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实验心理学 全套课件(上)pptx

发布时间:2019-06-29 07:16 来源:未知 编辑:admin

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  实验心理学课程概览:三个问题What…什么是实验心理学?实验有什么用?实验在心理学体系中的地位如何?……How…如何进行心理学的实验设计和操作?怎样成为一名合格的实验研究者?……Why…为什么心理学实验要如此设计?如此操作?为什么实验心理学是科学心理学的根基?……第一章 绪论实验心理学的由来实验心理学的科学性实验心理学的方法学地位实验心理学的研究伦理实验心理学研究的一般程序实验心理学的由来:从孕育到诞生Psychology has a long past but a short history——H.Ebbinghaus(《心理学概论》,1908)“一部心理学史,便是一部实验心理学史”——E.G.Boring(《实验心理学史》,1929)哲学的影响17世纪之前孕育于古代哲学思潮中的心理学思想Demokritos:原子论——唯物主义Plato:理念论——唯心主义Aristotle:二元论——触及感觉、记忆、情感等近代哲学对心理学的影响Descartes:身心交感论—反射和反射弧,刺激反应假设——理性主义Locke:白板说—观念的形成,联想——经验主义自然科学的影响19世纪前的生理学与物理学实验感觉和知觉范围内的问题:反应时的测定、某些差别阈限的测定、后像的持续时间等——自然科学方法的引入特点:观察和描述均十分初级19世纪后:生理学的长足发展赫尔姆霍茨:感观生理——神经冲动速率测量(反应时法)韦伯:感觉的差别阈限——韦伯定律费希纳(1801-1887)生平:1801年,出生在德国东南部牧师家庭1817年,到莱比锡大学学医1822年,获得医学博士学位1824年,开始在莱比锡大学讲授物理学——对感觉的研究:色觉和后像1850年,开始考虑心-物关系问题——物理刺激的强度变化和对刺激的主观印象(感觉变化)是否能联系起来——费希纳定律1860年,《心理物理学纲要》出版)-心理物理法1887年,病逝于莱比锡对心理学的贡献联系内部世界和外部世界费希纳定律:S=K logR定律所揭示的规律:内部世界与外部世界之间存在联系,且可以进行简单的数学表达内部世界与外部世界存在差异:刺激强度增加的效果时相对于已有的感觉强度,而非绝对心理现象的定量研究方法三种感觉测量方法:最小可觉差法、正误法、均差法对现代实验心理学的影响第一次对人类心理现象(感觉)的精确量化表达带动了对各种心理现象的科学量化研究奠定了心理测量学的基础新的心理物理学方法——信号检测论——实验心理学的开拓者和奠基人“没有费希纳……也许仍然会有一种实验心理学……可是,在实验体中,却不可能出现如此广泛的科学范畴,因为,如果测量不能成为科学的工具之一,则我们很难认为某个课题是符合科学的,因为他所做的事情和他做这些事情的时代,费希纳创立了实验计量心理学,并把这门学问从其原来的途径搬回来导入了正轨。人们也许可以称他为实验心理学‘之父’,或者,人们也许会把这个称号送给冯特。这没有什么关系。费希纳种下了肥沃的思想之种,它生长起来,并带来了丰硕的成果。”——波林《实验心理学史》,1981,p333冯特(1832-1920)生平1832年,出生于德国西南部牧师家庭1855年,海德堡大学医学硕士学位1856-1862,出版《对感观知觉学说的贡献》第一次正式提出“实验心理学”心理学是独立的实验科学概念出现1858年,担任赫尔姆霍兹(Helmholtz)的生理实验助手1873-74,出版《生理心理学原理》 ——实验心理学史上最重要的一部著作:概括了当时心理学一切成果,提出了他的心理学体系(构造主义)1879年12月,在莱比锡大学建立第一个心理学实验室,进行了第一个心理学实验最后20年完成10卷巨著《民族心理学》1920年,病逝于莱比锡对心理学的贡献使心理学成为一门独立的学科心理学研究系统化——建立实验室、编写教材、开设心理课程、创立第一份心理学杂志、整合心理学的学科体系倡导将心理现象作为心理学的研究内容提出必须用实验方法研究心理学:科学量化培养了第一批心理学人才:霍尔、卡特尔、铁欣纳等对现代实验心理学的影响建立第一间用于研究的心理学实验室实验心理学的开山人物——实验心理学的创立者艾宾浩斯(1850-1909)生平1850年,出生于德国波恩富商家庭1873年,波恩大学哲学博士学位1880年,柏林大学讲师1885年,出版《论记忆》1908年,出版《心理学概论》Psychology has a long past but a short history1909年,病逝对心理学的贡献超越了冯特的实验心理学领域,证明了实验法可以用来研究高级心理过程从根本上变革了实验心理学的研究范式——人工实验情境提供了新的变量测量方法,解决了高级心理过程的量化问题——节省法开创了科学心理学对记忆的研究建立了第一个和高级心理过程有关的函数关系——遗忘曲线对现代实验心理学的影响使实验心理学开始走向一切心理现象带动了心理过程量化方法和基本实验范式的发展引发了当代记忆研究的热潮——实验心理学的突破者实验心理学的科学性获取知识的途径注意凝聚:固守已有知识—特定信息的反复呈现权威:建立信念的捷径个体经验:直接但未必正确逻辑推理 ——盲目性、主观性和刻板性,正确性可疑科学方法:获取知识的最佳途径科学方法与非科学(日常)方法的特征比较 科学方法的特征强调系统的客观经验观察——客观性大量现象观察、查阅文献、系统的科学实验信息来源客观能够自我校正——可验证性可公开接受公众检验可反复获得可控制对感兴趣因素的直接操纵对其他不感兴趣因素的控制实验法是否具有以上几个特征?社会浪费(拉塔内)——实验心理学研究举例发现现象:社会浪费查阅文献:林格尔曼(1913)实验研究:不同情境下反复验证不同文化背景、不同被试、不同工作理论解释:责任扩散对该理论的校正支持:美国“工作动力衰退”社会问题反对:社会促进对实验心理学认识的误区功能的夸大化——万能的实验心理学科学方法本身的有限性心理学学科的特殊性工具价值的缩小化——背离真实生活实验室情境不必与真实生活相同实验室研究的优势比真实生活更可控结果更由说服力推广前的反复验证正确认识:逐步逼近真理的工具实验心理学的方法学地位几种主要的心理学研究方法观察法——最初级的描述水平自然观察法参与性观察个案研究法调查研究法相关法——基于描述水平实验法——最高级别的科学研究方法观察法含义:通过一定程序收集资料,以期获得描述性的数据来简化复杂心理现象的过程。分类:自然观察法:自然情境下的观察无干扰测量:不对观察对象产生干扰的情况下记录测量数据无干扰观察:在被试不知情的情况下获取观察数据参与性观察:研究者融入到观察对象群体中去个案研究法:深入研究单个或少数被试调查研究法:问卷调查以及测量量表调查对观察法的评价:优点:直接和描述性可限定研究范围,为严格控制的实验研究奠定基础缺点:无法对各因素间关系做出推论提供的材料不充分,无法复制解释性缺陷常被忽略方法本身局限性:易受主观期望干扰相关研究法含义:一种基于描述的科学方法,可描述事物间共同变化的关系指标:相关系数(r)—代表变量间的关联程度肺癌和吸烟(+),吸烟和学业成绩(-)指标意义:高相关:未必有关(头颅大小和词汇回忆量,混淆年龄;传教士和1950年以来的色情影片)低相关:全距限制:数据缺乏变异(高考) 前提条件是否满足:非线性(年龄和记忆)对相关研究法的评价优点:揭示变量间的共变关系提示可能的因果关系缺点:结果取决于前提条件是否满足无法确定因果关系的方向(暴力电视节目和攻击性行为)改进:建立在观察基础上交叉-滞后法:逼近因果解释交叉—滞后法研究举例:儿童观看暴力性电视节目与其攻击性的关系正相关(r=+0.21)耗时,因果解释尚存问题三年级对暴力性电视节目的爱好十三年级对暴力性电视节目的爱好0.050.01-0.050.210.31十三年级的攻击性三年级的攻击性0.38实验法含义:通过人为地、系统地操纵环境,导致某些行为发生变化,并对之进行观察、记录和解释的科学方法实验的要素:实验假设和推论——推论要客观、可测量(如看暴力性电视会导致攻击性)实验变量:自变量、因变量、控制变量——明确、客观,易于操纵(如记忆材料性质、记忆保持量)实验控制:消除和平衡无关变量实验结果的解释实验符合假设——谨慎结论推论正确但实验假设未必正确特定条件下的因果关系实验不符合假设——零结果假设错误无效的自变量操纵(分糖果)因变量测量范围受限:天花板效应和地板效应对实验法的评价更好地控制无关变量的影响可反复验证,经济确定因果关系实验心理学的研究伦理实验心理学家可能面临的问题:被试的处境是否危险?