第一章实验心理学简介

第一章引论

一、实验心理学：定义、内容及简要历史回顾

实验心理学是应用科学的实验方法研究心理现象和行为规律的科学，是心理学中关于实验方法的一个分支。

实验心理学作为教科书始于19世纪铁钦纳（Titchener, E. B.）的著作（《实验心理学》4卷，1901——1905），之后武德沃斯（Woodworth, R. S.）于1938年发表了《实验心理学》。

无论是古代对心理学思想的探讨，还是现代心理学的科学研究，在探讨的“内容”上都是基本相同的，两者最主要的区别是研究“方法”和“手段”的不同。

早期：“思辩”——内省、推理和知觉；

现代：观察、调查、相关研究、实验等科学方法。

二、实验心理学和普通心理学、认知心理学的区别

普通心理学→注重结果

实验心理学→注重方法

认知心理学→注重理论

【举例】

艾宾浩斯遗忘曲线（《教材》P317-318 ）

艾宾浩斯创造了两个工具：

–无意义音节，他用两个辅音（consonant）字母和一个元音（vowel）字母形成一个无意义音节（CVC）。无意义音节作为识记的单位大致是相同的，这样便于控制学习材料的数量，并且使学习少受个人有关经验的影响。

–节省法（重学法）。

三、实验方法与非实验方法

实验方法是心理学研究的主要方法。

实验方法可以“产生”新的现象；

实验方法可以发现事物之间的因果关系；

实验是随时随地都可以进行的。

?非实验方法的特点：

–我们不能操纵自变量；

–在收集资料的过程中我们不得不面对现实。

自然观察法（naturalistic observation）

调查法（survey methods）

个案法（case study）

相关研究法（the correlational approach）

四、实验范式

实验方法在各种心理过程以及各个心理学分之的研究中，具体表现为各种不同的实验范式（the experimental paradigms）。

范式是指按照某一比较公认的路线或观点所采取的研究方向或研究步骤。

范式的另一种解释是哲学家T. S. 孔恩提出的，是指科学发展的某一时期，在一个领域内某一理论为大家所公认，成为占主导地位的理论，它指导着这一时代该领域的研究方向，这个理论便称为范式。

加工水平效应（the level effect of processing）

在非随意学习中（incidental learning），要求被试回答有关单字的各种问题：

这个单字是用大写字母写的吗？（字型加工）

这个单字是否与另外一个单字押韵？（语音加工）

这个单字能否归为动物一类？（语义加工）

某种实验范式实际上就是相对固定的实验程序，它的设计一般有两种用途或目的。

第一，为了使某种心理现象得到更清晰准确的描述和表达。

第二，为了检验某种假设、新提出来的概念。

五、实验中的各种变量

变量（variable）指的是可以在数量上或性质上改变的事物的属性。

主试（experimenter）：实验者，即主持实验的人。他发出刺激给被试，通过实验收集心理学资料。

被试（subject）：就是实验对象，接受主试发出的刺激并做出反应。

?自变量（independent variable）

定义：即刺激变量，它是由主试选择、控制的变量，它决定着行为或心理的变化。

自变量的种类：

–刺激特点自变量

–环境特点自变量

–被试特点自变量

–暂时造成的被试差别

实验心理学

?因变量（dependent variable）

定义：被试的反应变量，它是自变量造成的结果，是主试观察或测量的行为变量。

因变量的选择及测量

?因变量的可靠性即信度

信度（reliability）指一致性，同一被试在相同的实验条件下应该得到相近的结果。

信度在各种心理测量中是一个非常重要的指标。

信度的测量有多种，最常用的信度为重测信度（test-retest reliability coefficient）和折半信度（split-half correlation coefficient）。

正相关系数的值越大，表示心理测量的信度就越高。

?因变量的有效性即效度

当自变量的确造成了因变量的变化，而不是其他的各种因素造成因变量的变化，我们就说这种因变量是有效的。

Thomas Cook & Donald Campbell (1976):

internal validity: extent to which a study provides evidence of a cause-effect relationship between the independent and dependent variables.

construct validity: extent to which an experiment measures the theory behind the research.

external validity: how well the findings of an experiment generalize to other situations or populations.

statistical validity: extent to which data are shown to be the result of cause-effect relationships rather than accident.

