第2章　心理實(shí)驗(yàn)的變量與設(shè)計(jì)

2.1　考點(diǎn)歸納

一、心理實(shí)驗(yàn)的含義與基本形式

1．心理實(shí)驗(yàn)的含義

心理實(shí)驗(yàn)，是指通過人為地、系統(tǒng)地操縱環(huán)境，導(dǎo)致某些行為發(fā)生變化，并對(duì)之進(jìn)行觀察、記錄和解釋的科學(xué)方法。在實(shí)驗(yàn)法中，研究者可以積極地利用儀器設(shè)備干預(yù)被試者的心理活動(dòng)，人為地創(chuàng)設(shè)出一些條件，使得被試者做出某些行為，并且這些行為是可以重復(fù)出現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)法的基本含義是對(duì)變量的操控和對(duì)因果關(guān)系的揭示。

與其他研究方法相比，實(shí)驗(yàn)法的顯著特征是：（1）要操縱或控制變量，人為地創(chuàng)設(shè)一定的情境；（2）基本目的在于揭示變量之間的因果關(guān)系；（3）有嚴(yán)格的研究設(shè)計(jì)，包括被試選擇、研究的材料和工具、實(shí)驗(yàn)程序、設(shè)計(jì)分析方法等，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性。

2．心理實(shí)驗(yàn)的基本形式

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究目的的不同，實(shí)驗(yàn)可分為探索性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)情境的不同，實(shí)驗(yàn)可分為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)；

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不同，實(shí)驗(yàn)可分為前實(shí)驗(yàn)、真實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)；

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中自變量的數(shù)量的多少可分為單因素實(shí)驗(yàn)和多因素實(shí)驗(yàn)等等。

二、心理實(shí)驗(yàn)中的變量及其控制

變量是指在數(shù)量上或質(zhì)量上可變的事物的屬性。實(shí)驗(yàn)中的變量可以分為自變量，因變量和無關(guān)變量。

1．自變量的種類與控制

（1）自變量

即刺激變量，它是由主試選擇、控制的變量。它決定著行為或心理的變化。自變量可以分為以下四種：

①刺激特點(diǎn)自變量

刺激的不同特性會(huì)引起被試不同的反應(yīng)。例如，燈光與聲音引起的反應(yīng)時(shí)不同，強(qiáng)度不同的聲音引起的反應(yīng)時(shí)也不同，我們把這類自變量稱為刺激特點(diǎn)自變量。

②環(huán)境特點(diǎn)自變量

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境的各種特點(diǎn)，如溫度、是否有觀眾在場、是否有噪音、白天或夜晚籌，都可以作為自變量。

③被試特點(diǎn)自變量

一個(gè)人的各種特點(diǎn)，如年齡、性別、職業(yè)、文化程度、內(nèi)外傾個(gè)性特征、左手或右手為利手、自我評(píng)價(jià)高或低等等，也都可以作為自變量。

④暫時(shí)造成的被試差別

當(dāng)被試來到實(shí)驗(yàn)室時(shí)，他們?cè)诟鞣矫娑际谴笾孪嗤摹５钱?dāng)主試對(duì)被試進(jìn)行分組時(shí)，一組被試與另一組被試的差別便產(chǎn)生了。被試的暫時(shí)差別通常都是由主試給予不同的指示語而造成的。

（2）對(duì)自變量的操縱

在一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)者是根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩磉x擇自變量的。研究者不但要選擇合適的自變量，還要對(duì)這些自變量進(jìn)行操縱改變，即對(duì)自變量進(jìn)行控制。對(duì)自變量控制的好壞，直接影響實(shí)驗(yàn)的成敗。它主要經(jīng)歷以下兩個(gè)步驟：

①對(duì)自變量下操作定義

在研究中，對(duì)研究變量作出明確的定義有兩種方式：一是抽象定義，指對(duì)研究變量或指標(biāo)本質(zhì)的概括，以揭示其內(nèi)涵，并將其與其他變量或指標(biāo)區(qū)別開來；二是操作性定義，指用可感知、度量的事物、事件、現(xiàn)象和方法對(duì)變量或指標(biāo)作出具體的界定、說明。操作定義的最大特征就是它的可觀測性，作出操作定義的過程就是將變量或指標(biāo)的抽象陳述轉(zhuǎn)化為具體的操作陳述的過程。

實(shí)驗(yàn)中規(guī)定操作性定義有很多好處，可以使研究者的思考具體而清晰；可以增進(jìn)科學(xué)研究者之間溝通的正確性；可減少一門學(xué)科所用概念或變量的數(shù)目。操作定義就是由測定它的程序來下定義。操作定義明確了自變量的內(nèi)涵，同時(shí)也往往指出了自變量操縱的方法。

在對(duì)自變量規(guī)定使用的操作定義時(shí)，要特別防止操作定義單一性偏差，影響研究的構(gòu)想效度。

設(shè)計(jì)操作定義常見的方法：a．方法與程序描述法，即通過特定的方法或操作程序給變量或指標(biāo)下定義的一種方法，如“疲勞”可定義為連續(xù)工作8小時(shí)后個(gè)體存在的狀態(tài)；b．靜態(tài)特征描述法，即通過描述客體或事物所具有的靜態(tài)特征給變量下定義的一種方法，如“聰明”可定義為學(xué)識(shí)淵博、語言詞匯量大、思維敏捷；c．動(dòng)態(tài)特征描述法，即通過描述客體或事物所具有的動(dòng)態(tài)特征給變量下定義的一種方法，如“好學(xué)”可定義為經(jīng)常上自習(xí)、進(jìn)圖書館、進(jìn)書店、看報(bào)紙和電視等。

②確定自變量的各個(gè)水平

所謂自變量的水平，即指自變量的一個(gè)取值（或操縱結(jié)果）。因素型實(shí)驗(yàn)的自變量一般不超過4個(gè)水平，并應(yīng)盡量使自變量變化范圍（全距）較大，各個(gè)水平在全距上分布平均。而函數(shù)型實(shí)驗(yàn)的自變量水平需要更多些，如果預(yù)期實(shí)驗(yàn)考察的是線性函數(shù)關(guān)系，可以取3～5個(gè)水平；如果是關(guān)于更復(fù)雜函數(shù)關(guān)系的，則至少需要5個(gè)水平。

自變量的變化范圍不宜過小，一般應(yīng)該通過文獻(xiàn)工作確定合適的全距大小。至于自變量各個(gè)水平在全距范圍上的分布，則可以根據(jù)實(shí)際情況而定。若預(yù)期自變量和因變量的關(guān)系是接近于線性函數(shù)，則各水平平均分布即可；而如果預(yù)期自變量和因變量符合對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系，則各水平間的間距應(yīng)按對(duì)數(shù)單位變化。

2．因變量的種類與控制

因變量即被試的反應(yīng)變量，它是自變量造成的結(jié)果，是主試觀察或測量的行為變量。

（1）因變量的種類

對(duì)于實(shí)驗(yàn)研究來說，因變量的種類是很多的，也是很復(fù)雜的。一般來說，對(duì)于因變量的測量有客觀指標(biāo)也有主觀指標(biāo)。客觀指標(biāo)主要有以下幾種：

①反應(yīng)速度，如簡單反應(yīng)時(shí)或潛伏期、走完一個(gè)迷津所需要的時(shí)間、在一定時(shí)間內(nèi)完成某項(xiàng)作業(yè)的數(shù)量等。

