心理實驗研究的原理與方法劉昌

1、心理實驗研究的原理與方法,劉 昌南京師范大學(xué)cglew@163.com,參考書目,肖內(nèi)西(John Shaughnessy). 心理學(xué)研究方法. 人民郵電出版社2004年影印版.肖內(nèi)西等（張明等譯）. 心理學(xué)研究方法. 人民郵電出版社2010年4月.哈里斯（吳艷紅等譯）. 心理學(xué)實驗的設(shè)計與報告. 人民郵電出版社2009年4月版. 博登斯、阿博特(袁軍等譯). 研究設(shè)計與方法. 上海人民出版社2008年版.殷海光系列著作.

2、《邏輯新引》、《怎樣判別是非》等, 上海三聯(lián)書店2004年.,講授內(nèi)容,第一講 心理實驗研究的哲學(xué)基礎(chǔ)第二講 心理實驗研究的程序第三講 變量的控制與分離第四講 隨機組設(shè)計第五講 因子設(shè)計(上)第六講 相關(guān)實驗設(shè)計,講授內(nèi)容,第七講 因子設(shè)計(下)——任務(wù)分離第八講 小樣本實驗設(shè)計第九講 準實驗設(shè)計第十講 基于個體差異的相關(guān)研究附錄 如何讀和寫心理研究報告,第一講 心理實驗研究的哲學(xué)基礎(chǔ),“我們能

3、夠從我們的錯誤中學(xué)習(xí)，我們的一切知識都只能通過糾正我們的錯誤而增長。”Karl R. Popper (1902-1994),美國心理學(xué)協(xié)會評選出的20世紀著名心理學(xué)家(前十名),B.F. Skinner Jean PiagetSigmund FreudAlbert BanduraLeon FestingerCarl R. RogersStanley SchachterNeal E. MillerEdward Thorn

4、dikeA.H. Maslow,內(nèi)容,笛卡爾和艾賓浩斯心理學(xué)作為科學(xué)的內(nèi)涵科學(xué)研究的過程：從假說到理論心理研究的多種途徑,笛卡爾(1596-1650),,笛卡爾： 身心二元論,“我思故我在”，我的全部本性在于思維作用，認識外界事物必須靠心靈。“我”是指精神我，是一個自由的非實體的心靈。已被證明是存在的那個我，是由我思維這件事實推知的，所以只有當我思維的時候我存在，若我停止思維，我的存在便沒有證據(jù)了。心靈與形體彼此獨立。心靈與

5、一座類似機器的形體全然兩樣，而且更容易認識。認識外界事物不能靠形體上的感官，必須靠心靈。,笛卡爾：身心交感論,作為哲學(xué)家的笛卡爾將心靈與形體兩者分開，作為科學(xué)家的笛卡爾卻不能忍受這種分裂，認為二者間存在相互作用。天賦觀念、意志以及思維由心靈認識；感覺、愛、恨、恐懼等俱是身心相互作用的結(jié)果。 松果體是心靈與身體的相互作用之處。,艾賓浩斯(1850-1909) 的“遺忘曲線”,艾賓浩斯成功的關(guān)鍵在于他對可能會對結(jié)果產(chǎn)生影響的額外變量的

6、控制上。以無意義音節(jié)作為詞語學(xué)習(xí)的實驗材料──如“DIQ”、“KOP”等。采用這些材料可以達到幾個目的：(1) 控制難易度；(2) 控制熟悉度；(3) 控制單元間的聯(lián)結(jié)強度。(4)使用德文字母組合了約2300個無意義音節(jié)，解決了詞語材料可能重復(fù)的問題。,艾賓浩斯(1850-1909) 的“遺忘曲線”,采用序列學(xué)習(xí)法：把學(xué)習(xí)材料的各個單元項目排成序列，形成一個詞單，在學(xué)習(xí)時，每個項目都按詞單中固定的順序依次一一呈現(xiàn)給被試，詞單呈現(xiàn)完畢

7、，被試開始回憶每個單元項目及其序列位置。例如，第一單元項目是“DIQ”，第二個是“VIF”，中間的記不清了，最后一個項目是“KOP”，如此等等。如果被試不能正確回憶所有的單元項目，或達到預(yù)期的學(xué)習(xí)標準，就必須繼續(xù)接受另一次學(xué)習(xí)回憶期，如此等等，直到被試達到預(yù)定的學(xué)習(xí)標準。,艾賓浩斯(1850-1909) 的“遺忘曲線”,以節(jié)省百分數(shù)為因變量，研究了間隔時間與遺忘的關(guān)系，采用了6個不同水平的學(xué)習(xí)和回憶的間隔時間：20分鐘、1小時、8小時

8、、24小時、2天、6天以及31天。結(jié)論：開始一段時間遺忘較快，隨著間隔時間的增加，遺忘速度減慢。,什么是科學(xué)：為什么艾賓浩斯的研究富有生命力？,邏輯上：符合“奧卡姆剃刀”原則、本身是自洽的，不自相矛盾、有清楚界定的應(yīng)用范疇；經(jīng)驗上：能解釋已被舊理論解釋的所有的數(shù)據(jù)，也有可被檢驗的預(yù)測，有被證實的預(yù)測、結(jié)果可被重復(fù)；沒有國界，沒有種族、文化的界限；與信仰無關(guān)。,Karl Popper：科學(xué)與形而上學(xué)的分界,可證偽性、可驗證性、可重復(fù)

