方差分析變異分解思路剖析.doc

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方差分析變異分解思路剖析 上一篇 / 下一篇 ?2008-02-29 17:53:09 / 個(gè)人分類：心理統(tǒng)計(jì) 查看( 15 ) / 評(píng)論( 0 ) / 評(píng)分( 0 / 0 ) 第一部分：方差分析變異分解的整體思想方差分析法是一種在若干能相互比較的資料組中，把產(chǎn)生變異的原因加以區(qū)分開來(lái)的方法與技術(shù)，方差分析實(shí)質(zhì)上是關(guān)于觀測(cè)值變異原因的數(shù)量分析。從變異性分解角度來(lái)看，主要是對(duì)觀測(cè)值的總變異進(jìn)行分解。分解為兩大部分：第一，來(lái)自于自變量不同處理效應(yīng)的影響；第二，來(lái)自于誤差因素的影響（即包括隨機(jī)化選擇被使過(guò)程中所產(chǎn)生的隨機(jī)因素，也包括一些無(wú)法辨別來(lái)源的殘差）。以單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)為例。某心理學(xué)家為了考察訓(xùn)練教程對(duì)兒童創(chuàng)造思維能力的影響，將20名被試隨機(jī)分成四個(gè)組，每組5人，每組采用一種教程進(jìn)行訓(xùn)練，一學(xué)期后每個(gè)被試的創(chuàng)造思維能力評(píng)分如下表，試檢驗(yàn)訓(xùn)練教程的作用是否有顯著的差異。在這個(gè)例子中，自變量為訓(xùn)練教程，一共有四個(gè)水平。因變量為創(chuàng)造性思維能力得分。那么所有被試在因變量上得分的差異性（即變異）可以分解為兩個(gè)來(lái)源：第一，由于自變量的四個(gè)水平所產(chǎn)生的四個(gè)組之間的差異性；第二，由于選擇被試所導(dǎo)致的組內(nèi)被試之間的差異性。 第二部分：不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)下變異來(lái)源分解剖析一、單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì) 變異分解的一般邏輯：首先，計(jì)算總變異；然后，計(jì)算處理產(chǎn)生的變異；最后，用總變異減去處理產(chǎn)生的變異即誤差變異。在單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)中，處理產(chǎn)生的變異即水平組間變異。 利用原始數(shù)據(jù)計(jì)算變異的公式規(guī)律：第一，總平方和和組間平方和的后一項(xiàng)記為CM，矯正數(shù)，均為總數(shù)據(jù)和的平均平方。求多少和，即對(duì)多少平均。第二，總平方和的前一項(xiàng)為所有原始數(shù)據(jù)平方的和。第三，組間平方和的前一項(xiàng)為每組數(shù)據(jù)和的平方求平均，然后把幾個(gè)組的計(jì)算結(jié)果相加。PS：對(duì)我們的啟示是在平方和處理變異分解過(guò)程中，我們只要搞清楚處理處理是指那幾個(gè)組就差異就可以了。以第一部分中單因素隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為例。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表： 總數(shù)據(jù)和為477，總數(shù)據(jù)和的平方為：227529，平均的總數(shù)據(jù)和的平方為：11376.45（有20個(gè)數(shù)據(jù)）。該項(xiàng)即為矯正項(xiàng)。所有原始數(shù)據(jù)平方的和為：13309。因此，總平方和為1932.55。組間平方和的前一項(xiàng)為每組數(shù)據(jù)和的平方求平均，然后把幾個(gè)組的計(jì)算結(jié)果相加。即：12930.2。因此，組間平方和為：1553.75。組內(nèi)平方和為總平方和減去組間平方和。因此，組內(nèi)平方和為：378.80。具體結(jié)果見(jiàn)下表。 總結(jié)：我們發(fā)現(xiàn)，在方差分析不同實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的變異分解中，總變異的概念是一致的，矯正項(xiàng)的概念是一致的。而誤差變異又可以通過(guò)總變異減去處理變異即可。因此，只要搞清楚處理變異的計(jì)算就可以搞定所有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)下方差變異的分解問(wèn)題。 處理變異計(jì)算的關(guān)鍵點(diǎn)：只要搞清楚處理來(lái)源涉及到哪幾個(gè)處理水平之間的差異性即可。下面以各種其它實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方差分解為例，進(jìn)一步理解這一思想。 二、單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì) 單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)和單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的區(qū)別是單因素區(qū)組設(shè)計(jì)通過(guò)區(qū)組因素很好的控制了一個(gè)無(wú)關(guān)變量對(duì)因變量的影響（即：區(qū)組因素是一個(gè)無(wú)關(guān)變量）。在統(tǒng)計(jì)上來(lái)說(shuō)，是通過(guò)估計(jì)出區(qū)組因素所產(chǎn)生的平方和，減少了誤差平方和的大小，從而提高了統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)效力。單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的一個(gè)前提條件是：區(qū)組因素和自變量因素之間不存在交互作用。否則需要采用兩因素析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)。單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的總變異被分解為以下的幾個(gè)部分：第一，自變量效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第二，區(qū)組效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第三，誤差變異。自變量效應(yīng)所產(chǎn)生的變異以及區(qū)組效應(yīng)所產(chǎn)生的變異的計(jì)算方法同單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的組間效應(yīng)的計(jì)算。關(guān)鍵是要搞清楚是在計(jì)算哪幾個(gè)組之間的變異性。 三、單因素重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 單因素重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和單因素完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的區(qū)別在于被試分配到處理中的方法是不一樣的。在單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)中，不同處理水平下的被試是不一樣的。而在單因素重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，所有的被試均接受了所有處理水平的影響。單因素重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是可以控制被試間差異這一無(wú)關(guān)變量對(duì)因變量所造成的影響。從統(tǒng)計(jì)上來(lái)說(shuō)，是通過(guò)把被試間差異所導(dǎo)致的變異從誤差變異中區(qū)分出來(lái)，減少了誤差平方和的大小，從而提高了統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)效力。單因素重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的總變異可以分解為以下幾個(gè)部分：第一，自變量效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第二，被試間差異所導(dǎo)致的變異；第三，誤差變異。下圖反映的是三種不同的單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的被試分配方案： 四、多因素析因完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 多因素析因完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)屬于被試間設(shè)計(jì)的一個(gè)多因素析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行交互作用的分析。交互作用產(chǎn)生的變異是通過(guò)對(duì)組間變異分解實(shí)現(xiàn)的。在多因素析因完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我們把組間變異分解為主效應(yīng)和交互作用效應(yīng)。已2*3完全隨機(jī)析因設(shè)計(jì)為例。假定存在兩個(gè)自變量因素A和B，A有兩個(gè)水平，稱為A1,A2，B有三個(gè)水平，稱為B1,B2,B3。那么組間總變異是由A因素和B因素相交以后產(chǎn)生的6個(gè)處理水平組所產(chǎn)生的變異。而A因素的主效應(yīng)和B因素的主效應(yīng)是分別由A因素2個(gè)水平組和B因素的三個(gè)水平組所產(chǎn)生的。交互作用效應(yīng)即用組間效應(yīng)減去A因素和B因素的主效應(yīng)獲得的。2*3完全隨機(jī)析因設(shè)計(jì)的總變異可以分解為以下幾個(gè)部分：第一，A因素主效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第二，B因素主效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第三，AB因素的交互作用效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第四，誤差變異。 