②反應(yīng)速度的差異。在現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常以反應(yīng)速度的差異作為考察被試各種高級(jí)認(rèn)知機(jī)能的指標(biāo)。

③反應(yīng)的正確性，如選擇反應(yīng)的正確次數(shù)、走迷宮入盲巷的次數(shù)等。

④反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。隨著信號(hào)檢測理論的廣泛使用，諸如似然比β、報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)c等就常被用來作為客觀因變量指標(biāo)。

⑤反應(yīng)的難度。有些作業(yè)可以定出一個(gè)難易等級(jí)，看被試或動(dòng)物能達(dá)到什么水平，如斯金納箱就有三個(gè)難度等級(jí)。

因變量的主觀指標(biāo)主要是指被試的口語記錄。口語記錄是指被試在實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)自己心理活動(dòng)進(jìn)程所作敘述的記錄，或在實(shí)驗(yàn)之后，被試對(duì)主試提出問題所作回答的記錄。在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，口語記錄是很重要的參考資料，有助于我們分析被試的內(nèi)部心理活動(dòng)。

（2）因變量的控制

因變量的控制主要著眼于如何精確客觀地記錄下它的變化。一般而言，有幾種主要方法可以用于因變量的控制：

①反應(yīng)控制

反應(yīng)控制的目的，是讓被試的反應(yīng)確實(shí)發(fā)生在實(shí)驗(yàn)者感興趣的因變量維度上。一般而言，在不加控制的情況下，被試對(duì)刺激的反應(yīng)總是千差萬別，而且很難保證所有的反應(yīng)都恰如其分地表現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)者感興趣的因變量變化。

在人作為被試的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)反應(yīng)的控制往往是通過指導(dǎo)語實(shí)現(xiàn)的，指導(dǎo)語是心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中主試給被試交代任務(wù)時(shí)說的話。在指導(dǎo)語不能充分控制反應(yīng)時(shí)，就要很好地考慮刺激條件和實(shí)驗(yàn)裝置，使刺激條件、實(shí)驗(yàn)裝置與指導(dǎo)語配合起來，使被試只能作出主試所要求的反應(yīng)。

②選擇恰當(dāng)?shù)囊蜃兞恐笜?biāo)

和自變量一樣，因變量的控制同樣有賴于一個(gè)操作定義，這有助于明確某些原本含糊不清的行為變化。一個(gè)恰當(dāng)?shù)囊蜃兞恐笜?biāo)必須滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：

a．有效性，即指標(biāo)充分代表當(dāng)時(shí)的現(xiàn)象或過程的程度，也稱為效度（validity）。反應(yīng)指標(biāo)的效度直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的效度。

b．客觀性，即指標(biāo)是客觀存在的，是可以通過一定的方法觀察到的。反應(yīng)時(shí)、反應(yīng)頻率、完成量等都是客觀存在的指標(biāo)，是可以用客觀的方法測量和記錄下來的。這樣的指標(biāo)能經(jīng)得起檢驗(yàn)，并能夠重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)果。

c．?dāng)?shù)量化，即指標(biāo)能數(shù)量化，也就便于記錄，便于統(tǒng)計(jì)，并且量化的指標(biāo)能進(jìn)行比較。避免量程限制。

在以上幾個(gè)選擇指標(biāo)的條件中，有效性是最重要的。為了使所用的指標(biāo)具有較高的效度，應(yīng)全面考慮，也才能選擇出好指標(biāo)。

③避免量程限制

在影響指標(biāo)有效性的各種因素里，天花板效應(yīng)和地板效應(yīng)是尤其典型的情況。這兩種效應(yīng)是指反應(yīng)指標(biāo)的量程不夠大，而造成反應(yīng)停留在指標(biāo)量表的最頂端或最低端，從而使指標(biāo)的有效性遭受損失。

3．額外變量及其控制

在一次實(shí)驗(yàn)中確定了自變量與因變量以后，就應(yīng)該使實(shí)驗(yàn)的其他條件保持恒定，因?yàn)橹挥羞@樣實(shí)驗(yàn)中的因果關(guān)系才能得到明確的說明。額外變量就是指與實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o關(guān)，但又對(duì)被試的反應(yīng)有一定影響的變量，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該進(jìn)行控制。通常包括兩種額外變量：一是與實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o關(guān)的，相對(duì)恒定的客觀條件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。這種影響通常是在一個(gè)恒定的水平上下波動(dòng)。我們將這種額外變量稱為系統(tǒng)的額外變量。二是隨機(jī)的、偶然出現(xiàn)的、不可預(yù)期的與實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o關(guān)的，但對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果又有一定影響的因素，這個(gè)因素稱為隨機(jī)的額外變量。系統(tǒng)的額外變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，這種誤差對(duì)所有被試的影響是一致的。隨機(jī)的額外變量則會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)誤差。

（1）心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中典型的額外變量

額外變量主要表現(xiàn)在：實(shí)驗(yàn)儀器的性能與技術(shù)參數(shù)的設(shè)置；來自實(shí)驗(yàn)環(huán)境方面的額外變量；來自主試方面的額外變量；來自被試方面的額外變量；來自實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程控制方面的額外變量；來自數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析方面的額外變量。其中最典型的兩個(gè)額外變量是：

①實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)。主試在實(shí)驗(yàn)中可能以某種方式（如表情、手勢、語氣等）有意無意地影響被試，使他們的反應(yīng)附和主試的期望。這種現(xiàn)象稱為實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)。

②要求特征。在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，被試并不是消極被動(dòng)的，他們總是以某種動(dòng)機(jī)、態(tài)度來對(duì)待實(shí)驗(yàn)的，因而實(shí)驗(yàn)結(jié)果在很大程度上也依賴于被試對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度。那么很有可能，被試會(huì)自發(fā)地對(duì)主試的實(shí)驗(yàn)?zāi)康漠a(chǎn)生一個(gè)假設(shè)或猜想，然后再以一種自以為能滿足這一假想的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡姆绞竭M(jìn)行反應(yīng)，我們把這種稱為要求特征。

（2）在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)額外變量的控制技術(shù)

對(duì)部分被試變量及暫時(shí)被試變量的控制方法。如指導(dǎo)語、主試對(duì)被試的態(tài)度等。

對(duì)環(huán)境變量及部分被試變量的控制方法主要有以下幾種：

①排除法。排除法是把額外變量從實(shí)驗(yàn)中排除出去。

②恒定法。旨在使額外變量在實(shí)驗(yàn)過程中保持恒定不變。這主要體現(xiàn)在保持實(shí)驗(yàn)條件恒定的方面。

③匹配法。匹配法是使實(shí)驗(yàn)組和控制組中的被試屬性相等的一種方法。使用匹配法時(shí)，先要測量所有被試身上與實(shí)驗(yàn)任務(wù)呈高相關(guān)的屬性，然后根據(jù)測得結(jié)果將被試分成屬性相等的實(shí)驗(yàn)組和控制組。