9、性；科學(xué)的研究程序：問題假設(shè)→實驗研究→理論→新的假設(shè)……,“大膽假設(shè)，小心求證”,觀察、實驗、歸納、推理、直覺理論假設(shè)來自于創(chuàng)造性直覺，這種直覺建立在經(jīng)驗事實的積累、知識的聯(lián)系與溝通的基礎(chǔ)上，但大膽的假設(shè)必須通過小心的求證才能避免浪漫與狂放不羈。 從特殊到一般的道路是直覺性的，從一般到特殊的道路則是邏輯性的。,科學(xué)的心理學(xué),科學(xué)的心理學(xué)旨在尋找心理行為過程的規(guī)律，揭示心理行為過程中各變量間的因果關(guān)系。,方法在心理學(xué)研究中的地位,

10、方法永遠是手段，是用于完善理論的手段；為什么方法在目前心理學(xué)研究中又是十分重要的？,心理學(xué)的研究對象——人的心理十分復(fù)雜,生物性社會性,心理學(xué)科的復(fù)雜性,作為自然科學(xué)的心理學(xué)作為社會科學(xué)的心理學(xué),,心理研究的各個途徑,行為主義的研究,,,心理,心理分析的研究,,,,人本主義的研究,認知心理學(xué)的研究,神經(jīng)科學(xué)的研究,,,,,,PsycheSoulSpiritMind,心理學(xué)研究的層次,社會關(guān)系的心理研究人格的心理研究

11、從感知覺到思維情緒的心理過程研究心理過程的生理機制研究,庫恩 (T. S. Kuhn)與心理學(xué),“范式”(Paradigm)理論規(guī)范科學(xué)(normal science),心理學(xué)是不是規(guī)范科學(xué)？,目前的心理學(xué)仍處于尚未成熟的前范式階段，還不是一門規(guī)范科學(xué)(normal science)。一個處于前范式階段的學(xué)科要成為一門規(guī)范科學(xué)，資料的收集與積累將是一不可缺少的過程。方法已成為資料獲取的準確性、豐富性以及資料概括和提煉的直接制約

12、因素。,心理研究的多種途徑,解釋學(xué)（或釋義學(xué)、詮釋學(xué)）方法：通過對心理現(xiàn)象的解釋來達到對隱藏在心理現(xiàn)象背后的意義的理解（弗洛伊德對夢的解釋）；現(xiàn)象學(xué)方法：對研究對象進行整體描述，即面向現(xiàn)實中的事物本身（格式塔心理學(xué)和人本主義心理學(xué)）；二者均強調(diào)從精神的和社會文化方面研究人的心理,心理研究的多種途徑,實證性：強調(diào)心理研究的客觀性，它要盡可能排除影響研究對象的任何主觀因素觀察法相關(guān)研究法：問卷調(diào)查，探討變量間的相關(guān)，用于預(yù)測和估計

13、實驗法（狹義的實證研究）：目的在于最大限度地揭示心理行為過程中各變量間的因果關(guān)系。,“中國邏輯”,世界上有兩種邏輯，一種叫邏輯，另一種叫“中國邏輯”。所謂中國邏輯：第一，問態(tài)度，不問事實。第二，問動機，不問是非。第三，問親疏，不問道理。,討論,心理學(xué)有用嗎？“心理學(xué)到底該如何定位？在文科中不占主流，在理工中也不占主流。唉！心理學(xué)的科研還挺費腦子，比其他學(xué)科都難，都嚴苛，累?。槭裁葱睦韺W(xué)工作者要背負起這樣的命運？”,,第二講 心理實

14、驗研究的程序,,一、發(fā)現(xiàn)問題，陳述問題，形成假說,生活事件觀察爭論文獻閱讀：做文獻綜述（Literature review）,并未證實的“結(jié)論”,我們僅僅用了我們腦力的10%；開發(fā)右腦，能提高創(chuàng)造力；學(xué)習(xí)音樂，能明顯促進智力發(fā)展。,心理學(xué)西文期刊,American Psychologist British Journal of Psychology Cognitive Psychology Current Directi

15、ons in Psychological Science Developmental Psychology Intelligence Journal of Cognitive Neuroscience Journal of Educational Psychology Journal of School Psychology,心理學(xué)西文期刊,Journal of Experimental Psychology (JEP):

16、General JEP: Learning, Memory, & Cognition JEP: Human Perception & Performance Journal of Personality and Social Psychology Memory & Cognition Psychological Bulletin Psychological Review Psychonomic

17、 Bulletin & Review Quarterly Journal of Experimental Psychology,心理學(xué)中文期刊,心理學(xué)報 心理科學(xué) 心理科學(xué)進展 心理發(fā)展與教育 心理與行為研究 心理學(xué)探新 應(yīng)用心理學(xué),相關(guān)網(wǎng)站,http://www.cnki.net/EBSCOhttp://www.apa.org/http://psych.annualreviews.org/http://w

18、ww.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi http://www.sciencemag.org/http://china.sciencemag.org/http://www.pnas.org/http://www.nature.com/nature/,假說,以假說的形式陳述問題。如果，那么。 假說如何形成？長期的思索、意外的發(fā)現(xiàn)、直覺與靈感好的假說的特點：可驗證性、簡潔性、概括性，符合奧卡姆剃

