实验心理学总结

第一章． 绪论

一．实验心理学的由来

1.诞生标志：1879年冯特在德国莱比锡大学创立第一个心理学实验室。

2.三个代表人物：

（1）费希纳：开创性地提出了量化研究“心灵”的思想，以及具体操作的量化方法。

①贡献：a.联系内部世界和外部世界。b.心理现象的定量研究（三种方法）。

②对现代实验心理学的影响：a.他关于感觉测量的思想被后人进一步深化（心理

测量学）。b.从费希纳阈限思想的不足和缺陷出发，后人发展出新的心理物理学方法（信号检测论）。

（2）冯特：首先提出心理学必须用实验的方法进行研究，从而搭建了实验心理学的框架。 ①著作：a.《对感官知觉学说的贡献》，第一次讲到“实验心理学”，与费希纳的《心理物理学》一起常被看做新心理学著作诞生的标志。b.《生理心理学原理》，科学心理学史上最伟大的著作。

②贡献：a.研究对象（心理现象）。b.研究方法（试验方法）。c.培养人才。 ③影响：宣告诞生。

（3）艾宾浩斯：用实证方法研究记等高级心理过程。

①著作：a.《记忆》。b.《心理学概述》（心理学仅有短期的历史，却有着长期的过去）。 ②贡献：a.证明了实验法可以用来研究高级心理过程。b.从根本上变革了心理学的研究范式（人工实验情境）。c.为实验心理学提供新的变量测量方法（高级心理过程量化）。d.通过实验研究，建立了第一个和高级心理过程有关的函数关系（遗忘曲线）。

③影响：对高级心理过程的研究。

二．科学属性

1.非科学的方法：注意凝聚、先验、权威。

2.科学方法的特点：在经验观察的基础上寻求现象解释的可重复性，并进行自我校正。

3.认识误区：

①实验心理学万能论：a.科学方法本身都是有限的，因此实验心理学不可能是万能的。b.心理学

的学科特殊性更强调了实验心理学不可能是万能的。

②实验心理学背离真实生活：a.实验室环境可以与真实生活不尽相同（相同的内在过程）。b.实验

室研究更有其优势（更可控、更具说服力）。c.并不会将实验室结论无限

推广到真是生活中去。

三．实验心理学的方法学地位

1.实验法在心理学研究中处于最顶端的方法学地位。

2.实验心理学的研究方法：

（1）观察法：就是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现象的过程。 ①特点：简单直接

②类型：a.自然观察法：对自然情境下的现象进行深入观察（描述性资料）。b.个案研究法：深入地研究单个或少数被试的观察法（进行初步比较）。c.调查研究法：通过观察来获得大量个体的详细资料（进行因果推论的猜测时更可靠，可以为进一步进行的严格控制的实验研究提供基本的理论框架）。

③要点：a.要明确观察目标。b.保证观察本身不会对观察结果产生印象（无干扰观察和无干扰测量）

④评价：a.实用性：帮助研究者选择和限定研究范围做一些前期探索，为进一步的研究尤其是实验研究提供资料和课题。

b.局限性：无法做出关系推论。局限性常被忽略。无法重复验证。易受观察者主观影响。

（2）相关法：探索两个或两个以上变量之间的相关关系。

①预测：a.如果变量间相关足够高，理应从一个变量推断出另一个变量的大小。

b.高相关不一定存在因果关系。c.低相关要做出无关性判断，需考虑全局限制和计算相关系数所依据的前提假设是否得到满足。

②评价：a.优点：可以显示变量间的共变关系，从而提示研究者注意各种现象间

可能的因果关系。

b.缺点：相关研究的结果往往取决于其选用相关研究法的前提条件是否

得到满足。想法研究法无法确定因果关系的方向。

③改进：a.将相关研究法建立在观察研究的基础上。b.采用交叉-滞后法。

（3）实验法：通过人为地、系统地操作环境，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。

①心理学实验的要素：假设和推论、变量、实验控制。注：假设是说明某种现象的未经证实的论题。而推论是客观的、可具体测量的，是将抽象的概念转化为实验可以采用的指标。

②实验结果：a.符合假设。注意：实验检验的推论确实能完整代表实验假设。是否可以推广到所有场合是未知的。b.不符合假设。可能原因：没有对自变量进行有效控制、信度低、因变量的测量范围收到限制。