五、多因素析因重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 多因素析因重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)屬于被試內(nèi)設(shè)計(jì)，其與單因素重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的差別同多因素完全隨機(jī)析因設(shè)計(jì)和單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的區(qū)別。其優(yōu)點(diǎn)也是可以進(jìn)行交互作用的分析。在此不在贅述。多因素析因重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的總變異可以分解為以下幾個(gè)部分：第一，A因素主效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第二，B因素主效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第三，AB因素的交互作用效應(yīng)所產(chǎn)生的變異；第四，被試間差異所導(dǎo)致的變異；第五，誤差變異。 六、多因素析因混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 多因素析因混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)即包括了組間因素，也包括了組內(nèi)因素（即被試內(nèi)因素）。因此在分析過(guò)程中是最復(fù)雜的。其復(fù)雜性只要體現(xiàn)在對(duì)于組間因素的效應(yīng)分析所采用的誤差因素和對(duì)組內(nèi)因素的效應(yīng)分析所采用的誤差因素是不一樣的。也可以認(rèn)為是把組間設(shè)計(jì)的方差分解和組內(nèi)因素的方差分解結(jié)合起來(lái)的一種方差分析技術(shù)。具體分解過(guò)程可以參考舒華《多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》一書。 實(shí)驗(yàn)心理學(xué)筆記（隨課筆記）[2] 來(lái)自：杜英春 　2004年12月20日17:58 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（二） 　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型 　　　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制條件嚴(yán)密程度的不同，可將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分為：真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 　　　真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ：實(shí)驗(yàn)者可以有效地操縱實(shí)驗(yàn)變量，能有效地控制各種額外變量，能在隨機(jī)化原則的基礎(chǔ)上選擇和分配被試。 　　　前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：往往不易采取隨機(jī)化原則分配被試，而且也不易主動(dòng)地控制自變量和其他額外變量。 　　　準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：對(duì)實(shí)驗(yàn)控制的嚴(yán)密程度介于前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之間。 　　 根據(jù)各自變量或各處理水平在被試之間的分配方式，可分為組內(nèi)設(shè)計(jì)、組間設(shè)計(jì)和混合設(shè)計(jì)三種設(shè)計(jì)類型。 組間設(shè)計(jì)就是把數(shù)目相同的被試分配到自變量的不同水平或不同的自變量上。組間設(shè)計(jì)這一概念與三個(gè)英語(yǔ)名詞對(duì)應(yīng)：between-group design 　between-subjects design　　　independent-group design 　 組內(nèi)設(shè)計(jì)就是使每個(gè)被試輪流分配到自變量的不同水平或不同的自變量上。組內(nèi)設(shè)計(jì)也與三個(gè)英語(yǔ)名詞對(duì)應(yīng)： 　　within-group design 　　within-subjects design 　　repeated-measures design 　 例：研究學(xué)習(xí)時(shí)間對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響。 　　方法1：讓15名被試學(xué)習(xí)20個(gè)英語(yǔ)單詞5分鐘，讓另外15名被試學(xué)習(xí)同樣的單詞15分鐘，然后用再現(xiàn)法考查識(shí)記的效果。 　　方法2：讓15名被試對(duì)20個(gè)英語(yǔ)單詞學(xué)習(xí)5分鐘，再學(xué)習(xí)另外20個(gè)單詞15分鐘，然后用再現(xiàn)法考查識(shí)記的效果。 　對(duì)組間設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 優(yōu)點(diǎn)：一種自變量（或?qū)嶒?yàn)條件）不會(huì)影響另一種自變量，因?yàn)槊總€(gè)被試只對(duì)一種自變量做反應(yīng)。 缺點(diǎn) ：分配到各實(shí)驗(yàn)條件下的被試可能在各方面不是等同的。 解決方案： 1、匹配組設(shè)計(jì)（matched groups design） 2、隨機(jī)組設(shè)計(jì)（random groups design） 對(duì)組內(nèi)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 優(yōu)點(diǎn)： 　1、組內(nèi)設(shè)計(jì)消除了被試的個(gè)別差異對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。 　2、組內(nèi)設(shè)計(jì)用于研究練習(xí)的階段性最為理想。 　3、組內(nèi)設(shè)計(jì)不需要太多的被試 。 　　 缺點(diǎn)： 一種實(shí)驗(yàn)條件下的操作將會(huì)影響另一種實(shí)驗(yàn)條件下的操作，也就是實(shí)驗(yàn)順序造成了麻煩。 此方法不能用來(lái)研究某些被試特點(diǎn)自變量之間的差異。 如果實(shí)驗(yàn)中每一種實(shí)驗(yàn)條件需要較長(zhǎng)時(shí)間的恢復(fù)期，則不宜使用組內(nèi)設(shè)計(jì)。 當(dāng)自變量的不同水平代表一種連續(xù)事件的延續(xù)結(jié)果時(shí)，不宜使用組內(nèi)設(shè)計(jì)。 組間設(shè)計(jì)（between Group Designs ） （一）完全隨機(jī)化設(shè)計(jì) 1、隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì) （1）設(shè)計(jì)模式 　　　R　　O1　　　X　　　O2 　　　R　　O3　　　 　　　O4 　　　其中R表示采用隨機(jī)方法分配被試和實(shí)驗(yàn)處理X，O1和O3表示對(duì)兩組被試的前測(cè)成績(jī)，O2和O4表示兩組被試的后測(cè)成績(jī)。 （2）對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 　　基本控制了絕大多數(shù)影響內(nèi)部效度的因素。由于使用了前測(cè)驗(yàn)，可能會(huì)有測(cè)驗(yàn)的反作用，影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的外部效度。 （3）實(shí)例分析 　　沃坦阿貝等人（Watanabe et al.）培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)報(bào)紙標(biāo)題預(yù)測(cè)報(bào)道內(nèi)容的能力。 　　 2、隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測(cè)設(shè)計(jì) （1）設(shè)計(jì)模式 　　　　R　　　X　　　O1 　　　　R　 O2 （2）對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 　　幾乎具備前一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，由于兩組被試沒(méi)有進(jìn)行前測(cè)驗(yàn)，從而控制了測(cè)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)處理的交互作用對(duì)實(shí)驗(yàn)外部效度的影響。 （3）實(shí)例分析 Loftus and Burns (1982) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模嚎疾毂┝?chǎng)面對(duì)人的記憶的影響。 被試：226名University of Washington的自愿參加者；隨機(jī)分配到以下兩組。 組一：看帶有暴力場(chǎng)面的電影 組二：看非暴力場(chǎng)面的電影 看完電影之后，要求兩組被試回答25道關(guān)于電影中事件的問(wèn)題。其中一道題非常關(guān)鍵：?jiǎn)柋辉囋阢y行外面露天停車場(chǎng)踢球的男孩穿的足球衫上的號(hào)碼是多少。 因變量是正確回憶出男孩運(yùn)動(dòng)衫號(hào)碼的人數(shù)的百分?jǐn)?shù)。 結(jié)果：組一，4%；組二，28%。 　 3、隨機(jī)多組后測(cè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)模式 　　　　R　　　X1　　　O1 　　　　R　　　X2　　　O2 　　　　R　　　X3　　　O3 　　通過(guò)隨機(jī)化的方式分配被試和實(shí)驗(yàn)處理到不同的組別中，對(duì)各組被試進(jìn)行后測(cè)驗(yàn)。 　　 4、所羅門設(shè)計(jì) (1)基本格式： 　　　　　　　　實(shí)驗(yàn)處理 　　　　　　　　有　　　　　無(wú) 測(cè) 有前測(cè) O1 O2 定 　 無(wú)前測(cè) O3 O4 　　其中O1、O2、O3、O4都是后測(cè)的結(jié)果。 (2)對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 　　這實(shí)際上是將前面第1、2種設(shè)計(jì)方案合并在一起。