1、實驗心理學的變量與設計（一）心理學實驗的含義與基本形式1）觀察法：是描述性質的方法，特點：直接性，描述性；缺點：過于直接和簡單；其中自然觀察法是最受推崇的一種方法，是指對自然情境下的現象進行深入觀察的一種方法；其中個案法，是指深入研究單個或少數幾個被試的觀察法；（注意無干擾觀察：指研究者為了避免被試由于知曉正在被觀察，產生非自然狀態下的行為，而采用的一種無干擾觀察技術）相關研究：探索兩個或多個變量之間的相互關系。實驗法：是科學心理學研究的最高級的方法；實驗法的優點：實驗者帶有特定的目的進行實驗，這比起耐心等待自然觀察要有效、經濟和方便得多實驗者可以控制一切無關變量而只改變一些研究感興趣自變量，

2、因此結論更加嚴謹實驗條件為實驗者的觀察和記錄創造了最好的條件，測量較為精確設定明確的實驗條件可以使別人來重復并檢驗實驗的結果實驗法的缺點：實驗條件控制有過多的人為性實驗干涉程度高對于復雜的行為無法測量不適合大規模探索性研究根據實驗的條件要求嚴格程度分類：自然實驗法：在自然情境下，對實驗情境進行一定控制來對人的心理和行為變化進行研究，結果與真實生活或工作情境比較接近，具有很好的推論性；實驗室實驗：在實驗室條件下，通過精確和嚴格的控制進行研究，結果與真實情況差異較大，推論性較差；（二）心理學實驗中的變量及其控制自變量的種類與控制自變量：在實驗中實驗者所操縱的，對被試的反應產生影響的變量；自變量的分

3、類：作業變量（課題變量）：即各種可以操縱的具有質或量的變化的刺激，如教材、教法、教學手段或教學組織形式等；環境變量，即實驗的環境，如實驗室的照明情況或噪音強度等；被試變量，又稱機體變量，是指在外界條件一致的情況下，被試間不同程度的持續性特征，如年齡、性別、血型、不同文化程度、職業特點、健康狀況等；暫時的被試變量，指通過主試的言語、態度以及用某些方法使被試的機能狀態、特性等產生一時的變化，將這種一時的變化作為引起被試反應的自變量，如疲勞、焦慮等。自變量的控制：（1）對自變量下操作定義（由Bridgeman提出該概念）。指一個心理現象根據測定它的程序下定義就是操作定義；例如，把疲勞定義為，從事某種

4、體力勞動的時間量。（2）確定自變量的各個水平，所謂自變量的水平，指自變量的一個取值；（因素型實驗的自變量一般不超過4個水平；如果考察線性關系，可取3-5個水平，如果函數關系復雜，至少要5個水平）因變量的種類與控制因變量的種類：反應速度；反應速度的差異；反映的正確性；反應標準；主觀指標主要是口語紀錄；因變量的控制：（1）反映控制，目的：是讓被試的反應確實發生在實驗者感興趣的因變量緯度上。其中指導語能夠控制被試的反應，指導語應符合以下要求：內容確定；完全；簡單明確；標準化；（2）選擇恰當的因變量指標：一個恰當的因變量指標應該具有：可靠性，有效性，敏感性； （有效性，客觀性，數量化）（3）避免量程限

5、制：天花板效應與地板效應：反映指標的量程不夠大，造成反應停留在指標量表的最頂端或最底端；額外變量及其控制額外變量的定義：又叫控制變量，是與實驗目的無關，但又對被試的反應有一定影響的變量額外變量的控制方法：（1）排除法：把額外變量從實驗中排除出去（2）恒定法：使額外變量在實驗過程中保持恒定不變（3）匹配法：旨在使實驗組和控制組中的被試屬性相等。使用匹配法的具體做法就是：先就某些與實驗有著高相關的特性對所有被試進行測量；然后根據測得的結果匹配分組讓實驗組和控制組相等。（4）隨機化法：被試隨機地分配到各處理組中去的技術。它的邏輯是：如果總體中的所有成員都有同等機會被抽取到任一處理組，那么可以期望隨機

6、分別形成的各處理組的各種條件和機會均等。（5）統計控制法：事后采用統計技術控制額外變量的方法。（6） 抵消平衡法：ABBA法，拉丁方法；（ 上述各種方法為實驗者提供了控制額外變量的有力手段，但它們各有所長，所有實驗者應分析實驗的具體條件，適當地運用它們。）（三）實驗設計（詳見朱瑩，北大實驗心理學）（四）實驗研究的效度內部效度內部效度：實驗中自變量與因變量之間因果關系的明確程度。內部效度的影響因素：主試因素；被試因素；選擇；測驗；成熟；歷史；被試的亡失；統計回歸；儀器的使用。外部效度外部效度：實驗結果能否普遍推論到樣本總體和其他同類現象中去。即實驗結果的普遍性與適用性；影響外部效度的因素：（1）

