1、第三章第三章 实验设计方法实验设计方法一、组间设计二、组内设计三、混合设计四、单组后测设计五、单组前测后测设计六、固定组比较设计七、事后回溯设计八、中断时间序列设计九、质的评鉴及研究真实验设计前实验设计准实验设计一、组间设计（一、组间设计（1）（Independent Group Designs）定义：就是把数目相同的被试分配到自定义：就是把数目相同的被试分配到自变量的不同水平或不同的自变量上变量的不同水平或不同的自变量上 优点：一种自变量（或实验条件）不会优点：一种自变量（或实验条件）不会影响另一种自变量，因为每个被试只对影响另一种自变量，因为每个被试只对一种自变量做反应。一种自变量做反应。
2、一、组间设计（一、组间设计（2）（Independent Group Designs）缺点：分配到各实验条件下的被试可能分配到各实验条件下的被试可能在各方面不是等同的，如果是这样，那在各方面不是等同的，如果是这样，那不同实验条件造成的差异也可能是由于不同实验条件造成的差异也可能是由于被试的差别引起的。被试的差别引起的。克服方法：随机组设计（random groups design）匹配组设计（matched groups design）随机组设计（随机组设计（1）（random groups design）The most common type of independent groups d
3、esign in which individuals are randomly selected or randomly assigned to each group such that groups are considered comparable at the start of the experiment.随机组设计的逻辑是：如果两个组除了自变量随机组设计的逻辑是：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。变量上的差异则主要是由不同的自变量造成的。随机组设计（随机组设计（2）（rando
4、m groups design）随机分配（随机分配（random selection）随机选择（随机选择（random assignment）随机组设计（随机组设计（3）（random groups design）Loftus and Burns(1982)实验目的：考察暴力场面对人的记忆的影响。实验目的：考察暴力场面对人的记忆的影响。被试：被试：226名名University of Washington的自愿参加者；的自愿参加者；随机分配到以下两组。随机分配到以下两组。组一：看带有暴力场面的电影组一：看带有暴力场面的电影 组二：看非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
5、组被试回答看完电影之后，要求两组被试回答25道关于电影中事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。露天停车场踢球的男孩穿的足球衫上的号码是多少。因变量是正确回忆出男孩运动衫号码的人数的百分数。因变量是正确回忆出男孩运动衫号码的人数的百分数。结果：组一，结果：组一，4%；组二，；组二，28%。匹配组设计（匹配组设计（1）（matched groups design）匹配被试就是对全部被试进匹配被试就是对全部被试进行预备测验，测验的性质及行预备测验，测验的性质及正式实验的性质是类似的，正
6、式实验的性质是类似的，或者说是相关的，然后按测或者说是相关的，然后按测验成绩均匀地形成组。验成绩均匀地形成组。匹配组设计（匹配组设计（2）（matched groups design）三种理想的匹配方式：三种理想的匹配方式：相同任务：如血压；根据血压进行分组；相同任务：如血压；根据血压进行分组；类似任务：如问题解决类似任务：如问题解决不同种类问题解决；不同种类问题解决；相关任务：如智力测验相关任务：如智力测验问题解决。问题解决。需要特征需要特征（demand characteristics）是指在心理学研究中，被试通过一些线是指在心理学研究中，被试通过一些线索或信息洞悉他们在实验中应该表现出索
7、或信息洞悉他们在实验中应该表现出来的行为。来的行为。安慰剂控制（安慰剂控制（placebo effect）在实验中是指一种看起来象药物或其他在实验中是指一种看起来象药物或其他速效物质，实际上是一种无效或非活动速效物质，实际上是一种无效或非活动性的物质。性的物质。Placebo effect:the improvement often shown in drug effectiveness studies when patients believe they have received a drug,although they have actually received an inert su