?因变量的敏感性

自变量发生变化可以引起相应的因变量的变化，这样的因变量是敏感的。

不敏感的因变量有两类典型的例子：

高限效应（ceiling effect）：天花板效应；

低限效应（floor effect）：地板效应

自变量与因变量之间的可能关系

当自变量增加时，因变量直线增加，即刺激与反应呈线性关系；

表示因变量不受自变量的影响，即自变量对于所研究的问题是没有关系的；

当自变量增加时，因变量直线减少；

非线性关系，当自变量增加时，因变量呈加速增加；

非线性关系，当自变量增加时，因变量呈

非线性关系，表示因变量开始随自变量的增加而增加，但到一定限度后，自变量与因变量呈倒转的关系，即自变量增加，因变量反而下降。

额外变量或自变量混淆

有关变量（relevant variable）：对因变量足以产生影响的实验条件；

无关变量（irrelevant variable）：对因变量不产生影响的实验条件；

额外的有关变量（extraneous relevant variable）：简称为额外变量（extraneous variable），在有关变量中，主试拟研究的变量叫做自变量，主试不拟研究的那些变量叫做额外变量。

多于一个自变量的实验

优点：

做一项多自变量的实验比分别做多个实验效率高；

做一项实验研究比分别做多项实验研究易于保持控制变量恒定；

也是最重要的，在几个变量同时并存的情况下所概括的实验结果比从几个单独实验所概括的结果更有价值，更接近实际生活。

六、The Science of Psychology

Scientific research is often divided into two categories: basic and applied.

Applied research aims at solving a specific problem –such as how to cure bedwetting – whereas basic research has no immediate practical goal.

Are Experiments Too Far from Real Life?

七、心理学规律的性质

R.S. 武德沃斯和H. 施洛斯贝格（1965）曾指出，虽然实验心理学注重实验研究的定量工作，但有一些重要的变量，它们的性质是质量的而不是数量的。

心理学的成功不是看它与物理学多么相象，而是看它描述和解释人的行为有多好。

为什么心理学的发展不能以物理学为标准呢？

八、理论和实验的关系

实验心理学

The research cycle—start at Box 1

心理实验及其类型

什么是心理实验？

所谓心理实验就是在严密控制的条件下，有组织地逐次变化条件，根据观察、记录、测定与此相伴随的心理现象的变化，确定条件和心理现象之间的关系。

只有当环境被有计划的控制时，一个实验才能发生。实验的主要特点是较好的控制额外变量，一个实验具备三个明显的特征：

1)实验者掌握有主动权，可以选择方便的地点与时间使现象发生，在事前为准确的观察做好充分的准备；

2)由于实验者掌握有主动权，不必浪费时间等现象自发的机会去做偶然的观察，验证自己的观察结果；同时把这些条件叙述出来，使他人能照样重复，核对他的结果；因此实验具有可核对性和可验证性；