7、實驗環境的人為性（2）被試樣本缺乏代表性（3）測量工具的局限性構思效度構想效度：關于關系變量及變量之間關系構想的準確性，以及實驗變量在實驗時的操作定義與推理時的定義的一致性程度。影響構想效度的因素為：理論上構想的代表性不足；構想的代表性過于寬泛；統計結論效度統計結論效度：是指由統計方法適切性所引起的統計結論有效性的程度，它主要反映統計量與總體參數值間的關系。影響統計結論效度的因素：（1）統計檢定力低。（2）所選用的統計方法依據的各種假設條件滿足的程度。（3）多重比較和誤差變異。（4）測量工具的信度。（5）實驗處理執行的信度，即實施實驗時遵守設計要求的程度。（6）實驗環境內，無定形非相關事故的影

8、響。（7）被試者的隨機變異。反應時法（一）反應時概述1）反應時的含義：不是指執行反應的時間，而是指刺激施于有機體之后，到明顯反應開始所需要的時間；反應時實驗的基本原則：準確-速度性權衡；反應時的開端：德國天文學家，貝塞爾提出人差方程：B-A=1.233秒歷史研究：赫爾姆霍茲，成功測定蛙的神經傳導速度為（26m/s），人的神經傳導速度60m/s，將反應時正式引入心理學的是荷蘭心理學家唐德斯（ABC減數法），之后斯騰伯格又提出了加因素法；因此，第一階段：以減數法為核心（ABC時期）第二階段：以加因素法為標志（新時期）反應時的種類A反應時：一個反應僅對應于一個刺激，當一個刺激呈現時，就立即對其做出反

9、應這種反應時間也稱作簡單反應時間B反應時：多個反應，各自對應事先所規定的那個刺激進行反應測得的反應時間包含簡單反應時、辨別時間和選擇時間C反應時：一個反應，僅對應于多個刺激中的那個事先規定好的刺激，對其他刺激的呈現不需反應測得的反應時間包括簡單反應時和辨別反應時（二）反應時的影響因素：分為外部因素與機體因素：其中外部因素分為：刺激方面的因素；環境方面的因素；實驗儀器的因素；刺激方面的因素：（1）刺激呈現的感覺通道的性質，一般而言：觸覺的反應時<聽覺反應時<視覺反應時（2）刺激的物理特性：刺激物的形狀大小，顏色，等屬性都會影響反應時的產長短；（3）刺激的物理特性的復雜程度：刺激物體是

10、平面的還是立體的，是簡單的還是復雜的等等，也會影響到反應時；（4）刺激呈現的位置：在顯示器屏幕的中間還是兩側，是視野中心還是邊緣；（5）有無線索提示，以及線索與刺激的相容性：當有線索存在時可能會加快刺激的反應速度；環境方面的因素：比如噪音的影響，光線，通風情況等都會對反應時造成影響；實驗儀器：實驗儀器的準確性與可靠性也會影響反應時的測量；主觀因素：感覺器官的適應水平；被試的注意和準備狀態；練習效應；被試的動機與態度；年齡因素及個體方面的差異因素；被試的身心狀態，比如藥物，疾病的作用；（三）反應時技術減數法：減數法的原理：減數法的實驗邏輯：如果一個作業包含另一個作業所沒有的某個特定的心理過程，且

11、除此以外兩者在其他方面均相同，那么這兩種反應時的差即為此心理過程所需要的時間；減數法的應用：證明心理旋轉的存在；證明短視記憶的視覺編碼；加因素法：加因素法的前提：人的信息加工過程是系列進行的而不是平行發生的；人的信息加工過程是一系列有先后順序的加工階段組成的。加因素法的實驗邏輯：如果兩個因素有交互作用，那么它們是作用與同一加工階段的，如果兩個因素之間不存在交互作用，即是相互獨立的，那么它們作用于不同的加工階段；加因素法涉及的反應時實驗：斯騰伯格曾借助加因素法揭示了短時記憶信息提取過程的四個獨立加工階段，即刺激編碼階段（測試項目的質量）、順序比較階段（測試項目的數量），決策階段（反映類型）和反應