8、bstance.实验者效应实验者效应（experimenter effects）由于主试有意或无意影响而造成的实验由于主试有意或无意影响而造成的实验偏差称为实验者效应。偏差称为实验者效应。罗森塔尔效应罗森塔尔效应双盲实验双盲实验（double-blind experiments）被试和观察者都不了解各个实验组接受被试和观察者都不了解各个实验组接受的实验条件。的实验条件。如何控制需要特征和实验者效应如何控制需要特征和实验者效应 需要特征和实验者效应一般是无法消除需要特征和实验者效应一般是无法消除的，但是可以通过一些研究方法大大地的，但是可以通过一些研究方法大大地减小它们的作用。减小它们的作用。安
9、慰剂控制方法，在实验中是指一种看起来安慰剂控制方法，在实验中是指一种看起来象药物或其他速效物质，实际上是一种无效象药物或其他速效物质，实际上是一种无效或非活动性的物质。或非活动性的物质。双盲实验，即被试和观察者都不了解各个实双盲实验，即被试和观察者都不了解各个实验组接受的实验条件。验组接受的实验条件。二、组内设计二、组内设计（Within group,Within-subjects design,Repeated-measures design）又称为被试内设计，就是使每个被试轮又称为被试内设计，就是使每个被试轮流分配到自变量的不同水平或不同的自流分配到自变量的不同水平或不同的自变量上。有时又
10、称为重复测量设计。变量上。有时又称为重复测量设计。选择组内设计的原因（优点）选择组内设计的原因（优点）组内设计需要的被试较少。组内设计需要的被试较少。组内设计方便、有效。组内设计方便、有效。组内设计比组间设计更敏感。组内设计比组间设计更敏感。心理学的某些领域需要使用组内设计，即组内设心理学的某些领域需要使用组内设计，即组内设计用于研究练习的阶段性最为理想。计用于研究练习的阶段性最为理想。组内设计消除了被试的个别差异对实验的影响。组内设计消除了被试的个别差异对实验的影响。相同的自变量在组内设计和组间设计中造成的因相同的自变量在组内设计和组间设计中造成的因变量的效果是不同的。变量的效果是不同的。组
11、内设计的缺点组内设计的缺点 缺点：缺点：一种实验条件下的操作将会影响另一种实验条一种实验条件下的操作将会影响另一种实验条件下的操作，也就是实验顺序造成了麻烦。件下的操作，也就是实验顺序造成了麻烦。此方法不能用来研究某些被试特点自变量之间此方法不能用来研究某些被试特点自变量之间的差异。的差异。如果实验中每一种实验条件需要较长时间的恢如果实验中每一种实验条件需要较长时间的恢复期，则不宜使用组内设计。复期，则不宜使用组内设计。当自变量的不同水平代表一种连续事件的延续当自变量的不同水平代表一种连续事件的延续结果时，不宜使用组内设计。结果时，不宜使用组内设计。克服方法克服方法 克服方法：克服方法：完全的
12、组内设计（完全的组内设计（complete within-subjects design）随机区组设计（随机区组设计（block randomization）ABBA平衡法（平衡法（ABBA counterbalancing）不完全的组内设（不完全的组内设（incomplete within-subjects design）所有可能的顺序（所有可能的顺序（all possible orders）选择的顺序（选择的顺序（selected orders）拉丁方设计（拉丁方设计（Latin Square）随机开始的循环排列随机开始的循环排列 （Random starting order with r
13、otation）完全组内设计（完全组内设计（1）（complete within-subjects design）就是把所有可能的顺序都排出来进行实就是把所有可能的顺序都排出来进行实验，以抵消练习或疲劳作用的影响。验，以抵消练习或疲劳作用的影响。完全组内设计（完全组内设计（2）（complete within-subjects design）随机区组设计 是随机组设计中最常见的实验设计方法，实验中包含多个区组（block），每一个区组中实验条件的顺序是随机排列的。ABBA平衡法 指每一种实验条件都以正反两种顺序呈现给被试。随机区组设计（Block Randomization）举例(1)Sack
14、heim，Gur和和Saucy（1978）使用组内设计研究人的两侧面孔在情绪）使用组内设计研究人的两侧面孔在情绪表达强度上的差异。早期的研究者发现，被试能够准确地区分呈现给他表达强度上的差异。早期的研究者发现，被试能够准确地区分呈现给他们的人类的们的人类的6种基本情绪（快乐、惊奇、恐惧、悲伤、愤怒、和厌恶）的种基本情绪（快乐、惊奇、恐惧、悲伤、愤怒、和厌恶）的照片。照片。Sackheim和他的合作者利用一个人的一侧面孔和其镜像重新构成和他的合作者利用一个人的一侧面孔和其镜像重新构成一张完整的面孔的照片。上图为三种实验材料。一张完整的面孔的照片。上图为三种实验材料。随机区组设计（Block Ra