優(yōu)點(diǎn)是可以將事前測(cè)定的反作用效果分離出來(lái)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)處理的效果更加清楚。這是一種理想的設(shè)計(jì)方案。集中了前兩個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。但它所選被試較多，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)較大，一般不輕易采用。 　　 （二）匹配組設(shè)計(jì) 　　　匹配組設(shè)計(jì)是用某些足以影響因變量的因素，對(duì)被試進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果將被試分成等組。分組有兩種方法： 1、將成績(jī)相等的被試匹配成對(duì)，把每一對(duì)中的兩名被試隨機(jī)分配到實(shí)驗(yàn)組和控制組，稱為配對(duì)等組法。 2、使各組全體被試的成績(jī)?cè)谄骄鶖?shù)、標(biāo)準(zhǔn)差兩方面相等，稱為全體等組法。 　　 1前觀測(cè)－配對(duì)－后觀測(cè)等組設(shè)計(jì) （1）設(shè)計(jì)模式 　　　　　　R　　X　　O1 　　O　M　 　　　　　　R　　C　　O2 　　 （2）對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 　　由于使用了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)被試進(jìn)行匹配，能夠嚴(yán)格控制被試的個(gè)體差異。使用了控制組，能夠控制外來(lái)的額外變量。但前測(cè)驗(yàn)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)有一定污染。 　　 2、配對(duì)后觀測(cè)等組設(shè)計(jì) 　實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ? 　　　　MR　　X　　O1 　　　　MR　　C　　O2 例：某校實(shí)施創(chuàng)造力開發(fā)訓(xùn)練計(jì)劃 組內(nèi)設(shè)計(jì)（Within group design） 　　為了消除組內(nèi)設(shè)計(jì)中實(shí)驗(yàn)順序帶來(lái)的缺點(diǎn)，我們可以采用兩種方法： 　　1、完全的平衡方法 　　2、拉丁方方法 　　 1、完全的平衡方法 　ABBA平衡法：假設(shè)我們的實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)自變量A與B，那么用一半被試按A→B順序做實(shí)驗(yàn)，另一半被試按B→A順序?qū)嶒?yàn)。 　ABBA平衡法方法是一種簡(jiǎn)單而有效的平衡練習(xí)效果的實(shí)驗(yàn)方法，這種方法一般應(yīng)用于較少的實(shí)驗(yàn)條件和重復(fù)次數(shù)較少的實(shí)驗(yàn)中。并且，如果練習(xí)效果不是呈線性增長(zhǎng)的，那么，這種平衡就是無(wú)效的。 　　 　　完全的平衡方法就是把所有可能的順序都排列出來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中有3個(gè)自變量時(shí)，就有6種可能的實(shí)驗(yàn)順序；當(dāng)有4種自變量時(shí)，就有24種可能的順序。因此，當(dāng)自變量水平過(guò)多時(shí)，就使實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。這時(shí)就應(yīng)當(dāng)采用不完全平衡的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 　　 2、拉丁方方法(Latin Square) 　　這種方法保證每個(gè)自變量都同等地出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)順序的每一個(gè)位置?！? 下面介紹一種安排拉丁方的方法： 　　假設(shè)有n個(gè)自變量，那么實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)順序是：12n3（n-1）4（n-2）5（n-3）6……第二個(gè)順序是依次在第一個(gè)順序上加1，如2314n5（n-1）……依次類推。在后來(lái)的各順序中遇到n時(shí)，改為1。 完全平衡方法舉例 Sackheim，Gur和Saucy（1978）使用組內(nèi)設(shè)計(jì)研究人的兩側(cè)面孔在情緒表達(dá)強(qiáng)度上的差異。早期的研究者發(fā)現(xiàn)，被試能夠準(zhǔn)確地區(qū)分呈現(xiàn)給他們的人類的6種基本情緒（快樂(lè)、驚奇、恐懼、悲傷、憤怒、和厭惡）的照片。Sackheim和他的合作者利用一個(gè)人的一側(cè)面孔和其鏡像重新構(gòu)成一張完整的面孔的照片。如圖： 點(diǎn)轉(zhuǎn)到內(nèi)部心理過(guò)程上去了。圖 1-3（參見(jiàn)上頁(yè)）用模型的方式表示行為主 義和認(rèn)知主義的區(qū)別。在 70 年代，曾任美國(guó)心理學(xué)會(huì)主席的麥基奇 （W.J.Mckeachie，1921～）在一篇報(bào)告中說(shuō)，心理學(xué)是什么，這一概念已發(fā) 生改變，在詹姆斯的經(jīng)典教科書里，把心理學(xué)定義為“對(duì)意識(shí)狀態(tài)的描述和 解釋”，后來(lái)改為“研究行為的科學(xué)”，今天我們的定義又改變了，心理學(xué) 又回到意識(shí)上來(lái)了。但是，更多的教科書和心理學(xué)家把心理學(xué)定義為研究行 為和心理過(guò)程的科學(xué)。這就既包括外觀的、可觀察的動(dòng)作，又包括內(nèi)部的心 理活動(dòng)。在研究方法上，行為主義強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)方法，排斥一切主觀經(jīng)驗(yàn) 的報(bào)告，認(rèn)知心理學(xué)則既注重實(shí)驗(yàn)室研究、又重視主觀經(jīng)驗(yàn)的報(bào)告。目前， 認(rèn)知心理學(xué)已經(jīng)成為心理學(xué)中的一個(gè)重要潮流。可以這樣說(shuō)，心理實(shí)驗(yàn)方法 發(fā)展的第二階段，前期主要受到行為主義的影響，后期主要受到認(rèn)知心理學(xué) 的影響。 　　從以上心理學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的歷史我們可以看出，由于在心理學(xué)中采用了實(shí) 驗(yàn)法，才有了對(duì)心理現(xiàn)象進(jìn)行客觀研究的手段，才能從對(duì)心理現(xiàn)象的一般哲 學(xué)推論，進(jìn)入到具體心理過(guò)程及其物質(zhì)基礎(chǔ)的分析研究，從而能越來(lái)越深入 地揭示各種心理活動(dòng)的規(guī)律，大大豐富了心理科學(xué)。從某種意義上說(shuō)，正是 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)心理學(xué)和心理物理法的誕生和發(fā)展，才使心理學(xué)完全從哲學(xué)中分離 出來(lái)，成為一門獨(dú)立的科學(xué)。 實(shí)驗(yàn)方法的建立，特別是從 20 世紀(jì) 50 年代以來(lái)，心理學(xué)已廣泛應(yīng)用了 現(xiàn)代科學(xué)和工程技術(shù)的最新成就。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，國(guó)際 上的一些新技術(shù)、新概念和新方法已被引進(jìn)心理學(xué)領(lǐng)域中，如控制論、信息 論、微電子技術(shù)、分子生物學(xué)、數(shù)理分析等，使心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究水平有了 顯著的提高。心理學(xué)家從信息加工的角度去看待知覺(jué)、學(xué)習(xí)、記憶及思維等 心理過(guò)程。心理學(xué)與鄰近學(xué)科有了越來(lái)越多的共同語(yǔ)言，從而更有利于其發(fā) 展。這使我們認(rèn)識(shí)到，心理學(xué)應(yīng)注意從鄰近學(xué)科中汲取有益成果，這樣才有 助于逐步揭示心理現(xiàn)象的奧秘。 實(shí)驗(yàn)方法的應(yīng)用，使心理學(xué)的發(fā)展大為加快。從心理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的建立 到現(xiàn)在才一百多年，而心理學(xué)的發(fā)展卻大大超過(guò)以往許多世紀(jì)。雖然科學(xué)的 心理學(xué)不能歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)心理學(xué)，實(shí)驗(yàn)方法也不是心理學(xué)研究的唯一方法。但 是，任何當(dāng)代心理學(xué)的教科書都以大量的篇幅證明，現(xiàn)代心理學(xué)中的大量事 實(shí)大都來(lái)自先前的實(shí)驗(yàn)研究，心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的誕生和發(fā)展有力地說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)方 法是揭露心理和行為的規(guī)律的重要途徑和手段。就以武德沃斯 （RobertSessions Woodworth，1869～1962）等所著的《實(shí)驗(yàn)心理學(xué)》一書 中所列舉的參考文獻(xiàn)來(lái)說(shuō)，1938 年的第一版列舉了 1770 項(xiàng)，到 1955 年的第 二版就列舉了 2480 項(xiàng)，其中有 50％是舊版中未曾引用過(guò)的。1971 年的第三 版的參考文獻(xiàn)目錄長(zhǎng)達(dá) 100 頁(yè)，不下于 4000 項(xiàng)，其中 80％以上是舊版未曾 引用過(guò)的。它所引用的資料主要來(lái)源于美國(guó)的材料，主要也只是涉及心理學(xué) 基礎(chǔ)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究。 　　一位心理學(xué)工作者可以對(duì)心理學(xué)的任一領(lǐng)域或任一分支進(jìn)行特別研究， 可以專門從事兒童心理、教育心理、醫(yī)學(xué)心理、或知覺(jué)心理、思維心理，以 至社會(huì)心理的研究。