实验处理是否会对被试造成伤害?在实验中采集的信息是否值得被试付出冒险的代价?等等科学研究不可能在道德的真空中进行——Kimmel,1988纽伦堡法则(Nuremberg Code,二战):被试应该自愿参加研究;被试应该对实验研究的性质有全面的了解;任何情况下都要尽可能避免发生危险;应该最大限度地保护被试不受任何伤害;实验应由具备专业素质的科学家主持;被试有权随时退出实验。实验心理学的一般伦理实事求是严谨审慎APA法则(研究人类被试的伦理原则)学术机构的支持保障被试的知情同意权——实验是否有必要采取隐瞒手段?对研究目的、程序、时间等的知情权潜在危险、不安、副作用等可预见因素的知情权研究可能带来的好处;研究有多大把握;对被试的奖励等实验进程中录像、录音的知情同意可以不必去的被试知情同意的实验:如教育情境研究、部署名的问卷、自然观察、企业环境下不影响正常工作和绩效等保障被试退出的自由——自愿参与保护被试免遭伤害实验情境是否存在伤害或潜在伤害保护易感人群:如儿童、精神病人、有生理缺陷的人、智障人群等保密原则实验后的反馈研究者的责任实验是否符合伦理标准的唯一负责人被试的责任遵守研究规定的时间被试必须认真听取实验者的讲解,并提出问题以便得到更好的理解被试应该认真对待研究并与主试合作研究结束后,被试和实验者一样有理解实验结果的必要被试应该根据研究者的要求不与其它任何可能成为被试的人讨论该研究实验结束后研究者的道德准则剽窃他人成果伪造数据用统计方法篡改结果正确引用相关文献资料实验心理学研究的一般程序课题确定被试选择实验控制数据整合研究报告撰写确定课题优秀研究思路的特点可验证性:可直接观察和证实研究成功的可能性:越接近事实,成功可能性越大研究思路的来源非系统来源:以无法预期的形式出现灵感与突发事件日常实际需要与个人经验系统来源理论需要前人研究与文献资料查阅心理学文献确定实验类型因素型实验——“what”(定性)函数型实验——“how”(定量)形成研究假设:预期研究结果因素型实验——如果a,那么b函数型实验——方程式b=f(a)12345几个独立实验(A、B、C、D)结合这些实验的结果形成某种理论(归纳推理)基于理论进行另外的实验(E、F、G)(演绎推理)用这些实验结果来修正理论(归纳推理)修正后的理论又产生新的实验(H、I、J)(演绎推理)EFGHIJABCD理论理论修正假设验证的循环过程选择被试选择依据课题的性质——决定了被试的类型选择人类被试选择非人类被试实验程序可能对人类被试造成身心损害实验中对无关变量的控制要求较高研究结果的概括程度——决定了被试如何取样选择方法——随机取样分层随机抽样法方便抽样选取数量研究问题所涉及到的总体的大小(大-多选)可供选择的对象的大小(大-多选)根据研究者的人力、物力条件(许可-多选)根据实验类型(因素型-多选;函数型-可少选)研究结果统计时使用的方法(如t检验-小于30;卡方检验-大于40)被试分组方式随机分组分层随机分组匹配组:对全部被试进行预备测验,测验的性质与正式实验的性质类似或相关,然后按测验成绩均匀地形成组 对偶分组:两两相等兼作组:一组既是实验组又是控制组※确定实验控制※实验控制无止境圈定最可能影响实验的额外变量:学会识别根据经验查找同类文献通过因素型实验来确定数据整合数据类型计数资料按个体的某一属性或某一反应属性进行分类计数的资料反映个体间质的不同,而无量的差别(如:性别、婚否、对错等)等级资料介于前两者之间,又称半计量资料(如:能力高、中、低等级)计量资料用测量所得的数值大小来表示的资料(如:成绩、年龄、智商分数、反应频率等)描述性资料非数量化的资料——对数据做补充说明数据处理方法——选择合适的统计工具自变量因变量数据处理方法计数计量方差分析(ANOVA);t检验计量计量基于相关的统计分析;变自变量为计数资料计量计数logistic回归计数计数非参数检验撰写研究报告回顾前人的相关研究工作报告实验涉及到的重要信息实验程序的介绍当使同行可以据此重复实验严格区分客观描述和研究者个人的主观推论第二章 实验研究的基本问题实验研究的基本问题实验研究的变量实验设计——心理学研究大厦的基石实验研究的效度与信度实验研究的仪器第一节 实验研究的变量★自变量——被操纵★因变量——被观察★额外变量——被保持恒定变量无关变量自变量额外变量因变量变 量变量的含义在数量上或质量上可变的事物的属性精髓:变化、改变变量的种类变量在实验中的地位实验法中三大要素的核心:实验的基本特征 衡量实验设计好坏与否的关键变量的操作定义心理学的定义与日常生活的不同例如:抑郁、焦虑、气质、感觉Bridgman(1927):研究者应该根据产生变量的操作来定义变量饥饿:距离上次进食的时间?or 进食速度?奖励:45mg的动物饲料?or 条件反射箱中按动杠杆?自变量含义由实验者操纵控制的、对被试的反应产生影响的变量分类作业变量:实验中被试的任务或实验中呈现的与实验任务有关的某种刺激环境变量:实验环境的某些特性被试变量:可能影响对某种刺激的反应的被试的特性因素可主动操纵的:如内驱力等不可主动操纵的:如性别、年龄、智力等自变量的操纵自变量的操作定义——操纵什么Bridgman(1927):一个概念应由测定它的程序来下定义。操作化:采用明确、统一、可以量化的术语对自变量进行严格规定的过程(如饥饿、疲劳)自变量的各个水平——操纵到什么程度自变量的水平:自变量的一个取值(或操纵结果)自变量的变化范围:可根据文献确定合适的全距至少三个检查点,一般为5-7点检查点之间的距离:关键处可细化因变量含义由操纵自变量而引起的被试的某种特定反应变化依从于自变量的变化是研究者所要观察和记录的变量分类客观指标:反应速度、反应速度的差异、反应的正确性、反应标准、反应的难度主观指标:被试的口语记录(被试在实验时对自己心理活动过程进程所作叙述的记录,或实验之后对主试提出问题所作回答的记录)因变量的操纵反应控制:将被试的反应控制在主试所设想的方向上指导语:试验中主试向被试交代任务时所说的话要求:①内容确定;②完全;③简明;④标准化 “这是一个色词判断实验。实验中将在屏幕中央依次呈现多个词,每次呈现一个。该词会以下述四种颜色(红、蓝、黄、绿)中的一种呈现,每种颜色分别对应着键盘上的相应键(Z、X、和/)。你的任务是:尽量忽略该词本身,尽快而准确地按与该颜色相对应的键对该词的颜色进行反应。计算机会自动记录你的反应快慢和错误率,如果反应过快或过慢的话都将被视为错误的反应。如果你已经明白了实验要求,请按开始键进行实验。” 选取恰当的因变量指标※有效性:指标充分代表当时的现象或过程的程度数量化:便于记录、统计和比较客观性:指标客观存在、可观察和记录、可重复灵敏性:具有区分度和鉴别力避免量程限制天花板效应:由于反应指标的量程不够大而导致反应停留在指标量表的最顶端地板效应:由于反应指标的量程不够大而导致反应停留在指标量表的最低端如何避免:实验设计缜密;预备实验额外变量含义并非研究中的自变量,而又对实验结果存在影响的那部分变量几种典型的额外变量实验者效应:主试在实验中可能以某种方式有意无意地影响被试,使他们的反应附和主试的期望。聪明的汉斯要求特征:被试会自发地对主试的实验目的产生某种假设或猜想,并以自以为能满足这一假想的实验目的的方式进行反应。(Orne,1962)霍桑效应安慰剂效应额外变量的控制排除法——把额外变量从实验中排除出去双盲实验(double-blind experiment)恒定法——使额外变量在实验过程中保持固定不变同时、同地、同一实验者、同一实验程序匹配法——使实验组和控制组中的被试属性相等测量所有被试身上与实验任务呈高相关的属性,然后根据测得结果对被试进行分组随机化法——被试随机分派到各处理组中抵消平衡法——采用某些综合平衡方式使额外变量效果相互抵消ABBA法;拉丁方法(消除序列效应)统计控制法——实验后通过统计技术来事后避免额外变量的干扰用于实验前难以完全实现对额外变量的控制的情况(如:不同教学方法对儿童阅读能力的影响)常用统计方法:协方差分析,极端数据剔除请找出以下研究的自变量、因变量,并至少写出三个额外变量。反馈对学生学习成绩的影响奖励对小学低年级学生学习效果的影响工作时听音乐对工作效率的影响不同治疗方法对抑郁症的作用变量命名(1)训练鸽子绿灯亮时啄键、红灯亮时停止。对作出正确反应的鸽子给予玉米做奖励。自变量:灯的颜色(红或绿) 因变量:啄键次数 额外变量:食物剥夺时间、键的大小、红灯 绿灯的强度等变量命名(2)汽车制造者想知道刹车灯多亮可以最大程度地减少后面司机意识到前方正在停车的时间。