19、刀 (Occam’s Razor) 的原則。,二、確定研究類型,自然觀察法：在自然環(huán)境下觀察、記錄自然發(fā)生的行為，Lorenz觀察動物攻擊行為、印記行為等，珍尼古多爾在原始森林觀察黑猩猩行為；調(diào)查研究、檔案研究準實驗研究：不能以隨機方式分配被試，只能根據(jù)已經(jīng)形成的群體推論因果關(guān)系，社會學(xué)研究、社會心理學(xué)研究等實驗研究：隨機抽樣選擇被試、操縱自變量，可減少誤差，對實驗研究的許多批評源于對實驗研究本質(zhì)的不甚了解。探索性實驗與驗證性實驗

20、預(yù)備實驗,,三、實驗研究過程,發(fā)現(xiàn)問題，陳述假說界定變量：自變量、因變量、控制變量選擇儀器確定實驗方案：選定何種實驗設(shè)計選擇和分配被試數(shù)據(jù)采集與處理：計劃、指導(dǎo)語、時間安排等得出結(jié)論，檢驗假說撰寫研究報告,選擇和分配被試,界定總體和樣本：所有可能參與研究的個體為總體；從總體中抽取部分個體，組成實驗受試者，為樣本。樣本應(yīng)有代表性取樣：隨機取樣和分層隨機取樣；隨機分組以獲取等組被試；隨機會產(chǎn)生波動，但仍是最好的方法。,,數(shù)

21、據(jù)采集與處理：注意事項,計劃指導(dǎo)語時間安排儀器設(shè)備,數(shù)據(jù)采集與處理：數(shù)據(jù)類型,比例型數(shù)據(jù)：身高、體重、反應(yīng)時間等，有相等單位，有絕對零點，可加減乘除；等距型數(shù)據(jù)：溫度、智商、能力大小等，有相等單位，無絕對零點，可加減；等級型（順序型）數(shù)據(jù)：喜好程度等，無相等單位，無絕對零點，不能加減乘除；類別型數(shù)據(jù)：氣質(zhì)類型、性格類型等，無相等單位，無絕對零點，不能加減乘除。,數(shù)據(jù)采集與處理：統(tǒng)計方法,合理正確的統(tǒng)計方法極為重要參數(shù)檢驗

22、非參數(shù)檢驗,,撰寫研究報告(research report),題目 Title摘要 Abstract前言 Introduction方法 Method結(jié)果 Result討論 Discussion結(jié)論 Conclusion參考文獻 References附錄 Appendix,第三講 變量的控制與分離,,心理實驗研究中的變量(variable),變量：在質(zhì)或量上能產(chǎn)生變化的事物的屬性刺激變量：光、溫度、食物等反應(yīng)變量：

23、反應(yīng)時、正確率等機體變量：動機、心率、饑餓程度等,自變量與因變量,心理實驗研究旨在建立變量間的因果關(guān)系：Y = f(X1, X2, ……, Xn)實驗中實驗者所操縱的對被試反應(yīng)產(chǎn)生影響的變量稱為自變量(independent variable)，由操縱自變量而引起的被試的某種特定反應(yīng)稱為因變量(dependent variable)。,額外變量或控制變量,除了自變量之外，還會有其它許多因素會影響因變量的變化。凡是對因變量產(chǎn)生影響的

24、變量都可稱為有關(guān)變量(relevant variable)，對因變量不產(chǎn)生影響的變量都可稱為無關(guān)變量(irrelevant variable)。在有關(guān)變量中，實驗者擬研究的變量稱為自變量，不打算研究的那些有關(guān)變量稱為額外的有關(guān)變量(extraneous relevant variable)，簡稱為額外變量(extraneous variable)，由于實驗中必須要控制這些額外變量，故額外變量也被稱為控制變量(controlled va

25、riable)。,變量測量中的有關(guān)問題,因變量的信度：同一刺激情況下的變異程度因變量的效度：能否真正測到因變量在不同自變量水平下的變化程度采用公認的因變量避免ceiling effect與floor effect采用多項測量：反應(yīng)時、正確率等同時測量變量的操作性定義：采用測量它的操作程序來測量,如何建立變量間的因果關(guān)系？,穆勒五法：1843年，英國哲學(xué)家穆勒 (John S. Mill, 1806-1873) 在其名著《邏輯體

26、系》中系統(tǒng)地論述了探求因果關(guān)系的五種方法，為通過實驗研究揭示心理行為過程中變量間的因果關(guān)系提供了一般方法論基礎(chǔ)。,契合法,若A, B, C→a, b, c A, B, D→a, b, d A, C, E→a, c, e則A是a的因例子：用不同物質(zhì)做成的鐘擺，若長度相同，則擺動周期也相同,差異法（使用對照組）,若A, B, C→a, b, c B, C→b, c則A是a的因例子：為了探討光照是否有利

27、于水稻生長，可以在其他條件相同的情況下讓一塊田給予光照，另一塊田不給予光照。,共變法（當有些現(xiàn)象無法消除從而不能使用對照組時）,若A1, B, C→a1, b, c A2, B, C→a2, b, c A3, B, C→a3, b, c則A是a的因例子：物體受熱與體積的膨脹；勤奮與成績的提高。,穆勒五法運用不當之事例1——上課與頭疼,某學(xué)生一上刻就頭疼，不上課就沒事了。結(jié)論：上課導(dǎo)致頭疼；分析：真正的原因是，某