但是，如果他想成為一個(gè)真正嚴(yán)格的、科學(xué)的心理工作 者，他就必須要很好地掌握實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的研究?jī)?nèi)容和方法，了解應(yīng)當(dāng)如何科 學(xué)地考察心理和行為的規(guī)律。 實(shí)驗(yàn)研究和任何一種研究方法一樣，有它一定的局限性。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn) 研究是在一定控制條件下進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有時(shí)會(huì)與現(xiàn)實(shí)生活中人們的心理 活動(dòng)不完全一樣。這種現(xiàn)象的發(fā)生在科學(xué)研究中并不少見(jiàn)，更不是不能解決 的。只要研究課題來(lái)自實(shí)際，研究結(jié)果又不斷到社會(huì)實(shí)際中去檢驗(yàn)；同時(shí)， 在研究過(guò)程中又不僅僅注意心理活動(dòng)的單因素的實(shí)驗(yàn)研究，還注意多因素的 交互作用的研究，那么，其研究結(jié)果是會(huì)與現(xiàn)實(shí)生活相一致的。 　　綜上所述，綜觀心理學(xué)研究的歷史，可以這樣說(shuō)，實(shí)驗(yàn)法是心理學(xué)的主 要研究方法，實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的誕生意味著科學(xué)心理學(xué)的建立。它是使心理學(xué)成 為一門獨(dú)立科學(xué)的基石。當(dāng)然，它也不是心理學(xué)的唯一的研究方法，它和觀 察法（observation method）、臨床法（clinical method）、問(wèn)卷法（question- naire method）等研究方法相輔相成，構(gòu)成完整的心理學(xué)方法學(xué)。 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　本 章 實(shí) 驗(yàn) 一、自變量和因變量的確定 （一）目的： （1）通過(guò)動(dòng)作學(xué)習(xí)的過(guò)程了解心理實(shí)驗(yàn)中確定自變量和因變量的方法； （2）學(xué)習(xí)使用觸棒迷津。 （二）材料：觸棒迷津、小棒、遮眼罩、秒表、記錄紙。 （三）程序： 　　（1）三人一組，被試者帶上遮眼罩，用小棒走迷津（實(shí)驗(yàn)前被試者勿看 迷津，也勿用手觸摸迷津）。主試者對(duì)被試者的指示語(yǔ)必須這樣說(shuō)明：“在 排除視覺(jué)的條件下，盡快地學(xué)會(huì)用小棒走迷津，中間不要停頓，要積極運(yùn)用 動(dòng)覺(jué)、記憶和思維，爭(zhēng)取早些學(xué)會(huì)”。主試者把小棒放在迷津的入口處，然 后讓被試者用優(yōu)勢(shì)手拿住小棒，手臂懸空。 　　（2）被試者手執(zhí)小棒靜侯。主試者在每次開始前 2 秒鐘，先發(fā)出“預(yù)備” 口令，主試者再說(shuō)“開始”時(shí)，被試者才用小棒走動(dòng)。在發(fā)出“開始”口令 的同時(shí)，主試者開動(dòng)秒手表。 　?。?）被試者在走迷津的過(guò)程中，凡進(jìn)入盲巷一次就算出錯(cuò)一次，主試者 記下錯(cuò)誤次數(shù)。 （4）當(dāng)被試者的小棒進(jìn)入迷津終點(diǎn)，主試者立刻說(shuō)“到了”，同時(shí)停秒 表，記錄走一遍迷津所用的時(shí)間（秒）。再做下一次的準(zhǔn)備工作。 （5）學(xué)習(xí)遍數(shù)因被試者而異，均以連續(xù)三次不出錯(cuò)為學(xué)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。 （6）若被試者在學(xué)習(xí)途中感到疲勞，可在某次走到終點(diǎn)后休息幾分鐘。 （四）結(jié)果：將每次走迷津所用的時(shí)間和錯(cuò)誤次數(shù)列成表格（見(jiàn)下頁(yè)）。 本實(shí)驗(yàn)記錄用紙 自 變 因 量 變 量學(xué) 習(xí) 遍 數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ? 所需時(shí)間 （秒） 錯(cuò)誤次數(shù) （次） 注：學(xué)習(xí)遍數(shù)因被試者而異，均以連續(xù)三次不出錯(cuò)為學(xué)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí) 遍數(shù)超過(guò) 15 次者可自行加行。 （五）討論： 　?。?）本實(shí)驗(yàn)中自變量是什么？為什么在實(shí)驗(yàn)前要對(duì)所用的自變量提出一 個(gè)操作上的定義？ （2）本實(shí)驗(yàn)用什么作因變量的指標(biāo)？它的作用是什么？ （3）本實(shí)驗(yàn)控制了那些變量？ 二、自變量的范圍和間距 （一）目的：通過(guò)對(duì)皮膚兩點(diǎn)閾的測(cè)定，學(xué)習(xí)確定心理實(shí)驗(yàn)中變量范圍 和間距的方法。 （二）材料：兩點(diǎn)閾量規(guī)、遮眼罩、記錄紙。 （三）程序： 　　（1）主試者選定被試者的左手背（A 區(qū)）與前臂背面為測(cè)量區(qū)，前臂背 面又分為二個(gè)區(qū)（B、C 區(qū)），本試驗(yàn)取 A、C 兩個(gè)區(qū)。測(cè)量前，在各區(qū)內(nèi)標(biāo) 上藍(lán)印或劃出圓圈，刺激在圈內(nèi)進(jìn)行。 　?。?）在使用兩點(diǎn)閾量規(guī)時(shí)，必須垂直接觸皮膚，對(duì)兩個(gè)尖點(diǎn)施力均勻， 接觸時(shí)間不超過(guò) 2 秒鐘，先在自己手上練習(xí)幾次，再在被試者的非測(cè)驗(yàn)區(qū)練 習(xí)幾次。 　?。?）實(shí)驗(yàn)序列的長(zhǎng)度和起點(diǎn)，可根據(jù)初步測(cè)驗(yàn)后確定，大致在 7～15 毫米的范圍內(nèi)取 5 個(gè)點(diǎn)，每步變化在 1 毫米左右。每種間距做 20 次，順序隨 機(jī)安排。 本實(shí)驗(yàn)記錄用紙一 刺激代號(hào)相對(duì)應(yīng)的實(shí)際刺激值 代號(hào) 1 2 3 4 5 ? 刺激值(m) （4）每隔 100 次，休息 5 分鐘。被試者有時(shí)產(chǎn)生一種持久的兩點(diǎn)后象（即 使只有一點(diǎn)或距離很近的兩點(diǎn)刺激，也有感到兩點(diǎn)的印象），此時(shí)應(yīng)給予休 息，使其恢復(fù)兩點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。每隔數(shù)十次，可插入一次一點(diǎn)刺激，測(cè)驗(yàn)被試者 是否有這種后象。 （5）主試者對(duì)被試者的指示語(yǔ)必須這樣說(shuō)明：“在排除視覺(jué)的條件下， 當(dāng)被試者感覺(jué)到是兩點(diǎn)時(shí)說(shuō)‘二’；當(dāng)被試者感覺(jué)到一點(diǎn)時(shí)說(shuō)‘一’；當(dāng)被 試者不能確定感覺(jué)到的是幾點(diǎn)時(shí)說(shuō)‘不’”。 本實(shí)驗(yàn)記錄用紙二 被試者反應(yīng)記錄表 　　（6）主試者在每次刺激前先發(fā)出預(yù)備信號(hào)：“注意”。在被試者作出反 應(yīng)后，要記錄下來(lái)。 　?。?）在全部測(cè)量完畢后，在記錄中挑出有“不”的序列，再重復(fù)那些序 列，獲得確定的判斷。 　?。ㄋ模┙Y(jié)果：分別求出左手 A 區(qū)和 C 區(qū)的兩點(diǎn)閾限，并對(duì)兩均數(shù)的差別 進(jìn)行考驗(yàn)。 （五）討論： 　?。?）說(shuō)明身體部位不同，觸覺(jué)有差異，兩點(diǎn)閾值從一個(gè)側(cè)面揭示了觸覺(jué) 感受性的大小。 　?。?）如果要測(cè)定皮膚某部位的兩點(diǎn)閾限，自變量的范圍和間距應(yīng)如何安 排？ 本章摘要 　　1.實(shí)驗(yàn)心理學(xué)就是在實(shí)驗(yàn)控制條件下對(duì)心理和行為進(jìn)行研究工作的心理 學(xué)。這一心理學(xué)分支是以研究方法來(lái)定義的。也就是說(shuō)，只要是用實(shí)驗(yàn)法來(lái) 研究的心理學(xué)問(wèn)題，都可以包括在實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的范圍內(nèi)。 　　2.實(shí)驗(yàn)是一種控制的觀察，與自然的或偶然的觀察不同，實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)者 人為地使現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)產(chǎn)生現(xiàn)象的情景或影響現(xiàn)象的條件加以操縱、變化與 控制的觀察。 　　3.實(shí)驗(yàn)具有三個(gè)明顯的特征：實(shí)驗(yàn)者掌握有主動(dòng)權(quán)；實(shí)驗(yàn)具有可核對(duì)性、 或驗(yàn)證性；實(shí)驗(yàn)者可以系統(tǒng)地變化條件，觀察因這些條件的變化而引起的現(xiàn) 象上的變化。 　　4.變量是指在數(shù)量上或者質(zhì)量上可以改變的事物的屬性。在心理學(xué)的實(shí) 驗(yàn)中，研究者必須考慮三類變量：（1）已知的、對(duì)有機(jī)體反應(yīng)發(fā)生影響的變 量，叫作自變量，它是由實(shí)驗(yàn)者操作、掌握的變量；（2）由操縱自變量而引 起被試者的某種特定的反應(yīng)，叫因變量，它是由實(shí)驗(yàn)者觀察或記錄的變量； （3）在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持恒定的變量，叫控制變量。 　　5.心理實(shí)驗(yàn)的對(duì)象統(tǒng)稱為被試者，包括人和動(dòng)物。在實(shí)驗(yàn)中，特別是在 以人為被試者的實(shí)驗(yàn)中，處理好實(shí)驗(yàn)者（即主試者）與被試者的關(guān)系是實(shí)驗(yàn) 取得成功的一個(gè)重要條件。 6.額外變量（即控制變量）是使實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生混淆的主要根源。對(duì)額外 變量的控制常用的方法有：排除法、恒定法、匹配法、隨機(jī)化法、抵消平衡 法和統(tǒng)計(jì)控制法。 7.實(shí)驗(yàn)效度是指實(shí)驗(yàn)方法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡某潭?。