实验设计与数据的统计.ppt

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1、 第三讲第三讲 实验设计与数据的统计分析实验设计与数据的统计分析n一一.实验设计及其评价标准实验设计及其评价标准 实验设计实验设计：就是进行科学实验前的：就是进行科学实验前的具体计划。它主要是控制实验条件和安具体计划。它主要是控制实验条件和安排实验程序的计划。排实验程序的计划。从理论上讲，心理学的实验设计是从理论上讲，心理学的实验设计是一门心理学与统计学相结合的实验科学一门心理学与统计学相结合的实验科学技术，它隶属与心理学方法论的范畴。技术，它隶属与心理学方法论的范畴。n实验设计步骤：实验设计步骤：n提出假设提出假设 拟定验证实验的方法并拟定验证实验的方法并进行研究进行研究 整理分析资料，并解

2、整理分析资料，并解释实验结果释实验结果 n实验设计要考虑的问题：自变量的确定实验设计要考虑的问题：自变量的确定及其呈现方式；反应变量的指标及其测及其呈现方式；反应变量的指标及其测量方法；无关变量的控制。量方法；无关变量的控制。n举例：举例：实验设计的内容实验设计的内容n n刺激变量刺激变量刺激变量刺激变量(或刺激变项或刺激变项或刺激变项或刺激变项)的确定及其呈现的方式；的确定及其呈现的方式；的确定及其呈现的方式；的确定及其呈现的方式；n n反应变量反应变量反应变量反应变量(或反应变项或反应变项或反应变项或反应变项)的指标及其测量方法；的指标及其测量方法；的指标及其测量方法；的指标及其测量方法；

3、n n对一切有关变量对一切有关变量对一切有关变量对一切有关变量(或变项或变项或变项或变项)的控制措施；的控制措施；的控制措施；的控制措施；n n确定被试总体及被试样本人数和选择被试的方法；确定被试总体及被试样本人数和选择被试的方法；确定被试总体及被试样本人数和选择被试的方法；确定被试总体及被试样本人数和选择被试的方法；n n拟定主试在实验开始前对被试者要说的指示语；拟定主试在实验开始前对被试者要说的指示语；拟定主试在实验开始前对被试者要说的指示语；拟定主试在实验开始前对被试者要说的指示语；n n规定实验次数；规定实验次数；规定实验次数；规定实验次数；n n安排实验程序；安排实验程序；安排实验程

4、序；安排实验程序；n n规定使用仪器的型号；规定使用仪器的型号；规定使用仪器的型号；规定使用仪器的型号；n n规定处理实验数据的方法。规定处理实验数据的方法。规定处理实验数据的方法。规定处理实验数据的方法。二二 实验设计的各种类型实验设计的各种类型n 被试内设计被试内设计n 被试间设计被试间设计n 混合设计混合设计n1.实验组控制组比较设计，又称组间设计实验组控制组比较设计，又称组间设计n2.事前测定和事后测定的比较设计事前测定和事后测定的比较设计n3.随机化设计及区组设计随机化设计及区组设计n完全随机设计（组间设计）完全随机设计（组间设计）n区组设计区组设计n4.单因素和多因素实验设计单因素

5、和多因素实验设计n5.前实验设计、相关设计、准实验设计前实验设计、相关设计、准实验设计及真正的实验设计及真正的实验设计n前实验设计：前实验设计：单组事后测定单组事后测定n 单组事前事后测定单组事前事后测定n 固定组比较设计固定组比较设计n相关设计相关设计n准实验设计准实验设计 不相等实验组和控制组事前不相等实验组和控制组事前 事后测定比较事后测定比较n 相等时间样本设计相等时间样本设计n 循环法设计循环法设计 真实验设计真实验设计实验设计的基本类型实验设计的基本类型n n从对实验控制条件的严密程度的不同：从对实验控制条件的严密程度的不同：从对实验控制条件的严密程度的不同：从对实验控制条件的严密