自变量:刹车灯的明度 因变量:刹车灯亮到尾随车司机踩刹车踏板 之间的时间 额外变量:刹车灯颜色、刹车板的形状、刹 车所需气力、额外照明度等变量命名(3)社会心理学家做了一个实验,为了发现当六个人挤在一个电话亭里时是男人还是女人感到更不舒服。自变量:参与者的性别 因变量:不舒服的程度 额外变量:电话亭的大小、挤在电话亭里的 人数、个体的大小等变量命名(4)治疗者试图改善患者的自我形象。每次患者描述自己积极的一面时,治疗者就以点头、微笑和额外注意加以鼓励。自变量:奖励的种类 因变量:语言数量或频率 额外变量:办公室的情景、治疗者等第二节 实验研究的设计实验设计——心理学研究大厦的基石单变量设计多变量设计被试间设计和被试内设计小样本设计准实验设计实验设计的概念含义:进行科学实验前做的总体规划控制实验条件安排实验程序目的:尽可能减少额外的或未控制的变量,从而增加实验产生有效的一致性结果的可能性实验设计的基本问题实验采用多少自变量和因变量?各个自变量采用多少种处理水平?如何将被试分配到各自变量的各处理水平中?如何控制额外变量以及如何收集数据?单变量设计含义在一个实验中仅包含一个自变量的实验设计最简单的实验设计至少包含两组被试分组:随机分配、匹配、重复测量数据统计:t检验、方差分析实验将有多少自变量?一个两个或多个自变量有多少组(水平)?两个三个或更多被试组是什么类型?独立(被试间)相关(被试内)(配对、重复测量、自然配对)双独立组设计双相关组设计独立样本t检验相关样本t检验最简单的单变量实验设计两个水平包含两个水平的单因素研究举例:“人靠衣装”实验设计自变量因变量控制变量结果统计衣着风格衣着考究9M=48.38衣着邋遢6M=63.25实验将有多少自变量?一个两个或多个自变量有多少组(水平)?两个三个或更多被试组是什么类型?独立(被试间)相关(被试内)(匹配集合、重复测量、自然集合)多独立组设计多相关组设计独立组单因素ANOVA相关组单因素ANOVA最简单的单变量实验设计多个水平包含多个水平的单因素研究举例:“人靠衣装”衣着风格衣着考究9M=48.38衣着邋遢6M=63.25衣着随意5M=48.88实验设计自变量因变量控制变量结果统计多变量设计 ——实验心理学活力的源泉含义在一个实验中包含有两个或两个以上的自变量或因变量的实验设计类型多自变量实验设计:两个或两个以上自变量多因变量实验设计:两个或两个以上因变量最简单的多因素设计因素A(第一个自变量)A1水平 A2水平因素B(第二个自变量)A1B1 A2B1A1B2 A2B2B1水平 B2水平2×2设计实验将有多少自变量?一个两个或多个被试组是什么类型?独立(被试间)相关(被试内)(匹配集合、重复测量、自然集合)混合(既有被试间又有被试内)多因素组间设计多因素混合设计多因素组内设计相关组多因素ANOVA独立组多因素ANOVA混合组多因素ANOVA多变量实验设计最简单的多因素设计因素A(第一个自变量)A1水平 A2水平因素B(第二个自变量)A1B1 A2B1A1B2 A2B2B1水平 B2水平2×2设计2×2多因素研究举例:“人靠衣装”因素A(顾客的衣着)衣着考究 衣着邋遢因素B(营业员的性别)女营业员接待衣着考究顾客女营业员接待衣着邋遢顾客女男男营业员接待衣着考究顾客男营业员接待衣着邋遢顾客多自变量实验设计优点效率高实验控制更好概括出来的结论更有价值,更具普遍性揭示自变量间相互关系——交互作用当一个自变量产生的效果在第二个自变量的每一水平上都不同时,便获得了交互作用即多个自变量结合在一起同时对因变量产生效应交互作用举例( Warrington & Weiskrantz,1970)自变量记忆缺陷的存在与否:遗忘症患者和正常被试测验的类型:外显记忆测验和内隐记忆测验因变量被试在记忆测验中的正确率柱形图线.300.30控制组0.200.20控制组遗忘症者控制组遗忘症者遗忘症者自由回忆词汇辨认自由回忆外显词汇辨认内隐无交互作用 例A表格 测验类型 外显内隐 自由回忆 词汇辨认 控制组 0.54 0.54 遗忘症者 0.33 0.33柱形图线.300.300.200.20控制组遗忘症者控制组遗忘症者自由回忆词汇辨认自由回忆外显词汇辨认内隐 例B表格 测验类型 外显 内隐 自由回忆 词汇辨认 控制组 0.54 0.46 遗忘症者 0.33 0.46控制组遗忘症者柱形图线.300.30遗忘症者0.200.20控制组遗忘症者控制组遗忘症者自由回忆词汇辨认控制组自由回忆外显词汇辨认内隐交叉交互作用 例C表格 测验类型 外显内隐 自由回忆 词汇辨认 控制组 0.54 0.33 遗忘症者 0.33 0.54柱形图线.300.30控制组0.200.20控制组遗忘症者控制组遗忘症者自由回忆词汇辨认遗忘症者自由回忆外显词汇辨认内隐 例D表格 测验类型 外显内隐 自由回忆 词汇辨认 控制组0.64 0.54遗忘症者 0.23 0.33多自变量实验设计的描述方式基本模式描述为:a× b× c……乘号相连的项数:自变量的个数a、b、c的具体数值:相应自变量的水平数如:2× 3× 2设计 有三个自变量 它们的水平数分别为2、3、2多因变量实验设计举例:研究阅读材料的可辨认性因变量:阅读材料后有意义信息的保持 阅读一定数目单词所需的时间 再认单个字母所出现的错误数 抄录或重新打印材料的速度 阅读时的心率以及肌肉紧张度 etc.优点经济增加实验结果的普遍性获得多个因变量指标之间相互关系——多元分析如何分配被试被试间设计(between-subject design)每个被试(组)只接受一个自变量水平的处理被试内设计(within-subject design)每个被试(组)都接受自变量的所有水平的处理混合设计(mixed design)被试在不同的自变量上接受不同的实验设计处理同时包含了被试间设计和被试内设计被试间设计优点一种处理方式不会影响或污染另一种处理方式避免了练习效应和疲劳效应等由实验顺序造成的误差缺点混淆了个体差异的影响需要的被试数量巨大分组方法——尽量减少被试差异,确保同质匹配:将被试按某一个或几个特征上水平的相同或相似加以配对,再把每一对中的每个被试随机分配到各组 缺点:不完全、难度大、易受回归假象影响随机化:将被试随机地分配到不同处理组被试内设计优点节省被试人数控制了不同组被试的个体差异缺点——实验处理之间的相互污染练习效应:被试表现因熟悉实验情境而系统地提高疲劳效应:被试表现因连续作业的疲劳而系统地下降差异延续效应:自变量中一个水平的处理可能会完全改变其另一水平的处理时所发生的情况平衡技术ABBA设计:自变量有两个水平拉丁方设计:自变量有两个以上的水平ABBA设计假设随实验处理顺序产生的误差在时间轴上是线th误差值+e/-e+2e/-2e+3e/-3e+4e/-4e实验处理ABBABAAB拉丁方设计步骤初始拉丁方格行随机化列随机化特点每个处理水平在每行每列只出现一次 每一种条件在其他条件之前和之后出现的频率都相同 自变量水平为偶数的拉丁方设计(1,2,n,3,n-1,4,n-2……)测试条件的顺序被试第1第2第3第4第5第6A126354B231465C342516D453621E564132F615243自变量水平为奇数的拉丁方设计拉丁方1拉丁方2测试顺序被试第1第2第3第4第5第1第2第3第4第5a1253443521b2314554132c3425115243d4531221354e5142332415被试内设计实验实例实验目的:考察操作界面照度对某项操作任务效率的影响假设为单自变量实验,自变量水平为2(明、暗)因变量为任务操作速度按以上条件,设计实验,要求采用被试内设计方案一:实验前后设计所有被试接受“明”条件处理观察被试操作速度A1所有被试接受“暗”条件处理观察被试操作速度A2A1 - A2即为自变量的效应若无关变量控制好,则实验处理前后的差异就是实验处理的结果对被试需求量少与时间有关的干扰 (适用于间隔短)前后任务的顺序误差 (疲劳,厌烦)方案二:定时系列设计所有被试接受“明”条件处理多次观察被试操作速度A1A2A3,均值为A所有被试接受“暗”条件处理多次观察被试操作速度B1B2B3 ,均值为BA-B即为自变量的效应系列测定比单次观察更能降低得到不正确结果的概率提供测量过程中的信息 (发展趋向)延长实验时间,时间相关的干扰更甚更易产生顺序误差方案三:抵消实验条件一半被试按照“明”、“暗”、“暗”、“明”顺序接受测试一半被试按照“暗”、“明”、“明”、“暗”顺序接受测试被试在明暗两种条件下的反应差异,即为自变量的效应较好控制被试变量较好控制顺序误差时间上经济反应变量在时间纬度上是线性才适用对有些实验不适用(练习效应)混合设计在多自变量实验中同时采用两种基本设计,就构成混合设计例如:一个自变量A上为被试内设计,另一个自变量B上为被试间设计,被试分配示意图如下:处理A1A2A3B11、2、31、2、31、2、3B24、5、64、5、64、5、6B37、8、97、8、97、8、9混合设计上例中各个被试接受A变量三个水平处理的顺序可以如下安排:1st2nd3rd1、4、7A1A2A32、5、8A2A3A13、6、9A3A1A2小样本设计含义向人数较少的被试或单个被试呈现自变量的不同水平或处理方式(被试内设计的变式)两种常用小样本设计ABA设计多基线天数ABA设计举例实验条件A基线期B消退期A基线期B消退期比尔在四个阶段上哭的次数 时间被试A(或)行为A基线处理被试B(或)行为B基线处理被试C(或)行为C基线处理多基线设计举例多基线设计轮廓图注:不同的人(被试间)或不同的行为(被试内)有长短不同的基线期,垂线指出了自变量(处理)何时被引进。