③评价：优点：a.更好地控制无关变量。b.经济。

四．如何进行研究

1.研究伦理：

（1）一般原则：实事求是、严谨审慎。

（2）道德原则：①保障被试的知情同意权。②保障被试退出的自由。③保护被试免遭伤害。④

保密原则。

2.一般程序：

（1）确定研究课题：①选择课题（实际需要、理论需要、个人经验、前人研究与文献资料）。②

确定研究类型（因素型和函数型）。③提出假设。

（2）选择被试：取决于课题的性质（人类或动物被试）以及研究结果的概括程度（取样）。

（3）确定实验控制

（4）数据整合：计数数据、等距数据、等比数据、描述性数据。

（5）撰写实验报告

第二章． 实验研究的基本问题

一．变量

1.定义：在数量上或质量上可变的事物的属性。实验变量指各种需要操纵、控制和测量的因素或条件。

2.分类：自变量、因变量、无关变量、相关变量（额外相关变量、额外变量、控制变量）。

3.意义：变量是实验的基本特征。实验从某种意义上说就是对变量的操纵、控制、观察和比较等的过程。

4.自变量：实验中由实验者所控制、操纵，对被试的反应产生影响的变量。

（1）分类：①作业变量：作业就是指实验中被试的任务，或者实验中所呈现的和被试任务有关

的某种刺激。

②环境变量：改变了的环境特性就是环境自变量。

③被试变量：可能影响对某种刺激的反应的被试的特性因素被称为被试变量。

（2）操纵：①下操纵性定义：（布里奇曼）操纵定义指对一个心理现象根据测定它的程序下定义。

即采用明确、统一、可以量化的术语对自变量进行严格的规定。

②确定自变量水平：即自变量的一个取值或操纵结果。具体因素型不超过四个，函

数型3-5个。

5.因变量：对自变量操作反应的实验反应值，由操纵自变量引起的被试的某种特定反应。

（1）分类：①客观指标：反应速度、反应速度差异、反应正确性、反应标准、反应难度。 ②主观指标：口头记录。

（2）控制：①反应控制：将被试的反应控制在主试所试想的方向上。通过指导语实现。

指导语即心理学实验中主试给被试交代任务时所说的话，能控制被试的反应。指

导语的应具备的四个条件：内容确定、完全、简单明确、标准化。

②选择恰当的因变量指标：有效性、客观性、数量化

③避免量程限制：天花板效应和地板效应。即指反应量程不够大，而造成反应停留

在指标量表的最顶端或最低端，从而使指标的有效性遭受所示。（通过实验设计避免极端反应、先测少量被试）。

6.控制变量：

（1）分类：①温度、环境噪音、照明状况、被试的身体状况等。

②主被试间的相互作用：a.实验者效应：主试在实验中可能以某种方式（如表情、手势、语气等）有意无意地影响被试，使他们的反应符合主试的期望。b.要求特征（奥恩）：被试自发地对主试的实验目的产生一个假设或猜想，然后再以一种自以为能满足这一假想的实验目的的方式进行反应（霍桑效应、安慰剂效应）。

（2）控制：

①排除法：把额外变量从实验中排除出去。（双盲实验）

②恒定法：使额外变量在实验过程中保持恒定不变。

③匹配法：使实验组和控制组中的被试属性相等。 ④随机化法和抵消平衡法：采用某些综合平衡的方法，使额外变量的效果相互抵消，达到控制额

外变量的方法。（ABBA法和拉丁发）

⑤统计控制法：通过一定的统计技术事后避免实验中额外变量的干扰。（协方差分析、剔除极端

数值、分别加权等）

二．实验研究的设计

1.定义：进行科学实验前做的具体计划，它主要用来控制实验条件和安排实验程序。目的是尽可

能减少额外的或为控制的变量，从而增加实验产生有效的一致结果的可能性。

2.三个基本问题：①实验采用多少自变量和因变量。②各自变量又采用多少水平。③被试怎样分

配到各个自变量水平上。

3.实验设计类型：

（1）多变量设计：在一个实验中包含有两个或两个以上自变量或因变量的实验设计。 ①多自变量实验设计：优点：控制好、效率高、可获得交互作用。

注：交互作用：自变量之间的相互关系。当一个自变量产生的效果在另一个自变量的每一个水平上不一致时，交互作用就发生了。即一个自变量的效果随着另一个自变量的水平而发生变化。