6、程度的不同：n n真实验设计真实验设计真实验设计真实验设计n n准实验设计准实验设计准实验设计准实验设计n n非实验设计非实验设计非实验设计非实验设计n n根据实验中要操纵变量的多少：根据实验中要操纵变量的多少：根据实验中要操纵变量的多少：根据实验中要操纵变量的多少：n n单因素实验设计单因素实验设计单因素实验设计单因素实验设计n n多因素实验设计多因素实验设计多因素实验设计多因素实验设计n n根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：n n被试

7、内设计被试内设计被试内设计被试内设计n n被试间设计被试间设计被试间设计被试间设计n n混合设计混合设计混合设计混合设计（一）被试内设计（一）被试内设计n n也叫单组实验设计（也叫单组实验设计（也叫单组实验设计（也叫单组实验设计（within-subjects within-subjects within-subjects within-subjects design)design)design)design)，是每个被试须接受自变量的所有情，是每个被试须接受自变量的所有情，是每个被试须接受自变量的所有情，是每个被试须接受自变量的所有情况的处理。况的处理。况的处理。况的处理。n n基本原理：每

8、个被试参与所有的实验处理，然基本原理：每个被试参与所有的实验处理，然基本原理：每个被试参与所有的实验处理，然基本原理：每个被试参与所有的实验处理，然后比较系统被试在不同处理下的行为变化。后比较系统被试在不同处理下的行为变化。后比较系统被试在不同处理下的行为变化。后比较系统被试在不同处理下的行为变化。n n在实验研究中，如果实验者主要想研究每一个在实验研究中，如果实验者主要想研究每一个在实验研究中，如果实验者主要想研究每一个在实验研究中，如果实验者主要想研究每一个被试对实验处理所引起的行为上的变化，可考被试对实验处理所引起的行为上的变化，可考被试对实验处理所引起的行为上的变化，可考被试对实验处理

9、所引起的行为上的变化，可考虑采用被试内设计。虑采用被试内设计。虑采用被试内设计。虑采用被试内设计。n n被试内设计可分为三种子类型：被试内设计可分为三种子类型：被试内设计可分为三种子类型：被试内设计可分为三种子类型：1 1 1 1、实验前后、实验前后、实验前后、实验前后设计；设计；设计；设计；2 2 2 2、定时系列设计；、定时系列设计；、定时系列设计；、定时系列设计；3 3 3 3、抵消实验条件的、抵消实验条件的、抵消实验条件的、抵消实验条件的设计。设计。设计。设计。1 1、实验前后设计、实验前后设计n n指在实验条件处理前对被试进行观测的指在实验条件处理前对被试进行观测的结果与实验条件处理

10、所做的同样观测结结果与实验条件处理所做的同样观测结果加以对比的设计。即，这种设计类型果加以对比的设计。即，这种设计类型是实验（处理）前后的比较设计。是实验（处理）前后的比较设计。实验前与实验后设计模式实验前与实验后设计模式 实验前后设计举例实验前后设计举例n n目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训练前后打靶成绩的变化。练前后打靶成绩的变化。练前后打靶成绩的变化。练前后打靶成绩的变化。n n方法：选择方法：选择方法：选择方法：选择10101010名从来没有参加过射击运动的被

11、名从来没有参加过射击运动的被名从来没有参加过射击运动的被名从来没有参加过射击运动的被试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。然后对他们进行为期然后对他们进行为期然后对他们进行为期然后对他们进行为期1 1 1 1周的打靶训练，每天周的打靶训练，每天周的打靶训练，每天周的打靶训练，每天2 2 2 2小小小小时。训练结束后，

12、再次对他们的进行打靶测验，时。训练结束后，再次对他们的进行打靶测验，时。训练结束后，再次对他们的进行打靶测验，时。训练结束后，再次对他们的进行打靶测验，记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次成绩进行比较，就可以看出成绩进行比较，就可以看出成绩进行比较，就可以看出成绩进行比较，就可以看出1 1 1 1周的训练是否有周的训练是否有周的训练是否有周的训练是否有效果。效果。效果。效果。实验前后设计评价实验前后设计评价n n优点优点：（：（1 1）能较明显地检测出实验处理能较明显地检