哭的次数摔打的次数天数基线基线期(摔打)摔打的消退有关比尔问题行为的多基线实验的假想结果注:哭和摔打这两种行为在经过不同的基线期之后都消失了。准实验设计含义未对自变量实施充分控制,但使用真正实验的某些方法搜集、整理以及统计分析数据的研究方法特点——选择而非改变常采用被试变量作为自变量天生的被试变量:年龄、性别、种族、种群社会引起的被试属性:社会阶层、宗教、居住区疾病以及与疾病有关的被试因素:肢体残缺、智力残疾、脑外伤、灾难后果评价优点:可弥补无法进行严格实验时的不足,避免伦理问题缺点:实验者自由度较小,额外变量控制较难本质上是一种相关研究第三节 实验研究的效度与信度如何评价一个实验?实验是否明确、有效、可操作——效度实验是否可重复、验证——信度实验研究的效度含义是指实验方法能达到实验目的的程度,即实验结果的准确性和有效性程度分类构念效度内部效度外部效度构念效度(construct validity)内涵实验研究假设和测量指标的理论构思及其操作化问题,即理论构思及其转换的有效性良好的构念效度的要求研究题目的来源的合理性:重要性和独特性研究的理论构思的严谨性和层次性各种变量严格的操作定义内部效度内涵实验中的自变量与因变量之间因果关系的明确程度影响因素主试-被试间的交互作用统计回归:回归假象其他因素:如固有或习得的差异,被试的流失,个体本身的生长和成熟零结果对内部效度问题的提示自变量操纵是否有效因变量测量是否充分额外变量控制是否有效统计结论效度——内部效度的特例即统计程序的有效性影响因素数据的质量:数据的类型、分布和量表特征等统计检验的假设外部效度内涵实验结果能够普遍推论到样本的总体和其他同类现象中去的程度,即实验结果的普遍代表性和适用性(也叫生态效度)评价结果普遍性的四个维度(Jenkins,1979)不同被试人群上的外推力不同实验材料上的外推力不同测验类型上的外推力不同实验处理和自变量操纵方式上的外推力影响外部效度的因素实验环境的人为性被试样本缺乏代表性测量工具的局限性进行系列实验研究的必要性进行多因素实验的必要性实验研究的信度内涵实验结论的可靠性和前后一致性程度影响因素观察量对结果的统计检验实验信度的验证直接验证系统验证概念验证实验验证举例(吉克和霍利约克,1980,1983)辐射问题(Dunker,1945) 假如你是医生,面临着一个胃内有恶性肿瘤的病人。肿瘤不切除,病人就会死去,但是,在肿瘤上又不能动手术。有一种辐射能摧毁肿瘤。如果辐射以足够高的强度立刻到达肿瘤,肿瘤会被摧毁。但不幸的是,其他的健康组织同时也会被摧毁。而辐射强度较低时,射线对健康肌体无害,但对肿瘤也就不起作用。那么,我们应该用什么类型的辐射去摧毁肿瘤同时又能避免伤害健康的组织呢?(Gick和 Holyoak, 1980, pp307-308) ”指挥官”的故事 一支坦克部队的指挥官要向敌军司令部发起攻击。如果使用很多坦克,他赢的机会就很大,但他的部队必须经过一个又窄又不牢固,且仅能通过少数坦克的桥;而如果使用少量的坦克发起袭击则易被敌方击退。为了取得胜利,这支坦克部队的指挥官制订了一个让坦克分别通过每座小桥,进而包围敌司令部的计划。这样,所有坦克都能同时过桥攻击和占领敌司令部。直接验证:在尽可能保持原实验方法的情况下在实际中重复实验不同实验条件:读过类比推理故事,没读过任何故事,读过不相关故事不同被试系统验证:变化先前被认为与实验结果不相关的因素,即在实验中引入原来未加控制的变量(边界条件)提示对解决类比推理问题的重要作用概念验证:研究者试图验证一个现象,但在某种程度上又与原先的实验有很大的不同目的:试图确定能够促进类比故事对问题解决产生正迁移的条件实验一:概述故事而非学习实验二:是否给出故事所表达的道理及其策略本质实验三:图解+故事实验四:学习两个类比故事,并描述其相似性结论:当学习两个类比故事,然后思考其相似性时,能产生好的内在观念或图式,并自动用之解决新问题第四节 实验研究的仪器心理实验仪器的诞生和发展第一时期(19世纪70年代-20世纪初)1886年美国芝加哥成立世界第一个生产心理实验仪器的公司第二时期(20世纪20年代-60、70年代)第三时期(20世纪60、70年代至今)仪器的数量和质量逐年提高使用材料的实验增多仪器对心理实验的作用在已知的和控制的条件下获得标准化的数据和资料永久地记录信息扩展了观察范围:可以测量感觉器官不能直接观察到的事件计算机在心理学实验中的应用认知领域技术和动作操作领域计算机辅助治疗心理生理领域心理学教学实验运用计算机进行实验的优缺点优点可以较好地控制变数计时精确可减少主试对被试的影响记录方便缺点不适用于所有的心理学实验编程过程耗费时间且有一定难度 ——使用E-prime、presentation等心理学软件剥夺了主试观察被试的机会——可使用摄像头等脑成像技术在心理学实验中的应用正电子发射层描记术(PET)基本原理:示踪同位素基本策略:实验条件与对照条件下脑血流像相减优点:对人体基本无害,可重复使用 观察范围可深入脑的深层部位缺点:成像时间较长,因而实验模式上选择余地小 同一被试不易频繁参加 系统造价很高脑磁图(MEG)基本原理:捕捉大脑工作时所形成的电流在头颅外表产生的感应磁场的磁信号优点:对神经兴奋源的定位比较直接和准确 很高的时间分辨率缺点:总造价很高高分辨率脑电图基本原理:探测头皮表面的微弱电位常用方法:事件相关电位(ERP)优点:直接反映了神经的电活动 时间分辨率极高,几乎达到实时 系统造价较低,使用维护方便 完全无创性缺点:空间分辨率较低功能性核磁共振成像(fMRI)基本原理:将被试放入一个强大的磁场,测量被试在强磁场中活动时血液中含氧量的变化,以此确定神经活动的情况优点:无创性 提供大脑准确的机能定位 极高的空间分辨率缺点:时间分辨率稍低 实验环境不适于幽闭恐怖症患者 听觉研究上的限制 系统造价较高第三章 如何读和写心理学实验报告文献检索心理学研究中的重要检索源中文期刊外文期刊中文主要期刊心理学报(Acta Psychologica Sinica)心理科学(Psychological Science)心理科学进展(Advances in Psychological Science)心理发展与教育(Psychological Development and Education)心理与行为研究(Studies of Psychology and Behavior)应用心理学(Chinese Journal of Applied Psychology)心理学探新(Exploration of Psychology)中国人民大学复印报刊资料——心理学分册中国心理卫生杂志(Chinese Mental Health Journal)中国临床心理学杂志(Chinese Journal of Clinical Psychology)健康心理学杂志(Health Psychology Journal)四川心理科学(Sichuan Psychological Science)社会心理研究(Journal of Social Psychology)中华心理学刊(Chinese Journal of Psychology)华人心理学报(Journal of Psychology in Chinese Society)中文社会科学引文索引(Chinese Social Sciences Citation Index)中国科学引文索引(Chin Science Citation Index)核对清单阅读法的问题清单读完引言后,请回答:1. 该论文的研究的目的是什么?2. 实验中将要验证的假设是什么?3. 如果由我来验证这个假设,我是否会像作者这样设计实验?写下你的方法的主要思想。读完方法后,请回答:4(a).我提出的方法优于作者的吗?4(b).作者的方法确实能验证假设吗?4(c).实验中的自变量、因变量和控制变量各是什么?5.使用作者所描述的被试、仪器或材料及程序,能得到怎样的预期结果?