实验心理学重点

2024年2月13日发(作者：膀胱叩诊)

费希纳：德国物理学家，心理物理学的创始人，实验心理学“之父”

➢ 心理物理学方法：研究物理刺激的变化和感觉变化间的关系

➢ 费希纳定律：S = K logR

➢ 1860年，《心理物理学纲要》

➢ 第一次将人类心理现象进行了量化的表达

➢ 1879年，德国哲学家、心理学家，冯特，莱比锡大学，第一个心理学实验室，标志着科学心理学的诞生。

艾宾浩斯

➢ 开创了实验方法研究高级心理过程的先河

➢ 创造了新的研究范式和新的变量测量方法：人工材料，节省法

➢ 建立了第一个和高级心理过程有关的函数关系——遗忘曲线

➢ 费希纳：感觉经验可以用数字进行量化表达，心理物理方法

➢ 冯特：心理学成为独立的学科

➢ 艾宾浩斯：拓展了心理学的研究范围

实验心理学的研究方法

观察法、相关研究法、实验法

 实验法优点：能更好的控制无关变量的影响，保证因变量的变化由自变量引起，进行因果推断

 经济

 离不开描述性研究方法

对实验心理学的认识

 实验心理学不是万能的

➢ 科学方法本身的局限

➢ 心理学科本身的特殊性

 实验心理学是否背离真实生活

➢ 实验室环境可以与生活环境不一致

➢ 实验室研究的优势

➢ 实验室结论不会无限推广到真实生活中去

实验研究的一般程序

 提出问题

 建立假设

 实验设计

 实验实施

 数据分析与结论

 撰写研究报告

一个实验处理上的样本数应该不少于8个

实验研究需具备两方面的知识

 有关研究课题的知识：理论背景、研究假设与预期

 实验设计及统计学知识：实验设计一定要建立在统计学原理的基础上

方差分析的基本假设

 正态分布：极端情形时需要对观测值进行转换

 变异的同质性：被试随机分配给K个处理组时，K个处理组被试的观测值的变异是

同质的;方差齐性检验

 独立性：一个被试的观测值应该独立于其它被试的观测值；一个被试在一种实验条件下观测多次时，将观测的平均值作为计算值

实验中的变异

 系统变异(处理效应)：因变量的变异中可以由研究者操作的实验变量(自变量)解释的那一部分变异。

 无关变异：由实验中研究者不感兴趣、但对因变量有影响的变量(额外变量)所引起的变异。

 误差变异：实验中所有未控制的变异。

实验设计的主要功能

 使系统变异的效应最大

 控制无关变异

方法：

随机化

消除

匹配

附加自变量(因素设计)

统计控制

 使误差变异最小

变量：数量或质量上可变的事物属性；连续变量和非连续变量

 实验中的变量

• 自变量

• 因变量

• 额外变量（无关变量）

 变量是实验的核心

 自变量：实验者操纵、对被试反应产生影响的变量，分为作业变量、被试变量、环境变量

 因变量：操纵自变量引起的被试的反应

 额外变量：与实验目的无关，但对被试的反应产生影响的变量。控制方法如下：

1、消除法：消除额外变量；2、恒定法：使额外变量在实验中保持恒定不变

3、匹配法：对被试在某个与因变量有关的变量上进行匹配，使各组被试的被试属性相等；4、随机化法：控制所有可能出现的无关变异的最有效的方法

效度：实验方法达到实验目的的程度，即实验结果的准确性和有效性程度。主要包括内部效度和外部效度。

 内部效度：实验中的自变量和因变量之间因果关系的明确程度。

 外部效度：实验结果能够推论到样本的总体中去的程度，即实验结果的普遍代表性和适用性，生态效度。

 零结果，自变量的变化没有引起因变量的相应变化。

• 一是自变量的操作是否有效

• 二是因变量的测量是否充分

• 三是额外变量是否得到有效控制（无关变异）

信度：实验结论的可靠性和前后一致性程度。处理水平(treatment)：实验中一个特定的、独

特的实验条件。主效应(main effects)：实验中由一个因素的不同水平引起的变异

简单效应：在因素实验中，一个因素的水平在另一个因素的某个水平上的变异。比较(comparisons)：对各处理水平平均数之间差异的分析。嵌套：在因素实验设计中，当一个因素的每个水平仅与另一个因素的某个水平相结合