④隨機(jī)化法和抵消平衡法。隨機(jī)化法是把被試隨機(jī)地分派到各處理組中去的技術(shù)。隨機(jī)化分配被試，利用數(shù)學(xué)概率原理，從理論上使各個(gè)處理?xiàng)l件下的情況相似。達(dá)到平衡誤差的目的。隨機(jī)化法不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性偏差，能夠控制難以觀察的中介變量（如動(dòng)機(jī)、情感、疲勞、注意等）。隨機(jī)化法不僅能應(yīng)用于被試，也能應(yīng)用于刺激呈現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)順序的安排。隨機(jī)化法也被用于平衡實(shí)驗(yàn)條件的序列效應(yīng)。抵消平衡法采用某些綜合平衡的方法，使額外變量的效果互相抵消，達(dá)到控制額外變量的目的。常見的抵消平衡法有ABBA法和拉丁方設(shè)計(jì)法。

⑤統(tǒng)計(jì)控制法。在實(shí)驗(yàn)完成后通過一定的統(tǒng)計(jì)技術(shù)來事后避免實(shí)驗(yàn)中額外變量的干擾，因而也被稱為統(tǒng)計(jì)控制法。統(tǒng)計(jì)控制法主要用于實(shí)驗(yàn)前控制難以完全控制額外變量影響的情況下。除了協(xié)方差分析以外，常用的統(tǒng)計(jì)控制法還包括：剔除極端數(shù)據(jù)，或分別加權(quán)等事后控制技術(shù)。

統(tǒng)計(jì)控制法是在實(shí)驗(yàn)前控制難以起到完全效果時(shí)的補(bǔ)充手段，而不可能取代實(shí)驗(yàn)前控制的重要地位。離開了嚴(yán)格完整的實(shí)驗(yàn)前控制工作，再高明的統(tǒng)計(jì)技術(shù)也無法于事后控制所有的額外變量。

⑥無關(guān)變量的納入。使無關(guān)變量成為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的一個(gè)自變量，可以彌補(bǔ)排除、恒定、平衡、抵消無關(guān)變量的缺點(diǎn)，這樣使實(shí)驗(yàn)更接近真實(shí)情景。但是由于自變量的增加，也帶來了統(tǒng)計(jì)上的困難。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)前做的具體計(jì)劃。它主要是用來控制實(shí)驗(yàn)條件和安排實(shí)驗(yàn)程序。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的在于盡可能減少額外的或未控制的變量，從而增加實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生有效的一致結(jié)果的可能性。

①心理實(shí)驗(yàn)的步驟

a．確定研究問題并提出假設(shè)；

b．?dāng)M定驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的方法并進(jìn)行研究；

c．整理分析資料并解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在這些環(huán)節(jié)中，驗(yàn)證假設(shè)應(yīng)是整個(gè)研究的重點(diǎn)，而驗(yàn)證假設(shè)的主要工作，又在于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可見實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要性。

②一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供的信息

a．該項(xiàng)研究的價(jià)值如何；

b．研究計(jì)劃實(shí)施的可能性如何；

c．研究者的能力如何。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身的功能所決定的。

③實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的功能

a．使實(shí)驗(yàn)變量（即反應(yīng)變量）的變化最大，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到選取能夠引起反應(yīng)差異最大的自變量間距及檢查點(diǎn)；

b．能控制好各種影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的無關(guān)變量；

c．使實(shí)驗(yàn)中誤差變異最小。由于實(shí)驗(yàn)情境嚴(yán)格控制，因而能使隨機(jī)誤差達(dá)到最小。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠用最少的人力、物力獲得最多和最有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以達(dá)到實(shí)驗(yàn)的最佳狀態(tài)。如果實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)，對(duì)非實(shí)驗(yàn)條件控制不嚴(yán)，實(shí)驗(yàn)方法和程序安排不合理，即使實(shí)驗(yàn)的規(guī)模較大、實(shí)驗(yàn)次數(shù)較多，所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也仍有可能無法對(duì)最初提出的問題給出合理的回答，達(dá)不到原來的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)包括幾方面的內(nèi)容：

①能夠恰當(dāng)?shù)亟鉀Q所欲解決的問題。實(shí)驗(yàn)研究本是解決疑難問題、驗(yàn)證假設(shè)的科學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是關(guān)于研究者如何應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法解決問題的具體說明，只有具體可行的設(shè)計(jì)完成之后，實(shí)驗(yàn)研究才有可能，這個(gè)具體說明的周詳程度、科學(xué)性如何就決定研究者所欲研究的問題能否得以解決。

②恰當(dāng)?shù)乜刂茖?shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量。一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究中，雖然想了解的是自變量和因變量的關(guān)系，但是心理實(shí)驗(yàn)中的因變量可能受很多與自變量無關(guān)的變量的影響。因此，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，必須能細(xì)密而周全的考慮控制各種無關(guān)變量，從而達(dá)到解決所欲解決問題的目的。

③使實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很高的可靠性（又稱效度），就是說實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有混入除自變量之外的其他變量的影響（即使混入，也能加以區(qū)分），這個(gè)結(jié)果不僅僅是特殊情境下的產(chǎn)物，它應(yīng)具有一定的科學(xué)性和普遍性。這就要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)考慮所選取的被試樣本，或?qū)嶒?yàn)情境應(yīng)具有一定的代表性，并能夠推論到其他被試或?qū)嶒?yàn)情境中去。

④實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的精確性和可靠性，結(jié)果記錄的準(zhǔn)確性與可靠性直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的推論性，如果記錄的結(jié)果不夠準(zhǔn)確可靠，那么就很難保證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的可靠性，由此作出的結(jié)論也可能是錯(cuò)誤的。因此在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)采用精確的實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行研究和控制，盡可能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性和可靠性。

2．前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與事后設(shè)計(jì)

（1）前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是最為原始的設(shè)計(jì)，它對(duì)任何無關(guān)變量都沒有控制，因而效度很低。基本類型有以下三種：

①單組后測設(shè)計(jì)

這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，它對(duì)任何無關(guān)變量都沒控制，對(duì)一組被試實(shí)施實(shí)驗(yàn)處理，然后再對(duì)其進(jìn)行觀測，以評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)處理的效果。該設(shè)計(jì)由于未控制無關(guān)變量的干擾和影響，因而難以得出因?qū)嶒?yàn)處理而引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)論。

②單組前后測設(shè)計(jì)

在實(shí)驗(yàn)處理之前增加了一次前測，通過前測可以獲得所抽取樣本的最初水平或心理特征，再與單組后測結(jié)果進(jìn)行比較，以分析實(shí)驗(yàn)處理的效應(yīng)。該研究設(shè)計(jì)的結(jié)論也缺乏可靠性，因?yàn)槠渲锌赡艽嬖诰毩?xí)效應(yīng)以及歷史、成熟因素的影響。

單組前后測設(shè)計(jì)的顯著性檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)方法：相關(guān)樣本的t檢驗(yàn)，非參數(shù)的符號(hào)檢驗(yàn)，非參數(shù)的符號(hào)秩次檢驗(yàn)。

③對(duì)照組比較設(shè)計(jì)

除了接受實(shí)驗(yàn)處理的實(shí)驗(yàn)組外，另外設(shè)置了一個(gè)不接受實(shí)驗(yàn)處理的控制組，因而可在一定程度上控制歷史、成熟和統(tǒng)計(jì)回歸等無關(guān)因素。但是，在該設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)組與控制組被試的選取和分配不是隨機(jī)的，而且沒有前測，因此也不能肯定地將實(shí)驗(yàn)組和控制組后測的差異歸因于實(shí)驗(yàn)處理。