13、测出实验处理的效果如何；（的效果如何；（2 2）对被试的需要量较少，）对被试的需要量较少，一组被试当两组被试用，无须设控制组，一组被试当两组被试用，无须设控制组，不但提高效率，被试变量也得到较好控不但提高效率，被试变量也得到较好控制。制。n n缺点：缺点：（1 1）前后两次观测之间存在时间）前后两次观测之间存在时间间隔，会带来外来影响；（间隔，会带来外来影响；（2 2）易产生顺）易产生顺序误差。序误差。定时系列设计模式定时系列设计模式说明：说明：说明：说明：Y Y Y Y1a1a1a1a、Y Y Y Y1b1b1b1b、Y Y Y Y1c1c1c1c分别表示实验处理前之观测值分别表示实验处理前

14、之观测值分别表示实验处理前之观测值分别表示实验处理前之观测值 Y Y Y Y2a2a2a2a、Y Y Y Y2b2b2b2b、Y Y Y Y2c2c2c2c分别表示实验处理后之观测值分别表示实验处理后之观测值分别表示实验处理后之观测值分别表示实验处理后之观测值 X X X X表示实验条件处理表示实验条件处理表示实验条件处理表示实验条件处理定时系列设计举例定时系列设计举例n n代币法对儿童问题行为矫正的作用代币法对儿童问题行为矫正的作用定时系列设计评价定时系列设计评价n n优点：除具有前后设计的优点，还具有（优点：除具有前后设计的优点，还具有（优点：除具有前后设计的优点，还具有（优点：除具有前后

15、设计的优点，还具有（1 1 1 1）降低由于一次观测而得到被试不正常行为的几降低由于一次观测而得到被试不正常行为的几降低由于一次观测而得到被试不正常行为的几降低由于一次观测而得到被试不正常行为的几率；（率；（率；（率；（2 2 2 2）提供测量过程中的信息。）提供测量过程中的信息。）提供测量过程中的信息。）提供测量过程中的信息。n n缺点：缺点：缺点：缺点：（1 1 1 1）由于更多次的观测，势必延长实）由于更多次的观测，势必延长实）由于更多次的观测，势必延长实）由于更多次的观测，势必延长实验时间，从而会有更多的外来影响；（验时间，从而会有更多的外来影响；（验时间，从而会有更多的外来影响；（验

16、时间，从而会有更多的外来影响；（2 2 2 2）也）也）也）也正是更多次的观测，更易引起顺序误差，更易正是更多次的观测，更易引起顺序误差，更易正是更多次的观测，更易引起顺序误差，更易正是更多次的观测，更易引起顺序误差，更易导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。3 3、抵消实验条件的设计、抵消实验条件的设计n n指抵消实验过程中无关变量的一种设计。指抵消实验过程中无关变量的一种设计。n n前面讲到，有些无关变量在某些实验情前面讲到，有些无关变量在某些实验情况下既不能被消除，又不能保持恒定。况下既不能

17、被消除，又不能保持恒定。例如，单组实验往往由于前一处理影响例如，单组实验往往由于前一处理影响后一处理的效果，产生顺序误差。为了后一处理的效果，产生顺序误差。为了抵消顺序误差，最简单的方法就是用抵消顺序误差，最简单的方法就是用ABBAABBA的排列顺序来安排实验顺序。其模的排列顺序来安排实验顺序。其模式如下表所示。式如下表所示。抵消实验条件的设计模式抵消实验条件的设计模式抵消实验条件的设计评价抵消实验条件的设计评价n n优点：优点：优点：优点：n n（1 1 1 1）能较好地控制被试变量；）能较好地控制被试变量；）能较好地控制被试变量；）能较好地控制被试变量；n n（2 2 2 2）能较好地控制

18、顺序误差；）能较好地控制顺序误差；）能较好地控制顺序误差；）能较好地控制顺序误差；n n（3 3 3 3）时间上比较经济。）时间上比较经济。）时间上比较经济。）时间上比较经济。n n缺点：缺点：缺点：缺点：n n（1 1 1 1）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性时才能使用。时才能使用。时才能使用。时才能使用。n n（2 2 2 2）对有些实验不适用。如用两种学习方法学习）对有些实验不适用。如用两种学习方法学习）对有些实验不适用。如用两种学习方法学习）对有些实验不适用。如