被试间设计：每个被试只接受一种自变量水平或自变量水平结合的处理

 优点

• 避免单个被试接受多个水平的实验处理

• 排除组内设计中的练习效应、疲劳效应等问题

• 不需要对不同实验处理采用平衡法控制顺序误差

 缺点

• 分配给不同实验处理的各组被试之间可能存在差异

• 组间设计需要更多的被试

• 花费更多的时间和人力

 避免被试组间差异的方法

• 随机化的分配被试到各实验处理

• 等组匹配：将某一特征相同或相似的被试分配到不同的处理组，一般根据前测或预实验的结果匹配被试

被试内设计：属于重复测量实验设计的一种形式，在随机区组设计的基础上进一步发展，由一个被试(而非一组同质被试)接受所有自变量水平或自变量水平结合的处理；

 优点

• 只需要少量被试就可以获得大量数据

• 节省了时间和人力，提高了实验效率

• 避免被试个体差异对实验结果的影响

• 适用于特殊被试群体，如脑损伤患者

 缺点

• 被试一次接受多种实验处理，易产生练习效应或疲劳效应（顺序误差）

• 各实验处理间可能会相互污染，当处理的实施对被试有长期影响时，不能使用重复测量设计，如考察学习、记忆效应

• 各实验处理间隔一段时间进行，需防止偶然事件的影响

❖ 非实验

 情境自然、外部效度高

 对额外变量控制不严格

 主要局限于对变量关系的描述，难以揭示因果关系

❖ 准实验

 不能随机选择和分配被试

 可以推断因果关系，难以最终确定

❖ 真实验

 随机选择和分配被试

 对额外变量进行了严格控制

 可以揭示变量间的因果关系：如果因变量值在自变量的不同处理水平上存在显著差

异，那么这种差异应该是由自变量本身所引起的

单因素被试间和被试内设计

 相同点

• 一个自变量，自变量有两个或多个水平

 不同点

• 被试间设计——自变量是被试间变量

• 被试内设计——自变量是被试内变量

• 变异分解不同

 各有优缺点

单因素随机区组设计的优缺点

 优点：

• 可分离一个无关变量的效应，减小实验误差

• 处理水平数和区组数量不受限制

 缺点：

• 处理水平较多时，给形成同质区组带来困难

• 要求自变量和无关变量之间无交互作用

拉丁方设计的优缺点

可以分离出两个无关变量的影响，减小实验误差

通过对方格内单元误差与残差做F检验，可验证实验设计的正确性

关于自变量与无关变量不存在交互作用的假设很多情况下难以保证

要求每个无关变量的水平数与自变量的水平数相等

单因素实验设计

只考察一个自变量对因变量的影响

忽略了其它因素，以及因素间的交互作用对因变量的影响

与实际情况不相符，结果的推论性低

多因素实验设计

同时探讨多个自变量对因变量的影响

能揭示多个变量间的交互作用

结果的推论性高

总结（两因素实验设计）

 两个自变量，每个自变量有两个或两个以上的水平，如p×q个处理水平

两因素完全随机实验设计

两个自变量都是被试间变量

 两因素被试内实验设计

两个自变量都是被试内变量

 两因素混合实验设计

• 一个自变量是被试内变量，一个是被试间变量

 不同实验设计中处理效应和交互作用的平方和和均方的计算完全相同；不同的是误差变异的计算。随着从被试间设计向被试内设计过渡，误差变异分解的项数增多，每个误差项的数值减小，F检验变得更敏感。

心理物理学方法的中心问题是揭示物理量（对身体各感官的刺激）与心理量（各种感觉或主观印象）之间的数量关系。

绝对阈限：刚刚能引起感觉的最小刺激强度叫做绝对阈限。差别阈限：刚刚能觉察出两个刺激有差异的刺激变化量称为差别阈限。

测量感觉阈限的方法：最小变化法、恒定刺激法、平均差误法、适应性方法。

测定绝对阈限时产生的误差:习惯误差、期望误差、练习误差、疲劳误差。控制练习和疲劳误差的方法为递增和递减系列按照ABBA法安排

简单阶梯法测定听觉阈限

 评价

➢ 刺激值靠近阈限值，可更快的测定阈限值

➢ 刺激系列短，不容易引起疲劳或适应问题

➢ 被试容易了解刺激呈现方式，实验结果易受被试态度的影响

变形阶梯法

 评价

➢ 可追踪不同的阈限，评定心理计量函数中的许多点，有更大的灵活性

➢ 每个刺激不限于应用一次，减少偶然性作用，使实验结果更可靠

➢ 可用双阶梯法克服被试态度的影响

从心里量表是否等距和有无绝对零点来分：顺序量表（等级排列法与对偶比较法

）、等距量表（感觉等距法与差别阈限法）、比例量表（分段法与数量估计法）。

心理物理函数：描述对刺激的心理感受和刺激的物理属性之间关系的函数。

韦伯定律：关心刺激强度和差别阈限间的关系（韦伯定律：ΔΦ/Φ=C （ΔΦ和Φ分别为差别阈限的大小和刺激的强度水平，C代表韦伯分数）

费希纳定律：感觉强度的变化和刺激强度的对数变化成正比。心理量的增长慢于物理量的增长。ψ=KlgΦ （ψ是心理感觉的量值，Φ是物理刺激高出绝对阈限以上的单位数量，K是固定的系数）

