实验设计与数据的统计

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1、第三讲实验设计与数据的统计分析一.实验设计及其评价标准实验设计：就是进行科学实验前的具体计划。它主要是控制实验条件和安排实验程序的计划。从理论上讲，心理学的实验设计是一门心理学与统计学相结合的实验科学技术，它隶属与心理学方法论的范畴。实验设计步骤：提出假设拟定验证实验的方法并进行研究整理分析资料，并解释实验结果实验设计要考虑的问题：自变量的确定及其呈现方式；反应变量的指标及其测量方法；无关变量的控制。举例：实验设计的内容①刺激变量(或刺激变项)的确定及其呈现的方式；②反应变量(或反应变项)的指标及其测量方法；③对一切有关变量(或

2、变项)的控制措施；④确定被试总体及被试样本人数和选择被试的方法；⑤拟定主试在实验开始前对被试者要说的指示语；⑥规定实验次数；⑦安排实验程序；⑧规定使用仪器的型号；⑨规定处理实验数据的方法。二实验设计的各种类型被试内设计被试间设计混合设计1.实验组控制组比较设计，又称组间设计2.事前测定和事后测定的比较设计3.随机化设计及区组设计完全随机设计（组间设计）区组设计4.单因素和多因素实验设计5.前实验设计、相关设计、准实验设计及真正的实验设计前实验设计：单组事后测定单组事前事后测定固定组比较设计相关设计准实验设计不相等实验组和控制组事

3、前事后测定比较相等时间样本设计循环法设计真实验设计实验设计的基本类型从对实验控制条件的严密程度的不同：①真实验设计②准实验设计③非实验设计根据实验中要操纵变量的多少：①单因素实验设计②多因素实验设计根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：①被试内设计②被试间设计③混合设计（一）被试内设计也叫单组实验设计（within-subjectsdesign)，是每个被试须接受自变量的所有情况的处理。基本原理：每个被试参与所有的实验处理，然后比较系统被试在不同处理下的行为变化。在实验研究中，如果实验者主要想研究每一个被试对实验处理所

4、引起的行为上的变化，可考虑采用被试内设计。被试内设计可分为三种子类型：1、实验前后设计；2、定时系列设计；3、抵消实验条件的设计。1、实验前后设计指在实验条件处理前对被试进行观测的结果与实验条件处理所做的同样观测结果加以对比的设计。即，这种设计类型是实验（处理）前后的比较设计。实验前与实验后设计模式实验前后设计举例目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训练前后打靶成绩的变化。方法：选择10名从来没有参加过射击运动的被试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。然后对他们进行为期1周的打靶训练，

5、每天2小时。训练结束后，再次对他们的进行打靶测验，记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次成绩进行比较，就可以看出1周的训练是否有效果。实验前后设计评价优点：（1）能较明显地检测出实验处理的效果如何；（2）对被试的需要量较少，一组被试当两组被试用，无须设控制组，不但提高效率，被试变量也得到较好控制。缺点：（1）前后两次观测之间存在时间间隔，会带来外来影响；（2）易产生顺序误差。定时系列设计模式说明：Y1a、Y1b、Y1c分别表示实验处理前之观测值Y2a、Y2b、Y2c分别表示实验处理后之观测值X表示实验条件处理定时系列设计举例代

6、币法对儿童问题行为矫正的作用定时系列设计评价优点：除具有前后设计的优点，还具有（1）降低由于一次观测而得到被试不正常行为的几率；（2）提供测量过程中的信息。缺点：（1）由于更多次的观测，势必延长实验时间，从而会有更多的外来影响；（2）也正是更多次的观测，更易引起顺序误差，更易导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。3、抵消实验条件的设计指抵消实验过程中无关变量的一种设计。前面讲到，有些无关变量在某些实验情况下既不能被消除，又不能保持恒定。例如，单组实验往往由于前一处理影响后一处理的效果，产生顺序误差。为了抵消顺序误差，最简单的方法就是

7、用ABBA的排列顺序来安排实验顺序。其模式如下表所示。抵消实验条件的设计模式抵消实验条件的设计评价优点：（1）能较好地控制被试变量；（2）能较好地控制顺序误差；（3）时间上比较经济。缺点：（1）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性时才能使用。（2）对有些实验不适用。如用两种学习方法学习同一实验材料。肿瘤问题假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿瘤，病人会死掉。有一种射线可用来摧毁肿瘤，但如果用高强度射线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健康组织受到损伤。强度较

8、低的射线对健康组织无害，但也不会摧毁肿瘤，用什么方式能使射线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢?（二）被试间设计被试间设计是要求每个被试（组）只接受一个自变量的处理，对另一被试者（组）进行另一种处理，故又称独立组设计。包括随机组设计和配对组设计。被试间设计的统计检