19、用两种学习方法学习同一实验材料。同一实验材料。同一实验材料。同一实验材料。肿瘤问题肿瘤问题n n假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿瘤，病人会死掉。有一种射线可用来摧毁肿瘤，瘤，病人会死掉。有一种射线可用来摧毁肿瘤，瘤，病人会死掉。有一种射线可用来摧毁肿瘤，瘤，病人会死掉。有一种射线可用来摧毁肿瘤，但如果用高强度射

20、线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧但如果用高强度射线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧但如果用高强度射线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧但如果用高强度射线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健康组织受到损伤。强度较低的射线对健康组织康组织受到损伤。强度较低的射线对健康组织康组织受到损伤。强度较低的射线对健康组织康组织受到损伤。强度较低的射线对健康组织无害，但也不会摧毁肿瘤，用什么方式能使射无害，但也不会摧毁肿瘤，用什么方式能使射无害，但也不会摧毁肿瘤，用什么方式能使射无害，但也不会摧

21、毁肿瘤，用什么方式能使射线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢?（二）被试间设计（二）被试间设计n n被试间设计是要求每个被试（组）只接被试间设计是要求每个被试（组）只接受一个自变量的处理，对另一被试者受一个自变量的处理，对另一被试者（组）进行另一种处理，故又称独立组（组）进行另一种处理，故又称独立组设计。设计。n n包括随机组设计和配对组设计。包括随机组设计和配对组设计。n n被试间设计的统计检验被试间设计的统计检验独立样本的独立样本的差异显著性检验差异显著性检验1 1、随机组设计、随机组设计n

22、 n将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变量处理。量处理。量处理。量处理。n n随机组设计的基本假设是将被试随机分配到不随机组设计的基本假设是将被试随机分配到不随机组设计的基本假设是将被试随机分配到不随机组设计的基本假设是将被试随机分配到不同的组，若对各组用同一样的课题，在系统的同的组，若对各组用同一样的课题，在系统的同的组，若对各组用同一样的课题，在系统的同的组，若对各组用同一样的课题，在系统的条件下进行测量，其结果就成为系统组，则他条件下进行测量，其结果就成为系统组，则

23、他条件下进行测量，其结果就成为系统组，则他条件下进行测量，其结果就成为系统组，则他们的成绩在统计上应是相等的。们的成绩在统计上应是相等的。们的成绩在统计上应是相等的。们的成绩在统计上应是相等的。随机组设计的优缺点随机组设计的优缺点n n优点是：（优点是：（优点是：（优点是：（1 1 1 1）用随机分配被试者的方法可控）用随机分配被试者的方法可控）用随机分配被试者的方法可控）用随机分配被试者的方法可控制两组被试者变量的差异，分组方法简单可行。制两组被试者变量的差异，分组方法简单可行。制两组被试者变量的差异，分组方法简单可行。制两组被试者变量的差异，分组方法简单可行。（2 2 2 2）由于对每一被

24、试者只作一次观测，可消）由于对每一被试者只作一次观测，可消）由于对每一被试者只作一次观测，可消）由于对每一被试者只作一次观测，可消除某些实验误差，如消除学习误差的影响。除某些实验误差，如消除学习误差的影响。除某些实验误差，如消除学习误差的影响。除某些实验误差，如消除学习误差的影响。n n缺点是：（缺点是：（缺点是：（缺点是：（1 1 1 1）分成等组的方法仍欠精密。）分成等组的方法仍欠精密。）分成等组的方法仍欠精密。）分成等组的方法仍欠精密。（2 2 2 2）若两组在不同时期观测，就有可能插入）若两组在不同时期观测，就有可能插入）若两组在不同时期观测，就有可能插入）若两组在不同时期观测，就有可