读完结果后,请回答:6.实验结果如我所料吗?7(a).我会怎样解释此实验结果?7(b).从我对结果的解释中,能得出的意义和启发是什么?读完讨论后,请回答:8(a).我的解释与作者的解释,哪一个能更好地说明数据?8(b).我的与作者的解释中,哪一个更有意义、更能启发其他研究者? 核对清单阅读法的原理描述性问题:描述关键事实1. 该论文的研究的目的是什么?2. 实验中将要验证的假设是什么?4(c).实验中的自变量、因变量和控制变量各是什么?核对性问题:激发读者深层思考作答阶段核对阶段解决差异阶段心理学实验报告的写作技巧题目和作者摘要引言方法结果讨论参考文献题目和作者简洁明了:论文主要观点的概括总结 给出自变量和因变量eg:文理科大学生不同阅读特点的实验研究 学习困难儿童的元记忆监测与控制特点 不同注意负载条件下刺激驱动的注意捕获可以是理论观点eg:评介一种新的知觉分类模型:EGCM注意避免出现“一项…的研究”或“…的实验研究”之类的繁琐词避免出现缩略词长度不超过20个汉字作者:文章的主要贡献者和主要责任人摘要概括、简洁应具备的特点准确性独立性简练而具体注意:不超过300字摘要举例以有无意义联系的两种中文词对为材料,采用2×3×2混合实验设计,对小学三到五年级学习困难儿童的元记忆监测、控制水平与学优儿童之间的差异及其发展特点进行研究。结果表明:1.学习困难儿童在三种元记忆监测判断等级上均显著低于学优儿童。2.学习困难儿童具有元记忆控制能力,但其控制水平相对低于学优儿童。3.学习困难儿童的元记忆监测判断和学习时间分配之间存在交互影响。4.学习困难儿童的元记忆监测和控制水平存在较为复杂的发展特点。据此得出结论认为,学习困难儿童的元记忆监测与控制能力都比学优儿童差,同时也表现出一定的发展趋势。 引言提出问题说明研究背景阐明研究目的和理论基础方法被试抽样和分组程序被试性别和年龄被试总数和每个实验条件下分派的具体数目中途退出原因仪器和材料程序说明实验设计介绍指导语和被试分组情况说明实验控制说明实验的每个阶段结果详细报告主要结果数据选择恰当的报告形式:图表注意:不报告单个被试数据或原始数据不讨论结果的潜在意义文字说明要恰如其分7607词汇确定词汇确定6720命名命名6805反应时(毫秒)反应时(秒)10词词非词非词(b)(a)被夸大的量表讨论清楚说明是否支持最初的假设说明与他人研究结果的异同注意:要点突出,切忌跑题对结果的概括应审慎研究中包含多个实验时,应分别讨论+总讨论参考文献(APA格式)必须是正文中真正引用过应给明题目、作者、出处、出版日期等eg:刘希平.回溯性监测判断与预见性监测判断发展的比较研究.心理学报,2001,33(2):137~141 郭秀艳,贡晔,薛庆国,袁小芸.遮挡范式下对碰撞时间的估计.心理科学,2000,23(1):34~37 Wallis G. Spatio—temporal influences at the neural level of object recognition. Network: Computational Neural Systems,1998,9:265~278 Ingrid R O, Marvin M C. Temporal contextual cuing of visual attention. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory and Cognition,2001,27(5):1299~1313 实验报告每部分中的信息总结 部 分信 息题 目实验研究:说出自变量和因变量—“X对Y的影响”其它研究:说出所探讨的关系—“X和Y的关系”摘 要最多用120个英文单词(或300个中文汉字)说出对谁做了什么,并概括出最重要的结果引 言说出你想要做什么及原因(在此可能需要回顾有关的研究结果)说出你对结果的预测方 法提供充分的信息,便于其他研究者重复你的研究为了表述清晰需要使用层次标题(被试、仪器或材料、程序等)还需要明确交待自变量、因变量和控制变量结 果用图或表概括最重要的结果尽量详细地报告所有相关数据以验证研究目的讨 论说出研究结果与引言中的假设或预期是否一致对结果做合理的推论和理论阐述参考文献用APA格式列出那些在报告中被引用过的文献第四章 反应时反应时的概念及研究历史简单反应时和选择反应时反应时实验的操作要点反应时指标的速度-准确性权衡影响反应时的因素减法反应时和加法反应时序列反应时和内隐联想测验反应时的概念反应时间(reaction time,RT)指刺激施于有机体之后到明显反应开始所需要的时间反应时包含以下几个时段:外部刺激引起感受器兴奋,其冲动传递到感觉神经元的时间;神经冲动经感觉神经传至中枢,向效应器官发出运动信号的时间;效应器官接受冲动后开始效应活动的时间。反应时的研究历史起源人差方程(贝塞尔,1823)反映了不同个体对同一刺激做出的反应,存在快慢的区别,即个体差异神经传导速度的测定(赫尔姆霍茨,1850)神经传导过程占用时间很短,意味着有其他因素导致相对较长的反应时发展唐德斯减数法时期(1850-1969)斯滕伯格加数法时期(1969- )反应时研究的地位是心理学研究最重要的反应变量在现代认知心理学研究中,反应时技术普遍运用于各个领域测量指标客观、量值连续、操作性强、配合良好的实验设计可以揭示大量信息反应时测量的发展刺激呈现装置要求:与计时装置同步;不干扰被试反应反应装置要求:反应灵敏,操作方便和符合习惯计时装置要求:精确,可靠反应时的基本分类简单反应时(simple reaction time)给被试呈现单一刺激,要求其只作单一反应分类:听觉简单反应时:120-182ms视觉简单反应时:150-225ms特点:具有通道差异性:不同感觉通道的简单反应时数值不同均存在“生物墙”:根源于人类有机体的特性——感官、脑以及肌肉工作的特性简单反应时=感官换能、神经传导、大脑加工和肌肉运动的时间总和平均值0.13秒5%15%020%25%10%100150 200听觉简单反应时(单位:ms)简单反应时的通道特异性感觉通道反应时间(毫秒)触觉117-182听觉120-182视觉 150-225?冷觉150-230温觉180-240嗅觉210-300味觉308-1082痛觉400-1000注:被试为训练有素的成人。(采自赫葆源、张厚粲和陈舒永等,1983)选择反应时(choice reaction time) 又称复杂反应时,被试接受一种以上不同的刺激,对不同刺激做出不同反应辨别和选择反应过程不是外周神经系统的功能,而应该是大脑的功能——无通道特异性选择数目与反应时的关系选择反应时随着不同刺激个数增加而增加RT = lg N (Merkel,1885)15%10%5%0200300400RT = lg N是否适用于不同通道?波佩尔通过耳机向被试的右耳呈现声刺激,并在被试的左视野呈现光刺激,被试使用右手当见到光时按一个反应键,听到声时则按另一个反应键。结果:多峰分布,其间距约为0.03到0.04秒。波佩尔推测脑的周期性震荡,即由特殊的神经细胞网络产生的电震荡。只有震荡电流达到某一点后,已辨别的刺激才能引起某一特定的反应;但若即使辨别成功了,而震荡电流还未达到这点,那么则仍必须等待下一轮震荡周期的开始。速度-准确性权衡反应时实验的两个基本因变量:速度+准确性两者之间一般存在相互消长的权衡关系忽略其中的任何一个指标都可能导致实验结论可靠性降低例证:刺激呈现概率对反应时影响(Theios,1975;Knight & Kantowitz,1974)0反应时(毫秒)反应时错误百分率错误百分率4316250刺激间距0.50.40.80.30.70.60.2反应时和错误率是刺激间距的函数(Knight & Kantowitz,1974)反应时和错误率是刺激呈现概率的函数(Theios,1975)影响反应时的因素刺激变量感觉通道刺激强度刺激复杂程度 (刺激选择数目/刺激相似程度)刺激呈现方式机体变量适应水平准备状态练习动机年龄和个体差异药物作用减数法(Substractive Method)唐德斯(Donders)开创减数法反应时实验的逻辑如果一种作业包含另一种作业所没有的某个特定的心理过程,且除此过程之外二者在其他方面均相同,那么这两种反应时的差即为此心理过程所需的时间。 刺激 反应 刺激 反应 刺激 反应SR简单反应时A反应B反应C反应选择反应时S1 S2R1 R2辨别反应时S1 S2R ×对反应时ABC的假设类型简单反应成分刺激辨别成分反应选择成分A反应√ × × B反应√ √ √ C反应√ √ × 简单反应时(tA)+刺激辨别+反应选择=选择反应用时(tB)简单反应时(tA)+刺激辨别=辨别反应用时(tC)唐德斯减数法图解减数法的应用——心理旋转速度的测定心理旋转:是指单凭心理运作(不靠实际操作),将所知觉的对象加以旋转,以获得正确知觉经验的心理历程。