3)实验者可以系统的变化条件，观察因这些条件的变化而引起的现象上的变化，从而推测条件的变化与现象的变化之间的因果关系。

注意：

在心理学实验里，因变量总是反应或行为方面的变化，自变量大都是刺激或环境方面的变化，有时也可能是机体或被试者的特性与行为上的另一方面的变化。

一个实验必须有控制外界条件的两种方式或两个水平，有时这两种水平表现为有控制和无控制两种方式。

最简单的实验，至少要有自变量和因变量，而自变量至少要有两种水平。

与物理实验和生理实验相比较，心理实验具有三个最明显的不同特点：

第一，心理实验研究的对象是完整的人，所谓完整，是指被试在完整的身心状态下接受实验，除在非常特殊的情况下，实验者不能采用损伤法任意作用研究的对象；

第二，心理学实验严格说来是一种间接研究，即使凭借先进的测量工具，研究者对实验对象的心理通常也只能进行逻辑推断；

第三，心理学实验理论和方法的出发点及适用范围可能不同，但主要的任务基本上都集中在如何操纵实验、控制各项变量方面。

心理学实验法的要求

心理学实验的目的是为了寻找两个事件之间有无因果关系，换言之，是要回答“为什么”的问题。日常生活中存在许多经验吸引着心理学家去问“问什么”，但这还仅仅是形成实验假设的条件，实验解答为什么需要执行实验方案，通过操纵甲事件去揭示乙事件。只要主动、系统的操纵某一事件，导致另一事件伴随发生或改变。例如：研究者改变学习时间的长短，以揭示由此引起学习成绩改变的情况。当我们确定因变量变化完全是由于自变量单独改变所引起的时候，该研究就是实验，研究者才成其为实验者。

如何判断一项研究是不是实验？

判断一项研究是不是实验是有条件限制的，这个限制就是实验的一般要求：

1)单独有系统的操纵自变量的各个量；

2)同时控制其他所有因素，使之不致系统的发生变化；

3)观察因变量的各个量是否随着自变量的改变而发生变化；

4)如果因变量确系自变量的变化引起，两者间的函数关系就反映了它们的因果联系。

【举例说明】

在一个自由回忆的实验中，主试给每一个被试呈现一张词表，每次呈现一个词，每个词呈现几秒钟，在全部呈现完之后，要求被试尽量多的回忆出看过的词、并把它们按照自己的顺序写出来。实验设对照组和实验组，按步骤分析：

主试单独有系统的操纵学习内容、呈现次序或遍数。对照组：先呈现词表A，2次，然后呈现词表B，10次；实验组：先呈现词表B，10次，然后呈现词表A，2次；在两组被试学习次数相同，呈现次序保持恒定的情况下，学习内容就是需要操纵的自变量；

实验者同时要考虑到：分配到两组的被试在学习能力上大致相等，以及其他会影响实验进程的因素有没有控制好。

要观察两组实验回忆成绩是否随先后学习的内容而有所变化，并归纳出两条反映平均成绩的曲线

最后，实验者根据两组被试所得的平均成绩，对学习内容A是否对B产生干扰做出结论。

实验心理学

心理实验研究的重点

心理过程的实验重点可以通过S----O----R的简单结构加以了解。如下图：

被试或有机体

注：S 刺激、r内部反应、R外部反应、O被试

心理实验的类型

因素性实验（factorial type experiment）：即规定行为的条件“是什么”的“什么型实验”，或是探明行为的规定要因的实验。在因素型实验里，逐个的除去、破坏或变化被看作是行为规定要因的几个条件，根据有无相应的行为变化，探明它是否是行为规定的要因。毫无疑问，这时候被操作条件之外的条件，都应该进行严格的控制。（定性实验、探索型实验）

函数性实验（functional experiment）：即追求各种条件“怎样”规定行为的“怎样型实验”，或是探明条件和行为函数关系的实验。在函数型实验里，根据因素型实验，系统的、分阶段的变化以被弄清的规定要因的条件，以进行确定条件和行为的函数关系的函数型实验。找出行为的法则。（定量实验、验证型实验）。

心理实验研究的程序

一、研究问题的提出和假设的确立

心理学课题的来源：

从实践中找课题：通过对人类或动物日常具体行为仔细、认真的观察，才能提出各种研究的问题，确定科学研究的起点；实际生活、教育、生产等方面提出的问题。

从理论文献中找课题：通过文献分析，发现空白，揭露矛盾，把理论上还没有研究过的问题，或是别人研究过但存在争论还没有结论的问题，或别人有了研究结论但自己有不同看法的问题，作为研究课题。

注意：研究的问题提出来了，并不等于就可以进行实验设计了。如果提出的问题仅仅是一些不明确的迷惑的问题，也不可能就此做出实验设计，更不能用实验的方法探求问题。对研究问题研究者必须形成自己的假设。