15、ndomization）举例(2)给被试呈现如图所示的照片制成的幻灯片，要求被试给被试呈现如图所示的照片制成的幻灯片，要求被试利用利用7点量表评价每一张幻灯片的情绪的强度。每次呈点量表评价每一张幻灯片的情绪的强度。每次呈现一张幻灯片，每张呈现现一张幻灯片，每张呈现10秒钟，然后给被试秒钟，然后给被试35秒钟秒钟进行评定。实验中的自变量为照片的形式（左侧构成，进行评定。实验中的自变量为照片的形式（左侧构成，原始照片，和右侧构成），每位被试评价原始照片，和右侧构成），每位被试评价54张幻灯片：张幻灯片：18张左侧构成照片，张左侧构成照片，18张原始照片和张原始照片和18张右侧构成照张右侧构成照片。
16、片。随机区组设计（Block Randomization）举例(3)TrialCond.TrialCond.TrialCond.TrialCond.TrialCond.TrialCond.1O10L19R28O37L46R2L11O20O29L38R47L3R12R21L30R39O48O4R13O22L31R40O49O5O14L23R32L41R50R6L15R24O33O42L51L7R16R25R34O43R52R8O17L26L35R44O53O9L18O27O36L45L54L随机区组设计（Block Randomization）举例(4)问题是，两种重新构成的照片在表现出的厌恶问
17、题是，两种重新构成的照片在表现出的厌恶程度上是否相同。在本实验中，被试对左侧构程度上是否相同。在本实验中，被试对左侧构成照片的厌恶强度评价明显高于对右侧构成照成照片的厌恶强度评价明显高于对右侧构成照片的厌恶强度评价。片的厌恶强度评价。Sackheim等人用大脑半球等人用大脑半球的分化解释以上实验结果。通常，左半球控制的分化解释以上实验结果。通常，左半球控制身体的右侧，而右半球控制身体的左侧。因此，身体的右侧，而右半球控制身体的左侧。因此，左侧构成照片反映的是右半球的控制，而右侧左侧构成照片反映的是右半球的控制，而右侧构成照片反映的是左半球的控制。对左侧构成构成照片反映的是左半球的控制。对左侧构
18、成照片情绪强度评价较高表明右半球在情绪的表照片情绪强度评价较高表明右半球在情绪的表达方面更为重要。达方面更为重要。ABBA平衡法（ABBA Counterbalancing）(1)Trial 1Trial 2Trial 3Trial 4Trial 5Trial 6ConditionLeftOriginalRightRightOriginalLeftPractice effect(linear)+0+1+2+3+4+5Practice effect(nonlinear)0+6+6+6+6+6ABBA平衡法（ABBA Counterbalancing）(2)联系效果的线性增长；联系效果的线性增长；
19、预期作用（预期作用（anticipation effects）不完全的组内设计（incomplete within-subjects design）A type of within-subjects design in which each condition is administered to each subject only once and the order of administering the conditions is varied across subjects such that practice effects are neutralized by combining
20、 the results for all subjects.所有可能的顺序（all possible orders）实 验 顺 序实 验 顺 序1st2d3d4th1st2d3d4th123431241243314213243214134232411423341214323421213441232143413223144213234142312413431224314321拉丁方设计和随机开始的循环排列拉丁方设计和随机开始的循环排列Latin SquareRandom starting order rotationOrdinal positionOrdinal position1st2d3d4
21、th1st2d3d4th12341234241323414321341231424123三、混合设计（Mixed Design）混合设计是指在一个研究中有些自变量按组内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。一般设计安排，有些自变量按组间设计安排。一般说来，如果一种自变量很可能会影响另一种自说来，如果一种自变量很可能会影响另一种自变量，那么对这些自变量按组间设计安排，其变量，那么对这些自变量按组间设计安排，其余的自变量按组内设计安排。余的自变量按组内设计安排。心理学研究领域中的大多数研究都不仅涉及一心理学研究领域中的大多数研究都不仅涉及一个自变量，而是多个自
