1、心理实验设计与分析心理实验设计与分析第一章第一章 绪论绪论n第一节第一节 实验设计概要实验设计概要一、实验及其特征一、实验及其特征1、定义、定义-一种在控制条件下的有计划的观察一种在控制条件下的有计划的观察2、特征、特征主动性主动性（实验的）（实验的）可验证性可验证性（过程的）（过程的）可信性可信性（结果的）（结果的）第一章第一章 绪论绪论n第一节第一节 实验设计概要实验设计概要3、实验分类、实验分类从研究目的上从研究目的上从变量控制上从变量控制上探索性实验探索性实验鉴定性实验鉴定性实验验证性实验验证性实验真实验真实验准实验准实验第一章第一章 绪论绪论n第一节第一节 实验设计概要实验设计概要4
2、、心理实验及其特点、心理实验及其特点定义定义-采用自然科学方法研究心理现象的实验采用自然科学方法研究心理现象的实验特点特点对象复杂，研究难度大对象复杂，研究难度大需要使用需要使用“指导语指导语”被试的代表性（抽样）被试的代表性（抽样）第一章第一章 绪论绪论n第一节第一节 实验设计概要实验设计概要5、实验设计及其内容、实验设计及其内容定义定义-实验者研究之前制订的有关实验进程的计划和策略实验者研究之前制订的有关实验进程的计划和策略心理实验设计的主要内容心理实验设计的主要内容研究问题和目的的确立研究问题和目的的确立选择变量与操作方法选择变量与操作方法实验变量及其呈现方式实验变量及其呈现方式反应变量
3、及其测量方式反应变量及其测量方式无关变量及其控制方式无关变量及其控制方式实验对象的数量及其取样方法实验对象的数量及其取样方法规划实验程序及结果的推广应用规划实验程序及结果的推广应用第一章第一章 绪论绪论n第二节第二节 实验设计简史实验设计简史1 1、R.A.Fisher的田间实验的田间实验(fields experiment)2 2、世界上、世界上第一部专著第一部专著-实验设计实验设计(Fisher,1935)3 3、E.F.Lindquist和和P.O.Johnson的的研究中的统计方法研究中的统计方法4 4、发展趋势发展趋势-生态化运动；系列化设计（综合与整体），精细化测量生态化运动；系列
4、化设计（综合与整体），精细化测量第一章第一章 绪论绪论n第三节第三节 实验设计的作用实验设计的作用1、作用、作用是进行科学实验的关键环节是进行科学实验的关键环节是正确进行统计分析的前提是正确进行统计分析的前提有利于科学的研究与管理有利于科学的研究与管理避免科研中出现一些常见错误和问题避免科研中出现一些常见错误和问题2、学习要求、学习要求第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第一节第一节 实验设计过程简介实验设计过程简介一、概要一、概要什么是问题？什么是问题？获得问题的途径（四种）获得问题的途径（四种）表述作为研究的问题（表述作为研究的问题（H过程）过程）1、问题的提出、问题的提出
5、第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n2 2、实验研究的假说、实验研究的假说n（1）假说的作用）假说的作用为实验创新提供雏形为实验创新提供雏形为实验设计提供方向为实验设计提供方向为科研发展提供焦点为科研发展提供焦点（2）假说的特性）假说的特性来源的科学性来源的科学性说明的假定性说明的假定性预见的可验性预见的可验性发展的螺旋性发展的螺旋性（3）假说形成的基本方法）假说形成的基本方法比较分类法比较分类法分析综合法分析综合法归纳演绎法归纳演绎法第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第一节第一节 实验设计过程简介实验设计过程简介3、因素和水平的确定、因素和水平的确定4、反应
6、指标的选择、反应指标的选择因子类型（两种）因子类型（两种）因子状态（水平）因子状态（水平）水平组合（处理）水平组合（处理）一、概要一、概要5、实验设计的选定与执行、实验设计的选定与执行第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第一节第一节 实验设计过程简介实验设计过程简介二、实验设计的基本原则二、实验设计的基本原则三、实验对象的选取三、实验对象的选取统计学原则统计学原则各自作用各自作用原则：原则：从实际出发，量力而行从实际出发，量力而行条件：条件：对被试因素敏感；有较稳定的反应性对被试因素敏感；有较稳定的反应性方法（抽样）方法（抽样）第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题
7、n第二节第二节 实验变量实验变量一、变量概述一、变量概述1、变量定义、变量定义2、变量的主要类型、变量的主要类型自变量与因变量自变量与因变量调节变量调节变量控制变量控制变量中间变量中间变量第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第二节第二节 实验变量实验变量一、变量概述一、变量概述3、变量之间的关系、变量之间的关系原原 因因中中 介介结结 果果自自 变变 量量调节变量调节变量控制变量控制变量中间变量中间变量因因 变变 量量4、变量选择的原则、变量选择的原则（三个）（三个）第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第二节第二节 实验变量实验变量二、操作定义二、操作定义 1、