對(duì)照組比較設(shè)計(jì)顯著性檢驗(yàn)可以選擇四種統(tǒng)計(jì)分析方法。分別是獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，非參數(shù)檢驗(yàn)中的曼-惠特尼U檢驗(yàn)，非參數(shù)檢驗(yàn)中的中位數(shù)檢驗(yàn)，卡方檢驗(yàn)。

（2）事后設(shè)計(jì)是指所研究的對(duì)象是已發(fā)生過的事件。在研究過程中，研究者不需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)處理或操縱自變量，只需通過觀察存在的條件或事實(shí)，將這種已自然發(fā)生的處理或自變量與某種結(jié)果或因變量聯(lián)系起來加以分析，以便從中發(fā)現(xiàn)某種可能的簡單關(guān)系。事后設(shè)計(jì)的研究從已經(jīng)發(fā)生的并在某方面有差異的組別開始，追溯研究產(chǎn)生這種差異的原因。

①事后設(shè)計(jì)的類型

事后回溯設(shè)計(jì)主要包括兩種類型，即相關(guān)研究設(shè)計(jì)和準(zhǔn)則組設(shè)計(jì)。

a．相關(guān)研究設(shè)計(jì)

相關(guān)研究設(shè)計(jì)是在一個(gè)被試組內(nèi)收集兩個(gè)集合的數(shù)據(jù)，其中一個(gè)數(shù)據(jù)集合是觀察到的結(jié)果，另一個(gè)則是被追溯的數(shù)據(jù)集合，研究的目的是確定這兩個(gè)數(shù)據(jù)集合之間的關(guān)系（正相關(guān)、負(fù)相關(guān)和無關(guān)）。使用相關(guān)研究設(shè)計(jì)的目的在于借助所測量的變量之間的相關(guān)系數(shù)來確定變量之間存在的某種關(guān)系，并為提出變量間的因果關(guān)系奠定基礎(chǔ)。應(yīng)該注意的是，兩變量之間的相關(guān)關(guān)系并不一定就存在著某種因果關(guān)系，即使兩個(gè)變量間存在著較高程度的相關(guān)，也不能說明它們之間必然存在著因果關(guān)系。

相關(guān)研究設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析方法：皮爾遜積差相關(guān)的計(jì)算方法；點(diǎn)二列相關(guān)的計(jì)算方法；斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)的計(jì)算方法。

b．準(zhǔn)則組設(shè)計(jì)

準(zhǔn)則組設(shè)計(jì)與相關(guān)研究設(shè)計(jì)相類似，是對(duì)已經(jīng)發(fā)生的事件進(jìn)行研究的一種非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。它要求研究者通過對(duì)所研究現(xiàn)象的被試的比較，確定某些被試（準(zhǔn)則組）具有一種狀態(tài)的特征，而另一些被試（非準(zhǔn)則組）不具有這種狀態(tài)的特征，然后去追溯可能存在的原因。

準(zhǔn)則組設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)分析方法：準(zhǔn)則組設(shè)計(jì)所采用的統(tǒng)計(jì)分析方法一般是t檢驗(yàn)和z檢驗(yàn)，也可以用非參數(shù)中的曼-惠特尼U檢驗(yàn)以及中位數(shù)檢驗(yàn)。

相關(guān)研究與準(zhǔn)則組研究是事后回溯設(shè)汁的兩種主要形式，這兩種研究是相輔相成的。

②事后設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

a．可以對(duì)自然條件下出現(xiàn)的事情或各種學(xué)習(xí)現(xiàn)象進(jìn)行時(shí)間上的追溯，了解產(chǎn)生這些現(xiàn)象的信息，即由于什么原因在什么樣的條件下出現(xiàn)了這種結(jié)果；

b．特別適用于研究簡單的因果關(guān)系的問題；

c．可以為研究假設(shè)提供充足的論據(jù)。這種假設(shè)可以通過以后更嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)方法來檢驗(yàn)；

d．在某種環(huán)境或特殊條件下，事后設(shè)計(jì)比其他實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更為有用，這是因?yàn)槠渌麑?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所建立的研究需要人為的作用來引起；

e．由于條件限制，研究者在不可能采用嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究時(shí)，便可以考慮這種方法。

③事后設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)

a．在實(shí)驗(yàn)研究中缺乏控制，研究者不能操縱自變量或者隨機(jī)分配被試；

b．研究中所追溯的原因有多個(gè)，在不同條件下，一個(gè)特定的結(jié)果可能由不同的原因所引起；

c．兩個(gè)有關(guān)系的因素可能并不存在有因果關(guān)系，它們可能都是第三個(gè)因素的原因或者結(jié)果。

3．準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是介于前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之間的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，它對(duì)無關(guān)變量的控制比前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要嚴(yán)格一些，但不如真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)控制得充分和廣泛。是指在實(shí)際的社會(huì)情境中，不能用真正的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來控制無關(guān)變量，但可以對(duì)一些影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的無關(guān)變量進(jìn)行分類，將其作為自變量因素納入，使用真正實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的某些方法搜集、整理、統(tǒng)計(jì)分析資料，例如，什么時(shí)候測定結(jié)果，測哪些被試等等。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)由于缺少對(duì)部分實(shí)驗(yàn)的控制，因而，研究者必須事先對(duì)哪些無關(guān)變量影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果有清楚的認(rèn)知，這樣才便于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋。主要包括以下幾種類型：

（1）時(shí)間序列設(shè)計(jì)

時(shí)間序列設(shè)計(jì)是指對(duì)一組非隨機(jī)取樣的被試實(shí)施實(shí)驗(yàn)處理，并在實(shí)驗(yàn)處理前后周期性地做一系列測量，然后分析前后測量是否具有連續(xù)性，從而推斷實(shí)驗(yàn)處理的效果。其基本形式為：一系列前測→實(shí)驗(yàn)處理→一系列后測。

由于采用了一系列前測，時(shí)間序列設(shè)計(jì)對(duì)于成熟、歷史和測驗(yàn)效應(yīng)均有了一定程度的控制。當(dāng)然時(shí)間序列設(shè)計(jì)對(duì)歷史因素的控制不能像真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)那樣完全，但研究者可以借助一系列測量來解釋歷史因素的干擾程度，另外時(shí)間序列設(shè)計(jì)還很好地控制了測驗(yàn)效應(yīng)，由于一系列的前測，使被試對(duì)測驗(yàn)逐漸適應(yīng)了，練習(xí)效應(yīng)逐漸減弱或者隱含于前后測量結(jié)果總的變化趨向中，稱為平衡因素。但是時(shí)間序列設(shè)計(jì)沒有控制組，不能控制與實(shí)驗(yàn)處理同時(shí)發(fā)生的偶然事件的影響，不能排除那些與自變量同時(shí)出現(xiàn)的附加變量。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)過程被試反復(fù)接受測量，也可能導(dǎo)致疲勞效應(yīng)，影響結(jié)果的客觀性。

時(shí)間序列設(shè)計(jì)多用于小樣本實(shí)驗(yàn)，結(jié)果一般采用t檢驗(yàn)進(jìn)行考察。

（2）相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)

相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)是指對(duì)一組被試抽取兩個(gè)相等的時(shí)間樣本，前一個(gè)時(shí)間樣本里出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)變量，而在后一個(gè)時(shí)間樣本中不出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)變量，通過比較多次測量的差異，可檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)處理的效果并分析實(shí)驗(yàn)安排的順序效應(yīng)。其基本形式如下：