12、組織階段（反映類型的相對頻率）。 （刺順決反）開窗實驗是由漢密爾頓（Hamilton） 和霍客基（Hockey）提出的；從他們的實驗中可以看出字母轉換作業的三個加工階段：編碼階段（從按鍵看到第一個字母到出聲轉換），轉換階段（出聲轉換所需要的時間）和存儲階段（從前一個字母轉換結束到按鍵看見下一個字母）；反應時的新進展序列反應時：內隱學習的新的研究范式；內隱聯想測驗：是由格林沃爾德（Greenwald）提出的；內隱聯想測驗的各種變式：Go/No-Go測驗： 采用信號檢測論的辨別力指數d為指標；外在情感性西蒙任務： 米爾克和克勞爾（Mierke&Klauer）；心理物理學方法（一）閾限的測量

13、感覺閾限可以分為兩種：一種是絕對閾限：指剛好能引起心理感受的刺激大小；另一種是差別閾限：指剛好能引起差異感受的刺激變化量；操作定義：絕對閾限：有50%的實驗次數能引起反應的刺激值；差別閾限：有50%的實驗次數能引起差別感覺的兩個刺激強度之差；1）極限法又叫最小變化法、序列探索法、最小可覺差法；基本概念：不肯定間距Iu：上限與下限之間的距離；Iu=Lu-Ll主觀相等點PSE：不肯定間距的中點；PSE=（Lu+Ll）/2差別閾限DL：取不肯定間距的一半，或上差別閾限與下差別閾限之和的一半。誤差方面極限法進行實驗時，被試主要產生習慣誤差和期望誤差，還會偶爾產生練習誤差和疲勞誤差這兩種系統誤差。習慣誤

14、差：被試因習慣于由原先的刺激所引起的感覺或感覺狀態，而對新的刺激作了錯誤的判斷；在遞減系列中-使閾限偏低；在遞增系列中-使閾限偏高；期望誤差：被試因過早期望將要來臨的刺激而導致錯誤的判斷；在遞減系列中-使閾限偏高，在遞增系列中-使閾限偏低；采用遞增遞減交替進行的設計能抵消這兩種誤差，并且遞增遞減的系列要保持數量一致。練習誤差：由于實驗的多次重復，被試逐漸熟悉了實驗情景，對實驗產生了興趣和學習效果，導致反應速度加快和準確性逐步提高的一種系統誤差。可能使閾限降低；疲勞誤差：由于實驗多次重復而發展的疲倦或厭煩情緒，導致被試反應速度減慢和準確性逐步降低的一種系統誤差，可能使閾限升高；隨著時間的進展，練

15、習可能使閾限降低，而疲勞可能使閾限升高。為了平衡這兩種誤差，最小變化法的遞增與遞減，采用ABBA法，交替進行；注：分清差別閾限的上限和上差別閾限的區別？差別閾限的上限：在遞減系列中，最后一次“+”到非“+”之間的中點為差別閾限的上限，即Lu；上差別閾限：等于差別閾限的上限減去標準刺激的值：DLu=Lu-St具體測定方法：見實驗心理學P2342）平均差誤法實驗規定以某一刺激為標準刺激，然后要求被試調節另一比較刺激，使后者在感覺上與標準刺激相等。（1）平均差誤法的特點需要被試親自參與，因此能更好地調動被試的實驗積極性只能對可以連續變化的刺激進行測量（2）絕對閾限與差別閾限的測定（見實驗心理學P23

16、8）（3）誤差的控制為了消除空間誤差，標準刺激在刺激的左邊和右邊的次數應各占一半；為了消除動作誤差，被試從大于或小于標準刺激處開始調劑的次數也應各占一半其實也是ABBA法。為了消除時間誤差，采用多層次的ABBA法；（4）計算差別閾限的方法有兩種：把每次調節的結果與標準刺激之差的絕對值平均起來作為差別閾限：把每次調節的結果與主觀相等點之差的絕對值平均起來作為差別閾限，這里的主觀相等點等于各個比較刺激的平均值；3）恒定刺激法恒定刺激法又叫正誤法，次數法，是心理物理學中最準確，應用最廣的方法；（1）絕對閾限的測定直線內插法平均Z分數法最小二乘法（2）差別閾限的測定兩類反應：我們取25%和75%處的刺

17、激的差的一半作為差別閾限，即75%差別閾限。75%差別閾限：詳見朱瑩實驗心理學P75將75%重于標準刺激的量（差別閾限的上限）減去25%重于標準刺激的量，也就是75%輕于標準刺激的量（差別閾限的下限）即得75%絕對差別閾限三類反應：用50%的“+”反應的刺激與50%“-”反應刺激的差的一半作為差別閾限，也就是不肯定間距的一半。例：不肯定間距可以看作是對被試態度的一種測量，一個很自信的人他會很少做相等判斷，結果他的不肯定間距就小原因：很自信的人，他要在完全能確認比較刺激與標準刺激相等時才愿意作出判斷，因此，他作出相等判斷的次數少。另外由于相等次數少，所以在刺激值逐漸增大的情況下，判斷“+”的次數