28、學(xué)生戴著一副不合適的眼鏡。結(jié)論：需要分析真正的差異變量。,穆勒五法運用不當之事例2——失眠的原因,第一天晚上，看2小時書+幾杯濃茶導(dǎo)致失眠；第二天晚上，看2小時書+2包香煙導(dǎo)致失眠；第三天晚上，看2小時書+2杯咖啡導(dǎo)致失眠；結(jié)論：看2小時書導(dǎo)致失眠,穆勒五法運用不當之事例2——失眠的原因,分析：濃茶、香煙、咖啡皆有的共同因素——興奮性物質(zhì)導(dǎo)致失眠。,額外變量的控制,排除法：將額外變量從實驗中消除；恒定法：使額外變量在實驗過程

29、中保持固定不變，同一主試、同一時間、同一儀器等；匹配法：使實驗組和控制組中的被試特點相等（獨立組設(shè)計）；,額外變量的控制,抵消平衡法：通過采用綜合平衡方式使額外變量的效果互相抵消（重復(fù)處理設(shè)計所產(chǎn)生的順序效應(yīng)）；隨機化法：隨機抽樣并把樣本隨機地分配到各處理組、讓刺激隨機呈現(xiàn)等（已知有額外作用但不適于上述方法；無法確定起作用的額外變量來源）；統(tǒng)計控制法：由于條件限制不能采用上述方法時，可在實驗后采用協(xié)方差分析等統(tǒng)計方法來控制額外變量

30、。,2004年美國著名的民間科學(xué)實驗——麥當勞實驗,一個叫斯普爾洛克的人每天三頓飯都在麥當勞解決，連續(xù)一個月天天如此。到月底的時候他的體重增加了25磅（一磅約等于0.45公斤），而且身心疲憊不堪，嚴重影響了正常生活。斯普爾洛克把整個過程拍了下來，做成一部名叫《超碼的我》的紀錄片，并把首映式選在了以獨立制片著稱的圣丹斯電影節(jié)上，引起了不小的轟動。賺了大錢的斯普爾洛克據(jù)說再也不吃麥當勞了，結(jié)果體重很快降了下來，各項指標迅速恢復(fù)正常。,200

31、5年索索·維利的麥當勞實驗,她同樣只吃麥當勞快餐，而且斷斷續(xù)續(xù)地進行了3個月“殘忍”的人體實驗，結(jié)果卻讓她從 175磅減到了139磅。她也把自己進行實驗的過程拍成了紀錄片，名叫《我和小麥》。這里，索索·維利親切地把麥當勞稱為“小麥”。不過，這部電影的市場效果遠不能與《超碼的我》比，只在小范圍內(nèi)放映過幾場。,主試與被試也可能會成為額外變量,指導(dǎo)語實驗者效應(yīng)(Rosenthal, 1966)：因主試的期待引起。主試可能

32、以某種方式（如表情、手勢、語氣等）有意無意地影響被試，使其反應(yīng)符合主試的期望?；羯Ｐ?yīng)(Hawthorne effect)：因被試的動機改變引起。由于被試對實驗態(tài)度發(fā)生了變化從而導(dǎo)致研究的自變量發(fā)生混淆。安慰劑效應(yīng)(placebo effect) ：因被試的動機引起雙盲控制,變量的分離,僅僅依靠變量的控制有時是不夠的，穆勒五法應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵還在于能否將變量進行正確有效的分離。,一個例子：短時記憶信息遺忘的原因,記憶痕跡消退說

33、記憶信息干擾說,Waugh & Norman (1965),給被試呈現(xiàn)一系列數(shù)字讓被試識記，最后一個數(shù)字呈現(xiàn)時伴隨一個高頻純音，這最后一個數(shù)字稱為探測數(shù)字，它在前面只出現(xiàn)一次。被試的任務(wù)是，一旦聽到聲音，就要從前面呈現(xiàn)的一系列數(shù)字中找出這個探測數(shù)字，并把它后面的一個數(shù)字報告出來。,Waugh & Norman (1965),例如,呈現(xiàn)一個16個數(shù)字系列，為1, 4, 7, 9, 5, 1, 2, 6, 4, 3, 8,

34、 7, 2, 9, 0, 5*。其中帶星號的“5”就是探測數(shù)字，探測數(shù)字在前面的一系列數(shù)字中的位置是第五個，它后面的一個數(shù)字是“1”，這是被試報告的正確答案。從應(yīng)報告的數(shù)字后面的一個數(shù)字起，到最后一個數(shù)字為間隔的數(shù)字，也就是起干擾作用的數(shù)字；呈現(xiàn)這些間隔數(shù)字所需要的時間為間隔時間。,Waugh & Norman (1965),因此，這個實驗中自變量有兩個：間隔數(shù)字和間隔時間。根據(jù)記憶痕跡消退說，保持的信息將隨間隔時間的延長而減

35、少；根據(jù)干擾說，保持的信息將隨間隔數(shù)字的增加而減少?，F(xiàn)在的關(guān)鍵是要把間隔數(shù)字和間隔時間這兩個自變量分開。,Waugh & Norman (1965),使用兩種呈現(xiàn)速度：快速呈現(xiàn)為每秒4個數(shù)字，慢速呈現(xiàn)為每秒1個數(shù)字，這樣就可以在間隔數(shù)字不變的情況下來改變間隔時間，例如，間隔數(shù)字都是4個，快速呈現(xiàn)時的間隔時間為1秒，而慢速呈現(xiàn)時的間隔時間是4秒。同樣也可以在間隔時間不變的情況下來改變間隔數(shù)字，例如，間隔時間都是4秒，快速呈現(xiàn)時

