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简单实验设计之二:重复测量设计 精选

已有 2322 次阅读 2021-7-13 23:58 |系统分类:科研笔记

心理学研究有两种简单的实验设计,一种是独立样本设计,一种是重复测量设计。最简单的独立样本设计,只有两种实验条件,前文介绍过了。最简单的重复测量设计,也只有两种实验条件,本文拟做介绍。

一、基本情形

在介绍独立样本设计时,讲过一个虚构的研究:个体在他人围观下从事具有一定难度的任务,表现将会较差。研究者选择把缝衣线穿入缝衣针的实验任务,因变量是被试把一根长50厘米的缝衣线穿入针鼻儿并对折的时间(以秒为单位)。自变量是观众,它的两个水平分别是有观众(男女各半的6名大学生)和无观众。自变量的两个水平,对应着两种实验条件。

如果招募一批被试,让每一名被试都先后在两种条件下进行实验,那么,这样的实验设计就是重复测量设计。由于两种条件下参加实验的都是相同的被试,从而,被试变量就不存在了,研究者就可以检验有观众是否对个体的操作有效应。可见,“重复测量”,指的是这样的事实:在自变量的不同条件下,对每个被试重复相同的测量。由于两种条件下的被试是相同的,如果其他变量都得到了控制,那么,因变量的任何差异都应当是操纵的自变量的效应。

与独立样本设计有一些其他名称类似,重复测量设计也有一些其他术语,包括相关样本设计、相关组设计、组内设计、被试内设计。相关样本设计直接与相关样本t检验对应,而被试内设计的说法十分常见。

二、一点说明

心理学研究中的重复测量设计,是针对实验研究而言的。做实验时,是在自变量的两种(或多种)条件下,对相同的被试进行完全相同的测量。也就是说,重复测量,要对相同的被试至少测量两次。然而,对相同被试测量两次或多次,如果做的不是实验,即不是在自变量的不同条件下进行的,那么,这样的研究设计就不是重复测量设计。

例如,研究者可以在研究中对被试进行一项外向性测验,再进行一项怡人性测验。在这种情况下,研究者所做的不是重复测量研究,对于随后的数据分析,也不是进行差异检验,而是考察两个测量得分的相关。这样的研究不是实验研究,也不是准实验研究,而是相关研究。

三、主要缺点

假若研究者采用重复测量设计,对围观影响穿针问题进行实验,被试先做有观众条件的实验,接着做无观众条件的实验。倘若研究者发现,如预期的那样,有观众时的穿针时间更长。此时,如何解释有无观众两种条件下的差异呢?具体地说,能够得出有观众影响穿针操作的结论吗?

显然不能。因为存在做实验的前后顺序,而无观众的条件后做,被试对穿针任务已经熟练,从而完成任务所需时间更短。这种情形,称为练习效应,即被试由于先做一种条件的任务而变得对这种任务操作更好的现象。此时,究竟是围观在起作用还是练习在起作用,研究者无法确定。

对于上述实验,倘若研究者发现,与预期的相反,无观众时的穿针时间更长,又该如何解释呢?说明围观不仅不影响穿针操作,而且还有促进作用?显然,也不能得到这样的结论。由于无观众是后做的,从而,被试可能已经疲劳了或者厌烦这种穿针任务,于是所需时间更长。这种情形,称为疲劳效应,即被试由于先做一种条件的任务而变得对这种任务操作更差的现象。此时,究竟是围观在起作用还是疲劳在起作用,研究者同样无法确定。

练习效应和疲劳效应都是由于实验顺序造成的,统称为顺序效应,它是重复测量设计的主要缺点之一。

四、解决策略

对于重复测量设计的顺序效应,有一些常用的解决策略,例如,抵消顺序、延长间隔、换用设计。

其一,抵消顺序。对于自变量只有两种水平的重复测量设计,也就是有两种实验条件,不妨分别称为条件A和条件B。如果先做条件A会影响条件B,先做条件B会影响条件A,那么,把被试按人数分成两半,一半被试先做条件A再做条件B,另一半被试先做条件B再做条件A。这就是抵消顺序的策略,通常是重复测量设计的实验程序的一部分。

在心理学研究中,情况要复杂一些。如果先做条件A再做条件B而产生的顺序效应,与先做条件B再做条件A而产生的顺序效应不等同、不可比拟,就存在不对称顺序效应(Coolican, 2014)。此时,抵消顺序的策略就不顶用了。

其二,延长间隔。由于顺序效应是做前一条件时的后效造成的,那么,增大两种条件之间的时间间隔,消除任何可能的学习效应或疲劳效应,是一种可以考虑的策略。显然,有些实验后效(比如,学习效应)是难以消除的,比如,被试一旦学会一种记忆方法,让他们消除这种记忆方法,是不太可能的。

其三,换用设计。如果研究者认为顺序效应是难以处理的,他/她可以不用重复测量设计,而改用独立样本设计。

五、注意事项

实际上,在如下3种情况下,是不能采用重复测量设计的。

其一,顺序效应不能消除,或者存在不对称顺序效应。此时,抵消顺序、延长间隔都是行不通的,只能采用独立样本设计。

其二,被试能够轻易猜到实验目的。一些实验的材料本身,会使研究目的昭然若揭。例如,在道德判断研究中,如果用24道题目,每两道题目都大致相同,只有一个情节不同,虽然题目排列顺序是随机的,但是,被试在作答时很容易发现题目两两对比的现象。

其三,控制组是很关键的。例如,研究者先对一组儿童进行前测,接着实施一个训练程序,用来增强被试对处境不利同伴的敏感性,然后进行后测。为了考察儿童的真正改变,研究者需要采用控制组和/或安慰剂组,以此比较实验组被试的变化。

总之,重复测量设计是两种简单实验设计中的一种,是一组被试在不同实验条件下完成相同的测量任务。这种设计的主要缺点是顺序效应,可以通过抵消顺序、延长间隔、换用设计解决这个问题。但是,如果顺序效应不能消除、被试容易猜到研究意图、控制组很重要,那么,就不能采用重复测量设计。

参考文献

Coolican, H. (2014). Research Methods and Statistics in Psychology (6th ed.). London: Psychology Press.



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