25、能插入实验以外的偶发事件，影响因变量的观测结果。实验以外的偶发事件，影响因变量的观测结果。实验以外的偶发事件，影响因变量的观测结果。实验以外的偶发事件，影响因变量的观测结果。2 2、配对组设计、配对组设计n n也叫对等组设计、匹配组设计，是随机也叫对等组设计、匹配组设计，是随机组设计的一种扩展。目的是使各组的特组设计的一种扩展。目的是使各组的特性更加相同。这种设计可以控制组内变性更加相同。这种设计可以控制组内变异和组间变异。异和组间变异。n n匹配被试就是对全部被试进行预备测验，匹配被试就是对全部被试进行预备测验，测验的性质与正式实验的性质是类似的，测验的性质与正式实验的性质是类似的，或者说是

26、相关的，然后按测验成绩均匀或者说是相关的，然后按测验成绩均匀地形成组。地形成组。配对组设计的步骤配对组设计的步骤n n第一步：让所有被试做第一步：让所有被试做“共同作业共同作业”，即接受预备测验，获得作业分数；即接受预备测验，获得作业分数；n n相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组；相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组；相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组；相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组；n n类似任务：如问题解决类似任务：如问题解决类似任务：如问题解决类似任务：如问题解决不同种类问题解决；不同种类问题解决；不同种类问题解决；不同种类问题解决；n n相关任务：如智力测验相关任务：

27、如智力测验相关任务：如智力测验相关任务：如智力测验问题解决。问题解决。问题解决。问题解决。n n第二步，根据作业分数形成配对组。第二步，根据作业分数形成配对组。配对设计的优缺点配对设计的优缺点n n优点：在实验处理之前，就把组间变异优点：在实验处理之前，就把组间变异缩到最小，并使各组内变异比单独的随缩到最小，并使各组内变异比单独的随机分配更接近相等。因此，这种设计能机分配更接近相等。因此，这种设计能对被试个别差异给予更多的控制，小型对被试个别差异给予更多的控制，小型实验用配对设计，其效果比用随机分组实验用配对设计，其效果比用随机分组的效果更为显著。的效果更为显著。n n缺点：实验者因分配被试而

28、大大增加工缺点：实验者因分配被试而大大增加工作量。作量。n区组设计形式n区组 实验处理n X1 X2 X3 X4n1n2n3n4被试内和被试间设计比较n n被试内设计：也叫单组实验设计，是每被试内设计：也叫单组实验设计，是每个被试须接受个被试须接受自变量的所有情况自变量的所有情况的处理。的处理。n n被试间设计：被试间设计是要求每个被被试间设计：被试间设计是要求每个被试者只接受一种实验处理，对另一被试试者只接受一种实验处理，对另一被试者进行另一种处理，故又称独立组设计。者进行另一种处理，故又称独立组设计。三 基本的实验设计1.完全随机化设计完全随机化设计2.（1）实验组控制组事后测定设计）实验

29、组控制组事后测定设计3.基本模式基本模式4.R（实验组）实验组）X O15.R (控制组）控制组）O2 6.注：注：R表示随机分配被试，表示随机分配被试，X表示实验处理表示实验处理 7.统计检验方法：t检验，U检验、中位数检验 中外两组被试概念形成速度比较中外两组被试概念形成速度比较中国人汉字组美国人英文组4566677891011139911121214141516173333注：表中数据表示概念学习所须单位数。要求：比较中要求：比较中外被试概念形外被试概念形成速度的差异成速度的差异n（2）.实验组、控制组事前事后测定设计实验组、控制组事前事后测定设计n设计模式设计模式nR 实验组实验组 O

30、1 X O2n R 控制组控制组 O3 O4n统计检验方法：统计检验方法：t-检验检验 U 检验检验 中位数检验中位数检验 最好的方法是协方差分析。最好的方法是协方差分析。n（3）.随机多组后测设计随机多组后测设计n设计模式设计模式nR X1 O1nR X2 O2nR X3 O3n统计方法：单因素方差分析统计方法：单因素方差分析n（4）.四组设计四组设计n设计模式设计模式n 22设计设计n统计统计方法方法22的方差分析的方差分析n举举例：例：2.随机区组设计n特点n统计方法：相关样本t-检验法或方差分析被试红光黄光绿光蓝光A3345B6566C3233D3447E2134F2334G1122H