36、的間隔數(shù)字可達16個，而慢速呈現(xiàn)時的間隔數(shù)字僅為4個。,Waugh & Norman (1965),根據(jù)兩種假說推測可能得到的實驗結(jié)果,,,,,,間隔時間,間隔數(shù)字,正確再現(xiàn)率,A,慢速,快速,快速和慢速,,,,,,間隔數(shù)字,間隔時間,正確再現(xiàn)率,C,快速,慢速,快速和慢速,D,B,Waugh & Norman (1965)：支持干擾說,無論是快速還是慢速呈現(xiàn)數(shù)字，正確回憶率都隨間隔數(shù)字（干擾項目）的增加而減少。正確回

37、憶率并未因間隔時間的不同而有很大區(qū)別。短時記憶遺忘的主要原因是干擾而不是記憶痕跡消退。,實驗研究的效度,內(nèi)部效度外部效度外部效度以內(nèi)部效度為基礎(chǔ),第四講 隨機組設(shè)計,一、雙隨機組設(shè)計二、多隨機組設(shè)計（單因素多水平實驗設(shè)計）,,例1：感冒特效藥“紫錐花”被證明無效,如果把西醫(yī)看作現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的話，那么中醫(yī)（包括針灸）只能算作另類醫(yī)學(xué)。傳統(tǒng)中醫(yī)用草藥治病，在世界很多地方都有類似的治療方法。2005年，一種流傳于美國印第安人中的治感冒特效

38、藥“紫錐花”被證明無效，引起了不小的轟動。紫錐花是美國人最常用的一種治療感冒的草藥，每年的銷售額高于1.5億美元。安利公司曾經(jīng)把這種藥進口到中國，在其宣傳手冊上羅列了一大堆“療效”，賣得非常貴。,感冒特效藥“紫錐花”被證明無效,2005年7月份，美國媒體公布了一項迄今為止最大規(guī)模的科學(xué)實驗，弗吉尼亞醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家找來了400名志愿者，他們被隨機分成了兩組，而且也采用了“雙盲實驗法”。為了準確測定感冒的程度，研究人員甚至收集了所有病人的

39、鼻涕。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，“紫錐花”和安慰劑沒有任何區(qū)別。,例2：針灸療效的原因？——扎哪兒都治偏頭疼,一項研究報告了針灸治療偏頭痛的效果。將302名志愿者隨機分成3組，一組接受針灸專家的治療，一組什么治療也沒有，最后一組則接受“偽針灸”治療，即由這些專家在穴位以外的地方用針。讓這些病人每天用文字記錄自己的偏頭痛癥狀，然后讓專家對這些日記進行評估，以此來決定治療方法的效果。,結(jié)果,接受針灸治療的患者中有51％的人有顯著效果（偏頭痛天數(shù)比正常平均

40、值少兩天以上），而對照組只有15％。接受 “偽針灸”的患者53％有療效，顯示針灸的“真?zhèn)巍睂Ο熜]有影響。針灸確實有效，但原因可能與“經(jīng)絡(luò)學(xué)說”無關(guān)，而可能是患者的心理作用，或是針刺刺激對身體產(chǎn)生了非特定性的作用，比如刺激身體分泌止痛激素等等。,,“雙盲實驗”：患者不知道自己被分在了哪個組，讀日記的專家也不知道他們讀的是哪組患者的日記。這樣做的原因是為了避免心理因素對實驗的結(jié)果和評判標準造成偏差。中醫(yī)、印第安療法等要想成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的

41、組成部分，就須在三大前提下（一個好的假說、一群數(shù)量夠大的實驗對象、一個公正的評判標準）進行科學(xué)實驗。,例3：維生素C對感冒的作用,從總體中抽取60名被試，隨機分為實驗組與控制組。實驗組：服用維生素C控制組：服用同樣形狀的淀粉顆粒觀察今后6個月內(nèi)患感冒的次數(shù)設(shè)計關(guān)鍵：實驗前必須確定兩組在各方面相等（包括要記錄的因變量）,如何達到等組？,相對大的樣本；隨計化原則：隨機抽樣、隨機分組。若為小樣本，兩組被試各方面容易波動，較難“相等

42、”。大樣本更容易減少兩組之間的差異，但仍可能由于隨機波動出現(xiàn)不等組。例4：RNA是否與記憶有關(guān)？,統(tǒng)計分析,虛無假設(shè)：兩組因變量的總體平均數(shù)之間無差異；計算平均數(shù)計算t值。t值反映兩組平均數(shù)之間的差異程度，若差異很?。床伙@著），則差異是由于隨機波動而產(chǎn)生的，反之則是實驗處理導(dǎo)致的；計算自由度：df = n1 + n2 – 2；,統(tǒng)計分析,若t(13) = 4.48 > 4.22 (此時α=0.001)，可得出結(jié)論P&

43、lt;0.001，其含義是：兩組之間的差異1000次中999次由實驗處理導(dǎo)致，沒有差異的可能性只有1次，由此而拒絕虛無假設(shè)。P值的設(shè)定與實際要求有關(guān)，如要求高度安全，可設(shè)定得更保守（P值更?。?。一般情況下設(shè)定為 0.05就夠了。被試數(shù)量應(yīng)該多大？每組30人以上可算大樣本，足以達到要求。,如何使兩組有效區(qū)分開？,盡可能選擇同質(zhì)被試；實驗程序嚴格標準化；減少測量誤差,單因素多水平實驗設(shè)計,自變量水平越多，評估它對因變量影響的準確