處理→測量O₁→無處理→測量O₂→處理→測量O₃→無處理→測量O₄

相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)可有效控制歷史因素的影響，但外部效度不高。它一般適用于一次實(shí)驗(yàn)處理對(duì)被試序列、行為只有暫時(shí)影響的研究，如某些行為的矯正研究。

（3）不相等控制組前后測設(shè)計(jì)

在一些心理研究中，研究者往往不能隨機(jī)分配被試，這時(shí)候就可以采用不相等控制組前后測設(shè)計(jì)，基本形式如下：

實(shí)驗(yàn)組：前測O₁→實(shí)驗(yàn)處理→后測為O₂

控制組：前測O₃→后測O₄

由于采用了控制組和前后測，不相等控制組前后測設(shè)計(jì)控制了歷史、成熟、測驗(yàn)等因素，比前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完善了一步。但是，它還不如真實(shí)驗(yàn)中的前后測設(shè)計(jì)。因?yàn)樵诓幌嗟瓤刂平M前后測設(shè)計(jì)中被試不是通過隨機(jī)抽取的，只是采用原有的靜態(tài)組，實(shí)驗(yàn)組和控制組之間可能存在選擇偏差。

其統(tǒng)計(jì)分析一般是采用獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)和協(xié)方差分析，將兩組前后測的分?jǐn)?shù)變化進(jìn)行比較，從而估計(jì)出實(shí)驗(yàn)處理的效果。

（4）不相等實(shí)驗(yàn)組控制組前后測時(shí)間系列設(shè)計(jì)

這種設(shè)計(jì)是將時(shí)間序列設(shè)計(jì)和不相等控制組設(shè)計(jì)結(jié)合起來，基本形式如下：

實(shí)驗(yàn)組：一系列前測→實(shí)驗(yàn)處理→一系列后測

控制組：一系列前測→一系列后測

這種設(shè)計(jì)既采用了序列前后測，又設(shè)置了非隨機(jī)分配的控制組，能更好地控制成熟和歷史的因素，而且測驗(yàn)的練習(xí)效應(yīng)和敏感性也能得到有效的平衡和控制。但是序列測量可能會(huì)引起被試的疲勞和敏感。

這種設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)方法可以將兩組被試各自一系列時(shí)間前測的平均數(shù)與一系列時(shí)間后測的平均數(shù)加以比較，從測量結(jié)果的變化說明處理的效果，也可以比較兩組間的一系列時(shí)間的前測或者后測，這樣就可以判斷兩組接受不同處理所產(chǎn)生的效果。

（5）分解樣本前后測設(shè)計(jì)

這種設(shè)計(jì)的基本形式如下：

從形式上看，這種設(shè)計(jì)是將前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單組前后測設(shè)計(jì)進(jìn)行兩遍，比較適合于不能一次使所有被試都接受處理，但要求最終所有被試都接受處理的情況。

這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)部效度很容易受到三個(gè)方面的干擾：

①由于使用前測帶來的測驗(yàn)效應(yīng)，然而使用前測對(duì)于控制選擇偏差又是必要的，因此，研究者應(yīng)該盡量避免使用敏感性比較高的前測；

②成熟因素的影響不容忽視。由于這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的主要的控制比較是O₃和O₁，然而通常第二組在處理開始的時(shí)候，其成熟水平要比第一組結(jié)束時(shí)候的成熟水平低一些；

③可能存在選擇與成熟之間的交互作用，從而影響結(jié)果的解釋和作出結(jié)論。

（6）修補(bǔ)設(shè)計(jì)

分解樣本前后測設(shè)計(jì)是將一個(gè)前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)重復(fù)兩次，而修補(bǔ)設(shè)計(jì)實(shí)際上是將兩個(gè)不同的前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)合在一起；其基本形式為：

A組：實(shí)驗(yàn)處理→后測O₁

B組：前測O₂→實(shí)驗(yàn)處理→后測O₃

4．真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是通常所說的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其特征在于對(duì)影響內(nèi)部效度的無關(guān)變量采取了嚴(yán)格的控制并有效地操縱研究變量。

（1）真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分類

根據(jù)被試接受實(shí)驗(yàn)處理的情況，真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可分為被試間設(shè)計(jì)、被試內(nèi)設(shè)計(jì)和配對(duì)組設(shè)計(jì)三大類。

①被試間設(shè)計(jì)

被試間設(shè)計(jì)就是每個(gè)被試只接受一種自變量水平的實(shí)驗(yàn)處理，不同的被試接受不同的自變量水平的實(shí)驗(yàn)處理。在這種設(shè)計(jì)中由于被試是隨機(jī)取樣并隨機(jī)安排接受不同的實(shí)驗(yàn)處理的，因而又稱完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)；各實(shí)驗(yàn)處理組之間不相關(guān)，因而又稱獨(dú)立樣本設(shè)計(jì)。分別用以下的模式表示：

后測設(shè)計(jì)：

實(shí)驗(yàn)組：隨機(jī)取樣（R1）→實(shí)驗(yàn)處理→后測O₁

控制組：隨機(jī)取樣（R2）→后測O₂

前測后測設(shè)計(jì)：

實(shí)驗(yàn)組：隨機(jī)取樣（R1）→前測O₁→實(shí)驗(yàn)處理→后測O₂

控制組：隨機(jī)取樣（R2）→前測O₃→后測O₄

所羅門四組設(shè)計(jì)：

實(shí)驗(yàn)組1：隨機(jī)取樣→前測O₁→實(shí)驗(yàn)處理一后測O₂

控制組1：隨機(jī)取樣→前測O₃→后測O₄

實(shí)驗(yàn)組2：隨機(jī)取樣→實(shí)驗(yàn)處理→后測O₅

控制組2：隨機(jī)取樣→后測O₆

被試間設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是每一個(gè)人只接受一種處理方式，而一種處理方式不可能影響或污染另一種處理方式，因此避免了練習(xí)效應(yīng)和疲勞效應(yīng)等由實(shí)驗(yàn)順序造成的誤差。

但它也有兩個(gè)基本的缺點(diǎn)：第一個(gè)缺點(diǎn)是所需要的被試數(shù)量巨大：由于每一個(gè)自變量的每一個(gè)水平都需要不同的被試，當(dāng)實(shí)驗(yàn)因素增加時(shí)，實(shí)驗(yàn)所需要的被試數(shù)量就會(huì)迅速增加。第二個(gè)缺點(diǎn)更嚴(yán)重：由于接受不同處理的總是不同的個(gè)體，因此被試間設(shè)計(jì)從根本上是不能排除個(gè)體差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的混淆的，而匹配和隨機(jī)化技術(shù)也只是盡可能地緩解而不是根治這一問題。

②被試內(nèi)設(shè)計(jì)

被試內(nèi)設(shè)計(jì)是指每個(gè)或每組被試接受所有自變量水平的實(shí)驗(yàn)處理的真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。又稱“重復(fù)測量設(shè)計(jì)”。如果用被試組代替單個(gè)被試，每組都要接受所有的實(shí)驗(yàn)處理，但組中的每個(gè)被試隨機(jī)地接受一種實(shí)驗(yàn)處理，這樣的組稱為區(qū)組，這種設(shè)計(jì)稱為“隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)”。同一區(qū)組內(nèi)的被試應(yīng)盡量“同質(zhì)”（即在各方面都相似或相同）。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)處理之間相關(guān)，因此又稱“相關(guān)樣本設(shè)計(jì)”。