②多因变量实验设计

（2）被试间和被试内设计

①被试间设计：每个被试只接受一个自变量水平的处理。

a.优点：一种处理方式不可能污染另一处理方式，避免了练习效应和疲劳效应。

b.缺点：所需被试量大。不能排除个体差异的干扰。

注：避免个体差异的干扰：a.匹配：是将个体按某一个或几个特征上水平的相同或相似加以配

对，然后再把每一对中的每个被试随机分配到各个组别。匹配的缺点：匹配往往是不完全的；工

作量大；在实验者匹配多个特征时，如果特征之间存在交互作用，很可能混淆结果；防止回归假

象的介入。回归假象：指在许多测量情形中，第一次测量的高分组和低分组这两个极端组的分数

在第二次测量时向平均数回归了。

②被试内设计：每个被试都接受自变量所有水平处理的情况。

a.优点：不会受到被试间来自个体差异的干扰。

b.缺点：在时间间隔内可能出现偶发事件；存在顺序误差；平衡设计难以应用时则无法适用。

（差异延迟效应）

注：避免顺序误差：a.ABBA：假设被试间的顺序误差按时间顺序系统地变化，在ABBA设计中，

被试接受A、B两处理的平均顺序是一样的，因此，在理论上能有效平衡成线性系统变化的时间

顺序误差。非线性的时候（初期练习效应）可以在实验正式开始前让背时按要求做一些练习；几

种平衡技术（一半ABBA，一般BAAB）。

b.拉丁方。

（3）小样本设计

①定义：小样本设计是被试内设计的一种变式，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。

②分类：a.ABA：可以较好地区分实验自变量的效果和时间顺序等其他因素的效果。

b.多基线设计：被试内多基线设计、被试间多基线设计。

（4）准实验设计：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。

①被试：对于大多数天生的被试变量，社会引起的被试属性，疾病以及与疾病有关的被试因素，

只能选择不能改变。

②结果只能是相关

③意义：虽然效力不足，但弥补了严格意义上实验研究的不足，是研究者能够在道德和能力的限

制范围内尽可能关注感兴趣的问题。

三．实验研究的效度和信度

1.效度：即实验方法能达到实验目的的程度。

（1）构念效度：指实验研究假设和测量指标的理论构思及其操作化问题。

（2）内部效度：自变量与因变量之间关系的明确程度（即无关变量的控制）。

①影响因素：a.主被试相互作用。b.统计回归。c.其他（被试的一些固有的和习得的差异、选

择偏性、人员流失、个体生长和成熟因素）

②内部效度的特例：统计程序的有效性：即有关决定实验处理效应的数据分析程序的有效性和

准确性。也叫统计结论效度，其影响因素主要有两个：数据的质量、分布和量表特征等；统计检

验的假设。

（3）外部效度：指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。即普遍代

表性和适用性。

①影响因素：a.实验环境的人为性。提高相似性；使用的变量强度和范围接近实际；现场试验，

间接观察，参与观察。

②被试样本缺乏代表性。

③测量工具的局限性。

注：詹金斯的四维度a.被试人群。b.实验材料。c.测验类型。d..实验处理和自变量操作方式。

2.信度：

（1）影响因素：观察量和统计检验。

（2）验证方法：①直接验证：尽可能保持原实验方法的情况下在实际中重复实验

②系统验证：实验者试图变化那些先前被认为与实验结果不相关的因素

③概念验证

四．实验研究的仪器：

1.听力计：测定个体对各种频率声音的感受性大小的仪器。

2.立体镜：证实双眼视差和产生立体知觉的仪器。

3.深度知觉仪：检验深度知觉敏锐度地仪器。

4.时间知觉测试仪

5.空间知觉测试仪

