【文章內(nèi)容簡介】 出正確的結(jié)論，來檢驗解決問題的假設(shè)。心理實 驗設(shè)計的內(nèi)容包括：刺激變量（或刺激變項）（stimulus variable）的確定 及其呈現(xiàn)的方式，反應(yīng)變量（或反應(yīng)變項）（response variable）的指標(biāo)及 其測量方法，對一切有關(guān)變量（或變項）（variable）的控制措施，確定被 試者人數(shù)和選擇被試者的方法，擬定主試在實驗開始前對被試者要說的指示 語，規(guī)定實驗次數(shù)，安排實驗程序，規(guī)定使用儀器的型號，處理實驗數(shù)據(jù)的 方法等等。實驗設(shè)計要對實驗結(jié)果有預(yù)見性，要保證嚴(yán)格按照實驗設(shè)計進(jìn)行 才能取得有效的實驗數(shù)據(jù)。　　每一個實驗設(shè)計都必須回答三個基本問題：（1）實驗采用多少自變量？ 例如在一個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 條件的組合，就可構(gòu)成許多不同類型的實驗設(shè)計。一般根據(jù)對上述三個問題的回答，就可把實驗設(shè)計的類型大體上分為三種：被試者內(nèi)設(shè)計、被試者間設(shè)計以及同時包括被試者內(nèi)與被試者間的混合 設(shè)計（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驗，則是被試者內(nèi)設(shè)計。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 量是觀測一個在標(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) 計時，同一被試者需要在三種照明條件下都接受測試。如被試者只接受多個自變量情況中的一個，即不同的被試者接受不同自變量的處理，這類設(shè)計便是被試者間設(shè)計。在上例中，如實驗者令一組被試 者在強(qiáng)照度條件下測試，令另一組被試者接受中等照度條件下的測試，令第 三組被試者接受弱照度條件下的測試，如此類推，直到各組都分別接受某一 種照度條件下的測試。這種實驗設(shè)計就是被試者間設(shè)計。為什么在被試者內(nèi)設(shè)計和被試者間設(shè)計中，實驗都可以同時操作兩個或兩個以上的自變量呢？乍看之下，這種處理似乎違背了實驗法“單一變量” 的原則。其實，由于實驗者采用了統(tǒng)計方法，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)計技術(shù)是實驗設(shè)計的基礎(chǔ)。　　所謂混合設(shè)計，是指在一項實驗中，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)計和被試者間設(shè)計的特征，這時的甲 變量是被試者內(nèi)自變量，乙變量則是被試者間自變量了。這類實驗設(shè)計即是 混合設(shè)計。一、被試者內(nèi)設(shè)計　　被試者內(nèi)設(shè)計 （或受試者內(nèi)設(shè)計、單組實驗設(shè)計） （ within subjectsdesign）是每個被試者須接受自變量的所有情況的處理。其基本原 理是：每個被試者參與所有的實驗處理，然后比較相同被試者在不同處理下 的行為變化。這種實驗設(shè)計下的同一被試者既為實驗組提供數(shù)據(jù)，也為控制　　組提供數(shù)據(jù)。因此，被試者內(nèi)設(shè)計無需另找控制組的被試者。 在實驗研究中，如果實驗者主要想研究每一個被試者對實驗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。被試者內(nèi)設(shè)計又可分為三 種子類型：（一）實驗前后設(shè)計　　實驗前后設(shè)計（experimental beforeafter design）是指在實驗條件 處理前對被試者進(jìn)行觀測的結(jié)果與實驗條件處理后所做的同樣觀測的結(jié)果加 以對比的設(shè)計。也就是說，這種設(shè)計類型是實驗（處理）前后的比較設(shè)計。 我們可用表 21 來表示這種設(shè)計的模式?！　嶒灒ㄌ幚恚┣?、后設(shè)計，具有二個優(yōu)點：（1）能較明顯地檢查出實驗 處理的效果如何。因為在這種實驗中，前、后被試者是同一的，如果能夠控 制好無關(guān)變量的話，那么實驗處理前后的差異，就是實驗處理的結(jié)果。（2）表 21 實驗前與實驗后設(shè)計模式組數(shù)前觀測處理后觀測 1 Y1 X Y2 說明：Y1 表示實驗處理前對被試者觀測所得值Y2 表示實驗處理后對被試者觀測所得值X 表示實驗條件處理 對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。　　然而，我們應(yīng)該看到不足之處。各類被試者內(nèi)設(shè)計的共同缺點是，這類 設(shè)計需要每個被試者在實驗中花費很多時間。通常一個被試者被要求執(zhí)行幾 項任務(wù)，這勢必會產(chǎn)生疲勞，影響實驗結(jié)果。而前、后設(shè)計還有二個不足之 處：（1）由于前、后兩次觀測之間存在時間間隔，這就會帶來外來影響。一 般來說，前、后間隔時間愈長，則影響就愈大。反之，如果前、后兩次觀測 時間很接近，倒可以認(rèn)為這是實驗處理引起的行為差異。