如何形成假设？

假设是关于条件和行为关系的陈述，它的真假要用实验加以验证。没有假设就不能进行实验设计。假设具有两个特性：

a、以科学实验为基础的假设性、

b、具有推测的性质。但是：实验中观察、记录以及在实验后处理实验结果的时候，都不能带有任何假设。这是两个不能混淆的问题。

二、被试的选定

要根据实验目的、研究的问题来选择被试。选定什么样的被试样本、要以研究的问题和据此而推论的全体大小而定。选定被试的多少，要根据研究的问题总体、人力物力条件、实验对象所供选择的可能、处理结果时使用何种统计方法、实验设计的类型、推论的可靠性来确定。

最理想的是能够对研究问题的全体被试逐一进行实验，但这是不可能的，另外，有些心理现象的总体很多，都是无限的，因此实验只能通过选取的样本进行。

一般情况下，被试以大样本为较好，但也不尽然，认知心理学的研究有一个概化假设，认为正常人的同类被试的认知特性大致相似，因而认知心理学使用的被试都比较少。另外，如果是属于因素实验，采用相关设计的方法，那么样本数目大于40才好。如果这时样本小于40，在分析结果时，使用X2检验就要受到影响，而用正确概率的计算方法则比较麻烦。

三、实验的控制

1、自变量的控制（对实验条件的限制）

下操作定义：定义一个概念时，不直接描述被定是事物的特征、性质，而是说明观察或测量被定义事物或变量所作的实际活动。

规定自变量的不同水平（检查点、实验处理）

校准测量自变量的仪器

控制刺激呈现方式

注意的问题：自变量是不是真正的自变量；自变量的选择是否具有单一偏差。

2、反应变量的控制

反应变量的类型：准确性方面的指标、速度指标、刺激的强度水平不同，也可以作为反应的指标；概率或频率；反应的强度；测量分数等

规定反应变量的操作定义（反应快、好不好等）

反应指标的平衡

注意：反应变量应具备的特点：1）反应指标具有有效性，真正反映反应的情况；2）反应指标的客观性；3）指标要能数量化；4）反应指标应能准确、真实地度量反应的变化（地板和天花板效应）

3如何控制无关变异？

–Randomization

实验单元或被试是从一个更大的、研究者感兴趣的总体中随机选择的；（对实验结果的概括力最重要）

实验单元或被试是随机分配给各个处理条件的。（对实验的内部效度是关键的：原因——随机分配的随机化，在理论上可以认为实验中各个处理组在各个方面上是统计上没有差异的）–Elimination

尽可能选择在某个维度上同质的单元，以使无关变量消除。如：性别、智力

这种方法是通过消除变量本身来控制无关变量。

缺点：实验结果的概括力受到影响。实际上是一种非实验设计的控制方法。

–Matching

对被试在某个与因变量有关的变量上进行匹配

如研究两种教学方法对学生学习成绩的影响，应如何进行设计？

匹配的困难：多因实验中很难找到满意的被试

–Additional IDV

有时研究者可以考虑不从实验中消除某个变量，而是把它包括进实验设计，这是目前实验设计的一种趋势。

例如：研究教学方法对学习分数的影响，可以把智力看作是一个变量。

–Statistical control

无关变异还可以通过各种实验设计和统计分析的帮助得到控制。

如：随机区组实验设计，事先分区组，组内同质，组间异质，利用方差分析把区组引起的变异从总变异中区分开来。

实验控制的效果

系统变异的效应最大———→自变量的效应

控制无关变异———→无关变量的效应

误差变异最小———→实验中所有未控制的变异，来自实验中的随机波动

四、实验结果的分析和综合

实验心理学

如何阅读研究报告

1.研究者关心的问题是什么？

2.这个问题是怎么来的？或者说问题是如何提出来的？

3.针对该问题，研究者提出了什么样的研究假设？

4.采用了什么样的研究设计？

5.自变量是什么？

6.因变量是什么？

7.研究者是怎样对额外变量进行控制的？

8.研究者得到了哪些实验结果？

9.研究者的结论是什么？

10.研究者是如何根据实验结果得出他的结论的？或者说，从数据到理论，在这个过程中研究者作了什么样的逻辑推论？

11.在上述各个环节中，研究者哪个环节处理得不够好？