18、到達50%時的數值就越接近標準刺激；而判斷“”的次數到達50%時的數值也越接近標準刺激，因此兩者之差肯定越小；（二）心理量表法1）量表的類型從心理量表否等距和有無絕對零點來分，將心理量表分為順序量表，等距量表，比例量表；2）感覺比例法（分段法）與數量估計法比例量表示既等距又有絕對零點的量表；分段法：是制做感覺比例量表的一種最直接的方法；數量估計法（使用了史蒂文斯密定律）：也是制作比例量表的一種直接的方法；此法的具體步驟是主試者先呈現一個標準刺激，例如，一個重量，并賦予標準刺激一個主觀值，例如為10，然后讓被試者以這個主觀值為標準，把其他不同強度比較刺激的主觀值，放在這個標準刺激的主觀值的關系中

19、進行判斷，并用數字表示出來。然后計算出每組被試者對每個比較刺激量估計的幾何平均數或中數，再以刺激值為橫坐標，感覺值為縱坐標，即可制成感覺比例量表。3）感覺等距法和差別閾限法等距量表是一種有相等單位但沒有絕對零點的量表；感覺等距法：要制作等距量表，最直接的方法就是感覺等距法；它是通過把一個感覺分成主觀上相等距離來制作。差別閾限法：是制作等距量表的間接方法；差別閾限發認為，每一個最小可覺差在心理上都是相等的，因此可以用最小可覺差作為心里物理量標的燈具單位；隨著心理感受梯級的提高，為了產生下一個最小可覺差，在刺激方面需要的增加量越來越大；4）對偶比較法和等級排列法順序量表（等級量表）是一種較粗略的量

20、表，它既無相等單位又無絕對零點，只是把事物按某種標準排出一個次序。等級排列法：是一種制作順序量表的直接方法；把許多刺激同時呈現，讓許多被試者按照一定標準，把這些刺激排成一個順序，然后把許多人對同一刺激評定的等級加以平均；對偶比較法：對偶比較法（或配對比較法）是把所有要比較的刺激配成對，然后一對對地呈現，讓被試者對于刺激的某一特性進行比較，并做出判斷：這種特性的兩個刺激中哪一個更為明顯，假如以n代表刺激的總數，所以配成對的個數是n（n-1）/2。注意使用ABBA法加以平衡順序誤差；（三）信號檢測論1）信號檢測輪的由來2）信號檢測論的基本原理在信號檢測實驗中，被試者對有無信號出現的判定，可以有四種

21、結果：擊中：當信號出現時（SN），被試報告為“有”，以y/SN表示。我們把這個判定的概率稱為擊中的條件概率，以P（Y/SN）表示。虛報：當只有噪音出現時（N），被試報告“有”，以y/N表示。我們把這個判定的概率稱為虛驚條件概率，以P（Y/N）表示。漏報：當有信號出現時，被試報告為“無”，以n/SN表示。把這種判定概率稱為漏報條件概率，以P（n/SN）表示。正確拒絕：當無信號而只有噪音出現時，被試報告為“無”，以n/N表示。我們把這個判定的條件概率稱為正確拒斥的條件概率，以P（n/N）來表示。從統計學的觀點來講，信號檢測就是要檢驗兩個統計假設H0（無信號）和H1（有信號）的真偽。在獲得多次測試得

22、到對信號的印象之后，被試的頭腦中將產生兩種分布，一個噪音的，一個是有噪音背景的信號。有一些感覺印象模糊，即可能是噪音也可能是信號，于是兩個分布中間有重疊。兩個分布的距離取決于信號的清晰程度和被試感覺的靈敏性。這時，一個判斷標準必須劃定，從而指導被試決定什么樣的刺激就可以被判斷為有，而其他的不可：圖中黑色部分為虛報，也叫錯誤；斑點部分為漏報，也叫錯誤；淺灰色部分為正確否定；深灰色部分位擊中；圖中d' 表示感覺過程，表示決策過程，并且我們可以看出如下關系：統計決策需要的兩個基本假設以及兩個相等的有重疊的正態分布都滿足，于是統計原理能成為信號檢測論的數學基礎。（2）最優決策原則出擊中率+漏報率=100%虛報率+正確否定率=100%判斷標準的確定是按照最優原則進行的，也就是讓期望值最高，使收益值最大，因此最優決策標準實際就是按照最大期望值標準確定的。人類被試在確定判斷標準時實際受三個因素影響：信號和噪音之先驗概率大小判定結果的獎懲多少 =