6.速度知觉仪：测量人的速度判断能力的仪器。

7.速示器：是一种短时呈现视觉刺激的仪器。

8.记忆鼓

9.反应计时器

10.警戒仪

11.镜画仪：主要研究练习效果和技能迁移作用的仪器，可考察被试的反转能力、手眼协调能力和学习能力。

12.眼动仪

第三章． 如何读写心理学实验报告

第四章． 反应时

反应时：指刺激作用于有机体之后到明显反应开始所需要的时间。

一．研究历史

1.贝塞尔（人差方程式）—赫尔赫尔姆霍茨（蛙的神经传导速度）——唐德斯——斯滕伯格 （历史上第一个反应时实验）（将反应时正式引入心理学领域）

2.反应时测量的发展：

（仪器）①刺激呈现装置：要求发出信号的同时激活计时装置，且不对被试反应造成干扰。

②反应装置：灵敏、快速，能够在最短时间内停止计时装置的工作。误差来源：键的机械阻力和被试操作的方便与习惯。

③计时装置：简单机械计时器（自由落体直尺、单摆微差计时器）——复杂机械计时器（时时间描记器、钟表式计时器）——电子计时装置。

二．反应时研究的基本问题

1.反应类型：

（1）简单反应时（A）：给被试呈现单一刺激，同时要求他们只做单一的反应，特定的刺激与特定的反应间的联系十分明确。

①听觉简单反应时：a.波动。b.130ms是被试最具代表性、最稳定的简单反应时。c.分布偏态。注：生物墙：是一种人类能力的限制，它根源于人类有机体的特性。

②视觉简单反应时

③特点：比较短、具有通道差异性。

（2）选择反应时（B）：根据不同的刺激物，在各种可能性中选择一种符合要求的反应，并执行该反应所需要的时间。

①二择一的选择反应时比简单反应时长约0.07s，即辨别和选择的时间。

②不管是听觉还是视觉，从一个刺激增加到另一个刺激所需时间增量是一样的（大脑的功能）③

（戈热）选择数目与反应时的关系曲线图（选择反应时和选择数目的对数成比例）

④（波佩尔）不同通道的选择反应时存在多个峰值，其间距为0.03s-0.04s。

（3）辨别反应时（C）

2.速度—准确性权衡（信度）

3.影响因素：

①刺激变量：a.简单—复杂反应时任务的区别。b.刺激强度。c.刺激的复杂程度。d.速度—准确性权衡。

②机体变量：a.适应的水平。b.动机。c.个体差异。

三．反应时新法：用反应时间分析信息加工过程的方法

1.减数法：是一种用减法方法将反应时分解成各个成分，然后来分析信息加工过程的方法。

（1）实验逻辑：如果一种作业包含了另一种作业所没有的某个特定的心理过程，除此之外，二者在其他方面均相同，那么这两种反应时的差即为词心理过程所需的时间。

（2）唐德斯ABC：A反应：简单反应也称基线时间；B反应：除基线操作外还包括刺激辨别和反应选择的心理过程；C反应：在基线操作中加入了刺激辨别的过程。

（3）在实际研究中，研究者往往并不太清楚任务中所包含的认知过程，因此，他们只能尽可能地使两项任务中的一项包含某个预期的心理过程，除此之外，两项任务的条件完全相同，然后对这些不同任务的反应时做减法运算，通过反应时之差的特征来推断该认知加工过程的存在。

（4）实际应用：a.证明心理旋转存在的实验（库柏和谢波德）。b.证明短时记忆视觉编码的实验（波斯纳）

（5）缺陷：使用这种方法要求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，并且要求两个相减的任务中共有的心理过程要严格匹配。很难做到。

3.加因素法

（1）前提假设：人的信息加工过程是系列进行的而不是平行发生的。

（2）实验逻辑：如果两个因素的效应是相互制约的，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一个信息加工阶段。而如果两个因素的效应是分别独立的，那么这两个因素是各自作用于不同的加工阶段。