8、由来（、由来（Bridgman于于1972年提出）年提出）2、定义（心理学意义上的）、定义（心理学意义上的）3、构造定义的必要性与作用、构造定义的必要性与作用4、操作定义的特征、操作定义的特征（可测性和独特性）（可测性和独特性）5、构造操作定义的方法、构造操作定义的方法（三种）（三种）第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第三节第三节 变量的操作与控制变量的操作与控制一、自变量的操作一、自变量的操作1、自变量的主要类型、自变量的主要类型2、操作中的注意事项、操作中的注意事项二、因变量的控制二、因变量的控制1、好因变量的标准、好因变量的标准2、主要控制手段、主要控制手段（指导语）（
9、指导语）第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第三节第三节 变量的操作与控制变量的操作与控制三、无关变量的控制三、无关变量的控制1、定义及来源、定义及来源2、控制的意义、控制的意义3、常见的控制方法、常见的控制方法4、几种特殊的心理效应、几种特殊的心理效应5、教育实验中的控制技术、教育实验中的控制技术（控制组）（控制组）第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第四节第四节 信度与效度信度与效度一、信度一、信度1、定义、定义2、方法与标准、方法与标准二、效度二、效度1、定义、定义2、分类、分类3、影响因素、影响因素（稳定性）（稳定性）内在效度内在效度外在效度外在效度总体
10、效度总体效度生态效度生态效度第二章第二章 实验设计的基本问题实验设计的基本问题n第四节第四节 信度与效度信度与效度二、效度二、效度3、影响因素、影响因素（Campbell,D.T.&Stanley,J.C.)内在效度内在效度偶然事件偶然事件成熟程度成熟程度前测作用前测作用测量手段测量手段统计回归统计回归被试的选择差异被试的选择差异被试缺失被试缺失取样取样成熟交互作用成熟交互作用外在效度外在效度测验的交互作用测验的交互作用抽样偏差和实验处理的交互作用抽样偏差和实验处理的交互作用多重处理干扰多重处理干扰实验安排的副效应实验安排的副效应第三章第三章 简单实验设计与分析简单实验设计与分析n第一节第一节
11、 前实验设计前实验设计一、前实验设计的含义一、前实验设计的含义二、几种常见模式二、几种常见模式1.单组前后测单组前后测(或后测或后测)设计设计2.不等组后测设计不等组后测设计第三章第三章 简单实验设计与分析简单实验设计与分析n第二节第二节 准实验设计准实验设计一、准实验设计的含义一、准实验设计的含义二、几种常见模式二、几种常见模式1.不等组前后测设计不等组前后测设计2.单组时间序列设计单组时间序列设计第三章第三章 简单实验设计与分析简单实验设计与分析n第三节第三节 简单真实验设计简单真实验设计一、真实验设计的含义一、真实验设计的含义二、几种常见模式二、几种常见模式1.等组前后测等组前后测(或后
12、测或后测)设计设计2.轮组先后处理设计轮组先后处理设计第四章第四章 完全随机实验设计与分析完全随机实验设计与分析第一节第一节 完全随机实验设计完全随机实验设计一一.含义含义:用随机的方法确定处理的用随机的方法确定处理的重复次数和处理的实验序号的一种重复次数和处理的实验序号的一种实验设计实验设计二二.方法方法:随机数法随机数法三三.数据分析方法数据分析方法:one-way&N-K法法四四.注意事项注意事项第四章第四章 完全随机实验设计与分析完全随机实验设计与分析n第二节第二节 方差可加性与齐性检验方差可加性与齐性检验一一.方差可加性检验方差可加性检验1.意义意义2.方法方法二二.方差齐性检验方差
13、齐性检验1.意义意义2.方法方法:哈特莱方法哈特莱方法第四章第四章 完全随机实验设计与分析完全随机实验设计与分析n第三节第三节 数据转换数据转换 一一.对数转换：对数转换：X=10X二二.倒数转换倒数转换:X=1/X三三.平方根转换平方根转换:X=X四四.反正弦函数转换反正弦函数转换:X=arcsinp第五章第五章 随机区组设计与分析随机区组设计与分析一一.问题的提出问题的提出二二.什么是随机区组设计什么是随机区组设计1.含义含义2.特点特点三三.样本含量估计与分配样本含量估计与分配四四.注意事项注意事项五五.与完全随机设计的比较与完全随机设计的比较第六章第六章 不完全区组设计与分析不完全区组
14、设计与分析n第一节第一节 不完全区组设计的概念不完全区组设计的概念一、问题的提出一、问题的提出二、不完全区组设计的含义二、不完全区组设计的含义三、不完全区组设计的种类三、不完全区组设计的种类1、平衡不完全区组设计（、平衡不完全区组设计（BIBD）2、对称不完全区组设计（、对称不完全区组设计（SBIBD）3、部分平衡不完全区组设计（、部分平衡不完全区组设计（PBIBD）第六章第六章 不完全区组设计与分析不完全区组设计与分析n第二节第二节 平衡不完全区组设计与分析平衡不完全区组设计与分析一、一、BIBD设计的方法设计的方法二、二、BIBD设计的工具设计的工具三、应用范围三、应用范围四、注意事项四、
