1、第六講 被試間和被試內(nèi)設(shè)計,1,PPT學(xué)習(xí)交流,實驗設(shè)計的基本術(shù)語,用來區(qū)別被試組或?qū)嶒灄l件的維度叫因素（factor），即自變量。 因素的特定值稱作水平（level）或處理（treatment） 水平結(jié)合（level combination） 主效應(yīng)（main effect）和交互作用（interaction） 簡單效應(yīng)（simple effect）和簡單簡單效應(yīng) 處理效應(yīng)（treatment effect） 因素設(shè)計（factorial design）,2,PPT學(xué)習(xí)交流,單因素設(shè)計,準(zhǔn)實驗設(shè)計 一組后測設(shè)計和一組前后測設(shè)計 單組時間序列設(shè)計/單組相等時間樣本設(shè)計 典型的完全隨機(jī)設(shè)計 匹配

2、組設(shè)計 不等組設(shè)計 前后測完全隨機(jī)設(shè)計 所羅門四組設(shè)計 被試內(nèi)設(shè)計,3,PPT學(xué)習(xí)交流,一組后測設(shè)計 （one group post-test design）,模式： T O 邏輯：如果同記憶中的一般情況相比，或同已有記憶相比，施加處理（T）后，所觀察變量有變化，則說明處理有效果。 例：“心理干預(yù)能否幫助戒酒”,4,PPT學(xué)習(xí)交流,一組前后測設(shè)計 （one group pretest-posttest design）,模式： 邏輯：如果同前測相比，后測分?jǐn)?shù)發(fā)生變化，則說明處理有效。 混淆因素（可能解釋）： 處理效應(yīng)； 歷史（history）、自然成熟（maturation ）、 回歸（regr

3、ession）、測驗維度意識（testing）、工具使用（instrumentation） 、前測與處理的交互作用。,5,PPT學(xué)習(xí)交流,舉例,假設(shè)被試前測（新學(xué)期開始時的測驗）時語文成績平均為70分，參與一項旨在提高語文成績的訓(xùn)練計劃（處理）后，后測（期末進(jìn)行的一次測驗）時語文成績平均為90分 O1（70） T O2（90）,6,PPT學(xué)習(xí)交流,單組時間序列設(shè)計,模式： 邏輯： 從一系列測量值中剔除成熟效應(yīng)，然后比較前測和后測是否存在明顯的差異。 如果引入處理后，使得前測和后測數(shù)據(jù)不再連續(xù)，即靠近引入實驗處理的前測與后測成績水平截距高低發(fā)生明顯變化，則有處理效應(yīng)。,7,PPT學(xué)習(xí)交流,特點(diǎn)：

4、前后測數(shù)目相等，時間間隔相等。 優(yōu)缺點(diǎn)： （1）較好地控制了被試成熟因素的影響，能把該因素的效應(yīng)從總體數(shù)據(jù)中分離出來。 （2）通過多次觀測避免了可能由于一次測驗而造成的有偏向性樣本成績的概率，從而克服了測驗可靠性的問題。 （3）多次觀測克服了統(tǒng)計回歸的影響。 （4）多次測量，可能會降低被試對實驗處理的敏感性。 （5）難以排除測驗與處理之間的交互作用，也難以克服歷史因素的影響。,8,PPT學(xué)習(xí)交流,單組相等時間樣本設(shè)計,模式： 邏輯： 無處理時（T1）的觀測值作為前測、基線成績，而有處理時的觀測值作為后測成績，通過對比這兩組值是否存在差異，推斷處理的效應(yīng)。 特點(diǎn)： 多次處理，多次觀測；處理與測量

5、交替進(jìn)行，時間間隔相等,9,PPT學(xué)習(xí)交流,舉例：“某降壓藥品是否對高血壓患者有效”,方法： 選擇50名患者追蹤調(diào)查100天，每天固定測量血壓，每10天為一個單位，取平均值作為該時段的血壓。 10個時段中，5個時段服藥，5個時段不服藥，交替進(jìn)行。,10,PPT學(xué)習(xí)交流,優(yōu)點(diǎn)： 較好地控制了歷史因素、測驗因素、統(tǒng)計回歸等額外變量的影響。 缺點(diǎn) 外部效度低，原因可能是多次測驗降低或增加了被試對實驗變量的敏感性；實驗安排的反作用效果（reactive effects of experimental arrangements）會影響該設(shè)計的外部效度； 重復(fù)實驗處理的干擾（multiple-treatm