31、32343.多因素实验设计多因素实验设计n 优点：效率高、实验控制较好、实优点：效率高、实验控制较好、实验结果更有价值验结果更有价值n不同的奖赏方式对中学生学习语文、数不同的奖赏方式对中学生学习语文、数学学、外语的影响、外语的影响n（奖赏方式：提前下课、物质奖励）（奖赏方式：提前下课、物质奖励）n掌握概念：因素、水平、主效应、交互掌握概念：因素、水平、主效应、交互作用、简单效应作用、简单效应n当一个自变量产生的效果在第二个自变当一个自变量产生的效果在第二个自变量的每一水平上不一样时，量的每一水平上不一样时，交互作用交互作用就就发生了。在有交互作用的情况下，分别发生了。在有交互作用的情况下，分别

32、讨论每一自变量的效应就不够了。因为讨论每一自变量的效应就不够了。因为一个自变量的效应依赖于另一个自变量一个自变量的效应依赖于另一个自变量的水平的水平多因素实验的例子n杨治良等人（杨治良等人（19811981）的记忆实验）的记忆实验n实验目的实验目的：了解年龄对再认能力的影响：了解年龄对再认能力的影响。n自自变变量量：第第一一个个自自变变量量是是年年龄龄，他他们们选选取取初初中中生生年年龄龄组组和和大大学学生生年年龄龄组组。第第二二个个自自变变量量是是实实验验材材料料，他们选取具体实物图形组和词组两个组。他们选取具体实物图形组和词组两个组。n因变量取再认能力因变量取再认能力dd作指标。作指标。n

33、这这个个实实验验的的方方法法是是采采用用再再认认法法：把把被被试试者者识识记记过过的的材材料料和和没没有有识识记记过过的的材材料料混混在在一一起起，要要求求被被试试者者把把两种材料区分开来。两种材料区分开来。n实验结果如下：实验结果如下：n多多自自变变量量的的实实验验是是效效率率高高、价价值值高高的的实实验验。在在这这些些实实验验中中，每每一一种种因因变变量量的的测测量量至至少少能能提提供供两两个个变变量量信信息息，从从而而有有可可能能研研究究变变量量之之间间所所有有可可能能发发生生的的交交互互影影响。响。n在在实实验验中中自自变变量量数数目目增增加加时时，能能发发生生交交互互影影响响的的数数

34、目目也也迅迅速速增增加加。两两个个自自变变量量只只有有一一个个交交互互作作用用影影响响的的可可能能。用用三三个个自自变变量量（自自变变量量A A、B B、C C）就就有有四四种种交交互互作作用用影影响响的的可可能能，如如 ABAB、ACAC、BCBC、ABCABC四种。四种。n假假定定每每一一自自变变量量有有两两个个水水平平，三三种种自自变变量量的的交交互互影影响响由由四四条条线线生生动动地地表表现现出出来来；两两条条表表示示变变量量B B、两两条条表表示示变变量量C C，与与横横坐坐标标变变量量A A起起交交互互作作用用，见见下下图图，它它们们的的交互作用由四条非平行线表示出来。交互作用由四

35、条非平行线表示出来。（二）多因素实验设计（二）多因素实验设计n多多因因素素实实验验设设计计是是指指在在同同一一个个实实验验里里可可以以同同时时观观测测两两个个或或两两个个以以上上的的自自变变量量的的影影响响，以以及及自自变量与自变量交互作用的效果的实验设计。变量与自变量交互作用的效果的实验设计。n它它与与上上述述所所讨讨论论的的只只用用一一个个自自变变量量的的实实验验设设计计是是不不同同的的。包包括括XaXa和和XbXb两两个个自自变变量量的的设设计计，叫叫做做双双向向（或或二二向向）析析因因设设计计，简简写写为为ABAB因因素素设设计计。包包括括XaXa、XbXb和和XcXc三三个个自自变变

