

缺点:由于不是随机分配各组,仍无法排除各种额外因素的影响。

4.中断时间序列设计 (interrupted time-series design)

简单中断时间序列设计

O1 O2 O3 O4 O5 X O6 O7 O8 O9 O10

适用于无法找到控制组的情形

可能存在霍桑效应

9 X O2 O2 O O O O O 例子:辅导时间与学习成绩的关系,t-test

复合中断时间序列设计

O1

O1

中断时间序列设计的问题:

观测变量变化缓慢需要很长时间才能发现、或难以观察到;

统计分析复杂;

数据采集不容易。

总体评价:

严格地说,单组后测设计、单组前测后测设计、不等同比较组后测设计没有控制任何变量,是一种自然描述,属于“非实验设计”,不是准实验设计。 O2 O2 O3 O3 O4 O4 O5 O5 X O6 O6 O7 O7 O8 O8 O9 O9 O10 O10 例子:推行改革,先试点

10

第八讲 小样本实验设计

一、大样本研究范式与小样本研究范式

1.大样本研究范式特点

随机化抽样、实验控制、统计程序的大量运用

但不适于临床心理研究、不易追踪测量和深入分析

2.小样本研究范式

组平均数仅是一抽象的数值,不能代表组内任何一个个体的实际状况

早期的研究:巴甫洛夫的条件反射研究、斯金纳的研究、电生理研究

适宜研究的领域:临床研究(个案研究)、行为治疗、药物评估

二、小样本研究的程序

1.建立基线:确定研究对象的反应基线

基线:实验处理前因变量的变化水平,理想的基线是“稳定的”,即无明显变化趋向,随机起伏。

2.施加自变量,观察记录因变量的变化,直到因变量变化再次稳定

3.撤除自变量,继续监测因变量的变化

若因变量变化回复到原来水平,可认为自变量与因变量间存在因果关系。

误差及其控制:被试间个体差异、实验过程的误差

小样本研究通常只有第2种误差来源,控制办法:消除、恒定(同一程序、主试、时间、地点、仪器等)

因变量的选择需考虑:客观性、重复性、敏感性

三、小样本研究类型

1.A—B—A设计

白鼠按压杆杠实验:禁食与行为反应

2.A—B—A—B设计(用于临床治疗、行为矫正等领域)

在A—B—A后再施加自变量,观察能否产生预期的变化

3.A—B—A—C—A设计

施加不同自变量

4.A—B1—A—B2—A设计

同一自变量施以不同水平

以上设计的前提:自变量对因变量的作用是暂时的、可逆的。若撤除自变量后因变量的变化无法恢复到基线水平,则有两种可能:自变量的作用并非暂时;自变量的作用未明确证实,可能有其它额外因素影响。

讨论:A—B设计的缺陷

5.A—B多基线设计(multiple baseline design)

6.A—B多反应设计(multiple response design)

四、小样本设计优缺点

内部效度极高、外部效度低、费时、易出现顺序效应

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第九讲 反应时间与心理过程的分离

反应时间

从刺激呈现到反应开始之间的时距。反应潜伏期。包括感觉器官与大脑加工、神经传入与传出、肌肉效应器反应所需的时间,其中大脑加工所耗费的时间最多。

唐德斯(F. C. Donders, 1818-1889) 对反应时间(RT, reaction time)的研究

1868年发表论文“关于心理过程的速度”。“生理时间”

从行为水平观测并分析人的心理过程,唐德斯对简单反应和复杂反应作了区分。

A反应(简单反应),要求被试觉察到一个灯光刺激后立即用右手按键作出反应,所测到的反应时称为简单反应时,记录为RTa; B反应(选择反应):在复杂反应的实验中,安排红绿两个色光刺激,要求被试看到灯光后立即用右手按键作出反应,而看到绿光后立即用左手按键作出反应,所测到的反应时称为选择反应时,记录为RTb;

C反应(辨别反应):另一种复杂反应,安排红绿两个色光刺激,要求被试看到灯光后立即用右手按键作出反应,而看到绿光则不作出反应,所测到的反应时称为辨别反应时,记录为RTc。