44、度就越高。因此，多隨機組設(shè)計顯然優(yōu)于兩隨機組設(shè)計。不同水平的差別盡可能大一些,,例5：智力、記憶等認知能力的年齡發(fā)展特征；例6：gifted, Learning disability, normal 三組兒童的數(shù)學(xué)能力比較；,例7：環(huán)境、教育與腦（Rosenzweig,1966,1971）,將出生21天的大鼠分成三組，飼養(yǎng)在不同的生活環(huán)境中。豐富環(huán)境：10-12只大鼠集體飼養(yǎng)在一只大籠子里，內(nèi)有云梯、迷宮、坑道等設(shè)備供玩耍；

45、貧乏環(huán)境（隔離環(huán)境）：單只飼養(yǎng)在小籠子里，無任何玩耍設(shè)備，無與同類交往機會；標準飼養(yǎng)條件：3只大鼠飼養(yǎng)在一個普通籠子里，內(nèi)無任何玩具。在不同的環(huán)境中飼養(yǎng)120天后處理，進行腦解剖和神經(jīng)化學(xué)分析。,環(huán)境、教育與腦（Rosenzweig,1966,1971）,較之于貧乏環(huán)境老鼠，豐富環(huán)境老鼠腦皮層較重較厚，特別是枕區(qū)；腦內(nèi)神經(jīng)元大，樹突分枝多；腦內(nèi)乙酰膽堿脂酶活動水平較高，RNA/DNA比值增高；標準環(huán)境老鼠其特征介于二組之間。豐富環(huán)

46、境老鼠在解決問題方面的能力較其它兩組動物為強；豐富環(huán)境促使老鼠腦微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而提高學(xué)習(xí)能力。,統(tǒng)計分析：為什么做兩兩t-test不合理？,假定自變量設(shè)為3個水平，若顯著性水平α=0.05，則正確作出推翻虛無假設(shè)的概率為95%，所有3次t-test都正確的概率為 0.953，至少有一個t-test結(jié)論不正確的概率為1-0.953（=14%），增加了拒絕虛無假設(shè)的可能性。改進方法：提高拒絕虛無假設(shè)的標準，例如對于本研究，修正后的α

47、=0.05/3（= 0.0167）才等于單個t-test中α=0.05的情況。(0.98333 =0.95)多重配對比較：如Bonferroni test,統(tǒng)計分析過程,虛無假設(shè)：不同組間因變量的總體平均數(shù)之間無差異計算總平方和SST、組間平方和SSB、組內(nèi)平方和SSw計算自由度：dfT = N – 1；dfB = 組數(shù) – 1；dfW = N – 組數(shù)= dfT – dfB計算均方：組間均方MSB = SSB / dfB；組內(nèi)

48、均方MSW = SSW / dfW計算F值：F = MSB /MSW,,若F =1，則不存在實驗處理效應(yīng)，即自變量對因變量無影響。若F顯著，表示各組總體平均數(shù)間存在差異，僅表示至少有一對平均數(shù)間存在差異，要進一步明白此點可進行多重配對比較。,第五講 因子設(shè)計（上）,,,舉例1,研究者甲：智力對學(xué)習(xí)成績的影響不大研究者乙：智力對學(xué)習(xí)成績的影響很大,舉例2,研究者丙：年齡對記憶能力有很大影響研究者?。耗挲g對記憶能力的影響不明顯

49、,,智力對學(xué)習(xí)成績的影響可能因興趣的不同而有差異。不同年齡人群的記憶能力差異可能因受教育程度不同而有所不同。,幾個概念,因子因子變化的水平各水平的結(jié)合（組數(shù)、單元數(shù)、處理單元等）主效應(yīng) (Main effect)：一個自變量的不同水平引起的因變量的變化程度；交互作用 (interaction)：一個自變量對因變量的影響由于其它自變量水平的不同而有所不同時，則這兩個自變量之間存在交互作用。,統(tǒng)計分析,虛無假設(shè)：因子A的處理效應(yīng)

50、為零；因子B的處理效應(yīng)為零；A、B兩因子的交互作用為零總平方和SST的分解：SST = SS處理間（組間平方和）+ SS處理內(nèi)（組內(nèi)平方和）；SS處理間 = SSA + SSB + SSAB,自由度分析,設(shè)因子A有p個水平，因子B有q個水平，每個處理單元有n個被試，則,計算均方,MSA = SSA / dfAMSB = SSB / dfBMSAB = SSAB / dfABMSE = MSW = SSW / dfW,計算因子效應(yīng)

51、（F值）,FA = MSA /MSEFB = MSB /MSEFAB = MSAB/MSE,為什么要研究分析交互作用？,人的心理行為通常由多種變量的交互作用所控制，僅研究一個變量的影響是十分簡單的。例如，有一個似是而非的判斷：“某人很聰明，在校學(xué)習(xí)成績一定很好”。學(xué)習(xí)成績的好壞取決于多種因素，除智力高低外，其他因素如興趣、動機等都影響學(xué)習(xí)成績。分析舉例：智力×興趣×動機的三因素交互作用,完全隨機因子設(shè)計的類

52、型,2×22×33×32×2×22×2×2×2,因子設(shè)計的價值,可獲取較多信息，增強研究結(jié)果的概括力；經(jīng)濟,第六講 相關(guān)實驗設(shè)計,,,雙匹配組實驗設(shè)計,目的與意義：對于隨機組設(shè)計，隨機永遠只是一種理想狀態(tài)，為了達到實驗前的兩組相等的狀態(tài)，可使用匹配組設(shè)計。舉例：性別對記憶是否有影響？以智力作為匹配變量匹配變量的選擇：（1）匹配變量應(yīng)與因變量有