被試內(nèi)設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是：它更有力或更敏感，其由被試變異性而導(dǎo)致誤差的可能性比被試間設(shè)計(jì)小。被試內(nèi)設(shè)計(jì)往往需要平衡，因此如果在某些情況下平衡設(shè)計(jì)難以應(yīng)用，那就意味著被試內(nèi)設(shè)計(jì)也無法適用。

③配對(duì)組設(shè)計(jì)

前測O→配對(duì)→隨機(jī)分組-實(shí)驗(yàn)組→實(shí)驗(yàn)處理→后測O₁控制組→后測O₂

從中可見，配對(duì)組設(shè)計(jì)既具有被試間設(shè)計(jì)的某些特點(diǎn)，如每組被試接受一種實(shí)驗(yàn)處理，又有被試內(nèi)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，即實(shí)驗(yàn)組與控制組同質(zhì)。

④混合設(shè)計(jì)

混合設(shè)計(jì)一般涉及兩個(gè)以上自變量的處理，其中每個(gè)自變量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是不相同的。例如，其中一個(gè)用被試間設(shè)計(jì)，另一個(gè)用被試內(nèi)設(shè)計(jì)。此種設(shè)計(jì)兼具了被試間和被試內(nèi)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。

（2）完全隨機(jī)單因素設(shè)計(jì)

完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)也稱簡單隨機(jī)化設(shè)計(jì)，是指用隨機(jī)化方法將被試隨機(jī)分為幾組，然后依實(shí)驗(yàn)的目的對(duì)各組被試實(shí)施不同的處理，實(shí)驗(yàn)中只包含一個(gè)自變量。

①隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測后測設(shè)計(jì)

隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測后測設(shè)計(jì)是指研究者在實(shí)驗(yàn)前采用隨機(jī)分配的方法將被試分為兩組，并隨機(jī)選擇一組為實(shí)驗(yàn)組；另一組為控制組。實(shí)驗(yàn)組接受實(shí)驗(yàn)處理，而控制組則不給予實(shí)驗(yàn)處理，它的基本模式如下：

實(shí)驗(yàn)組：R  O₁  X  O₂

控制組：R  O₃ O₄

在該設(shè)計(jì)的基本模式中，R表示采用隨機(jī)布置方法分配被試和實(shí)驗(yàn)處理，X表示由研究者操縱的實(shí)驗(yàn)處理，O₁和O₃表示在實(shí)驗(yàn)前對(duì)兩組被試進(jìn)行前測驗(yàn)，得到被試初始狀態(tài)的成績，O₂和O₄表示兩組被試的后測成績（一組接受實(shí)驗(yàn)處理，另一組不接受實(shí)驗(yàn)處理）。

設(shè)計(jì)的顯著性檢驗(yàn)：

對(duì)實(shí)驗(yàn)組控制組前測后測設(shè)計(jì)所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以采用兩種方法：

a．對(duì)每個(gè)被試，用其后測的成績減去前測的成績（即O₂一O₁，O₄一O₃），分別求出兩組前后測之差的平均數(shù)，然后對(duì)兩組差前后測之差的平均數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)；

b．用協(xié)方差分析法，將前測分?jǐn)?shù)作為協(xié)變量，對(duì)實(shí)施實(shí)驗(yàn)處理前的組間差異進(jìn)行控制和調(diào)整，以便使兩組的后測成績能夠進(jìn)行比較，而不受前測的影響。

②隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測設(shè)計(jì)

在隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組前測后測設(shè)計(jì)中，由于采用了前測驗(yàn)，從而有可能影響實(shí)驗(yàn)的外部效度，為了克服這一不利因素的影響。也可以考慮去掉前測驗(yàn)。而形成另一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。即隨機(jī)實(shí)驗(yàn)組控制組后測設(shè)計(jì)，它的基本模式如下：

實(shí)驗(yàn)組：R  X  O₁

控制組：R O₂

在該設(shè)計(jì)模式中，字母表示的意義與前一種設(shè)計(jì)模式相同，O₁和O₂為后測成績。

實(shí)驗(yàn)組控制組后測設(shè)計(jì)幾乎具有實(shí)驗(yàn)組控制組前測后測設(shè)計(jì)的所有優(yōu)點(diǎn)。首先，由于采用實(shí)驗(yàn)組接受實(shí)驗(yàn)處理，控制組不接受實(shí)驗(yàn)處理，從而控制了歷史和成熟因素對(duì)內(nèi)部效度的影響。其次，由于實(shí)驗(yàn)是在同等條件下進(jìn)行的，因此它控制了選擇和被試的中途推出等影響內(nèi)部效度的因素。最后，由于兩組被試沒有進(jìn)行前測，從而控制了測驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)處理交互作用對(duì)實(shí)驗(yàn)外部大小度影響。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的顯著性檢驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)組控制組后測設(shè)計(jì)采用t檢驗(yàn)對(duì)兩組后測成績進(jìn)行比較研究，而非參數(shù)檢驗(yàn)也常常采用中位數(shù)或者U檢驗(yàn)。

③隨機(jī)多組后測設(shè)計(jì)

有時(shí)研究者要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)處理X的個(gè)數(shù)有3個(gè)或3個(gè)以上。在此我們以3個(gè)實(shí)驗(yàn)處理作為特例來進(jìn)行分析，這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本模式是：

實(shí)驗(yàn)組1：R  X₁  O₁

實(shí)驗(yàn)組2：R  X₂  O₂

實(shí)驗(yàn)組3：R  X₃  O₃

這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通過隨機(jī)化的方式分配被試和實(shí)驗(yàn)處理到不同的組別中，然后對(duì)幾個(gè)組的被試進(jìn)行后測驗(yàn)，獲得各組被試的后測成績。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的顯著性檢驗(yàn)：隨機(jī)多組后測設(shè)計(jì)采用單尾的方差分析方法，或非參數(shù)卡方檢驗(yàn)。

（3）完全隨機(jī)多因素設(shè)計(jì)

指在實(shí)驗(yàn)中包括兩個(gè)或兩個(gè)以上因素（自變量），并且每個(gè)因素都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的水平，各因素的各個(gè)水平互相結(jié)合，構(gòu)成多種組合處理的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，又稱完全隨機(jī)析因設(shè)計(jì)。

在完全隨機(jī)析因設(shè)計(jì)中，研究者可以考察各個(gè)自變量交互作用對(duì)因變量的主要影響效應(yīng)（交互作用）；并同時(shí)考察各自變量對(duì)同一因變量的主要影響效應(yīng)（主效應(yīng)）；以及考察一個(gè)因素的各個(gè)水平在另一個(gè)因素的某個(gè)水平上的效應(yīng)（簡單效應(yīng)）。在心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究中，這種設(shè)計(jì)具有很大的實(shí)用價(jià)值。

（4）隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)

隨機(jī)化區(qū)組設(shè)計(jì)的目的在于使區(qū)組內(nèi)的被試差異盡量縮小，而對(duì)區(qū)組之間的差異依據(jù)設(shè)計(jì)要求而定。每種處理出現(xiàn)在每個(gè)區(qū)組中，這時(shí)區(qū)組之間的差異并不影響在各處理平均數(shù)間的差異。這種差異可以從誤差中剔除。