（2）容易產(chǎn)生順序 誤差。即前面的觀測影響后面觀測的結(jié)果，從而影響實驗結(jié)果。例如實驗中 第一次觀測會產(chǎn)生學(xué)習(xí)、疲勞、情緒等效應(yīng)，從而影響第二次觀測的結(jié)果。（二）定時系列設(shè)計　　定時系列設(shè)計（time serial design）是指實驗處理前對一組被試者作 一系列的定時重復(fù)觀測，然后實施實驗處理。再對被試者作一系列的定時重 復(fù)觀測，分析自變量（實驗處理）對因變量的關(guān)系。定時系列設(shè)計可以看作 是前、后設(shè)計的擴(kuò)展形式。定時系列設(shè)計，一般先分別求出實驗處理前和實 驗處理后的平均數(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) 計的模式。表 22 定時系列設(shè)計模式組數(shù)前觀測處理后觀測 1 Y1a 、 Y1b 、 Y1c X Y2a 、 Y2b 、 Y2c 說明：Y1a、Y1b、Y1c 分別表示實驗處理前之觀測值Y2a、Y2b、Y2c 分別表示實驗處理后之觀測值X 表示實驗條件處理 定時系列設(shè)計除了具有上述前、后設(shè)計的二個優(yōu)點之外，還具有以下二個優(yōu)點：（1）降低由于一次觀測而得到被試者不正常行為的機(jī)率。實驗處理 前和實驗處理后分別對每一位被試者作一系列測定，這就能降低只作一次觀 測而得到不正確結(jié)果的機(jī)率。（2）提供測量過程中的信息。無論是在實驗處 理前，或是在實驗處理后，均對被試者進(jìn)行一系列的觀測，這樣就可以使我 們看出發(fā)展趨向?！　〉牵瑔栴}還具有兩面性，定時系列設(shè)計的這些優(yōu)點，也加重了前、后 設(shè)計所存在的弱勢：（1）由于更多次的觀測，勢必延長實驗時間，從而會有 更多的外來影響。（2）也正是更多次的觀測，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)，影響實驗結(jié)果。（三）抵消實驗條件的設(shè)計　　抵消實驗條件的設(shè)計（reversal experimental condition design）是 指抵消實驗過程中無關(guān)變量的一種設(shè)計。前面講到，有些無關(guān)變量在某些實 驗情況下既不能被消除，又不能保持恒定。例如，單組實驗往往由于前一處 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，最簡單的方法 就是用 ABBA 的排列順序來安排實驗順序。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（Y2a），其次作第二種處理（XB）和處理后的第二次觀測（Y2b），再重復(fù)第二種、最后重復(fù)第一種的處理和觀測。整個實驗程序的安排，就是抵消 實驗條件的設(shè)計的基本形式。這里不妨舉一個例子。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驗，在不同時間 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驗，要使其 中兩次結(jié)果完全相同也是一件不容易的事。定時系列規(guī)則是解決此類問題的 方法之一。但是定時系列規(guī)則不能消除和順序有關(guān)的實驗誤差。表 23 抵消實驗條件設(shè)計的模式處 理 XA XB XB XA 后觀測 Y2a Y2b Y2c Y2d 為了消除這類影響，方法之一就是使用抵消實驗條件的設(shè)計。本例就可用表 24 表示其模式。表 24 抵消實驗條件設(shè)計的實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)果試驗一之觀測值試驗二之觀測值試驗三之觀測值試驗四之觀測值 這種實驗設(shè)計在處理 XA 的情況下得到兩個數(shù)值，在處理 XB 的情況下也得到兩個數(shù)值。統(tǒng)計時就通過分別求平均數(shù)后，加以比較。這樣的實驗設(shè)計， 既安排了二種操作方式在程序上的均等，同時又提供了估計隨機(jī)誤差的可能性?！　〉窒麑嶒灄l件的設(shè)計具有三個明顯的優(yōu)點：（1）能較好地控制被試者變 量，這是單組實驗設(shè)計的共同優(yōu)點。單組實驗設(shè)計不但比兩組實驗設(shè)計用的 被試者數(shù)量少，而且由于兩種實驗條件使用同一被試者，從而較好地控制了 實驗變量。（2）能較好地控制順序誤差。在心理實驗中有許多變量與時間有 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 驗設(shè)計來消除順序誤差。如果一半被試者所作的順序為 ABBA，另一半被試者 所作的順序為 BAAB，那就抵消得更徹底。（3）時間上比較經(jīng)濟(jì)。這類實驗 一般觀測次數(shù)不多，上面操作方式甲乙的比較，也只要通過四次觀測就能完 成某一被試者的實驗。因此，被試者較易配合，以順利完成實驗，同時也排 除了某一些實驗誤差?！　〉窒麑嶒灄l件設(shè)計雖有上述優(yōu)點，但也有其局限性。主要有兩點：（1） 反應(yīng)變量在時間維度（軸）上的關(guān)系是線性時才能使用。抵消實驗條件的設(shè) 計的前提條件是反應(yīng)變量在時間維度（軸）上的關(guān)系是線性關(guān)系。