換言之，實(shí)驗(yàn)效度就是 實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合客觀實(shí)際的程度。實(shí)驗(yàn)效度主要包括內(nèi)部效度和外部效度。 　　8.實(shí)驗(yàn)的程序是實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，它是指實(shí)驗(yàn)在各個(gè)階段應(yīng)做的事。心理學(xué) 實(shí)驗(yàn)通常遵循的基本程序是：（1）課題的確定；（2）被試者的選擇；（3） 實(shí)驗(yàn)因素的控制；（4）實(shí)驗(yàn)資料的收集、分析和綜合；（5）撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 9.課題的確定是科學(xué)研究的第一步，研究課題的來(lái)源通常有四個(gè)方面： 實(shí)際的需要，理論，個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，過(guò)去的研究與文獻(xiàn)。 　　10.心理學(xué)實(shí)驗(yàn)的被試者是多種多樣的。有正常人，也有疾病患者；有各 種年齡階段的人，也有動(dòng)物。不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通常要求有不同的實(shí)驗(yàn)操作。 　　11.操作定義的提出，受到心理學(xué)家們的歡迎。在心理學(xué)上，對(duì)一個(gè)心理 現(xiàn)象根據(jù)測(cè)定其程序下的定義稱之為操作定義。 　　12.一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：摘要、引言、方法、結(jié) 果、討論、參考文獻(xiàn)及附錄。 　　13.實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的發(fā)展，大約經(jīng)歷了兩個(gè)階段。從 18 世紀(jì)中葉到 19 世紀(jì) 中葉是心理實(shí)驗(yàn)的第一階段，也可說(shuō)是實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的準(zhǔn)備階段。在這一階段 具有以下特點(diǎn)：應(yīng)用的方法類似于某些簡(jiǎn)單的物理學(xué)和生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)法；研 究的問(wèn)題只限于某些簡(jiǎn)單心理現(xiàn)象的量的測(cè)量；被試者的陳述帶有十分初級(jí) 的性質(zhì)。 　　 　　14.心理實(shí)驗(yàn)發(fā)展的第二階段始于 19 世紀(jì) 60 年代，一直延續(xù)到今天。開 始階段是與馮特的工作相聯(lián)系的，這一階段也可稱為實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的誕生、傳 播和發(fā)展階段。心理實(shí)驗(yàn)發(fā)展的第二階段，前期主要受到行為主義的影響； 后期主要受到認(rèn)知心理學(xué)的影響。 　　15.綜觀心理學(xué)研究的歷史，可以這樣說(shuō)，實(shí)驗(yàn)法是心理學(xué)的主要研究方 法。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的誕生意味著科學(xué)心理學(xué)的建立，它是使心理學(xué)成為一門獨(dú) 立科學(xué)的基石。當(dāng)然，它也不是心理學(xué)的唯一的研究方法，它和觀察法、臨 床法、問(wèn)卷法等方法相輔相成，構(gòu)成完整的心理學(xué)方法學(xué)。 建議參考資料 1.王甦等（1993）：當(dāng)代心理學(xué)研究。北京市：北京大學(xué)出版社。 2.楊治良（1988）：心理物理學(xué)。蘭州市：甘肅人民出版社。 　　3.張春興（1991）：現(xiàn)代心理學(xué)。臺(tái)北市：東華書局（繁體字版）。上 海市：上海人民出社（1994）（簡(jiǎn)體字版）。 4.波林（高覺(jué)敷譯，1981）：實(shí)驗(yàn)心理學(xué)史。上海市：商務(wù)印書館。 5.黃希庭（主編）（1988）：心理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。北京市：人民教育出版社。 　　6.Atkinson，R.C.et al.（1988）.Stevens’handbook of experimental psy-chology （2nd ed）. New York： A Wiley-Interscience Publication. 7.Kantowitz ， B.H. ，＆ Roediger ， H.L. （ 1984 ） .Experimental psychology（2nd ed.）.New York：West Publishing Co. 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 本章內(nèi)容細(xì)目 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本類型 一、被試者內(nèi)設(shè)計(jì) 46 （一）實(shí)驗(yàn)前后設(shè)計(jì) （二）定時(shí)系列設(shè)計(jì) （三）抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì) 二、被試者間設(shè)計(jì) 51 （一）隨機(jī)組設(shè)計(jì) （二）配對(duì)組設(shè)計(jì) 三、混合設(shè)計(jì) 56 　　　　　　　　　　　　　　　　第二節(jié) 多變量實(shí)驗(yàn)技術(shù) 一、多自變量實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn) 58 二、多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 63 三、拉丁方設(shè)計(jì) 65 第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 一、統(tǒng)計(jì)表和統(tǒng)計(jì)圖 66 （一）統(tǒng)計(jì)表 （二）統(tǒng)計(jì)圖 二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步整理 73 （一）偶然誤差與系統(tǒng)誤差 （二）集中量 （三）差異量 三、顯著性檢驗(yàn) 82 （一）顯著性檢驗(yàn)的含義 （二） t 檢驗(yàn) （三）F 檢驗(yàn) （四）X2 檢驗(yàn) 本章摘要建議 參考資料 　　前面談到，心理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。為了完成好一個(gè)實(shí)驗(yàn)，并使其在方 法上能站得住腳，必須首先做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。一個(gè)好的 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠用最少的人力、物力來(lái)獲得最多和最有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以達(dá)到最 佳的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。否則，如果實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)、對(duì)非實(shí)驗(yàn)條件控制不嚴(yán)、實(shí)驗(yàn)方 法和程序安排不合理，即使實(shí)驗(yàn)的規(guī)模較大、實(shí)驗(yàn)次數(shù)較多，但是所得到的 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)卻不能為最初所提出的問(wèn)題提供合理的答案，達(dá)不到原來(lái)的實(shí)驗(yàn)?zāi)?的。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不是好的設(shè)計(jì)。 一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)研究能夠作出成果的重要因素，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是 整個(gè)實(shí)驗(yàn)研究的重要組成部分。有人以為只有實(shí)驗(yàn)終了得出數(shù)據(jù)之后再考慮 統(tǒng)計(jì)處理，這樣想法是片面的。事實(shí)上，只有在實(shí)驗(yàn)開始之前就有精心的實(shí) 驗(yàn)設(shè)計(jì)，才能事半而功倍。心理是一種復(fù)雜的現(xiàn)象，它跟自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn) 象一樣，也有著自己本身的規(guī)律性。實(shí)驗(yàn)就是揭示這些規(guī)律性。但心理科學(xué) 的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要比其他科學(xué)更為困難，這是因?yàn)闊o(wú)論是實(shí)驗(yàn)對(duì)象，還是環(huán)境條 件，反應(yīng)測(cè)定都要受到很大的限制。因此，掌握好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)也就更加重 要?？茖W(xué)的探索要求不斷地發(fā)展自己的手段和方法，也就是要不斷地創(chuàng)造出 新的“工具”。這些新的方法和“工具”，理所當(dāng)然地能反映在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之 中。歷史事實(shí)表明，方法上的創(chuàng)新能使我們產(chǎn)生意想不到的效果。 　　顧名思義，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。在長(zhǎng)期的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)工 作者已經(jīng)總結(jié)出一些在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)所必須遵守的共同原則、具體的實(shí)驗(yàn)方法 和技術(shù)上應(yīng)注意的細(xì)節(jié)。本章內(nèi)容主要討論下面六個(gè)問(wèn)題： 1.何謂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，它有哪些基本類型。 