隨機(jī)化區(qū)組設(shè)計(jì)的原則是同一區(qū)組內(nèi)的被試盡量“同質(zhì)”。每一區(qū)組內(nèi)被試的人數(shù)分配有3種情況：

①一名被試作為一個(gè)區(qū)組。這時(shí)，每名被試（區(qū)組）均接受全部處理，在接受處理的順序上要采用隨機(jī)化的方法。

②每個(gè)區(qū)組內(nèi)被試的人數(shù)是實(shí)驗(yàn)處理數(shù)目的整倍數(shù)。

③區(qū)組內(nèi)的基本單元不是一名被試或幾名被試，而是以一個(gè)團(tuán)體為單元。

隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)又可分為隨機(jī)化區(qū)組單因素設(shè)計(jì)和隨機(jī)化區(qū)組多因素設(shè)計(jì)。

隨機(jī)化區(qū)組單因素設(shè)計(jì)要求將被試劃分為不同的區(qū)組，并且每一區(qū)組的被試隨機(jī)接受所有不同的處理。然后觀察實(shí)驗(yàn)處理后每個(gè)區(qū)組中的被試對(duì)不同處理的反應(yīng)，并作為后測成績。

隨機(jī)化區(qū)組多因素設(shè)計(jì)中不僅僅限于一個(gè)因素。例如，隨機(jī)化區(qū)組兩因素設(shè)計(jì)將被試劃分為不同的區(qū)組，每個(gè)區(qū)組都隨機(jī)接受兩因素各個(gè)水平組合的全部處理，然后觀測每個(gè)區(qū)組對(duì)不同處理的反應(yīng)，并將反應(yīng)值作為后測成績。

四、實(shí)驗(yàn)研究的效度

1．內(nèi)部效度

（1）定義

實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度是指實(shí)驗(yàn)中的自變量與因變量之間因果關(guān)系的明確程度。如果在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)自變量發(fā)生變化時(shí)因變量隨之發(fā)生改變，而自變量恒定時(shí)因變量則不發(fā)生變化，也就是說確實(shí)是自變量而不是其他因素引起了因變量的變化，那么這個(gè)實(shí)驗(yàn)就具有較高的內(nèi)部效度。由此可知，內(nèi)部效度與無關(guān)變量的控制有關(guān)。

（2）內(nèi)部效度的影響因素

①被試因素

a．歷史因素。由于實(shí)驗(yàn)都經(jīng)歷一個(gè)時(shí)間過程，在這一時(shí)間歷程中，存在一些有利于強(qiáng)化反應(yīng)的因素作用，使反應(yīng)變量發(fā)生偏移，反應(yīng)結(jié)果不真實(shí)。

b．霍桑效應(yīng)、安慰劑效應(yīng)、要求特征。即被試知道自己正在被觀察測定，所表現(xiàn)出的期望效應(yīng)和猜測實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?duì)自己利弊而作出的不實(shí)反應(yīng)，是影響內(nèi)在效度的一個(gè)很值得注意的問題。

c．疲勞因素。是由重復(fù)安排實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。

d．成熟。指隨著時(shí)間的經(jīng)過，被試者內(nèi)部歷程發(fā)生改變，而影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。

e．被試亡失。指最能反映實(shí)驗(yàn)處理效應(yīng)的被試，由于某些原因中途退出實(shí)驗(yàn)，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差。

f．選擇。指沒有用隨機(jī)取樣的方法選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象或進(jìn)行分組，使所選擇的幾組實(shí)驗(yàn)對(duì)象在實(shí)施實(shí)驗(yàn)處理之前就存在差異，不相等；在對(duì)結(jié)果的分析處理時(shí)，又未采用相應(yīng)的方法加以鑒別分析，故其結(jié)果的差異難以說清是自變量的效果還是原有被試的差異造成的，而如果只依數(shù)據(jù)的表面差異情況作出結(jié)論，顯然就會(huì)降低內(nèi)在效度。

②測驗(yàn)工具因素

a．測驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的增長。測驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)是指對(duì)心理學(xué)研究中常用的測驗(yàn)量表的應(yīng)答技巧，它會(huì)使測驗(yàn)成績?cè)絹碓胶谩Ｈ绻溟g有實(shí)驗(yàn)處理，前后兩次測驗(yàn)結(jié)果的變化，就很難說是實(shí)驗(yàn)處理的效應(yīng)，還是測驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

b．測量工具的穩(wěn)定性。指呈現(xiàn)自變量和測定反應(yīng)變量的儀器或其他工具，隨使用時(shí)間、電壓變化，或其他原因而變化，有變化的即為不穩(wěn)定。同樣，一個(gè)信度不高的心理測驗(yàn)量表也屬于這一類，如果用這種信度不高的工具測量被試心身的變化，會(huì)帶來很大誤差，使內(nèi)在效度降低。

③實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)

由實(shí)驗(yàn)者的期望、態(tài)度、情緒等因素造成對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響稱之為實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)。

④交互作用因素

a．主試-被試間的相互作用

在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中，除了主試給出指導(dǎo)語及被試按指導(dǎo)語要求完成任務(wù)的相互作用之外，他們之間還可能存在著某種干擾實(shí)驗(yàn)、使實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生混淆的相互作用。有兩種來源的偏差：要求特征和實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)。

保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)部效度的通用手段是雙盲實(shí)驗(yàn)法。也就是說，主試和被試都不清楚實(shí)驗(yàn)的具體目的，因而可最大程度上避免主試的暗示和被試的順從。

b．選擇與成熟之交互作用。選擇不同被試可能與成熟之間存在交互作用，也影響效度。

c．前測與實(shí)驗(yàn)處理的反作用效果。有些研究設(shè)計(jì)需要進(jìn)行前測，前測與實(shí)驗(yàn)處理本身，都會(huì)對(duì)后測（實(shí)驗(yàn)效果的檢測）產(chǎn)生影響。這些影響有正也有負(fù)，即心理喚醒水平、練習(xí)效果、遷移、前攝抑制等等，這也是影響內(nèi)在效度的因素之一。

⑤統(tǒng)計(jì)回歸

回歸假象的概念：第一次測量平均值偏高者，第二次測量平均值有趨低的傾向（向常態(tài)分布的平均數(shù)回歸）；第一次測量平均值偏低者，第二次測量平均值有趨高的傾向（也向常態(tài)分布的平均數(shù)回歸）。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)分組涉及某些具有極端特性的個(gè)體作為被試（如高焦慮組和低焦慮組）時(shí)，統(tǒng)計(jì)回歸將對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度起到極大的影響，實(shí)驗(yàn)者將無法區(qū)分統(tǒng)計(jì)回歸的效應(yīng)和自變量本身的效應(yīng)。為避免統(tǒng)計(jì)回歸對(duì)實(shí)驗(yàn)效度的影響，通常建議實(shí)驗(yàn)者在匹配被試時(shí)必須考慮兩組被試本身是否同質(zhì)，如果不同質(zhì)（就像白人兒童和非洲裔兒童），就必須以幾組被試各自的相對(duì)水平進(jìn)行匹配。此外，利用統(tǒng)計(jì)控制進(jìn)行協(xié)方差分析，在某種程度上也能降低統(tǒng)計(jì)回歸對(duì)實(shí)驗(yàn)效度的影響。