唐德斯认为,一个复杂反应只是在一个简单反应上加一些别的动作,这些动作所需的时间可用反应的全部时间减去简单反应所需的时间求得。

由此可以推出,RTb > RTc > RTa,RTa也称为基线时间 (baseline time),RTc在简单反应时的基础上增加了对刺激的辨别时间,因此RTc-RTa为辨别过程所需要的时间,而RTb 则在简单反应时的基础上增加了对刺激的辨别时间以及对反应作出选择的时间,因此RTb-RTc为选择过程时间。

该方法起初是用来确定某个心理过程所需的时间的,故称为反应时间的相减法(subtractive method),但是反过来看,可以从两种反应时的差数来判定某个心理过程的存在。

这一减法逻辑在理论上有相当的合理性,在实验心理学中一直占有很高地位,后来用正电子发射断层扫描研究人脑功能时所采用的减法实验设计,正是在唐德斯的反应时间的相减法基础上直接发展起来的。

斯腾伯格 (S. Sternberg,1969)的研究:反应时间的加因素法(additive factors method)

主要观点:完成一个作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别所需时间的总和,如果发现可以影响完成作业所需的时间的一些因素,那么单独地或成对地应用这些因素进行实验,就可以观察到完成作业时间的变化。如果两个因素的效应是相互制约的,即一个因素的效应可影响另一因素的效应,那么这两个因素只作用于同一个信息加工阶段;如果两个因素的效应是分别独立的,那么这两个因素各自作用于某一特定的加工阶段。这样,通过单变量和多变量的实验,从完成作业时间的变化就可确定这一信息加工过程的各个阶段。 一个例子:短时记忆信息提取实验

先给被试相继呈现一系列随机数字(6个以内),作为识记项目,然后再看一个数字(测试项目),并同时开始计时,要求被试回答该测试数字是否是刚才识记过的,按键作出是或否的反应。这样就可以确定被试能否正确提取以及所需要的时间(即反应时)。可以设想,被试先对测试项目进行编码(假设所需时间为e毫秒),然后将编码好的数字与保持在短时记忆中的识记项目(假设为N)逐一比较(假设每一项目的比较耗时为c毫秒),并确定每一项目与测试项目是否匹配(决策),最后作出相应反应,假设作出决策和反应所需时间为d毫秒,根据加因素法原理,被试的反应时为这四个阶段所需时间的总和,即

RT = e + cN + d

也可以写作

RT = cN + (e + d)

这是一个直线方程,其中c为斜率,e + d 为截距。通过对被试在不同记忆集下所作出反应时间的分析计算表明,c = 38,e + d = 397,即每比较一次需时38毫秒,而对刺激编码、作出决定和反应共需397毫秒。该结果有力证明短时记忆中信息的提取是以系列扫描(逐个检查)方式进行的,而非平行扫描(同时检查)。

任务分离 (task dissociation):通过实施两种任务达到对心理过程的分离。

采用双任务法对心理过程进行分离是基于所谓的双分离(double dissociation) 原则。在关于脑损伤病人的神经心理研究中,至少需要两个病例才能运用双分离原则探讨脑局部损伤对行为的影响。在这一方面,双分离原则的逻辑是,若一被试不能顺利完成A任务,另一被试不能顺利完成B任务,已知任务A只与脑区a有关而与脑区b无关,任务B与脑区a无关而只与脑区b有关,则这两个任务存在不同的脑机制。在神经心理学研究中,运用双分离原则研究脑局部损伤对心理行为的影响取得了很大成功。下面的一个例子表明,运用双 12

分离原则可以将人类工作记忆中的词语信息加工与视觉空间信息加工过程分离。

Basso 等报告过对一则病例的研究结果。患者PV是一名28岁的女性,右利手,5年前中风,脑受损面积很大,扩展到脑左半球语言功能区的前后,她不能重复刚听到的句子。Basso 等进一步测验了其词语工作记忆(verbal working memory)和空间工作记忆(spatial working memory),词语工作记忆测验是让被试读完一系列不同长度的随机数字(或字母)串后按顺序背诵出来,空间工作记忆测验则是让被试看完一组相同物体的排列布局后再将它们按原布局重新排出来。研究表明,PV的词语工作记忆较正常人差,但空间工作记忆能力正常。Hanley 等5 报告的一则病例其表现正好相反。患者ELD是一名55岁的的女性,右利手,其脑右半球中央有一脑动脉瘤,导致6年前外侧沟出现血肿,测验结果表明该患者的空间工作记忆能力明显低于正常人,但其词语工作记忆能力正常。