53、較高的相關(guān)，相關(guān)程度越高，匹配或等組的可能性越大；（2）將因變量作為匹配變量，但可能產(chǎn)生順序效應(yīng)。,統(tǒng)計分析（paired t-test）,虛無假設(shè)：兩組因變量的總體平均數(shù)之間無差異；計算平均數(shù)計算t值（相關(guān)樣本的t值）。t值反映兩組平均數(shù)之間的差異程度，若差異很小（即不顯著），則差異是由于隨機波動而產(chǎn)生的，反之則是實驗處理導(dǎo)致的；計算自由度：df = n – 1（n：配對數(shù)）,討論：采用隨機組設(shè)計還是匹配組設(shè)計？,隨機分配并不一

54、定隨機；匹配設(shè)計應(yīng)保證匹配變量與因變量的高相關(guān)，否則會對研究造成損害；不合適的匹配設(shè)計降低了能檢出兩組存在差異的程度，若找不到合適的匹配變量，則應(yīng)采用隨機組設(shè)計。,重復(fù)處理設(shè)計,二次重復(fù)處理設(shè)計：paired t-test 多次重復(fù)處理設(shè)計：被試接受實驗處理的順序有隨機或抵消平衡法。,統(tǒng)計分析,虛無假設(shè)：不同組間因變量的總體平均數(shù)之間無差異計算總平方和SST、被試間平方和SSB、被試內(nèi)平方和SSw ：SST = SSB + S

55、Sw ；SSw = 處理間平方和 + 誤差平方和比較：隨機組設(shè)計總平方和SST = 組間平方和SSB + 組內(nèi)平方和SSw組內(nèi)平方和SSw = 誤差平方和,,由于進一步將被試內(nèi)變異分解出了處理間平方和與誤差平方和，從而大大降低了MSE，從而提高了能檢出處理效應(yīng)的程度。在檢出存在總體顯著差異后，如有必要，仍需做多重比較。,重復(fù)處理設(shè)計的前提和優(yōu)缺點,前提：若干處理水平連續(xù)實施給同一被試時，被試接受前面的處理對接受后面的處理沒有

56、長期影響。優(yōu)點：經(jīng)濟利用被試；節(jié)約實驗時間；減少實驗誤差缺點：容易產(chǎn)生順序效應(yīng)存在這種可能：對于同一問題，重復(fù)處理設(shè)計與組間設(shè)計可能產(chǎn)生相互矛盾的結(jié)果。,第七講 因子設(shè)計（下）,,對因子設(shè)計類型的進一步說明,2×22×2×2被試內(nèi)設(shè)計、被試間設(shè)計完全隨機實驗設(shè)計完全重復(fù)實驗設(shè)計混合實驗設(shè)計及其優(yōu)點,選擇何種實驗設(shè)計？——好的實驗設(shè)計應(yīng)具有的特點,能回答要研究的問題；通過同一批被試能給出

57、較多信息；可重復(fù)性強（較高的實驗內(nèi)部效度）；結(jié)論的概括性高（較高的實驗外部效度）；經(jīng)濟可行?？傮w上，不同的實驗設(shè)計彼此間無絕對優(yōu)劣之分，選擇什么研究依賴于研究的問題和條件。但在一定情況下，存在一個最合適的實驗設(shè)計。,任務(wù)分離 (Task Dissociation),“控制單一變量而比較在兩種不同的測驗任務(wù)中變量的效應(yīng)……，如果變量影響被試在一種測驗中的結(jié)果，但不影響另一種測驗任務(wù)的結(jié)果，或者變量對兩種測驗任務(wù)的結(jié)果的影響有不同的

58、方向，我們就說分離產(chǎn)生了。”（Tulving, 1985）,任務(wù)分離類型,單分離 (single dissociation)雙分離 (double dissociation),任務(wù)分離(I)：單分離,單一分離指的是實驗中一個自變量V1影響測驗任務(wù)A，但不影響實驗任務(wù)B。,啟動效應(yīng),執(zhí)行某一任務(wù)對后來執(zhí)行同樣的或類似任務(wù)的促進作用。不同于正遷移。測量方法：模糊字辨認（知覺辨認）、詞干補筆知覺辨認的通常做法：首先讓被試學(xué)習(xí)一系列單字，

59、然后在速示條件下（<30毫秒）辨認學(xué)過的單字以及另外一些未學(xué)過的單字。,Warrington & Weiskrantz (1970),健忘癥病人由于某種形式的腦損傷而喪失記憶，但其知覺能力、語言、智力等基本完好。健忘癥病人不能把語詞信息從短時記憶傳遞到長時記憶，即不能保存新近的經(jīng)驗。然真如此？,Warrington & Weiskrantz (1970),4位健忘癥病人（3位Korsakoff綜合癥病人、1位顳葉

60、切除病人）與16位控制組病人（無腦損傷）學(xué)習(xí)字單，然后進行4種記憶測驗：自由回憶與再認、模糊字辨認（知覺辨認）、詞干補筆。模糊字辨認：測驗時將字跡弄得模糊不清，要求說出是什么字。例如，將幻燈焦距不調(diào)集中使字跡模糊。詞干補筆,Warrington & Weiskrantz (1970),被試變量影響回憶但不影響模糊字辨認；或者，被試變量影響再認但不影響詞干補筆。,關(guān)于單分離的一般看法,很難從單一分離推論出兩個獨立的心理過程，因