史蒂文斯定律：S＝bIa( S是感觉量；常数b是由被试决定的；a是感觉道和刺激强度决定的幂指数) ，重要性在于其相等的刺激比例产生相等的感觉比例。

（传统观念上）感觉的间接测量：最小变化法、恒定刺激法、平均差误法

感觉的直接测量：对心理感受直接按其强度赋值，包括：数量估计、数量生产、绝对数量估计。

感觉直接测量的情境效应： 实验中其他刺激的影响、 刺激序列效应 、刺激全距的影响。

传统心理物理法：无法把感受性的测量和被试的动机、态度等主观因素造成的反应分开。

信号检测论：区分被试感受性和反应偏向。

被试反应=客观的感受过程+主观的决策过程

信号检测论的两种指标：

辨别力指标d'：被试对刺激感受性的度量

判断标准β：被试反应偏向的度量（β >1，被试的判断标准比较严；β接近或等于1，被试的标准不严也不松；β<1，被试的判断标准比较松）

注：d’的大小反映被试客观的感受性，在实验中，只要信号刺激的强度不变， d’就不变。

β的大小反映了被试的反应偏向，即判断标准的变化，如果在实验中改变先定概率的大小或奖惩办法等条件，β就会有相应的改变。

辨别力是相对固定的，判断标准会随条件的改变而改变。

信号检测论的实验方法：有无法、评价法。

信号检测论在认知研究中的应用：1、再任记忆研究 2、社会认知研究中的应用（攻击行为的研究）

 传统心理物理学

➢ 测量阈限时难以排除众多非感觉因素的影响

➢ 但人的感觉系统可能存在阈限

 阈限理论和信号检测论可以整合：

➢ 感觉系统对刺激的有效分辨从某一强度（阈限）开始

➢ 对于阈限以上强度的刺激，感觉报告取决于感觉强度与某一主观决策标准相比较的结果

 反应时:从刺激的呈现到反应开始之间的时距,又称反应潜伏期.

包括几个时段

 第一, 神经冲动从感受器传递到感觉中枢

 第二, 大脑皮层感觉,知觉,运动等中枢进行加工

 第三,神经冲动从运动中枢传递到效应器官,效应活动开始

简单反应时: 给被试呈现单一的刺激,要求他们只作单一的反应, 刺激----反应之间的时间间隔就是反应时.

选择反应时:根据不同的刺激物, 在各种可能性中选择一种符合要求的反应, 并执行该反应所需的时间

 反应时实验有两个基本的因变量：速度和准确性

反应时测定方法:1、减数法

 唐德斯(Donders, 1868)：用相减的方法将反应时间分解成各个成分，然后来分析信息加工过程。

逻辑：一种作业含有另一种作业所没有的某个特定的心理过程，且除此过程外二者其他方面均相同，二者反应时之差即为此特定心理过程所需时间．

相减法的一般操作过程：

 A-反应时间：一个反应仅对应一个刺激，当一个刺激出现时，就立即作出反应，这种反应时间称为简单反应时；

 B-反应时间：多个反应，各自对应于事先所规定的那个刺激进行反应，此时所测得到反应时间，其中包含简单反应时、辨别反应时和选择反应时；

 C-反应时间：一个反应，仅对应于多个刺激中的某个事先规定的刺激进行反应，而对其他刺激的呈现不反应。所测得的反应时间，其中包括简单反应时和辨别反应时。

2 加因素法

 Sternberg(1969)：完成一个作业所需的时间是一系列信息加工阶段分别需要的时间的总和。

实验逻辑：如果两个因素的效应是相互制约的，那么这两个因素只作用于同一个信息加工阶段；如果两个因素效应分别独立，即可以相加，那么这两个因素各自作用于不同的加工阶段。

3、开窗实验

影响反应时的因素

1、反应时与刺激强度

刺激强度较弱时，反应时间较长，随刺激强度的增加，反应时间会逐步缩短，当达到临近极限值时，反应时缩短的程度越来越小。

2、反应时间与刺激的时间特性以及空间特性有关

3、反应时间与所刺激的感觉器官有关

4、反应时间与被试机体的适应水平有关

5、反应时间与被试的准备状态

6、反应时间与额外动机

7、反应时间与被试的年龄

8、反应时间与练习

9、反应时间与个体差异

注意的研究方法：

1、 提示范式

用刺激或指导语来引导被试注意一个明确的输入源，然后比较对提示输入源和对其它输入源的加工

2、搜索范式

要求被试寻找一个或多个混杂在非目标刺激中的目标刺激。

3、 过滤范式

使被试的注意指向一个信息源，而实验者评估的是那些未被注意的信息的加工过程。

4、双任务范式

让被试执行两个明显不同的任务，评估这两个任务间相互影响的程度。

5、电生理学方法

在时间上与事件相联系的脑电变化

功能固着：问题解决过程中，只看到某种事物的典型功能，而看不到该事物其它方面作用的现象。