（3）目的：不是区分出每个阶段的加工时间，而是证实不同加工阶段的存在，以及辨别他们各自的前后顺序。

（4）实际应用：短息记忆的信息提取实验。

因素：测验项目的质量 识记项目的数量 反应类型 每个反应类型的相对频率 阶段：刺激编码阶段 顺序比较阶段 二择一决策阶段 反应组织阶段

3.开窗实验：比较直接地测量每个加工阶段的时间，而且比较明显地看出这些加工阶段。

（1）汉密尔顿、霍克基。字母转换实验。

（2）缺陷：后一个加工阶段可能出现对前一个加工阶段的重复。

四．反应时研究的新进展

1.序列反应时：以反应时作为指标，以序列规则下的操作成绩和随机序列下的操作成绩之差来表示内隐学习的学习量。

（1）尼森、比勒姆

（2）过程：序列反应时范式的特点在于，整个实验中刺激的呈现序列是有规律的，一般来说，固定序列循环6—10次构成一个组段，重复8—12个组段后，插入一个随机的位置序列，之后再恢复固定序列。

（3）结果：当对随机序列的反应时显著大于对固定序列的反应时时，说明序列学习产生了。

（4）原理：序列反应时对内隐学习的揭示符合减数法的基本逻辑，反应时的差异对应着心理过程的差异。即说明被试在固定序列中作出选择反应的过程被易化了。

（5）质疑：标准序列反应时中的序列规则对被试太过简单了。

2.内隐联想测验：它以反应时为指标，通过对概念词和属性词之间自动化联系的评估进而来对个人的内隐态度进行间接的测量。

第五章． 心理物理学

一．传统心理物理学

1.感觉阈限的测量

注：绝对阈限：即刚好引起心理感受的刺激大小。操作定义为有50%的实验次数能引起反应的刺激指。

差别阈限：刚好能引起差别感受的刺激变化量。即有50%的试验次数能引起差别感受的两个刺激的强度之差。

（1）最小变化法（极限法、序列探索法、最小可觉差法、最小差异法）——最直接

①特点：将刺激按递增或递减的方式，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。

②计算

③误差：习惯误差和期望误差。练习误差和疲劳误差。

④误差控制：a.递增、递减系列要保持数量一致，以抵消习惯误差和期望误差。b.每一系列的起始位置要随机变化，以防止被试形成预测。c.递增、递减序列交替排列，以平衡练习误差和疲劳误差。注：差别阈限还存在时间先后顺序和空间位置关系导致的误差。用多层次ABBA来平衡。

（2）恒定刺激法（正误法、次数法）——最准确、应用最广

①程序：a.主试从预备实验中选出少数刺激，一般是5—7个，这几个刺激在整个测定过程中是恒定不变的。所选定刺激的最大强度为每次呈现几乎都能为被试感觉到的强度（被感觉的可能性不低于95%），所选刺激的最小强度为每次呈现几乎都不能感受到的强度（可能小不高于5%），选定呈现刺激的范围后，再在这个范围内取距离相等的刺激。b.所选定的每个刺激要向被试反复呈现多次，一般每种刺激呈现50-200次。c.刺激呈现的顺序事先经过随机安排。d.在统计结果时求出每个刺激变量引起某种反应的次数。

②计算：直线内插法。

（3）平均差误法（均误法、调整法、再造法、均等法）

①程序：呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调解一个比较刺激，使它与标准刺激相等。 ②计算：由于被试反复测试，每次的结果并不是一个固定的数值，它们是围绕一个平均数变化的数值，这个变化范围就是不肯定间距。不肯定间距的中间，即多次调整结果的平均数，就是主观相等点。主观相等点与标准刺激的差就是常误。用平均差误法求差别阈限，所得结果是一个估计值。

③误差：动作误差、时间误差。

2.阈上感觉的测量（心理物理量表的建立）

（1）制作顺序量表的方法

①等级排列法：

a.方法：

b.注意：由于最终的顺序排列取决于所有被试的平均等级，因而要求被试的抽样能够代表实验试图研究的人群总体；由于每一个被试只进行一次排序，所以对被试的利用率不高，且难以排除被试在唯一一次排序中的各种随机误差。