心理旋转实验(Cooper & Shepard,1973)实验假设:如果连续的心理旋转确实存在,那么根据减法反应时的逻辑,假设有两个任务,它们之间除了被知觉对象需要心理旋转的角度不同外别无差异,两者的反应时之差应当就是心理旋转完成两者间角度差所需的时间。RT60°-RT0°=从60°至0°心理旋转所需时间 如果以上任务的反应时确有差异,而且这种差异和两任务间角度差呈现正比关系。 正的RRRRRR0°60°120°180°210°300°反的ЯЯЯЯЯЯ0°60°120°180°210°300°实验材料:非对称性的字母或数字(J、G、R、2、5、7等),根据“正”、“反”以及不同的倾斜度,分12种情况被试任务:判明字母是正的还是反的正的反的条 件:进一步的信息:测验:RRRRRRRR无进一步的信息仅提示“正”或“反”仅提示倾斜度分别提示正、反和倾斜度同时提示正、反和倾斜度11001000平均反应时间(毫秒)300360刺激在顺时针方向倾斜的度数无提示提示正、反提示倾斜度分别提示正、反和倾斜度同时提示正、反和倾斜度减数法的应用——短时记忆的双重编码问题的提出:自20世纪60年代以来,根据对错误回忆的分析,人们通常以为短时记忆信息(如字母)是以听觉形式来编码的。例如:P、BPosner等人(1990)提出:短时记忆中的信息也可以由视觉形式进行编码Posner et al(1990)实验:给被试并排呈现两个字母,可以同时呈现,也可以有一定的时间间隔,要求被试判断是否同一字母。三种字母组类型:两个字母的读音和书写方法都一样,即为同一字母:AA两个字母的读音相同而写法不同:Aa不同字母:Ad字母间隔时间:0秒、0.5秒、1秒、或2秒等。实验二实验一Aa对Aa对反应时(毫秒)AA对AA对字母间隔(秒)000.5210.501结果发现:同时呈现时,AA对的反应时小于Aa对随着两个字母的时间间隔增加,AA对的反应时急剧增加,但Aa对的反应时则没有发生大的变化。并且AA对和Aa对的反应时的差也逐渐缩小,当时间间隔达到2秒时,这个差别就已经很小了。实验二实验一Aa对Aa对反应时(毫秒)AA对AA对字母间隔(秒)000.5210.501(1)同时呈现AaAA,这个反应时之差反映了对Aa对的加工中包含了对AA对的加工中所没有的过程;既然AA对与Aa对的区别只在于前者的两个字母有一样的写法,而后者没有,那么,当两个字母同时呈现给被试时,AA对字母可以直接按写法来比较,但Aa对却不能按写法而必须按读音来比较。这意味着AA对匹配是在视觉编码的基础上进行的,而Aa对匹配只能在听觉编码的基础上进行。必须从视觉编码过渡到听觉编码,这样就包含了更多的加工,因此需时也较多。实验二实验一Aa对Aa对反应时(毫秒)AA对AA对字母间隔(秒)000.5210.501(2)继时呈现Aa对的反应时受时间间隔的影响很小→不管同时呈现,还是继时呈现,被试对Aa对的内部心理加工过程可能是一致的,先视觉编码,然后从视觉转化到听觉,最后根据听觉编码的匹配做出反应。实验二实验一Aa对Aa对反应时(毫秒)AA对AA对字母间隔(秒)000.5210.501(3)继时呈现随着时间间隔的延长,AA对的反应时与Aa对趋于相同→AA对的加工过程与Aa对趋于一致:先视觉、后听觉。随着时间间隔增大,视觉痕迹越来越模糊,视觉匹配的可能性越来越小,对AA对,也必须依赖于听觉编码进行匹配,因此需将后面呈现的A转化为听觉,然后,与之前的A的听觉编码进行匹配,做出反应,而这些都需要时间,因此,其反应时间也逐渐增大,从而缩小了与Aa对反应时的差别。减数法的局限预先需要实验者对实验任务引起的刺激与反应之间的一系列心理过程要有比较精确的预测两个相减的任务中共有的心理过程要严格匹配很难做到假定在复杂信息加工过程中,插入或减少某加工阶段对其他阶段没有影响——未必成立加因素法(Additive Factors Method)Sternberg对减数法范式改进后开创加因素法的基本前提人的信息加工过程是系列进行的而不是平行发生的,由一系列有先后顺序的加工阶段组成完成一个作业所需时间是这一系列信息加工阶段分别需要时间的总和加因素法的实验逻辑如果两个因素的效应相互制约,即一个因素的效应可以改变另一个因素的效应,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的作用相互独立,那么这两个因素各自作用于不同的信息加工阶段独立的=可相加的加工阶段1因素A加工阶段2因素B反应时加工阶段3因素 C+因素D加工阶段4因素E加法反应时原理说明阶段1:起床?阶段2:洗漱?阶段3:吃早餐?阶段4:出门A:天气;B:家人数量;C:食物;D:饮料;E:门数量加因素法的典型实验短时记忆信息提取实验(Sternberg,1969)实验任务:先给被试看1-6个数字(识记项目),然后再呈现一个数字(测试项目),要求被试判定其是否为刚才识记过的。确定了对提取过程有独立作用的四个因素:测试项目的质量(优质的或低劣的)识记项目的数量反应类型(肯定的或否定的)每个反应类型的相对频率清晰度和项目数对反应时的影响(采自Sternberg,1969)完整、清晰残缺、模糊Y600550反应时(毫秒)500450400X刺激质量测试刺激的质量发现对一个残缺、模糊的刺激进行编码比对一个完整、清晰的刺激所花的时间更长,而且该因素对不同大小记忆表的影响相似,即记忆表的大小仅改变Y截距,而不改变直线的斜率.表明系列比较阶段之前存在一个独立的编码阶段项目数对反应时的影响(采自Sternberg,1969)Y600550反应时(毫秒)500450400X364215记忆表中项目的数量记忆表中项目的数量记忆表大小与反应时间之间存在线性关系,证实了系列比较阶段的存在。斯腾伯格将斜线向左延伸至Y轴,Y轴上的点提供了系列比较为0时的反应时间,实际上就是编码刺激、做两类决定和组织反应共花的时间。 n = 4 反应种类和项目数对反应时的影响(采自Sternberg,1969)n = 2n = 1Y反应N反应反应种类600550反应时(毫秒)500450400反应类型分别计算Y反应(肯定反应)与N反应(否定反应)的反应时,发现对不同大小的记忆表,N反应时总是长于Y反应时表明了在系列比较之后,有一个被试选择反应种类的阶段,而且产生N反应比产生Y反应难频率和反应种类对反应时的影响(采自Sternberg,1969)600550反应时(毫秒)500450N反应400Y反应.50.75.250频率反应概率改变某一种类反应(Y或N)的出现频率,发现对两类反应产生同样的影响,即提高任一类反应的出现频率,都会使这类反应的组织更为容易,从而使反应时下降。表明反应选择之后存在一个独立的反应组织阶段 反应类型的相对频率测试项目的质量识记项目的数量反应类型决策反应组织识记项目编码测试项目编码顺序比较反应时对加因素法的质疑信息加工是否是系列的可相加或相互制约的效应是否可以用来确认信息加工的阶段减数法和加因素法反应时实验都难以直接得到某个特定加工阶段所需的时间,要通过严密的推理才能被确认。如果能够比较直接地测量每个加工阶段的时间,能比较明显地看出这些加工阶段,那就好像打开窗户一览无遗了。这种实验技术称为“开窗”实验。开窗实验(Open Window Experiment)字母转换作业(Hamilton,1977;Hockey,1981)给被试呈现1个、2个、3个、4个英文字母,并在字母后面标上一个数字,要求被试报告这些字母在字母表中后面的第几个字母是多少。“P+2”,被试的正确回答应该是英文字母表中P后边第二个位置的字母,即R。首次按键就可以看见第一个字母,计时也同时开始,并要求作出声转换,之后再按键看第二个字母,再作转换…….被试按键转换开始转换结束被试按键看第二个字母看第一个字母出声转换将转换结果储存编码阶段转换阶段储存阶段反应时:第一个字母加工开窗实验存在的问题后一加工阶段可能出现对前一加工阶段的复查储存阶段有时包含对前面字母的转换结果的提取和整合无法完全区分开储存阶段和反应组织反应时实验的注意事项“假反应”——避免过早的反应以及其他错误的反应插入侦察实验:呈现空白刺激(大约10次呈现刺激后)绝对不应期和相对不应期每次刺激呈现前,提示被试准备后1.5s左右呈现刺激;两次呈现时间间隔要超过2s反应数目要和刺激数目相等反应时研究的新进展反应时新法为推断心理“黑箱”提供了客观的指标,受到许多研究者的喜爱。20世纪80年代,内隐学习领域出现了一种名为序列反应时(Serial Reaction Time ,SRT)的研究方法。