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《实验心理学》

作者:杨治良    文章来源:《实验心理学》    点击数:    更新时间:2006-7-30
 
实验心理学
(1)
编著:杨治良
上海市黄浦区教育信息中心
自 序
心理学是当代社会与行为科学中发展最迅速的学科之一。关于心理学的
探索研究,目前可说是正处在“著人滋味,真个浓如酒”的时期。在心理学
科的百花园中,实验心理学的发展尤为突出。实验法是心理学研究的主要方
法,它不仅促使心理学成为一门独立科学,而且其日新月异的演进,也推动
着心理学各领域的迅猛发展。诚然,由美国心理学家斯珀灵( George
Sperling)1960 年首次公布的部分报告法,证实了感觉记忆的存在。此外诸
如信号检测论的应用,使对内部心理的分析更上层楼,反应时新法使认知心
理学大展宏图,间接测量法导致了内隐记忆的新发现。由此等实验心理学的
发展,在在有力地说明了实验方法是揭露心理和行为的规律性的重要途径和
手段。一位心理学家可以对心理学任一领域任一分支感兴趣,可以专门从事
工业心理、医学心理、教育心理或知觉心理、记忆心理、思维心理,以至社
会心理的研究,但是他们必定有一个共同的特点,即是确切地掌握了实验心
理学的研究方法,了解应当如何科学地考察心理和行为的规律。这就足以证
明实验心理学的重要性。
本人有幸受邀参加《世纪心理学丛书》中《实验心理学》一书的编写工
作,获得了一次珍贵的学习锻炼机会。本书是专为大学和师范院校学生撰写
的一本教科书,一般读过《普通心理学》和《心理统计学》者,都可读懂此
书。本书采用教科书的形式,宗旨是将实验心理学中已经确立起来的最基本
的、最可靠的科学方法介绍给同学和读者,使同学们初步掌握实验心理学的
重要理论,学会基本的实验设计,并具有相当的实验技能。
本书的成功出版,首先要归功于张春兴教授和卓鑫淼先生。台湾师范大
学张春兴教授费五年多心力,邀集两岸心理学者合作撰写《世纪心理学丛
书》,对未来中国心理科学的发展,意义极为重大。台湾东华书局负责人卓
鑫淼先生,鼎力资助由繁简两种字体在两岸发行此《世纪心理学丛书》,对
两岸文化学术交流,贡献卓著。本书的编写过程中,又得到主编张春兴教授
的关怀和悉心协助,以及东华书局编辑们在体例、图表乃至内容上的诸多帮
助。没有这些鼓励和帮助是无法写出本书的。还要说明的是,本书在写作过
程中参考了国内外有关心理学专著、论文和文献资料,吸取了许多学者的实
验成果也引用了我本人过去编写的著作和与人合著的著作,在此一并向原作
者致深深的谢意。
最后要说明的是,由于本书编者自身水平和时间的限制,疏漏和缺失在
所难免,恳切地期望广大读者批评指正。
杨 治 良 谨识
一九九七年一月于华东师范大学
第一章
绪 论
本章内容细目
第一节 实验心理学的性质
一、实验心理学的含义 3
二、实验中的几种变量 4
三、实验中主试者与被试者的关系 8
(一)按实验程序进行的主-被试者的相互作用
(二)干扰实验程序的主-被试者的相互作用四、额外变量的控制 11
五、实验效度 13
(一)影响实验内部效度的因素
(二)影响实验外部效度的因素
第二节 心理实验的程序
一、课题的确定 17
(一)课题的来源
(二)实验类型的确定
(三)问题的陈述
二、被试者的选择 19
(一)依问题的性质选择被试者
(二)依研究结果的概括程度来选择被试者
三、实验因素的控制 20
(一)自变量的控制
(二)反应的控制
(三)反应指标的选择
(四)仪器和材料的使用
四、实验资料的收集与分析和综合 24
(一)心理学研究的资料类别
(二)研究资料的整理与解释
五、撰写实验报告 26
第三节 实验心理学简史
一、心理实验发展的第一阶段 0
二、心理实验发展的第二阶段 1
本章实验
一、自变量和因变量的确定 6
二、自变量的范围和间距 7
本章摘要
建议参考资料
实验心理学一词,是1862 年由德国著名心理学家、实验心理学的先驱之