例如單純 的前影響作用，無論是從試驗一到試驗二，還是從試驗三到試驗四，都是后 者受前者的影響。但是，當(dāng)這些變量的實際效果與行為效果的關(guān)系是非線性 時，則采用這類設(shè)計也不能達(dá)到抵消實驗的順序誤差的目的。（2）對有些實 驗不適用。例如用兩種學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)同一實驗材料就不適用。若一定要用這 種設(shè)計，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，同時還應(yīng)用相同的計量單位，否則無法進(jìn)行比較。 以上我們介紹了三類單組實驗設(shè)計，清楚了這些設(shè)計所具有的優(yōu)點。在心理 實驗中確實有不少運用這種設(shè)計方法達(dá)到較好效果的例子。例如：楊治良等（1979）曾用單組實驗前后設(shè)計，對痛的成分進(jìn)行心理學(xué)研究。采用這種設(shè)計的出發(fā)點是愿接受痛刺激的被試者不可多得，為了彌補(bǔ)單組實驗和被試者 數(shù)量較少的不足，實驗采用單組實驗前后設(shè)計。在這樣的設(shè)計中，被試者變 量能得到較好的控制，因為能消除由被試差異引起的誤差，從而對自變量的 效果作出更精確的估計。同時，為盡可能減少單組實驗中的被試者在實驗中 花費很多時間，實驗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)看到單組實驗設(shè)計有其局限性，同時，正如前面所述，對有些實驗不 適用。單組實驗設(shè)計在不能避免某種系統(tǒng)誤差時，就要用被試者間設(shè)計或混 合設(shè)計來完善實驗設(shè)計。二、被試者間設(shè)計　　被試者內(nèi)設(shè)計要求每一個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（或組間法）（between－subjects design） 是要求每個被試者（組）只接受一個自變量處理，對另一被試者（組）進(jìn)行 另一種處理，故又稱這種設(shè)計為獨立組設(shè)計 （independent － groups design）。這種設(shè)計的主要問題是如何決定哪一個被試者（組）接受哪一個 實驗處理。若有兩種以上的處理，有多少種處理就采用多少個被試者（組）。 被試者間設(shè)計或獨立組設(shè)計有兩類設(shè)計技術(shù)：隨機(jī)組設(shè)計和配對組設(shè)計。（一）隨機(jī)組設(shè)計　　隨機(jī)組設(shè)計（或隨機(jī)分組設(shè)計）（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，若對各組用一樣的課題，在相同的條件下進(jìn)行測量，其結(jié) 果就成為相等組（或等組）（equivalent groups），則它們的成績在統(tǒng)計上 應(yīng)是相等的。換句話說，假設(shè)各組在與實驗課題有關(guān)的特性上（如年齡、智 力、性格特征等）沒有差別（在統(tǒng)計允許的限度以內(nèi)），而實驗結(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)計理論來講，特別是從抽樣理論來說，此設(shè)計的各被試者樣本（隨 機(jī)組）在未受不同的實驗處理前，他們的作業(yè)平均數(shù)在統(tǒng)計上是沒有顯著差　　異的，如果有，也僅僅是抽樣變動。各自樣本的平均數(shù) X 都是總體平均數(shù)μ 的無偏估計值。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 允許的限度以內(nèi)）。若這些隨機(jī)組經(jīng)受不同的實驗處理后，經(jīng) t 檢驗和 F 檢 驗后發(fā)現(xiàn)作業(yè)的平均數(shù)有顯著性差異，那么這些差別是實驗處理的不同引起 的。各實驗處理的平均數(shù)不是來自總體的平均數(shù)μ，而是來自各實驗處理總 體μ1，μ2，??，μk。這就是根據(jù)隨機(jī)理論所作的邏輯推理?！　≡鯓硬拍茏龅诫S機(jī)分組呢？常用的方法有兩種：同時分配法和次第分配 法。這兩種方法各有其特點，可擇宜采用。　　，被試者同時等候，而實驗者可隨意調(diào) 派其中任何一個被試者。同時分配法通常有三種技術(shù)?！　。?）抽簽法：先將所有被試者編號，記入紙片，每一紙片號碼代表一個 被試者，然后將紙片放入容器內(nèi)攪勻，按組抽取。若要將 40 個被試者分為四 組時，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 個被試者中有 16 個女生，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 個被試者分為四組時，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)，只取第一個數(shù)為和 4 的數(shù)字，分別歸屬四個組，各查 10 個，共查滿 40 個以后，按姓氏筆劃先后對入 4 所表示的組別。用此法時只要注意在查第一位 數(shù)為 4 的隨機(jī)數(shù)時各查 10 個即可。（3）報數(shù)法：若要將 40 個被試者分為四組時，采用類似于體育課上的報數(shù)，假定被試者都坐在教室內(nèi)，