22、变量共同作用的结果。个自变量，而是多个自变量共同作用的结果。三、混合设计（Mixed Design）举例Johnson，Petzel，Hartney和和Morgan（1983）用混合设计的方法比较抑）用混合设计的方法比较抑郁者和非抑郁者的记忆成绩。他们假设，抑郁者比非抑郁者对于未完成郁者和非抑郁者的记忆成绩。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。实验中，要求抑郁组和非抑郁组完成的记忆任务的记忆效果更好。实验中，要求抑郁组和非抑郁组完成20项项记忆任务，其中，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，项记忆任务在完成之前被打断。在全部任务完成后，要
23、求被试回忆记忆任务的名称或尽可能多地描述记忆任务。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。被试变量是组间设计（被试变量是组间设计（depressed&nondepressed），任务类型是组内设），任务类型是组内设计（计（completed&uncompleted）。）。Type of taskType of subjectCompletedUncompletedDepressedNondepressed四、单组后测设计四、单组后测设计 在单组后测设计中，只有一个实验组，对实验在单组后测设计中，只有一个实验组，对实验组只给予一次实验处理，然后通过测量得到一组只给予一次实验处理，然后
24、通过测量得到一个后测成绩。个后测成绩。设计的基本模式：设计的基本模式：X O X是研究者操纵或某种未知因素（研究者经过是研究者操纵或某种未知因素（研究者经过分析而推断的自变量）的处理，分析而推断的自变量）的处理，O是研究者操是研究者操纵自变量引出的结果（后测成绩）或研究者观纵自变量引出的结果（后测成绩）或研究者观察到的结果。察到的结果。五、单组前测后测设计五、单组前测后测设计 单组前测后测设计是对单组后测设计的一种改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，但还是只进，它增加了在实验处理前的测验，但还是只有一个实验组。有一个实验组。设计的基本模式：设计的基本模式：
25、O1 X O2 O1表示在接受处理表示在接受处理X以前对被试进行前测，取以前对被试进行前测，取得一项作为基线的观测值，得一项作为基线的观测值，X表示引入的实验表示引入的实验处理，处理，O2表示处理表示处理X后的测验。后的测验。六、固定组比较设计六、固定组比较设计 固定组比较设计又称静态组或整组比较设计。固定组比较设计又称静态组或整组比较设计。采用实验组和控制组两组被试，但因这两组被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，故它不能使用随试在实验处理前就已经形成，故它不能使用随机化原则选择被试。机化原则选择被试。基本设计模式：基本设计模式：X O1 O2 O1为实验组接受
26、实验处理后的反应效果；为实验组接受实验处理后的反应效果；O2为为不接受实验处理的控制组的反应效果。不接受实验处理的控制组的反应效果。七、事后回溯设计七、事后回溯设计 事后回溯设计是指所研究的对象是已发生过的事件。事后回溯设计是指所研究的对象是已发生过的事件。在研究过程中，研究者不需要设计实验处理或操纵自在研究过程中，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及某种结果或因变量联系起来然发生的处理或自变量及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。加以分析，以便从中发现某
27、种可能的简单关系。基本设计模式：基本设计模式：X O X是自变量或实验处理，是研究者不能操纵或改变的；是自变量或实验处理，是研究者不能操纵或改变的；O是研究者观察到的结果。是研究者观察到的结果。事后回溯设计主要包括两种类型事后回溯设计主要包括两种类型 相关研究设计相关研究设计 准则组设计准则组设计八、中断时间序列设计八、中断时间序列设计（interrupted time-series designs）时间序列设计（时间序列设计（time-series design），基本上是借），基本上是借助多次重复测量的一种前测后测设计，这种设计的助多次重复测量的一种前测后测设计，这种设计的实质是对某个被试