一冯特(Wilhelm Wundt,1832~1920)在他的《感官知觉理论贡献》论文集
的导言里最早提出来的。冯特提出“实验心理学”是作为他创建的新心理学
(new psychology)的代名词。为什么会出现创建新心理学的愿望呢?这是
因为心理学在成为一门独立的科学之前始终作为哲学的一个附属部分,是由
哲学家们用思辨的方法来进行研究的。冯特所说的实验心理学是指用实验的
方法来进行研究的心理学,亦即科学的新心理学,它是为了与以前的心理学
相区别而被提出的。但这时他所说的实验心理学只是指用实验的方法来研究
心理学中的感知觉问题,而对于思维、想象、情感等高级的心理过程,他认
为是不能用实验的方法来进行研究的,他称用非实验方法研究的这部分心理
学为民族心理学(folk psychology)。尽管冯特的观点有一定的局限性,
但在当时乃至今日仍不失为心理学中比较好的研究方法,为科学心理学的创
建立下了功劳。我们把1879 年冯特在德国莱比锡大学建立第一个研究心理学
的实验室这一事件作为心理学从哲学中分化出来,成为一门独立学科的标
志,并称他为实验心理学的创始人。
虽然心理学的实验方法都是在加以控制的条件下进行研究的,但由于不
同的心理学流派所主张的心理学研究的对象不同,在控制条件下观察什么则
不尽相同。例如,构造主义(或结构主义)(structuralism)者就主张用
内省法(introspection)观察自己的直接经验,并企图把意识分为最简单、
最基本的心理元素;行为主义(behaviorism)者则主张在控制条件下观察
人和动物的行为;等等。
在20 世纪50 年代,随着电子学和工程技术的发展,心理学的实验装置
和测量仪器日益精密,从而使心理学的实验研究工作在客观性和准确性方面
都得到了提高,并逐渐摆脱了不同心理学流派对实验方法的束缚和影响。心
理学发展到今天,争论的问题已不再是实验方法对心理学的研究是否适用,
而是如何使心理学的实验方法更加完善、更加自动化,以及如何用在实验室
中发现的心理学规律来解决实际问题。
第一章的绪论,是为了使读者在进入以后各章的专题讨论前,先对实验
心理学有一个概括性的认识。因此,本章的撰写旨在回答以下六个问题:
1.实验心理学是什么样的学科。什么叫实验。
2.什么叫自变量?什么叫因变量?并举例说明。
3.什么叫额外变量?对额外变量的控制通常采用哪些方法。
4.心理学研究的课题主要来自哪些方面。
5.一个完整的实验报告应包括哪几项内容。
6.从实验心理学简史的学习中,获得了哪些启示。
第一节 实验心理学的性质
一、实验心理学的含义
实验心理学(experimental psychology)就是在实验控制条件下对心理
和行为进行研究工作的心理学。这一心理学分支是以研究方法来定义的。根
据这个定义,只要是用实验法(experimental method)来研究的心理学问题,
都可以包括在实验心理学的范围之内。不过,实验心理学所讲的实验法一般
是指在严密控制条件下的实验室实验。实验心理学的内容通常包括两个部
分,一部分是阐述实验方法和实验设计,另一部分则是阐述实验法在一些专
门领域中的应用,如心理物理学、知觉、学习、思维、情绪等专题。前者论
述心理学实验的一般原理,后者论述在具体研究领域中如何应用实验方法等
问题。
实验法不等于自然观察法(naturalistic observation)。在使用自然
观察法时,研究者只能被动地仔细观察和记录研究对象在自然状态下所发生
的情况,而不能有任何干预。虽然长期的、系统的观察也可以发现事物之间
的规律,例如天文学中的规律大部分是这样发现的。但这种观察只能等待所
要观察的事物出现时才能进行,受自然条件的限制。而实验(experiment)
则是人为地去干预、控制所研究的对象。实验者可以创造条件,引发所需要
的事件来观察其变化;为了验证,可以创造同样的条件进行重复观察。与自
然观察法相比较,实验法是探寻事物之间的规律的一种更加有效的办法。
现代心理学是一个非常庞大的学科体系,包含有许多心理学分支,例如