10年后,刚刚萌发的内隐社会认知领域也出现了一种基于反应时范式的研究方法——内隐联想测验(Implicit Association Test, IAT)序列反应时(SRT)Nissen & Bullemer(1987):序列反应时范式基本程序:以反应时作为反应指标(类似一个选择反应时实验)处于不同空间位置的视觉刺激分别对应不同的反应键,每次呈现一个视觉刺激,被试按相应键尽快予以反应,该刺激随即消失,短暂的时间间隔后出现下一个视觉刺激。特点:整个实验中刺激的呈现序列是有规律的。例如:1-3-4-3-1-2-1在实验前,被试只被告知将要进行的是反应时测试多次重复该固定位置序列(通常是8-12个组段)之后,插入一个随机的位置序列,之后再恢复固定的位置序列。反应时随机序列固定序列固定序列实验任务:被试对处于不同空间位置的视觉刺激尽快按相应键进行反应实验结果:反应时随着固定序列的重复而逐渐下降(说明什么?)对该结果的解释:根据减数法的逻辑,反应时的差异对应着心理过程的差异固定序列和随机序列的反应都是对同样刺激的同样规则的选择反应任务,只可能被试在固定序列中作出选择反应的心理过程被易化了 ——这种心理过程的易化只能是由个体的学习所引发(什么类型的学习呢?)Nissen & Bullemer(1987)实验中,被试报告他们并没有外显地意识到固定序列的规则→内隐学习?言语报告局限性接受测量外显知识的任务——生成任务(generate task),即刺激位置仍按固定序列顺序呈现,但被试要根据屏幕上出现的刺激位置,预测下一个刺激出现的位置。指标是准确度,它反映了被试的外显序列知识如果反应时任务的反应时差异与生成任务的准确度相关很低,说明发生的是内隐学习序列反应时任务要点:内隐学习量=随机规则下操作成绩(RT1)-序列规则下操作成绩(RT2)注意:确保一种条件下没有发生任何学习,另一种条件下只发生了内隐学习(采用生成任务测试)变式:改变实验材料(Musen & Squire,1993)调整实验程序(Willingham et al,1989)内隐联想测验(IAT)内隐联想测验(IAT,implicit association test)Greenwald(1998)提出IAT是以反应时为指标,通过一种计算机化的分类任务来测量两类词(概念词与属性词)之间的自动化联系的紧密程度,继而对个体的内隐态度等内隐社会认知进行测量IAT的提出解决了传统态度测量遇到的难题,可以量化地测量内隐社会认知基本程序花—虫IAT实验程序步试验次数练习/测验左键反应对象右键反应对象120练习花的图象昆虫的图象220练习褒义词贬义词320练习花的图象+褒义词昆虫的图象+贬义词440测试花的图象+褒义词昆虫的图象+贬义词520练习昆虫的图象花的图象620练习昆虫的图象+褒义词花的图象+贬义词740测试昆虫的图象+褒义词花的图象+贬义词(采自Greenwald,1998)数据处理:只选取两个测试阶段的数据删除联合任务测试中的前两次试验,即表中第4步和第7步中第1、2次试验数据将短于300ms的反应时记为300ms,长于3000ms的反应时记为3000ms,不对错误试验的反应时进行任何处理,不删除极端数据对反应时进行自然对数转换求两个测试阶段反应时的均值相容和不相容联合测试反应时均值相减即为所求得IAT效应如果被试对花具有积极态度,会有怎样的预测?对该结果的解释:根据减数法的原理:反应时越长,心理加工过程越复杂。(1)相容任务中,概念词和属性词的关系与被试的内隐态度一致或二者联系较紧密,此时辨别任务更多依赖自动化加工,相对容易,因而反应速度快,反应时短;(2)不相容任务中,概念词和属性词的关系与被试的内隐态度不一致或二者缺乏紧密联系,这往往会导致被试的认知冲突,此时辨别任务更多依赖复杂的意识加工,相对较难,因而反应速度慢,反应时长。衡量IAT数据处理法好坏的几个标准:内隐测验和外显测验的相关:高相关表示IAT结构效度高IAT效应和简单反应时间的相关:应尽可能低内部一致性:应高对所测量的对象的敏感性:IAT更敏感抵制两个联合任务呈现先后顺序影响的能力:相容任务在前时,IAT效应较大,反之,IAT效应较小,这可能是由于练习效应所形成的反应定势引起的内隐联想测验的几种变式GNAT, Go/NO-Go Association Test考虑速度-准确性权衡考察被试的绝对态度而非相对态度实验条件:任务1:花朵和褒义词反应(Go),花朵和贬义词不作反应(No-Go);任务2:相反数据处理:引入信号监测论d’作为指标,如任务1中的d’比任务2中高 →对花持有积极态度EAST, Extrinsic Affect Simon Task 避免重复编码的影响和任务顺序的影响实验材料:5个消极名词、5个积极名词、5个消极形容词和5个积极形容词实验条件:任务1:形容词以白色呈现,积极形容词按P键(积极反应),消极形容词按Q键(消极反应)任务2:名词以彩色出现,一半被试,对绿色词按P键,蓝色词按Q键,而另一半被试,相反只记录被试对名词的反应时和错误率实验结果:被试对积极名词反应做积极反应比对积极名词做消极反应来得快,错误更少,对消极名词做消极反应比对消极名词做积极反应来得快,错误更少。第五章 心理物理学心理物理学(psychophysics)是一门研究心理现象和物理刺激之间对应关系的学科。1860年,费希纳《心理物理学纲要》的面世,宣布了心理物理学的诞生。费希纳的主要贡献在于开创了心理事件的量化方法, 因此成为心理学量化研究的先驱之一。传统心理物理学 现代心理物理学第一节 传统心理物理学感觉阈限的测量心理物理法研究心理量和物理量之间的对应关系感觉阈限含义:要产生某刺激的存在或变化的感觉所需要的该刺激的强度或强度变化的临界值绝对阈限(absolute threshold):含义:刚好能够引起心理感受的刺激大小操作定义:有50%的实验次数能引起反应的刺激值测量方法:探测作业或称觉察任务暗室中观察黑暗的灯光在安静的房间里听轻柔的声音每一次测试,刺激强度不同,被试报告是否意识到刺激理论上的绝对阈限实际测量中的绝对阈限几种不同感觉绝对阈限感觉通道觉察阈限视觉晴朗黑夜中30英里处看到的一根燃烧的蜡烛听觉安静条件下20英尺外手表的滴答声味觉一茶匙糖溶于2加仑水中嗅觉一滴香水扩散到三室一套的整个空间触觉一只蜜蜂的翅膀从1厘米高处落在你的面颊绝对阈限和感受性之间成反比关系:绝对阈限越低,能引起感觉所需的刺激量越小,感受性越强。其中,S为感受性,R为绝对阈限绝对阈限的影响因素:刺激物的性质(强度、复杂度)有机体的状态(反应标准、疲劳)差别阈限(difference threshold):含义:刚好能引起差异感受的刺激变化量(也称最小可觉差, just noticeable difference ,JND)操作定义:有50%的实验次数能引起差别感觉的两个刺激强度之差感觉阈限的测量方法最小变化法(极限法)——最直接方法:将刺激按递增或递减系列的方式,以间隔相等的小步变化,寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置阈限计算绝对阈限的计算差别阈限的计算:主观相等点(PSE)、常误(CE)绝对阈限测量:刺激:递增和递减系列反应:被试报告表示是否感觉到刺激,若被试感觉“说不准”,则要求其进行猜测。主试以“有”“无”或“+”“一”记录被试的反应计算:每个系列的阈限:转折点处两个刺激的中点所有系列阈限的均值=绝对阈限极限法测音高绝对阈限记录差别阈限测量:刺激:每次呈现两个,一个是标准刺激(standard stimulus,简称 St),即强度大小不变的固定刺激;另一个是比较刺激(comparison stimulus)又称变异刺激(variance stimulus,简称 Sv),即强度按由小而大或由大而小依次呈现的刺激反应:被试的报告分为三类反应(1)比较刺激大于标准刺激,记为“+”;(2)比较刺激等于标准刺激时,记为“=”;(3)比较刺激小于标准刺激,记为“-”;当被试在比较时表示怀疑,可记作“?”。极限法测时间差别阈限记录计算:递减系列:“+”到非“+”间的中点为差别阈限的上限Lu递增序列:非“-”到“-”之间的中点为差别阈限的下限Ll不肯定间距(Iu):上限与下限之间的距离主观相等点(PSE):不肯定间距的中点常误:在理论上,主观相等点应与标准刺激相等,但实际上两者有一定的差距,这个差距称为常误(constant error, CE)标准刺激( St )同上限之间的距离称为上差别阈(记作DLu ),同下限之间的距离称为下差别阈(记作DLl )。 