②对偶比较法

a.方法：把所有要比较的刺激配成对，然后一对一对地成像，让被试依刺激的某一特性比较，并作出判断，然后依他们各自突出于其他刺激的百分比的大小排成列。

b.注意：用这种方法得到的顺序量表，还仅仅是针对一个被试的心理物理量表，尚不能直接推广到更大的人群；这一量表模型要求对偶比较是可传递的。

（2）制作等距量表的方法

①感觉等距法：将一个感觉分成主观上相等的距离来制作。二分法和平均差误法。

②差别阈限法—间接方法

a.方法：用任何一种传统心理物理法测出感觉的绝对阈限，并以此为量表的起点。然后以绝对阈限为标准刺激，确定第一个差别阈限，再以绝对阈限加上第一个差别阈限的刺激强度为基准，再测量第二个差别阈限??

b.最小可觉差：每一个差别阈限都称为一个最小可觉差，代表了当前刺激强度下最细微的主观感受变化。差别阈限法认为，每一个最小可觉差在心理上都是相等的，所以，将它作为心理物理量表的等距单位。

（3）制作比率量表的方法

①分段法：通过把一个感觉量加倍或减半或取任何其他比例来构建心理量表。

②数量估计法：

a.方法：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值表示，然后计算出每组被试对每个比较刺激估计的几何平均数或中数，再以刺激值为横坐标，感觉值为纵坐标，即可制成感觉比例量表。

二．心理物理函数

1.心理物理函数：描述对刺激的心理感受和刺激的物理属性之间关系的函数。

2.韦伯定律：刺激的差别阈限是刺激本身强度的一个线性函数。

①韦伯分数：产生一个最小可觉差所需增加的刺激量，总是等于当前刺激量和一个固定分数的乘积，这个固定分数被称作韦伯分数。

②作用：使得比较不同感觉通道及不同条件下的感受性成为可能。

3.费希纳定律（对数定律）：感觉强度的变化和刺激强度的对数变化成正比。心理量的增长慢于物理量的增长。

①成立条件：a.假定韦伯定律对所有类型和强度的刺激都是正确的。b.假定所有最小可觉差在心理上都是相等的。

4.斯蒂文斯定律（幂定律）：S=KIR 。S是感觉量，K是由量表单位决定的常数，R是由感觉通道和刺激强度决定的幂指数。幂函数的指数值决定着按此公式所画的曲线的形状，大于1是正加速曲线，小于1是负加速曲线。

三．感觉的直接测量

1.斯蒂文斯定律和信号检测论的提出标志着现代心理物理学的诞生。

2.感觉的直接测量：

①定义：直接测量感觉意味着对心理感受直接按其强度赋予数值，而不必通过如最小可觉差的个数等中介变量或有无刺激出现等中介反应。

②两种方法：a.数量估计：两种形式①同前。②所有刺激都随机呈现给被试，他们要对第一个呈现的刺激随意指定一个数值来代表他所产生的感觉量，并据此对接下来的刺激一一赋值。

b.数量生产：是数量估计法的反向程序，即给被试一个用数字表示的感觉量值，要求他们调整刺激产生相应的感觉量。

注：数量生产法配合对同一感觉的数量估计法测量，可以作为抵消任一种方法固有系统误差的方式。将数量生产和数量估计结果的几何平均数作为无偏估计。

四．信号检测论

1.意义：彻底改变了以往人们对阈限的理解，将个体客观的感受性和主观的动机、反应偏好等加以区分，从而解决了传统心理物理学所无法解决的问题。

2.基本原理：

在信号检测论实验中，被试对有无信号出现的判断，可以有四种结果：

（1）击中（hit）：当信号（SN）出现时，被试报告有，用Y/SN表示。

（2）虚惊（false alarm）：当噪音（N）出现时，被试报告有，用Y/N表示。

（3）正确拒斥（correct rejection）：当噪音（N）出现时，被试报告无，用n/N表示。

（4）漏报（miss）：当信号（Y）出现时，被试报告无，用n/SN表示。