61、為單一的心理過程完全可以解釋單一分離的實驗結(jié)果：某一心理過程只對測驗A敏感，而對B完全不敏感。Warrington & Weiskrantz (1970)的實驗結(jié)果可解釋為：被試變量對回憶或再認敏感，但對模糊字辨認或詞干補筆不敏感。,Basso 等（1982）的研究,一名28歲的女性患者PV，右利手，5年前中風(fēng)，腦受損面積很大，擴展到腦左半球語言功能區(qū)的前后，她不能重復(fù)剛聽到的句子。其詞語工作記憶(verbal workin

62、g memory)較正常人差，但空間工作記憶(spatial WM) 能力正常。PV的語音分辨音韻判斷以及單詞的理解能力均正常，其詞語項目的長時記憶能力也正常。憑PV這一個案，能否認為PV的詞語工作記憶較差是由于其腦左半球語言功能區(qū)受損的結(jié)果？,Hanley 等（1991）的研究,一名55歲的的女性患者ELD ，右利手，其腦右半球中央有一腦動脈瘤，導(dǎo)致6年前外側(cè)溝出現(xiàn)血腫。其空間工作記憶能力明顯低于正常人，但其詞語工作記憶能力正常

63、。ELD能正常辨認物體圖片以及判斷面部表情，其知覺編碼也正常。僅憑ELD這一個案，能否認為ELD的空間工作記憶較差是由于其腦右半球外側(cè)溝受損的結(jié)果？,任務(wù)分離 (II)：雙分離,認知心理學(xué)的表述：實驗中變量V1影響A任務(wù)，但不影響B(tài)任務(wù)；實驗變量V2影響B(tài)任務(wù)但不影響A任務(wù)。神經(jīng)心理學(xué)的表述：若損傷定位于腦區(qū)a的一組病人比損傷定位于腦區(qū) b的一組病人在B測驗任務(wù)中占優(yōu)勢而在 A測驗中占劣勢，則可推論腦區(qū)a與腦區(qū)b存在不同的腦機能，

64、即存在機能的雙重分離（Teuber，1955）。,任務(wù)分離 (II)：雙分離,任何一個特定的皮質(zhì)病灶確實破壞一些心理過程的進行，同時另外一些過程仍然保持完好。例如，在左半球的頂-枕區(qū)中的特定病灶能導(dǎo)致知覺和運動的空間定向的破壞，但并不妨礙流暢的語言、對音樂旋律的再認或再現(xiàn)；但是，在皮質(zhì)顳葉區(qū)局部損傷時，則觀察到完全相反的情況。（摘自魯利亞《神經(jīng)心理學(xué)》）,任務(wù)分離 (II)：雙分離,若將PV和ELD這兩個病例彼此相互參照，則符合雙分離原

65、則。PV和ELD為分離詞語工作記憶和空間工作記憶提供了較為明確的證據(jù)，表明詞語工作記憶與左半球有關(guān)，而空間工作記憶與右半球有關(guān)。,神經(jīng)心理學(xué)研究中應(yīng)用雙分離原則需考慮的問題,任何一種認知能力都包含多個心理過程，較高級心理活動如記憶、思維通常需要感覺、知覺等心理過程的參與，也就是說，感覺、知覺等心理過程通常是多種認知能力的基本環(huán)節(jié)。因此，如果觀察到局部腦損傷導(dǎo)致某種認知能力下降甚至喪失，這就需要確定該能力下降或喪失是否是由感覺、知覺等

66、更一般性的心理過程缺失引起的，否則會使研究結(jié)論缺乏明確的說服力。,Wang和Bellugi（1994）的研究,威廉斯氏綜合癥(Williams Syndrome)病人的數(shù)字廣度成績比唐氏綜合癥病人要好，而唐氏綜合癥(Down Syndrome)病人的空間記憶成績比威廉斯氏綜合癥病人好，兩組病人在兩種任務(wù)的操作上表現(xiàn)出明顯的分離 。但該研究沒有排除這種可能性，即威廉斯氏綜合癥病人的空間性知覺編碼能力是否存在缺陷，唐氏綜合癥病人的詞語性知

67、覺編碼能力是否存在缺陷。因此，該研究不能明確說明兩種工作記憶是否存在不同的腦機制。,模塊化(modularity)大腦中存在眾多模塊(modular)或認知處理器(cognitive processor)。這些模塊在解剖上是獨立的，功能上也相對獨立。大腦損傷常常只影響一些模塊，而其他模塊保持相對完好，因此損傷其中的一個將不會直接影響到其他模塊的運作。認知神經(jīng)心理學(xué)方法可能有助于發(fā)現(xiàn)這些認知模塊。,認知神經(jīng)心理學(xué)的基本假設(shè),相似心理

68、過程的不同腦定位,音樂與言語聽覺十分相似一些局部腦損傷病人的觀察表明：左顳區(qū)某些部位的破壞導(dǎo)致言語聽覺明顯失調(diào)（完全不能區(qū)別近似的語音），但音樂聽覺未受損害。另一個案：有一位優(yōu)秀的作曲家左顳葉腦溢血，不能區(qū)別語音、理解別人的話，但仍繼續(xù)創(chuàng)作了出色的音樂作品。,不同心理過程的相同腦定位,如空間定向、計算、理解復(fù)雜的邏輯語法結(jié)構(gòu)這些不同的心理過程，都依賴于共同的定位：左半球頂-枕聯(lián)合區(qū),結(jié)論：雙分離設(shè)計在神經(jīng)心理學(xué)研究中是一個有用的工具