普通心理学( general psychology ) 、生理心理学( physiological
psychol-ogy)、学习心理学(psychology of learning)、认知心理学
(cognitive psychol-ogy)、发展心理学(developmental psychology)、
社会心理学(social psy-chology)、人格心理学(personality psychology)、
工业心理学( industrialpsychology ) 、教育心理学( educational
psychology)、管理心理学(mana-gerial psychology)等等。在现代心理
学的各分支学科中几乎都在应用实验法,并且应用实验法的范围正在日益扩
大;即使在过去曾被认为难以进行实验研究的人格心理学和社会心理学也都
在进行实验研究。心理学家把那些用实验法所得到的科学资料概括为实验心
理学的综合成果,从而发展了实验心理学;同时,实验心理学也成了现代心
理学各分支学科的发展基础。实验心理学在现代心理学中的地位及其与其他
心理学分支学科的关系如图1-1 所示。
二、实验中的几种变量
从以上叙述中,我们可以知道实验是一种控制的观察。与自然的或偶然
的观察不同,实验是实验者人为地使现象发生,对产生现象的情景或影响现
象的条件加以操纵、变化以及控制的观察。然而,自然的或偶然的观察是研
究者在自然的情境中任现象自然的发生,对现象及其发生的情境不加入人为
的干预而进行的。与其他研究方法相比,实验法的主要特点是能较好地控制
额外变量。武德沃斯和施洛斯贝格(Woodworth& Schlosberg, 1954)指出
了实验具有三个优点:(1)在实验的方法中,实验者可以在他愿意时,使事
件产生,可以充分地进行精密的观察。(2)实验在同样条件下是可以重复的,
别人可以验证它。(3)系统地变化条件,可以追究与此相随的事件的变化。
在这三个优点中,第2 个优点是特别重要的。只有按照同样的手续,能被别
人重复验证的事实,才能构成科学的知识。当然,每个实验的复杂程度是不
同的。在简单、单一的实验里,只让一个条件变化而控制其余的一切条件。
在妥善安排的复杂设计里,可以让两个或两个以上的条件同时变化,分析每
个条件的单独影响以及它们之间可能的相互作用。在我们明确了“实验”的
含义后,我们就可以来讨论什么是变量?变量主要有几种?
变量(或变项)(variable)是指在数量上或质量上可变的事物的属性。
例如,光的强度可以由弱变强,呈现时间可以由短变长,智力的IQ 可以由小
到大,这些都属于量的变量。又如,人的性别有男有女,人的宗教信仰有佛
教、道教、基督教、天主教和伊斯兰教等等,这些是质的变量。质的变量有
时也可以用数字代替类别,以便于统计分析。
在自然科学中,常用数学方程式来描述一些现象。用实验法研究心理学
问题时,也用数学方程式来探明变量与变量的关系。在实验中实验者所操纵
的、对被试者的反应产生影响的变量称为自变量( 或自变项)
(independentvariable,简称I.V.);由操纵自变量而引起的被试者的某
种特定反应称为因变量(或依变项)(dependent variable,简称 D. V.)。
例如,要研究灯光亮度对阅读速度的影响时,实验者所操纵的灯光亮度(变
化烛光数)就是自变量,而阅读速度(以每分钟多少字来表示)就是因变量。
因此,自变量和因变量是相互依存的,没有自变量就无所谓因变量,没有因
变量也无所谓自变量。
除了自变量之外,还有其他许多因素都会影响因变量的变化。上例中,
文字的形状、大小、排列方式、清晰度、熟悉度以及材料的呈现位置和呈现
先后等都会影响阅读速度。此外,像大气压、被试者的高矮、胖瘦和头发长
短等因素对阅读速度就没有什么影响。凡是对因变量产生影响的实验条件都
称为相关变量(relevant variable,简称R.V.),而对因变量不产生影响
的实验条件称为无关变量(或无关变项)(irrelevant variable,简称 I.