6、ent interference） 。,11,PPT學(xué)習(xí)交流,典型的完全隨機(jī)設(shè)計,模式： 實驗組 R| T O 控制組 R| O 也稱獨(dú)立組設(shè)計（independent groups design） 邏輯： 由于兩組被試采用隨機(jī)分派（R），兩組在性質(zhì)上屬相等組，因而兩組間的任何差異都只能歸于處理的效果。,12,PPT學(xué)習(xí)交流,舉例：“某訓(xùn)練方法能否有效擴(kuò)大兒童詞匯量”,1. 單組前后測設(shè)計,用詞匯量拓展訓(xùn)練方法進(jìn)行一年的訓(xùn)練,100名5歲兒童，測得他們的詞匯量，作為前測成績,一年后后測,2. 固定組比較設(shè)計,對實驗組用詞匯量拓展訓(xùn)練方法進(jìn)行一年的訓(xùn)練,選擇兩個幼兒園，一個作為實驗組，一個作為對

7、照組,一年后，再次測得他們的詞匯量，作為后測,13,PPT學(xué)習(xí)交流,優(yōu)點(diǎn)：實驗組和對照組相對同質(zhì)，克服了成熟、歷史等因素的影響。 缺點(diǎn)：如果沒有按照隨機(jī)化原則和等組法選擇對等組，則會影響實驗結(jié)果的推論，難以克服的因素主要有： 1. 選擇（differential selection） ； 2.選擇與成熟的交互作用（selection-maturation interaction ）； 3.選擇與處理的交互作用（interaction effects of selection biases and experimental variable）,14,PPT學(xué)習(xí)交流,匹配組設(shè)計（matched g

8、roups design）,模式 邏輯：兩組被試基本相等，可以把后測成績的差異歸為由實驗處理造成，能較好地進(jìn)行變量間的因果推論。,15,PPT學(xué)習(xí)交流,不等組設(shè)計（nonequivalent groups design）,自然組（natural groups） 可行性方面限制無法操縱變量、或變量為選擇的被試變量 模式1（涉及因素為操縱變量時）：G1| T O G2| O 模式2（涉及因素為被試變量時）： G1| O G2| O,16,PPT學(xué)習(xí)交流,前后測完全隨機(jī)設(shè)計 （pretest-posttest studies）,模式： R| O1 T O2 R| O1 O2 邏輯： 如果實驗組和控制

9、組間分?jǐn)?shù)變化（O2-O1 ）差異顯著，說明處理有效果。 也稱作前后測控制組設(shè)計 優(yōu)缺點(diǎn)： 可以基本排除2至6類可能的解釋（歷史、成熟、測驗等）；通過前測明確處理前的初始狀態(tài)，利于變量選擇和控制 分?jǐn)?shù)變化的差異可能是單純處理的效果；也可能是處理與前測交互作用的結(jié)果。不能完全消除成熟等效應(yīng)影響。,17,PPT學(xué)習(xí)交流,舉例：“如何解釋下列結(jié)果”,語文訓(xùn)練計劃結(jié)果模式 A： R| O1（70） T O2 （70） R| O1（70） O2 （70） B： R| O1（70） T O2 （70） R| O1（70） O2 （80）,18,PPT學(xué)習(xí)交流,控制組前后測時間序列設(shè)計,模式： 邏輯： 先剔除