28、组或被试个体进行周期性的测量实质是对某个被试组或被试个体进行周期性的测量过程，建立反应的基线模式，并在这一时间系列的过程，建立反应的基线模式，并在这一时间系列的测量过程中引进实验处理，随后用实施处理后在时测量过程中引进实验处理，随后用实施处理后在时间系列的观察中所得分数的不连续性，来表示实验间系列的观察中所得分数的不连续性，来表示实验处理结果。处理结果。如果接受处理后的反应模式不同于基线模式，表示如果接受处理后的反应模式不同于基线模式，表示原先的反应模式的连续性受到中断，便可推断这种原先的反应模式的连续性受到中断，便可推断这种变化可能是由于自变量的作用所产生的。变化可能是由于自变量的作用所产生
29、的。（一）简单中断时间序列设计（一）简单中断时间序列设计（simple interrupted time-series design）简单中断时间序列设计是最基本的时间序列设计，基简单中断时间序列设计是最基本的时间序列设计，基本上是一种单组前测后测设计。本上是一种单组前测后测设计。它及其他种类前测后测设计的主要区别是没有比较组，它及其他种类前测后测设计的主要区别是没有比较组，并且不是仅有一次前测和后测，而是对一个实验组或并且不是仅有一次前测和后测，而是对一个实验组或一个被试进行周期性的一系列前测和后测。一个被试进行周期性的一系列前测和后测。至于进行多少次前测和后测，要根据实验研究的需要至于进行
30、多少次前测和后测，要根据实验研究的需要而设计。而设计。设计模式设计模式：O1O2O3O4O5XO6O7O8O9O10（一）简单中断时间序列设计（举例）（一）简单中断时间序列设计（举例）（simple interrupted time-series design）英国工业疲劳研究组英国工业疲劳研究组 如果工作时间从每天如果工作时间从每天的的10小时缩短到小时缩短到8小小时，生产率会出现什时，生产率会出现什么样的变化。么样的变化。研究者以每小时的平研究者以每小时的平均产量作为因变量指均产量作为因变量指标标。可能存在的问题可能存在的问题可能不管工作时间是否缩短，都会出现生产率提高可能不管工作时间是否
31、缩短，都会出现生产率提高的现象。如上图所示，在实验处理（工作时间缩短）的现象。如上图所示，在实验处理（工作时间缩短）之前，已经出现了向上倾斜的趋势，这种趋势不管之前，已经出现了向上倾斜的趋势，这种趋势不管有没有处理的作用都会持续。有没有处理的作用都会持续。除了每天工作时间长短的变化外，可能还有其他变除了每天工作时间长短的变化外，可能还有其他变量影响到每小时的平均生产量。量影响到每小时的平均生产量。数据的效度有限。由于对研究项目的特殊兴趣，很数据的效度有限。由于对研究项目的特殊兴趣，很可能在接受处理后，对生产效率的记录更为准确。可能在接受处理后，对生产效率的记录更为准确。很可能产生很可能产生“霍
32、桑效应霍桑效应”（Hawthorne effect）。）。（二）复合中断时间序列设计（二）复合中断时间序列设计 复合中断时间序列设计，基本上是简单中断时复合中断时间序列设计，基本上是简单中断时间序列设计的延伸，在研究设计过程中，增加间序列设计的延伸，在研究设计过程中，增加一个没有接受过实验处理的比较组，以提高中一个没有接受过实验处理的比较组，以提高中断时间序列设计的功能。断时间序列设计的功能。复合中断时间序列设计的模式如下：复合中断时间序列设计的模式如下：O1O2O3O4O5XO6O7O8O9O10O1O2O3O4O5O6O7O8O9O10（三）时间中断序列设计存在的问题（三）时间中断序列设计
33、存在的问题 库克和坎贝尔（库克和坎贝尔（Cook&Campbell，1979）提出中断时间序列设计的缺点：提出中断时间序列设计的缺点：许多处理并不是迅速实施的，它们逐渐散播许多处理并不是迅速实施的，它们逐渐散播到总体中。因此，处理后的因变量的任何变到总体中。因此，处理后的因变量的任何变化可能缓慢得使人观察不到；化可能缓慢得使人观察不到；许多作用并非是即时产生的，而是延滞性的，许多作用并非是即时产生的，而是延滞性的，何时出现也无法预期；何时出现也无法预期；时间序列设计的统计分析相当复杂；时间序列设计的统计分析相当复杂；数据收集较难。数据收集较难。比较研究比较研究 是指对同一个人在较长时期内的成长
34、发是指对同一个人在较长时期内的成长发展，或者是指那些在某些时间内几个子展，或者是指那些在某些时间内几个子群组样本的比较研究，也包括对处于多群组样本的比较研究，也包括对处于多个文化中的样本之间的比较研究。个文化中的样本之间的比较研究。通常所指的比较研究就是横断研究和纵通常所指的比较研究就是横断研究和纵向研究。向研究。横断研究横断研究是对某一个特定点上的几个不同是对某一个特定点上的几个不同组（通常是具有不同的年龄）之间的比较。组（通常是具有不同的年龄）之间的比较。纵向研究纵向研究是对一组被试进行一个较长时期是对一组被试进行一个较长时期的跟踪研究，如果对这个群体设计一些的跟踪研究，如果对这个群体设计一些“特殊特殊的条件的条件”，那么，就可以用同一个控制组来进，那么，就可以用同一个控制组来进行比较。行比较。时间迟滞研究时间迟滞研究我们可以在我们可以在1995年、年、2000年年和和2005年分别选择当时年分别选择当时16岁的被试进行研究。岁的被试进行研究。