15、注意事项均衡不完全区组设计的参数表（均衡不完全区组设计的参数表（n6）设计号设计号KmnbE142361672 3342803524101624 36103835 4453946625151607 34102808 410156909 556496设计方案设计方案3 nK=5（处理数）（处理数）,m=2（被试数）（被试数）,n=4（处理重复数）（处理重复数）,b=10（区组数）（区组数）,=1 重复重复重复重复重复重复重复重复12132324343545415152具体实验安排如下具体实验安排如下n2个被试，个被试，10个区组，每个处理重复个区组，每个处理重复4次，次，同类处理同类处理只出现只
16、出现1次次区区组组12345678910被被试试1处处理理1处处理理1处处理理2处处理理2处处理理3处处理理3处处理理4处处理理4处处理理5处处理理5被被试试2处处理理2处处理理3处处理理3处处理理4处处理理4处处理理5处处理理5处处理理1处处理理1处处理理2 第七章第七章 拉丁方设计与分析拉丁方设计与分析n一、含义与特点一、含义与特点n二、因素的安排二、因素的安排n三、选用拉丁方的方法三、选用拉丁方的方法n四、应用范围四、应用范围n五、注意事项五、注意事项n六、与随机区组设计的比较六、与随机区组设计的比较3因素因素6处理的拉丁方举例处理的拉丁方举例（6种频率、种频率、6个部位、个部位、6只动
17、物）只动物）心室心室部位部位不同动物不同动物合合 计计1A111B95E114F92D60C1255972B117C89F85A118E59D985663C100D86A124B98F61E1205894D90E84B128C100A78F1025825E83F80C124D100B63A1315816F58A97D106E76C71B129537合计合计5595316815843927053452第八章第八章 析因设计与分析析因设计与分析n一一.含义与特点含义与特点n二二.常见模式常见模式n三三.主效应与交互效应主效应与交互效应n四四.分析分析GLM方法方法n五五.注意事项注意事项第九章第九
18、章 正交设计与分析正交设计与分析n一、含义与特点一、含义与特点n二、正交设计的工具二、正交设计的工具1、正交表、正交表2、交互表、交互表n三、表头设计三、表头设计1、确定列数、确定列数2、确定水平数、确定水平数3、选定正交表、选定正交表4、表头安排、表头安排5、检查并实施、检查并实施n四、结果分析四、结果分析n五、注意事项五、注意事项L8（27）的正交）的正交表表 试试验验号号列列 号号12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112L8（27）的交互表）的交互表列列号号列列 号号12345671（1
19、）3254762（2）167453 （3）76544 （4）1235 （5）326 （6）1 第十章第十章 均匀设计与分析均匀设计与分析n一、含义一、含义n二、特点二、特点n三、应用范围三、应用范围n四、设计表和使用表四、设计表和使用表n五、设计步骤五、设计步骤n六、资料分析：六、资料分析：回归分析法回归分析法n七、注意事项七、注意事项U9（96）设计表）设计表列数列数123456112457822481573363636448721555127846636363775184288754219999999U9（95）使用表）使用表 因素个数因素个数S列列 号号偏差值偏差值D21 30.1944
20、31 3 40.310241 2 3 50.4066具体设计步骤具体设计步骤n（1）给定实验数）给定实验数n，寻找比，寻找比n小的整数小的整数h，且，且使使n和和h的最大公约数为的最大公约数为1。n（2）均匀设计表的第）均匀设计表的第j列为：列为：uij=ihjmod n；uij+1,j=uij+hj（-n）nEx：当当n=9时，符合条件时，符合条件的的h有有1，2，4，5，7，8；所以；所以U9最多只可能有最多只可能有6列。列。又如，又如，当当h3=4时，用公式可生成该列的其它数值时，用公式可生成该列的其它数值(具体见具体见U9表表)。第十一章第十一章 嵌套设计与裂区设计嵌套设计与裂区设计n
21、一、嵌套设计一、嵌套设计n二、裂区设计二、裂区设计1、含义与前提、含义与前提2、应用范围与模式、应用范围与模式3、方差分析、方差分析4、与其他设计的比较、与其他设计的比较1、含义、含义2、应用范围与安排、应用范围与安排3、方差分析、方差分析两层次分组设计模式两层次分组设计模式n N总体总体n n Ne样本样本n n Rn n 按按A因素分组因素分组 Pn n 按按B因素分组因素分组 1 2.q 1 2.q 1 2.q层次分组设计举例层次分组设计举例 性别性别年龄年龄原始数据原始数据小组合计小组合计大组合计大组合计共计共计男男18100,74,112,138,1083150 9430 18995
22、 4086,110,140,90,.1263220 60112,88,128,96,.943060女女1598,78,82,100,883125 9565 4588,108,140,88,.1163260 60108,92,126,94,.1303180 x2=2020940裂区设计举例裂区设计举例 方法方法A1A2A3浓度浓度B1B2B3B4B1B2B3B4B1B2B3B4303537363441384229263336283240413136424031303240313741403540394422343945小计小计891041181171001171191269290104121合计合计428462407