10、成熟效應(yīng)，然后比較控制組和實驗組前后測成績的變化趨勢，從中分析處理效應(yīng)是否存在 增添了控制組，并進(jìn)行了多次測量，較好地控制了選擇、成熟、測驗、統(tǒng)計回歸等因素的影響；對測驗的反作用效果，以及選擇與處理之間的交互作用可能會降低實驗的外部效度。,19,PPT學(xué)習(xí)交流,所羅門四組設(shè)計 （Solomon four-group design）,模式： R| O1 T O2（Expr1） R| O3 O4（Ctrl1） R| T O5（Expr2） R| O6（Ctrl2） O6-O4：測驗維度意識 O4-O3：歷史、成熟與回歸 O5-O2：前測與處理交互作用 O6-O5： T的效應(yīng),20,PPT學(xué)習(xí)交流,

11、舉例：“語文訓(xùn)練計劃結(jié)果模式”,結(jié)果A： R| O1（60） T O2（80） R| O3（60） O4（80） R| T O5（70） R| O6（70） 結(jié)果B： R| O1（60） T O2（90） R| O3（60） O4（70） R| T O5（80） R| O6（70）,21,PPT學(xué)習(xí)交流,多因素設(shè)計,兩個或更多因素，每個因素有兩個或更多個水平，因而產(chǎn)生多種水平結(jié)合 可以是被試內(nèi)，也可以是被試間 允許考察不同因素之間可能的交互作用,22,PPT學(xué)習(xí)交流,被試間、被試內(nèi)和混合設(shè)計,被試間（between-subjects design） 又稱作組間設(shè)計（between-groups

12、 design） 被試間因素或被試間變量 被試內(nèi)（within-subjects design） 又稱作重復(fù)測量設(shè)計（repeated-measures design）或組內(nèi)設(shè)計（within-groups design） 被試間因素或被試間變量 混合設(shè)計（mixed design） 2（年齡：年輕人、老年人）2（詞的具體性：具體、抽象）,23,PPT學(xué)習(xí)交流,項目間設(shè)計和項目內(nèi)設(shè)計,Within-/Between-items design 比較是在項目（實驗材料）之間還是相同項目上進(jìn)行,24,PPT學(xué)習(xí)交流,被試間設(shè)計,當(dāng)因素為刺激或任務(wù)變量時，每名被試只能接受一種處理或處理結(jié)合，或者只能參

13、加一個條件的實驗 任務(wù)有關(guān)（獨(dú)立組或匹配組）； 被試變量擇（事后設(shè)計、自然組設(shè)計或不等組設(shè)計） Tversky & Kahneman的判斷實驗，1974 12345678 = _ 87654321 = _ 5s估計的中位數(shù) 錨定偏向,25,PPT學(xué)習(xí)交流,被試間設(shè)計的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 避免練習(xí)和疲勞等遺留效應(yīng)所引起的混淆 缺點(diǎn)： 由被試個體差異所帶來的無關(guān)變異，并沒有從誤差變異中分離；這會導(dǎo)致誤差變異增大，降低實驗設(shè)計的敏感度。 需要被試數(shù)目成倍增加，有時特殊被試難以獲得。,26,PPT學(xué)習(xí)交流,單因素被試內(nèi)設(shè)計,獨(dú)立組設(shè)計 莫里斯水迷宮（Morris等，1982） 水池、平臺、圖像采集與處理系

14、統(tǒng) 大鼠 （place navigationspatial probe） 因變量：逃避潛伏期；大鼠在 原平臺象限的游泳時間和距離 自變量：如藥物A處理,27,PPT學(xué)習(xí)交流,數(shù)據(jù)格式 Excel輸入與處理 數(shù)據(jù)分析獨(dú)立樣本t檢驗（independent t-test） SPSS導(dǎo)入.xls文件 AnalyzeCompare MeansIndependent T Test 1、將因變量和自變量分別選入Test variable(s)和Grouping variable 2、Define Groups，區(qū)組水平，點(diǎn)擊OK開始t檢驗 3、描述統(tǒng)計與t檢驗結(jié)果（方差是否齊性） 4、Levene equ