（3）零結(jié)果對(duì)內(nèi)部效度問題的提示

①如果在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究中，由于上述種種原因造成了嚴(yán)重的混淆，導(dǎo)致自變量的操縱和變化沒有引起因變量相應(yīng)的變化，那么實(shí)驗(yàn)就會(huì)出現(xiàn)零結(jié)果。因此，如果零結(jié)果不是真正意義上說明白變量和因變量毫無關(guān)系，那么就必然提示了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度存在大問題。

②一般來講，零結(jié)果產(chǎn)生后，我們要在以下幾方面尋找原因以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度。

a．自變量的操縱是否有效。如果自變量的操縱本身較失敗，那么就不足以引起因變量的變化；

b．因變量的測量是否充分。如果因變量的測量范圍受到限制，出現(xiàn)天花板效應(yīng)或地板效應(yīng)，那么實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度也將大打折扣；

c．額外變量是否得到有效控制。如果實(shí)驗(yàn)對(duì)額外變量的控制不夠充分，自變量與因變量之間因果關(guān)系的明確程度就大大降低，那么實(shí)驗(yàn)就很有可能出現(xiàn)零結(jié)果。

③無論是何種情況下，當(dāng)一項(xiàng)研究出現(xiàn)了零結(jié)果時(shí)，它可以告訴研究者很多信息。

a．它提醒研究者可能他的實(shí)驗(yàn)操縱存在問題，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度已經(jīng)受到了嚴(yán)重的威脅。需要研究者重新考慮該如何對(duì)待這種操縱的失誤，并采取相應(yīng)的措施來彌補(bǔ)，比如重新實(shí)驗(yàn)；

b．它告訴研究者可能他的實(shí)驗(yàn)假設(shè)存在偏頗。需要研究者重新謹(jǐn)慎地思考其假設(shè)背后的理論的正確性。雖然這種情況很難讓每個(gè)研究者都接受，但卻可以真實(shí)地反映研究者的科學(xué)態(tài)度。

2．外部效度

（1）定義

實(shí)驗(yàn)的外部效度是指實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠普遍推論到樣本的總體和其他同類現(xiàn)象中去的程度，即實(shí)驗(yàn)結(jié)果的普遍代表性和適用性，研究者也將之稱為生態(tài)效度。普遍性的問題在所有類型的研究中都存在，也是研究者感興趣的問題。它涉及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的概括力和外推力，也就是實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近現(xiàn)實(shí)的程度。

（2）外部效度的影響因素

實(shí)驗(yàn)的外部效度受到很多因素的制約。主要有以下幾個(gè)方面的影響：

①實(shí)驗(yàn)環(huán)境的人為性

實(shí)驗(yàn)是在嚴(yán)格的控制條件下進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的人為性可能使某些實(shí)驗(yàn)結(jié)果難以用來解釋日常生活中的行為現(xiàn)象。在特定的實(shí)驗(yàn)情境中，被試通常知道自己是處于被觀察的地位，因此其行為可能會(huì)受到影響，表現(xiàn)為與他們不知道自己正在被觀察或不參加實(shí)驗(yàn)時(shí)有很大的不同。而且實(shí)驗(yàn)室中的儀器設(shè)備也會(huì)影響被試的典型行為。此外，被試參與實(shí)驗(yàn)時(shí)都存在一定的動(dòng)機(jī)和對(duì)實(shí)驗(yàn)的預(yù)期，這些因素都會(huì)影響其行為表現(xiàn)。

②被試樣本缺乏代表性

如果研究者選擇一些具有獨(dú)特心理特質(zhì)的被試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，因?yàn)檫@些獨(dú)特的心理特質(zhì)有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)處理造成較佳的反應(yīng)，就很難將得出的結(jié)果推廣到其他特質(zhì)的被試上去。

③測量工具的局限性

實(shí)驗(yàn)者對(duì)自變量和因變量的操作性定義往往以所使用的測量工具的測量結(jié)果來加以考慮的。實(shí)驗(yàn)材料和測驗(yàn)類型的差異可能會(huì)使多個(gè)研究者對(duì)同一個(gè)問題的研究結(jié)論無法會(huì)聚，也就是說可能導(dǎo)致不同的結(jié)論。這直接影響到實(shí)驗(yàn)研究的外部效度，以及我們對(duì)某一研究對(duì)象的正確和深入的理解。

④其他的因素

操作定義不明確；研究對(duì)被試的反作用；事前測量與實(shí)驗(yàn)處理的相互影響；多重處理的干擾；實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)；研究與實(shí)際情境相差較大；被試選擇與實(shí)驗(yàn)處理的交互作用等。

3．構(gòu)思效度

（1）定義

構(gòu)思效度，又稱結(jié)構(gòu)效度，是指理論構(gòu)思的合理性及其轉(zhuǎn)換為抽象與操作定義的恰當(dāng)性程度。

（2）提高構(gòu)思效度方法

①理論構(gòu)思必須結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、符合邏輯、層次分明，形成某種“構(gòu)思網(wǎng)絡(luò)”；

②嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙?duì)各種變量做出明確、嚴(yán)格的說明；

③給變量下明確的操作定義，并制定相應(yīng)的客觀測量指標(biāo)；

④消除或控制各種影響因素，如構(gòu)思水平之間的混淆、主被試效應(yīng)等。

（3）構(gòu)思效度的特點(diǎn)

①構(gòu)思效度的大小首先取決于事先假定的心理特質(zhì)理論。一旦人們對(duì)同一種心理特質(zhì)有著不同的定義或假設(shè)，則會(huì)使得關(guān)于該特質(zhì)測驗(yàn)的構(gòu)思效度的研究結(jié)果無法比較。

②當(dāng)實(shí)際測量的資料無法證實(shí)我們的理論假設(shè)時(shí)，并不一定就表明該測驗(yàn)構(gòu)思效度不高，因?yàn)檫€有可能出現(xiàn)理論假設(shè)不成立，或者該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能對(duì)該假設(shè)作適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)等情況。這就使得構(gòu)思效度的獲取更為困難。

③構(gòu)思效度是通過測量什么、不測量什么的證據(jù)累積起來給以確定的，因而不可能有單一的數(shù)量指標(biāo)來描述構(gòu)思效度。

4．統(tǒng)計(jì)結(jié)論效度

（1）定義

統(tǒng)計(jì)結(jié)論效度是關(guān)于研究的數(shù)據(jù)分析處理程序的效度檢驗(yàn)，或者說，它是檢驗(yàn)研究結(jié)果的數(shù)據(jù)分析程序與方法的有效性的指標(biāo)。

（2）統(tǒng)計(jì)結(jié)論效度的基本問題是研究誤差、變異來源與如何適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用統(tǒng)計(jì)顯著性檢驗(yàn)，它不涉及系統(tǒng)性偏差的來源問題，而是研究誤差變異情況和如何適當(dāng)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)顯著性檢驗(yàn)的問題。

（3）要提高統(tǒng)計(jì)結(jié)論的效度，首先必須保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量；其次要明確各種統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法的基本假設(shè)和適用條件，選用適宜的統(tǒng)計(jì)程序；此外還應(yīng)注意適當(dāng)增大樣本的容量。