V.)。在相关变量中,实验者用以研究的变量称为自变量,实验者不用于研
究的那些相关变量称为额外相关变量(extraneous relevant variable),
或简称为额外变量(或外扰变项)(extraneous variable)。在实验中,额
外变量是必须加以控制的。如果不控制额外变量,就会弄不清因变量的变化
是由自变量的影响引起的,还是由因变量的变化引起的。因而就无法得出明
确的结论。由于在实验中额外变量是必须加以控制的,所以额外变量也被称
为控制变量(controlled variable)。评价一项实验设计的好坏的一个重要
依据就是看研究者能否成功地控制那些额外变量。
自变量的种类很多,大致可以分为三类:
1.作业 作业(task)是指实验中要求被试者作出特定反应的某种呈现刺
激,例如,字母串、配对联想词表、Müller-Lyer 错觉图、字谜等等。如果
把这些作业的任何特性作为自变量来操纵,则这种自变量即为一种作业变量
(task variable)。
2.环境 当实验呈现某种作业时,如果改变实验环境(environment)的
任何特性,则改变了的环境特性即为环境自变量(environmental independent
variable)。例如,我们可以改变实验室内的亮度或噪声(噪音)
强度,也可以改变呈现刺激的时间间隔等等。
3.被试者 被试者的特性因素如年龄、性别、健康状况、智力、教育水平、
人格特性、动机、态度、内驱力等都可能影响对某种刺激的反应,这些因素
统称为被试者变量(或受试者变项)(subject variable)。在这些被试者
变量中,有的是实验者可以主动操纵加以改变的,例如内驱力强度可以用禁
食或禁饮的时间来加以操纵,而有的则是不能主动操纵的,只能进行测量,
例如智力、教育水平、自我强度等。被试者本身固有的、实验者不能加以操
纵使其改变的特性称为本性变量(或属性变项)(attribute variable)。
在某些情况下,研究者把几个不同的自变量当作一个复合自变量(complex
independent variable)来操纵,以确定它们的综合效应。例如,有些
学校为提高学生的学习成绩进行实验,采取了一系列的教学改革措施,如使
用新的教材、加强课堂管理、奖励成就等。假定这些措施确实提高了学生的
学习成绩,那我们是不大可能鉴别出哪一个自变量在起什么作用的,或许其
中只有一种措施才真正起作用,但设计这种实验的目的并非要鉴别出某个变
量的作用,而是考察其综合效应。因此,只要研究者不对复合自变量作出分
析性结论,这类研究无可厚非。由于复合自变量更接近日常生活实际,并能
解决某些实际问题,因而常被研究者所采用。
因为自变量的变化而产生的现象变化、或结果,称为因变量,也就是反
应变量(response variable)、或反应测量(response measurement)。对
于被试者的反应可以从下列几方面来测量:(1)反应速度,例如,简单反应
时间、或潜伏期,走完一个迷津所需的时间,在一定时间内完成某项作业的
数量等。(2)反应的正确性,例如,选择反应正确的次数、走迷宫入盲巷的
次数、跟追踪盘离靶的次数或距离等。(3)反应的难度,有些作业可以定出
一个难易等级,看被试者或动物能达到什么水平,如斯金纳箱就有三个难度
等级。(4)反应的次数或机率,是指在一定时间内被试者能做出某种反应的
次数,例如在心理物理学实验中,根据机率来规定阈限。(5)反应的强度,
例如,情绪实验中的出汗量,皮肤电反射电阻变化的大小,等等。
除了上述反应指标外,被试者的口语报告内容(即口语记录)也是一项
重要的反应变量。口语记录(protocol)是指被试者在实验时对自己心理活
动进程所作叙述的记录,或在实验之后,他对主试者提出问题所作回答的记
录。在心理学实验中,口语记录是很重要的参考资料,有助于我们分析被试
者的内部心理活动。目前口语记录分析已被用于问题解决的实验中,借以了
解被试者解决问题时所使用的思维策略。
对于人的心理活动,我们无法直接观察到。但他的行为反应是受心理活
动支配的,是我们可以观察到的。心理学家之所以对反应指标的测量感到兴
趣,是因为他们相信从由刺激引起的反应指标可以推知某些更基本的心理过
程。例如我们让被试者解一道数学题:6+7+8+9= ?要求他们在解题时说出头
脑中所进行的一切活动,并记录其得出的答案和使用了多少时间。结果发现,
虽然被试者的答案都是对的,但解题所用的时间却有显著差异,有的解得快;
有的解得慢。进一步分析他们的口语记录,发现解得慢的被试者是用累加法,
解得快的被试者是用另一种策略,先做7+8=15,6+9=15,再做15+15=30。这
就是说,在这个实验中,一个变量(一道数学题)导致另一个变量(解题所
用的时间多少)的变化是由某个中介变量(interven- ing variable)(解