36、量量的的设设计计叫叫作作三向析因设计，简写为三向析因设计，简写为ABCABC因素设计。因素设计。n在在因因素素设设计计中中，每每个个因因素素（自自变变量量）又又可可以以包包括括几几个个水水平平。若若两两个个自自变变量量XaXa和和XbXb各各有有两两个个水水平平，则则可可称称为为 2222设设计计；若若自自变变量量XaXa有有两两个个水平，水平，XbXb有三个水平，则称为有三个水平，则称为2323设计。设计。n在在析析因因设设计计中中，研研究究者者要要操操作作的的实实验验处处理理的的个个数数就就是是各各自自变变量量的的水水平平个个数数的的乘乘积积。例例如如，在在一一项项二二因因素素实实验验设设

37、计计中中，设设A A因因素素有有p p个个水水平平，B B因因素素有有q q个个水水平平，则则研研究究者者就就应应操操作作pqpq个个实实验验处处理理。在在确确定定了了实实验验中中所所要要操操作作的的实实验验处处理理后，就要决定怎样分配被试者了。后，就要决定怎样分配被试者了。多因素析因设计的主要效应与交互作用的效应多因素析因设计的主要效应与交互作用的效应n主效应主效应是指由每个单独因素是指由每个单独因素(自变量自变量)所引起的所引起的因变量的变化。因变量的变化。n交互作用的效应交互作用的效应是指当一个因素是指当一个因素(自变量自变量)对因对因变量影响大小因其他因素的水平或安排的不同变量影响大小

38、因其他因素的水平或安排的不同而有所不同时，所产生的交互作用影响因变量而有所不同时，所产生的交互作用影响因变量的结果。相反，如果某一因素的结果。相反，如果某一因素(自变量自变量)对因变对因变量影响大小，不受其他因素的水平或安排的影量影响大小，不受其他因素的水平或安排的影响，我们就说这个因素与其他因素是没有交互响，我们就说这个因素与其他因素是没有交互作用的。作用的。主要效应与交互作用的效应示例n假定在22完全随机化设计中，因素A的两个水平表示两种不同的教学方法(Xa1：自学辅导，Xa2：传统教学)，因素B的两个水平表示两种不同效龄的教师Xb1：2年以下教龄的教师，Xb2：5年以上教龄的教师)。n为

39、了说明主效应相交互作用的效应，虚构两种实验结果。虚构实验结果一（无交互效应）n下面表格中的数据表示经过一段教学时间后学生测验的平均分数，表格右面对应两个图形，它们是用表格中的数据绘制出来的。虚构实验结果二（有交互效应）n下面表格中的数据表示经过一段教学时间后学生测验的平均分数，表格右面对应两个图形，它们是用表格中的数据绘制出来的。三、拉丁方设计三、拉丁方设计n拉拉丁丁方方设设计计（或或拉拉丁丁方方格格设设计计）是是多多变变量实验设计中一种较为常用的设计方案。量实验设计中一种较为常用的设计方案。n心心理理实实验验中中采采用用循循环环法法平平衡衡实实验验顺顺序序对对实实验验结结果果的的影影响响，就

40、就使使实实验验顺顺序序、被被试试者差异都作为一个自变量来处理。者差异都作为一个自变量来处理。拉丁方设计模式拉丁方设计条件n只只要要是是实实验验中中自自变变量量的的个个数数（因因素素）与与实实验验处处理理水水平平数数相相同同，而而且且不不考考虑虑这这些些自自变变量量之之间间的的交交互互作作用用时时，都都可可采采用用拉拉丁方设计方案。丁方设计方案。拉丁方设计示例n假定有一个实验，限于实验室的技术条件，每天只能为5位被试作测验，而我们共有五种处理：A、B、C、D、E。n假如一共有25位被试参加实验，实验需要5天才能完成。因此有的被试在前面做实验，有的被试在后面做实验。可以预测：这种参加实验的先后会对实验结果造成影响。n假定这个实验，每天在1点、2点、3点 4点、5点钟各测试五个被试之一，也可以预测：这种参加实验的先后会对实验结果造成影响。n采用拉丁方设计可以将这种影响消除每种处理在每一天只出现一次，在每个钟点上也只出现一次。日期钟 点1 2 3 4 5第1天ABCDE第2天BCDEA第3天CDEAB第4天DEABC第5天EABCD