2.多自變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有哪些優(yōu)點(diǎn)。 3.統(tǒng)計(jì)表有何功能。 4.統(tǒng)計(jì)圖有何功能。 5.標(biāo)準(zhǔn)差的主要用途有哪些。 6.什么叫顯著性檢驗(yàn)？在使用顯著性檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意什么。 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本類型 　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（experimental design）乃是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)前做的具體計(jì)劃。 它主要是控制實(shí)驗(yàn)條件和安排實(shí)驗(yàn)程序的計(jì)劃。它的目的在于找出實(shí)驗(yàn)條件 和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的關(guān)系，做出正確的結(jié)論，來(lái)檢驗(yàn)解決問(wèn)題的假設(shè)。心理實(shí) 驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：刺激變量（或刺激變項(xiàng)）（stimulus variable）的確定 及其呈現(xiàn)的方式，反應(yīng)變量（或反應(yīng)變項(xiàng)）（response variable）的指標(biāo)及 其測(cè)量方法，對(duì)一切有關(guān)變量（或變項(xiàng)）（variable）的控制措施，確定被 試者人數(shù)和選擇被試者的方法，擬定主試在實(shí)驗(yàn)開始前對(duì)被試者要說(shuō)的指示 語(yǔ)，規(guī)定實(shí)驗(yàn)次數(shù)，安排實(shí)驗(yàn)程序，規(guī)定使用儀器的型號(hào)，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的 方法等等。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有預(yù)見(jiàn)性，要保證嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行 才能取得有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 　　每一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都必須回答三個(gè)基本問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)采用多少自變量？ 例如在一個(gè)閱讀速度的研究中取“照明強(qiáng)度”為自變量。（2）各自變量?jī)?nèi)又 采用多少處理水平？例如照明強(qiáng)度又分為強(qiáng)、中、弱等處理水平。（3）在各 自變量和各處理水平中用相同的被試者，還是用不同的被試者？根據(jù)這三個(gè) 條件的組合，就可構(gòu)成許多不同類型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 一般根據(jù)對(duì)上述三個(gè)問(wèn)題的回答，就可把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型大體上分為三 種：被試者內(nèi)設(shè)計(jì)、被試者間設(shè)計(jì)以及同時(shí)包括被試者內(nèi)與被試者間的混合 設(shè)計(jì)（mixed design）。 被試者如果在自變量發(fā)生變化的所有情況下接受實(shí)驗(yàn)，則是被試者內(nèi)設(shè) 計(jì)。例如，自變量是照明強(qiáng)度，假如有強(qiáng)、中、弱等三種照度供操縱；因變 量是觀測(cè)一個(gè)在標(biāo)準(zhǔn)條件下視角為一分的 C 型視標(biāo)的距離。采用被試者內(nèi)設(shè) 計(jì)時(shí)，同一被試者需要在三種照明條件下都接受測(cè)試。 如被試者只接受多個(gè)自變量情況中的一個(gè)，即不同的被試者接受不同自 變量的處理，這類設(shè)計(jì)便是被試者間設(shè)計(jì)。在上例中，如實(shí)驗(yàn)者令一組被試 者在強(qiáng)照度條件下測(cè)試，令另一組被試者接受中等照度條件下的測(cè)試，令第 三組被試者接受弱照度條件下的測(cè)試，如此類推，直到各組都分別接受某一 種照度條件下的測(cè)試。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是被試者間設(shè)計(jì)。 為什么在被試者內(nèi)設(shè)計(jì)和被試者間設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)都可以同時(shí)操作兩個(gè)或 兩個(gè)以上的自變量呢？乍看之下，這種處理似乎違背了實(shí)驗(yàn)法“單一變量” 的原則。其實(shí)，由于實(shí)驗(yàn)者采用了統(tǒng)計(jì)方法，可以通過(guò)平衡多變量的關(guān)系， 通過(guò)控制其他一些自變量，使某一階段變化特性顯露出來(lái)，這一問(wèn)題就迎刃 而解了。因此，可以說(shuō)統(tǒng)計(jì)技術(shù)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 　　所謂混合設(shè)計(jì)，是指在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，有些自變量是被試者內(nèi)的，而有些 自變量是被試者間的。例如，一個(gè)被試者接受甲變量的每一種情況，但只接 受乙變量的一種情況。根據(jù)被試者內(nèi)設(shè)計(jì)和被試者間設(shè)計(jì)的特征，這時(shí)的甲 變量是被試者內(nèi)自變量，乙變量則是被試者間自變量了。這類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)即是 混合設(shè)計(jì)。 一、被試者內(nèi)設(shè)計(jì) 　　被試者內(nèi)設(shè)計(jì) （或受試者內(nèi)設(shè)計(jì)、單組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)） （ within- subjectsdesign）是每個(gè)被試者須接受自變量的所有情況的處理。其基本原 理是：每個(gè)被試者參與所有的實(shí)驗(yàn)處理，然后比較相同被試者在不同處理下 的行為變化。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)下的同一被試者既為實(shí)驗(yàn)組提供數(shù)據(jù)，也為控制 　　 組提供數(shù)據(jù)。因此，被試者內(nèi)設(shè)計(jì)無(wú)需另找控制組的被試者。 在實(shí)驗(yàn)研究中，如果實(shí)驗(yàn)者主要想研究每一個(gè)被試者對(duì)實(shí)驗(yàn)處理所引起 的行為上的變化，一般可考慮采用被試者內(nèi)設(shè)計(jì)。被試者內(nèi)設(shè)計(jì)又可分為三 種子類型： （一）實(shí)驗(yàn)前后設(shè)計(jì) 　　實(shí)驗(yàn)前后設(shè)計(jì)（experimental before-after design）是指在實(shí)驗(yàn)條件 處理前對(duì)被試者進(jìn)行觀測(cè)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)條件處理后所做的同樣觀測(cè)的結(jié)果加 以對(duì)比的設(shè)計(jì)。也就是說(shuō)，這種設(shè)計(jì)類型是實(shí)驗(yàn)（處理）前后的比較設(shè)計(jì)。 我們可用表 2-1 來(lái)表示這種設(shè)計(jì)的模式。 　　實(shí)驗(yàn)（處理）前、后設(shè)計(jì)，具有二個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）能較明顯地檢查出實(shí)驗(yàn) 處理的效果如何。因?yàn)樵谶@種實(shí)驗(yàn)中，前、后被試者是同一的，如果能夠控 制好無(wú)關(guān)變量的話，那么實(shí)驗(yàn)處理前后的差異，就是實(shí)驗(yàn)處理的結(jié)果。（2） 表 2-1 實(shí)驗(yàn)前與實(shí)驗(yàn)后設(shè)計(jì)模式 組數(shù)前觀測(cè)處理后觀測(cè) 1 Y1 X Y2 說(shuō)明：Y1 表示實(shí)驗(yàn)處理前對(duì)被試者觀測(cè)所得值 Y2 表示實(shí)驗(yàn)處理后對(duì)被試者觀測(cè)所得值 X 表示實(shí)驗(yàn)條件處理 對(duì)被試者的需要量較少，一組被試者當(dāng)二組被試者用，無(wú)須再增設(shè)被試 者控制組。不僅效率提高了，而且被試者變量也得到了較好的控制。 　　然而，我們應(yīng)該看到不足之處。各類被試者內(nèi)設(shè)計(jì)的共同缺點(diǎn)是，這類 設(shè)計(jì)需要每個(gè)被試者在實(shí)驗(yàn)中花費(fèi)很多時(shí)間。通常一個(gè)被試者被要求執(zhí)行幾 項(xiàng)任務(wù)，這勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生疲勞，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而前、后設(shè)計(jì)還有二個(gè)不足之 處：（1）由于前、后兩次觀測(cè)之間存在時(shí)間間隔，這就會(huì)帶來(lái)外來(lái)影響。一 般來(lái)說(shuō)，前、后間隔時(shí)間愈長(zhǎng)，則影響就愈大。反之，如果前、后兩次觀測(cè) 時(shí)間很接近，倒可以認(rèn)為這是實(shí)驗(yàn)處理引起的行為差異。（2）容易產(chǎn)生順序 誤差。即前面的觀測(cè)影響后面觀測(cè)的結(jié)果，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如實(shí)驗(yàn)中 第一次觀測(cè)會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)、疲勞、情緒等效應(yīng)，從而影響第二次觀測(cè)的結(jié)果。 （二）定時(shí)系列設(shè)計(jì) 　　定時(shí)系列設(shè)計(jì)（time serial design）是指實(shí)驗(yàn)處理前對(duì)一組被試者作 一系列的定時(shí)重復(fù)觀測(cè)，然后實(shí)施實(shí)驗(yàn)處理。再對(duì)被試者作一系列的定時(shí)重 復(fù)觀測(cè)，分析自變量（實(shí)驗(yàn)處理）對(duì)因變量的關(guān)系。定時(shí)系列設(shè)計(jì)可以看作 是前、后設(shè)計(jì)的擴(kuò)展形式。定時(shí)系列設(shè)計(jì)，一般先分別求出實(shí)驗(yàn)處理前和實(shí) 驗(yàn)處理后的平均數(shù)，也有分別取眾數(shù)或中數(shù)的。我們用表 2-2 來(lái)表示這種設(shè) 計(jì)的模式。 表 2-2 定時(shí)系列設(shè)計(jì)模式 組數(shù)前觀測(cè)處理后觀測(cè) 1 Y1a 、 Y1b 、 Y1c X Y2a 、 Y2b 、 Y2c 說(shuō)明：Y1a、Y1b、Y1c 分別表示實(shí)驗(yàn)處理前之觀測(cè)值 Y2a、Y2b、Y2c 分別表示實(shí)驗(yàn)處理后之觀測(cè)值 X 表示實(shí)驗(yàn)條件處理 定時(shí)系列設(shè)計(jì)除了具有上述前、后設(shè)計(jì)的二個(gè)優(yōu)點(diǎn)之外，還具有以下二 個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）降低由于一次觀測(cè)而得到被試者不正常行為的機(jī)率。實(shí)驗(yàn)處理 前和實(shí)驗(yàn)處理后分別對(duì)每一位被試者作一系列測(cè)定，這就能降低只作一次觀 測(cè)而得到不正確結(jié)果的機(jī)率。（2）提供測(cè)量過(guò)程中的信息。無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)處 理前，或是在實(shí)驗(yàn)處理后，均對(duì)被試者進(jìn)行一系列的觀測(cè)，這樣就可以使我 們看出發(fā)展趨向。 　　但是，問(wèn)題還具有兩面性，定時(shí)系列設(shè)計(jì)的這些優(yōu)點(diǎn)，也加重了前、后 設(shè)計(jì)所存在的弱勢(shì)：（1）由于更多次的觀測(cè)，勢(shì)必延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，從而會(huì)有 更多的外來(lái)影響。（2）也正是更多次的觀測(cè)，更易引起順序誤差，更易導(dǎo)致 練習(xí)、疲勞、緊張或厭煩等效應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 （三）抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì) 　　抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)（reversal experimental condition design）是 指抵消實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)關(guān)變量的一種設(shè)計(jì)。前面講到，有些無(wú)關(guān)變量在某些實(shí) 驗(yàn)情況下既不能被消除，又不能保持恒定。例如，單組實(shí)驗(yàn)往往由于前一處 理影響后一處理的效果，產(chǎn)生順序誤差。為了抵消順序誤差，最簡(jiǎn)單的方法 就是用 ABBA 的排列順序來(lái)安排實(shí)驗(yàn)順序。其模式可用表 2-3 表示。 從表 2-3 中可見(jiàn)，首先給被試者作第一種處理（XA）和第一種處理后的 觀測(cè)（Y2a），其次作第二種處理（XB）和處理后的第二次觀測(cè)（Y2b），再重 復(fù)第二種、最后重復(fù)第一種的處理和觀測(cè)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)程序的安排，就是抵消 實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)的基本形式。 這里不妨舉一個(gè)例子。有甲乙兩種操作方式，我們要比較這兩種操作方 式哪一種更正確，更快些。我們知道，以人作為被試者的實(shí)驗(yàn)，在不同時(shí)間 所得結(jié)果必然有所不同，甚至同一人以同一操作方式作一系列實(shí)驗(yàn)，要使其 中兩次結(jié)果完全相同也是一件不容易的事。定時(shí)系列規(guī)則是解決此類問(wèn)題的 方法之一。但是定時(shí)系列規(guī)則不能消除和順序有關(guān)的實(shí)驗(yàn)誤差。 表 2-3 抵消實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的模式 處 理 XA XB XB XA 后觀測(cè) Y2a Y2b Y2c Y2d 為了消除這類影響，方法之一就是使用抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)。本例就可 用表 2-4 表示其模式。 表 2-4 抵消實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的實(shí)例 處理操作方式甲操作方式乙操作方式乙操作方式甲結(jié)果試驗(yàn)一之觀測(cè)值試驗(yàn)二之觀測(cè)值試驗(yàn)三之觀測(cè)值試驗(yàn)四之觀測(cè)值 這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在處理 XA 的情況下得到兩個(gè)數(shù)值，在處理 XB 的情況下也得 到兩個(gè)數(shù)值。統(tǒng)計(jì)時(shí)就通過(guò)分別求平均數(shù)后，加以比較。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)， 既安排了二種操作方式在程序上的均等，同時(shí)又提供了估計(jì)隨機(jī)誤差的可能 性。 　　抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)計(jì)具有三個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）能較好地控制被試者變 量，這是單組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的共同優(yōu)點(diǎn)。單組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不但比兩組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用的 被試者數(shù)量少，而且由于兩種實(shí)驗(yàn)條件使用同一被試者，從而較好地控制了 實(shí)驗(yàn)變量。（2）能較好地控制順序誤差。在心理實(shí)驗(yàn)中有許多變量與時(shí)間有 關(guān)，例如學(xué)習(xí)、練習(xí)、遷移、挫折、疲勞等等。這些變量特別需要用這類實(shí) 驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)消除順序誤差。如果一半被試者所作的順序?yàn)?ABBA，另一半被試者 所作的順序?yàn)?BAAB，那就抵消得更徹底。（3）時(shí)間上比較經(jīng)濟(jì)。這類實(shí)驗(yàn) 一般觀測(cè)次數(shù)不多，上面操作方式甲乙的比較，也只要通過(guò)四次觀測(cè)就能完 成某一被試者的實(shí)驗(yàn)。因此，被試者較易配合，以順利完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也排 除了某一些實(shí)驗(yàn)誤差。 　　抵消實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)雖有上述優(yōu)點(diǎn)，但也有其局限性。主要有兩點(diǎn)：（1） 反應(yīng)變量在時(shí)間維度（軸）上的關(guān)系是線性時(shí)才能使用。抵消實(shí)驗(yàn)條件的設(shè) 計(jì)的前提條件是反應(yīng)變量在時(shí)間維度（軸）上的關(guān)系是線性關(guān)系。例如單純 的前影響作用，無(wú)論是從試驗(yàn)一到試驗(yàn)二，還是從試驗(yàn)三到試驗(yàn)四，都是后 者受前者的影響。但是，當(dāng)這些變量的實(shí)際效果與行為效果的關(guān)系是非線性 時(shí)，則采用這類設(shè)計(jì)也不能達(dá)到抵消實(shí)驗(yàn)的順序誤差的目的。（2）對(duì)有些實(shí) 驗(yàn)不適用。例如用兩種學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)同一實(shí)驗(yàn)材料就不適用。若一定要用這 種設(shè)計(jì)，就必須改用同一被試用兩種學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)兩種難度相等的不同材 料，才能消除練習(xí)誤差，同時(shí)還應(yīng)用相同的計(jì)量單位，否則無(wú)法進(jìn)行比較。 以上我們介紹了三類單組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，清楚了這些設(shè)計(jì)所具有的優(yōu)點(diǎn)。在心理 實(shí)驗(yàn)中確實(shí)有不少運(yùn)用這種設(shè)計(jì)方法達(dá)到較好效果的例子。例如：楊治良等 （1979）曾用單組實(shí)驗(yàn)前后設(shè)計(jì)，對(duì)痛的成分進(jìn)行心理學(xué)研究。采用這種設(shè) 計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是愿接受痛刺激的被試者不可多得，為了彌補(bǔ)單組實(shí)驗(yàn)和被試者 數(shù)量較少的不足，實(shí)驗(yàn)采用單組實(shí)驗(yàn)前后設(shè)計(jì)。在這樣的設(shè)計(jì)中，被試者變 量能得到較好的控制，因?yàn)槟芟杀辉嚥町愐鸬恼`差，從而對(duì)自變量的 效果作出更精確的估計(jì)。同時(shí)，為盡可能減少單組實(shí)驗(yàn)中的被試者在實(shí)驗(yàn)中 花費(fèi)很多時(shí)間，實(shí)驗(yàn)采用了心理量表法記分，通過(guò)被試者一次反應(yīng)，記錄較 多的反應(yīng)指標(biāo)，而這些指標(biāo)之間又存在著很大的一致性（見(jiàn)表 2－5）。從表 2－5 可見(jiàn)，眾多的生理和心理指標(biāo)增加了對(duì)照程度，在一定程度上彌補(bǔ)了被 試者較少的缺陷。 