题所用的策略)所引起的。现代实验心理学的目的就是要说明和解释人在完
成某种活动时的心理活动是如何进行的,即通过刺激和反应(即S—R)之间
的关系来推断心理活动的方式。
然而,在没有控制的条件下,一个刺激可能会引起多种心理和行为的反
应;相反,一种反应也可能是由多种刺激复合作用的结果。因此,如果要建
立S—R 的对应关系,就必须要发展一系列的有效措施,进行严密的实验设
计。这是心理学实验不同于物理、化学等实验的第一个特点。
三、实验中主试者与被试者的关系
心理实验的对象统称为被试者(subjects),包括人和动物。在实验中,
特别是以人为对象的实验中,如何处理好实验者(即主试者)和被试者的关
系是实验取得成功的一个重要条件。在心理实验中主试者(experimenter)
和被试者的关系如图1-2 所示,包括两类性质不同的相互作用:(1)按实验
程序进行的相互作用,(2)干扰实验程序的相互作用。
(一)按实验程序进行的主-被试者的相互作用
在心理学实验中涉及到的人就是主试者和被试者。主试者对被试者的干
预及被试者对主试者的实验态度都会对实验结果产生影响。由于心理实验都
是通过被试者完成任务的方式进行的,所以主试者对被试者最直接的干预是
向被试者交代任务。主试者为交代任务向被试者所讲的话,在心理实验中就
称为指示语(instruction)。
在以人作被试者时,指示语在实验中不仅是对被试者说明实验,更重要
的是给被试者设定课题,这也是控制被试者这一有机体变量的一种手段。指
示语不同,所得的结果也不相同。因此,主试者在给出指示语时应注意以下
几点:
1.要严格确定给被试者什么样的指示语 不同的实验会有不同的要求,有
的要求被试者尽量做得准确,有的要求尽量做得快,还有的要求又准又快。
此外,是让被试者按特殊的方式完成某任务,还是让他随便用什么方式去完
成任务。类似这样的问题,主试者都要事先确定,写到指示语中去。
2.在指示语中,要把被试者应当知道的事交代完全 主试者要求被试者所
做的事,可能是他从未做过的,要说明将要给他呈现什么,要他怎样做等等。
3.要保证被试者确实懂得了指示语 指示语要写得简单明确。切忌模棱两
可,也不要用专门术语。为防止被试者误解指示语,可以让被试者用自己的
话重述让他做什么、怎么做等等。
4.指示语要标准化 事先要把指示语写下来念给被试者听。应做到所给的
指示语前后一致。不要任意改变同一指示语中的有关词句。对有些实验最好
能使用录音机给出指示语。
在指示语不能充分控制反应时,就要很好地考虑刺激条件和实验装置,
使刺激条件、实验装置与指示语配合起来,使被试者只能做出主试者所要求
的反应。
(二)干扰实验程序的主-被试者的相互作用
在心理实验中,除了主试者给出指示语及被试者按指示语完成任务的相
互作用外,他们之间还可能存在着某种干扰实验、使实验结果发生混淆的相
互作用。例如,主试者在实验中可能以某种方式(如他的表情、手势、语气
等)有意无意地影响被试者,使他们的反应附和实验者的期望。这种现象称
为实验者效应(experimenter effect)。实验者效应往往会以一种颇为微妙
的方式在起作用。例如,当主试者了解到他的少数几位被试者有某种反应倾
向时,他随后观察到的被试者的资料也往往有某种反应倾向。这里,除主试
者无意识地以某种方式影响被试者的反应外,还可能故意地对被试者暗示、
提醒或鼓动,或不能耐心地等待被试者的真实反应的出现就进行记录,或仅
仅记录自己所期望的行为反应。这种现象甚至在用动物做实验时也可能出
现。在罗森塔尔(Rosenthal,1966)的一个研究中,他让选修心理实验课的
学生做白鼠走迷津实验,一组主试者用来做实验的白鼠的笼子上贴有“走迷
津伶俐”的标签,另一组主试者用来做实验的鼠笼子上贴有“走迷津呆笨”
的标签。其实,这些白鼠是随机地被分到这些笼子里的。结果,标记为“走
迷津伶俐”的白鼠比标记为“走迷津呆笨”的白鼠学习得快些。实验者的期
望莫名其妙地影响了白鼠的行为,动物的行为居然附和于错误的标签。
人类被试者参加实验并不是消极被动的。他们总是以某种动机、态度来
对待实验的。因而实验结果在很大程度上也依存于被试者对待实验的态度,
我们必须高度警惕实验中的霍桑效应和安慰剂效应(placebo effect)。所
谓霍桑效应(Hawthorne effect)是指1924 年美国芝加哥西部电力公司霍桑
工厂所进行的一项实验。研究者系统地改变照明强度,目的是确定工厂的最
佳照明条件,借以提高工作效率。结果,不论照明增加或是减少,工人的工
作效率都在逐渐提高。后来才发现,这是由于工人们觉得参加实验是厂里在
关心他们,从而提高了工作效率。这里,很明显被试者的态度成了自变量,
从而影响了反应变量。与霍桑效应相类似的是安慰剂效应

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