研究还发现,PV和ELD的工作记忆能力缺陷并非由于其编码词语或空间材料的能力缺陷引起。例如,PV的语音分辨音韵判断以及单词的理解能力均正常,其词语项目的长时记忆能力也正常,表明其工作记忆能力受损具有特定的选择性;ELD能正常辨认物体图片以及判断面部表情,其空间记忆能力受损影响了其长时记忆和新的视觉刺激材料的学习,但这一缺陷显然不是由于知觉编码问题。因此,PV和ELD这两个病例为分离词语工作记忆和空间工作记忆提供了较为明确的证据,且进一步表明,词语工作记忆与左半球有关,而空间工作记忆与右半球有关。

通过对两个病例所作的一系列神经心理测查,上述研究运用双分离原则成功地对词语工作记忆和空间工作记忆进行了分离。人拥有感觉、知觉、记忆、思维、表象等多种多样的认知能力,任何一种认知能力都包含多个心理过程,例如较高级心理活动如记忆、思维通常需要感觉、知觉等心理过程的参与,也就是说,感觉、知觉等心理过程通常是多种认知能力的基本环节。在神经心理研究中,如果观察到局部脑损伤导致某种认知能力下降甚至丧失,这就需要确定该能力下降或丧失是否是由感觉、知觉等更一般性的心理过程缺失引起的,否则会使研究结论缺乏明确的说服力。例如,Wang和Bellugi研究了两组分别患有威廉斯氏综合症(Williams Syndrome)与唐氏综合症(Down Syndrome)病人。这两组病人皆由于异常遗传导致神经发育不正常,从而使智力发育迟缓,其中威廉斯氏综合症病人的语言功能保持相对完好。Wang和Bellugi研究了这两组病人的工作记忆能力,测验其词语记忆和空间记忆,发现威廉斯氏综合症病人的数字广度成绩比唐氏综合症病人要好,而唐氏综合症病人的空间记忆成绩比威廉斯氏综合症病人好,两组病人在两种任务的操作上表现出明显的分离。但这并不能得出结论说两种工作记忆存在分离,因为存在这种可能性,即威廉斯氏综合症病人的空间性知觉编码能力存在缺陷,而恰好唐氏综合症病人的词语性知觉编码能力存在缺陷。这是运用双分离原则但是由于没有注意更基本的实验设计问题而导致失败的一个研究。

此外,假使设立健康人作对照组,仅通过病例PV的测查结果(其词语工作记忆较差,但空间工作记忆能力正常)也并不能明确地得出词语工作记忆与左半球有关这一结论,因为存在这种可能性,即PV的词语工作记忆能力也是正常的,只有由于词语工作记忆的测验相对于该病例而言较难。因此,基于所谓的“单分离(single dissociation)”原则下结论要承担较大风险。可以说,双分离原则有很强的说服力。若将双分离原则进一步应用于脑功能成像研究可明确表述为:若A任务只与脑区a而非脑区b的神经活动变化有关,任务B只与脑区b而非脑区a的神经活动变化有关,则这两个任务存在不同的脑机制。显然,在脑生理水平,双分离原则为分离复杂的心理过程提供了逻辑基础。

结论:

心理实验研究以反应时、正确率等行为指标,采用双任务法 (dual task)、过程分离法 (process dissociation procedure)等方法对心理过程进行分离达到对人类认知过程的了解,对阐明人类心理过程是成功的。这两类方法目前已成为探讨人类心理过程的常用方法,但它们是行为实验研究中的一般性方法。行为实验研究还包含更具体的实验设计,这方面在认知心理学等教材有不少介绍。

总体的结论

实验设计可以使问题阐明更清晰。但创造仍来自于构想与假设。通过理论假设、实验检验、修正理论、进一步的验证,如此反复才能阐明问题。

从特殊到一般的道路是直觉性的,从一般到特殊的道路则是逻辑性的。

理论假设来自于创造性直觉,这种直觉建立在经验事实的积累、知识的联系与沟通的基础上,但大胆的假设必须通过小心的求证才能避免浪漫与狂放不羁。

有些问题采用实验法反而无法研究,如“集体无意识”问题,这需要其他研究方法的补充,如质的方法(现象学、解释学等)。因此,经验的观察是与实验法并列的同样重要的方法。

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