以上阐述可用公式表示为:差别阈限也可以直接用上限和下限来计算: 误差控制绝对阈限测量:(1)习惯误差(2)期望误差(3)练习误差(4)疲劳误差差别阈限测量:(1)时间先后关系(2)空间位置关系递增与递减序列数量一致ABBA法多层次ABBA法多层次ABBA法的控制形式比较刺激系列呈现顺序↑↓↓↑标准刺激呈现位置左右右左右左左右相继呈现的先后顺序前后后前前后后前 平均差误法(调整法)——最古老实验程序:呈现一个标准刺激,让被试再造、复制或调节一个比较刺激,使其与标准刺激相等阈限计算绝对阈限:每次调整的算数平均数差别阈限:误差控制动作误差时间误差多层次ABBA法恒定刺激法——最准确、应用最广实验程序:选取刺激:一般5-7个刺激的多次随机呈现:50-200次测量绝对阈限时,则无需标准值;差别阈限,需标刺激求出各刺激变量引起某反应的次数刺激强度:最大的被感觉到的可能性应不低于 95%,最小的被感觉到的可能性应不高于 5%选定呈现刺激的范围之后,再在这个范围内取距离相等的刺激阈限计算——直线(毫米)刺激的距离(毫米)直线内插法求两点阈刺激(毫米)89101112报告“两点”的次数报告“两点”的百分数1%5%29%66%93%直线内插法求差别阈限比较刺激(克)比较的结果(次数的%)①“+”②“=”③“-”④“+”+“=”判断次数百分率4.5196.5比较刺激(克)直线内插法求差别阈限三种传统心理物理法的比较阈上感觉的测量-心理量表法量表的四个属性差别:事物及其属性在某些方面存在的差别强度:表明某一属性与该属性的另一事物的大小关系等距:两种属性的量值是否等距绝对零点:被测属性的量值为零状态的存在情况顺序量表(ordinal scale)特点:不等距,无绝对零点等级排列法(rank-order method)对偶比较法(method of paired comparison)前提:可传递性空间误差和时间误差等级排列法:注:n为被试人数存在问题:(1)被试代表性决定测量的可靠性(2)被试只排序一次,被试的利用率不高对偶比较法:注:n个刺激,则配成对的个数是n(n-1)/2等距量表(equal-interval scale)特点:等距,无绝对零点感觉等距法:通过将一个感觉分成主观上相等距离来制作二分法:呈现两个刺激A和C,要求观察者选择第三个刺激B,使得A和B之间的距离等于B和C之间的距离。多分法:把200-6500赫兹的纯音,按音高分出四个等分感觉等距法举例:音高等距量表差别阈限法:制作等距量表的间接方法程序:先测定绝对阈限以此为标准刺激,确定第一个差别阈限再以绝对阈限+第一个差别阈限的刺激强度为基准,测量第二个差别阈限……其中:每个差别阈限称为最小可觉差(just noticeable difference. JND),每个JND在心理上相等(等距)右图中:刺激强度为横坐标,最小可觉差数为纵坐标比例量表(ratio scale)特点:有绝对零点,有等距单位分段法:把一个感觉量加倍或减半或取任何其他比例来建立心理量表数量估计法:主试先呈现一个标准刺激,并赋予标准刺激一个主观值,然后让被试以这个主观值为标准,将其他比较刺激的主观强度用数据表示。然后,计算出每组被试对每个比较刺激量估计的几何平均数或中数Properties of ScalesType of ScaleQuantitative Information?Constant Unit?Absolute Zero?Examples of Permissible StatementsExamplesNominalNoNoNoA≠BNumbering of football jerseys, social security numberOrdinalYesNoNoABRankings of football teams, military ranksIntervalYesYesNo(A-B)=(C-D)Temperature in ℃,time of dayRatioYesYesYesA=2BHeight, weight, cost第二节 心理物理函数韦伯定律韦伯分数和韦伯定律韦伯定律(韦伯,1834):感觉的差别阈限 可比较不同感觉道、不同被试及不同条件下的感受性ΔΦ/Φ=C ΔΦ-差别阈限; Φ-标准刺激的物理量; C-常数韦伯分数(C):对于任何同一类的刺激,产生一个最小可觉差(jnd)所需增加的刺激量,总是等于当前刺激量与一个固定分数的乘积,这个固定分数被称作韦伯分数C数值越小说明能够觉察到的刺激之间的差异越小某些刺激的韦伯常数值刺激韦伯常数(k)声音频率0.003光强0.01气味浓度0.07压强0.14声强味道浓度0.150.20DSODWC韦伯分数0.07标准刺激重量0.060.050.040.030.020.01 00左图是两名被试分别在六种不同重量的刺激条件下接受的差别阈限测定从图上可以看到,除了很轻重量刺激的差别阈限外,两名被试的其它数据点都能基本拟合一条直线重量判断的韦伯分数(采自Engen,1971)韦伯定律的修正ΔΦ/(Φ+a)= Ca的含义:刺激强度Φ为0时,感觉系统的背景噪音强度(源自神经系统的自发活动)-2 -10-2Δφ/(φ+a)-10030刺激强度(φ)252015105Δφ/φ Δφ/φ修正后公式的假想结果费希纳定律对数定律:预测心理量和物理量之间呈对数关系,心理量的增长慢于物理量的增长公式:ψ=KlgΦ ψ-心理感觉的量值; Φ-物理刺激高出绝对阈限以上的数量单位; K-固定系数定律表述:感觉强度是刺激强度的对数的函数;刺激强度以几何级数增长,而感觉强度以算术级数增长成立条件条件1:韦伯定律对所有类型和强度的刺激都是正确的(韦伯定律的有效性)条件2:所有最小可觉差在心理上都是相等的(最小可觉差的等距性)上述条件均没有得到完全的实验支持评价史蒂文斯定律神经量子理论-重新解释阈限神经兴奋是按照“全或无”规律的,神经有不同的兴奋阈限因此所有神经的兴奋不是连续的是梯级的反应刺激变化过程的神经结构在机能上被分为各个单元或量子刺激增量达到使下一个神经量子激活才能引起差异感觉刺激连续性神经单元神经量子ΔφQdP神经量子c标准刺激兴奋的神经单位神经量子Stb神经量子a15105ΔΦ=Q-PΔΦ:使附加量子活动所需要的刺激增量;Q:肯定能够兴奋一个量子的增量大小;P:标准刺激St的剩余能量所引出的部分兴奋量 幂定律的公式S=bIa S-感觉量; b-由量表单位决定的常数; a-感觉道和刺激强度决定的幂指数80100电击主观长度电击主观长度心理量(任意单位)心理量(任意单位)明度10明度刺激量(任意单位)刺激量(任意单位)直线心理量和物理量的关系(Stevens,1961)第三节 感觉的直接测量感觉的直接测量方法数量估计(magnitude estimation)最初的工作:Richardson & Ross(1930)两种形式(Stevens,1957,1958):1. 呈现标准刺激并对应某确定感觉值,被试据此给其他刺激引起的感觉赋值2. 随机呈现所有刺激,被试对第一个呈现的刺激随意确定其引起的感觉值,并据此为其他刺激赋值数量生产(magnitude production)数量估计法的反向程序方法:给被试一个用数字表示的感觉量值,要求被试调整刺激生成相应的感觉量数量估计与数量生产的配合使用避免“回归效应”:被试为避免作出极端反应而向中间反应值靠拢的倾向通常取二者结果的几何平均数作为无偏估计数量生产响度数量估计声强(用分贝表示)分别用数量估计和数量产生程序确定的1000Hz纯音响度(Stevens和Guirao,1962)100数量估计绝对数量估计分派的数字1010.10.5060708090阈限上的分贝数影响感觉直接测量的因素情境效应(contextual effects)实验中刺激呈现情境对被试数量估计的影响被试反应偏差?or被试的真实感觉?在低强度分布情景和高强度分布情境下,纯音响度的数量估计(Gescheider,1997)对比效应反应数值SASA刺激值同化效应反应数值刺激值SFSJSESKSBSJSISDSESDSFSGSHSISHSCSKSBSGSC刺激序列效应(sequential effects)在同一实验阶段内,被试对某一刺激导致感觉的数量估计受到此前所进行的其他估计的影响即:感觉估计会受到此前呈现刺激的同化作用(assimilation)窄30宽10分派的数字080阈限上的分贝数在宽全距或窄全距下的纯音响度数量估计(Gescheider和Hughson,1991) 刺激全距的影响(stimulus range)感觉数量估计的结果会受实验中所采用的刺激全距范围大小的影响心理物理函数的斜率随刺激全距的减小而提高原因:反应全距的缩小慢于刺激全距的缩小直接数量估计法的应用情绪研究中

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