15、ality of variance決定報告t檢驗結(jié)果，報告方差不齊時的結(jié)果要予以說明 5、p不可能等于零，.000說明p一定小于.0005,28,PPT學(xué)習(xí)交流,匹配組設(shè)計 匹配法創(chuàng)建相等組（如大鼠年齡） 數(shù)據(jù)格式（與獨(dú)立組不同），實驗組與控制組大鼠一一對應(yīng) 數(shù)據(jù)分析Paired-Samples T Test 描述統(tǒng)計、相關(guān)分析（可忽略）、配對樣本t檢驗結(jié)果 實驗組和控制組兩組大鼠之間逃避潛伏期差異顯著，t=4.305，df=11，p=.001。同控制組大鼠（41s）相比，實驗組大鼠的逃避潛伏期（27s）較短。,29,PPT學(xué)習(xí)交流,不等組設(shè)計 雄性與雌性大鼠（控制年齡） 獨(dú)立樣本t檢驗 關(guān)注

16、：三類設(shè)計的自由度,30,PPT學(xué)習(xí)交流,單因素完全隨機(jī)多組設(shè)計,“水迷宮研究藥物效果” 藥物A、B、安慰劑 數(shù)據(jù)格式：自變量M（三個水平）、因變量L Excel輸入（利用average函數(shù)計算各大鼠L的平均數(shù)），spss導(dǎo)入 數(shù)據(jù)分析：單因素被試間方差分析（one-way between subject ANOVA） AnalyzeGLMUnivariate 選擇Dependent Variable和Fixed Factor(s)； Options選擇希望輸出的描述統(tǒng)計； 點(diǎn)擊OK開始F檢驗。,31,PPT學(xué)習(xí)交流,F檢驗的多重比較 Planned or unplanned comparis

17、ons（是否在收集數(shù)據(jù)前就已經(jīng)決定要做的比較，前者是一種預(yù)先比較priori comparison，后者是一種事后比較post-hoc comparison） 無計劃比較 Univariate：Post hoc Multiple Comparisons 報告：Tukey-HSD事后檢驗發(fā)現(xiàn)，同安慰劑控制組相比，無論是接受藥物A的大鼠還是接受藥物B的大鼠，逃避潛伏期都要短，前者，pCompare MeansOne-way ANOVA 選擇Dependent list和Factor 點(diǎn)擊Contrast，在Coefficients框中，添加(add)各條件的權(quán)重系數(shù) Continue OK. 結(jié)果

18、：計劃的比較顯示，同接受安慰劑的控制組大鼠相比，接受藥物的兩組大鼠逃避潛伏期更短，t=4.361,df=33,pGLMUnivariate 選擇Dependent Variable和Fixed Factor(s)； Options選擇希望輸出的描述統(tǒng)計；Plot繪圖 點(diǎn)擊OK開始F檢驗。,35,PPT學(xué)習(xí)交流,報告： 飼養(yǎng)空間大小的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,44)=47.055，pSyntax MANOVA L BY S(1,2)M(1,2) /PRINT=CELLINFO(MEANS) /DESIGN /DESIGN=M WITHIN S(1) M WITHIN S(2) 激活RUN菜單，選ALL

19、命令,37,PPT學(xué)習(xí)交流,簡單效應(yīng)的報告 當(dāng)從出生開始的飼養(yǎng)空間大時，藥物類型的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,45)=9.52，p=.003，同接受安慰劑的大鼠相比，接受藥物A的大鼠逃避潛伏期更短；然而，當(dāng)從出生開始的飼養(yǎng)空間小時，藥物類型的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)GLMUnivariate 選擇Dependent Variable和Fixed Factor(s)； Options選擇希望輸出的描述統(tǒng)計；Plot繪圖 點(diǎn)擊OK開始F檢驗。,40,PPT學(xué)習(xí)交流,結(jié)果報告 有無同伴、飼養(yǎng)空間大小與藥物類型的主效應(yīng)均顯著，分別為，F(xiàn)(1,88)=41.175，p.0005； F(1,88)=92.340，p.0005； F(1,88)=63.957，p.0005。有無同伴與飼養(yǎng)空間大小的交互作用顯著， F(1,88)=5.472，p=.022；有無同伴與藥物類型的交互作用不顯著， F(1,88)=1.847，p=.178；飼養(yǎng)空間大小與藥物類型的交互作用邊緣