表 2-5 痛反應(yīng)量表 極 拒 大 相當(dāng)于各級(jí)刺激的強(qiáng)度為被試的平均值（采自楊治良，1979） 　　應(yīng)看到單組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有其局限性，同時(shí)，正如前面所述，對(duì)有些實(shí)驗(yàn)不 適用。單組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在不能避免某種系統(tǒng)誤差時(shí)，就要用被試者間設(shè)計(jì)或混 合設(shè)計(jì)來(lái)完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 二、被試者間設(shè)計(jì) 　　被試者內(nèi)設(shè)計(jì)要求每一個(gè)被試者接受所有自變量處理，關(guān)鍵是如何安排 各處理的先后次序。被試者間設(shè)計(jì)（或組間法）（between－subjects design） 是要求每個(gè)被試者（組）只接受一個(gè)自變量處理，對(duì)另一被試者（組）進(jìn)行 另一種處理，故又稱這種設(shè)計(jì)為獨(dú)立組設(shè)計(jì) （independent － groups design）。這種設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是如何決定哪一個(gè)被試者（組）接受哪一個(gè) 實(shí)驗(yàn)處理。若有兩種以上的處理，有多少種處理就采用多少個(gè)被試者（組）。 被試者間設(shè)計(jì)或獨(dú)立組設(shè)計(jì)有兩類設(shè)計(jì)技術(shù)：隨機(jī)組設(shè)計(jì)和配對(duì)組設(shè)計(jì)。 （一）隨機(jī)組設(shè)計(jì) 　　隨機(jī)組設(shè)計(jì)（或隨機(jī)分組設(shè)計(jì)）（random－groups design）是將被試者 隨機(jī)地分配在不同的組內(nèi)接受不同的自變量處理。這一假設(shè)是將被試者隨機(jī) 分配到不同的組，若對(duì)各組用一樣的課題，在相同的條件下進(jìn)行測(cè)量，其結(jié) 果就成為相等組（或等組）（equivalent groups），則它們的成績(jī)?cè)诮y(tǒng)計(jì)上 應(yīng)是相等的。換句話說(shuō)，假設(shè)各組在與實(shí)驗(yàn)課題有關(guān)的特性上（如年齡、智 力、性格特征等）沒(méi)有差別（在統(tǒng)計(jì)允許的限度以內(nèi)），而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻出現(xiàn) 了差別，這差別就是由于處理的不同而引起的。 　　從統(tǒng)計(jì)理論來(lái)講，特別是從抽樣理論來(lái)說(shuō)，此設(shè)計(jì)的各被試者樣本（隨 機(jī)組）在未受不同的實(shí)驗(yàn)處理前，他們的作業(yè)平均數(shù)在統(tǒng)計(jì)上是沒(méi)有顯著差 　　 異的，如果有，也僅僅是抽樣變動(dòng)。各自樣本的平均數(shù) X 都是總體平均數(shù)μ 的無(wú)偏估計(jì)值。換言之，各隨機(jī)組在未經(jīng)受不同處理之前是相等的（在統(tǒng)計(jì) 允許的限度以內(nèi)）。若這些隨機(jī)組經(jīng)受不同的實(shí)驗(yàn)處理后，經(jīng) t 檢驗(yàn)和 F 檢 驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)作業(yè)的平均數(shù)有顯著性差異，那么這些差別是實(shí)驗(yàn)處理的不同引起 的。各實(shí)驗(yàn)處理的平均數(shù)不是來(lái)自總體的平均數(shù)μ，而是來(lái)自各實(shí)驗(yàn)處理總 體μ1，μ2，??，μk。這就是根據(jù)隨機(jī)理論所作的邏輯推理。 　　怎樣才能做到隨機(jī)分組呢？常用的方法有兩種：同時(shí)分配法和次第分配 法。這兩種方法各有其特點(diǎn)，可擇宜采用。 　　1.同時(shí)分配法同時(shí)分配的條件是，被試者同時(shí)等候，而實(shí)驗(yàn)者可隨意調(diào) 派其中任何一個(gè)被試者。同時(shí)分配法通常有三種技術(shù)。 　?。?）抽簽法：先將所有被試者編號(hào)，記入紙片，每一紙片號(hào)碼代表一個(gè) 被試者，然后將紙片放入容器內(nèi)攪勻，按組抽取。若要將 40 個(gè)被試者分為四 組時(shí)，第一次抽 10 片，代表第一組，第二次也抽 10 片，代表第二組，依次 類推。假定 40 個(gè)被試者中有 16 個(gè)女生，則每組應(yīng)各有 4 名女生。所以可以 在 16 名女生中先隨機(jī)選 4 名，再在 24 名男生中隨機(jī)選 6 名，歸入第一組， 依次類推。 　?。?）筆劃法：若要將 40 個(gè)被試者分為四組時(shí)，首先將被試者依其姓氏 筆劃數(shù)進(jìn)行次序排列，再查隨機(jī)數(shù)表每一數(shù)列的第一位數(shù)，只取第一個(gè)數(shù)為 1、2、3、和 4 的數(shù)字，分別歸屬四個(gè)組，各查 10 個(gè)，共查滿 40 個(gè)以后，按 姓氏筆劃先后對(duì)入 1、2、3、4 所表示的組別。用此法時(shí)只要注意在查第一位 數(shù)為 1、2、3、4 的隨機(jī)數(shù)時(shí)各查 10 個(gè)即可。 （3）報(bào)數(shù)法：若要將 40 個(gè)被試者分為四組時(shí)，采用類似于體育課上的 報(bào)數(shù)，假定被試者都坐在教室內(nèi)，實(shí)驗(yàn)者令其從第一排報(bào)數(shù)，報(bào) 1 的被試者 都被分在第一組、報(bào) 2 的被試者都分在第二組，依此類推，只是要注意原有 順序的影響。若每排報(bào)數(shù)的方向隨機(jī)改變，例如用 1234，4321，2341 等不同 的順序報(bào)數(shù)，則隨機(jī)分組的效果將更好。 2.次第分配法 次第分配法的條件是，由于實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)或其他原 因，實(shí)驗(yàn)者知道有一群被試者，但不知道究竟那位被試者什么時(shí)間會(huì)來(lái)，只 能根據(jù)預(yù)先擬好的原則進(jìn)行分派，而且當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各組要符合隨機(jī)組的 要求。這里介紹兩種技術(shù)。 （1）簡(jiǎn)便法：按被試者出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)的先后分派，第一名屬第一組，第二 名屬第二組，第三名屬第三組，依此類推等。這有點(diǎn)像同時(shí)分配法中的第三 例。一般而言，使用本法能滿足隨機(jī)的條件，然而它取決于被試者報(bào)到的次 序是否符合隨機(jī)原則。 　?。?）區(qū)內(nèi)隨機(jī)法：為了避免被試者非隨機(jī)出現(xiàn)的可能性，可按照被試者 來(lái)到實(shí)驗(yàn)室的先后，使用區(qū)內(nèi)隨機(jī)次序分派被試者歸屬各組。例如，可根據(jù) 隨機(jī)數(shù)表來(lái)分配被試者。 　　隨機(jī)組設(shè)計(jì)有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是：（1）用隨機(jī)分配被試者的方法 可控制兩組被試者變量的差異，分組方法簡(jiǎn)單可行。（2）由于對(duì)每一被試者 只作一次觀測(cè)，可消除某些實(shí)驗(yàn)誤差，如消除學(xué)習(xí)誤差的影響。這種設(shè)計(jì)的 缺點(diǎn)是：（1）分成等組的方法仍欠精密。（2）若兩組在不同時(shí)期觀測(cè)，就 有可能插入實(shí)驗(yàn)以外的偶發(fā)事件，影響因變量的觀測(cè)結(jié)果。 （二）配對(duì)組設(shè)計(jì) 配對(duì)組設(shè)計(jì)（或?qū)Φ冉M設(shè)計(jì)）（matched－groups design）是隨機(jī)組設(shè) 計(jì)的一種邏輯擴(kuò)展。配對(duì)組設(shè)計(jì)的目的是使各組的特性更加相同。這種設(shè)計(jì) 可控制組內(nèi)變異和組間變異。在心理學(xué)研究中常常會(huì)遇到某些變量，特別是 機(jī)體內(nèi)部的變量，例如智力、態(tài)度??。它們對(duì)實(shí)驗(yàn)變量（自變量），例如 對(duì)教材、教法等來(lái)說(shuō)是額外的、無(wú)關(guān)的，而對(duì)因變量來(lái)說(shuō)卻是有關(guān)的。因此， 它們是共變量。共變量若不受到實(shí)驗(yàn)控制，則進(jìn)行 F 檢驗(yàn)時(shí)作為實(shí)驗(yàn)誤差的 組內(nèi)誤差往往就不合理地?cái)U(kuò)大了。配對(duì)組設(shè)計(jì)就能解決此類問(wèn)題。這一設(shè)計(jì) 要求把共變量分成幾個(gè)等級(jí)，經(jīng)過(guò)測(cè)量，然后把具有同一等級(jí)特征的 K 個(gè)被 試者加以配對(duì)，此時(shí)，每一個(gè)配對(duì)組便是一個(gè)層級(jí)。配對(duì)組的 K 個(gè)被試者每 人只接受一種實(shí)驗(yàn)處理，至于誰(shuí)應(yīng)接受哪一種實(shí)驗(yàn)處理，則用隨機(jī)分派的方 法來(lái)決定。表 2－6 乃是配對(duì)組設(shè)計(jì)的基本模式。 表 2－6 配對(duì)組設(shè)計(jì)的基本模式 （采自楊治良、樂(lè)竟泓，1990） 　　在表 2－6 上，每一等級(jí)的每一處理只是觀察一個(gè)被試者的做法，有時(shí)所 觀察的基本單位不是一個(gè)被試者，而是一個(gè)團(tuán)體或一個(gè)子集合。 　　配對(duì)法常有兩個(gè)步驟：第一，令所有被試者做“共同作業(yè)”，即接受預(yù) 備測(cè)驗(yàn)，獲得作業(yè)分?jǐn)?shù)；第二，根據(jù)作業(yè)分?jǐn)?shù)形成配對(duì)組。 第一步：共同作業(yè) 　　共同作業(yè)（common task）亦稱為先檢驗(yàn)（或前測(cè)）（pretest）。配對(duì) 組設(shè)計(jì)的優(yōu)劣完全依賴實(shí)驗(yàn)作業(yè)是否與共同作業(yè)有高度的相關(guān)。先檢驗(yàn)與實(shí) 驗(yàn)作業(yè)的相關(guān)越高，組間差異越小，則接受不同處理后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果越能反映 實(shí)驗(yàn)處理的差異。先檢驗(yàn)作業(yè)有兩種：一種是和實(shí)驗(yàn)作業(yè)有高度相關(guān)的其他 作業(yè)；另一種是