【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出正確的結(jié)論，來檢驗(yàn)解決問題的假設(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)被試者要說的指示 語，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)?！　∶恳粋€(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都必須回答三個(gè)基本問題：（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）各自變量內(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，可以通過平衡多變量的關(guān)系， 通過控制其他一些自變量，使某一階段變化特性顯露出來，這一問題就迎刃 而解了。因此，可以說統(tǒng)計(jì)技術(shù)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)?！　∷^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 beforeafter 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，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 21 來表示這種設(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 21 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?！　∪欢覀儜?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)帶來外來影響。一 般來說，前、后間隔時(shí)間愈長，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 22 來表示這種設(shè) 計(jì)的模式。表 22 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)量過程中的信息。無論是在實(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?！　〉?，問題還具有兩面性，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)必延長實(shí)驗(yàn)時(shí)間，從而會(huì)有 更多的外來影響。（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)過程中無關(guān)變量的一種設(shè)計(jì)。前面講到，有些無關(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 的排列順序來安排實(shí)驗(yàn)順序。其模式可用表 23 表示。從表 23 中可見，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 23 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 24 表示其模式。表 24 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?！　〉窒麑?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?！　〉窒麑?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（見表 2－5）。從表2－5 可見，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 25 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?cè)诮y(tǒng)計(jì)上 應(yīng)是相等的。換句話說，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?！　慕y(tǒng)計(jì)理論來講，特別是從抽樣理論來說，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)不是來自總體的平均數(shù)μ，而是來自各實(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?！　?，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 4 所表示的組別。用此法時(shí)只要注意在查第一位 數(shù)為 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)，