常用的心理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有幾種基本類型,而這些類型常常是被綜合使用的。
單組設(shè)計(jì)與對(duì)比設(shè)計(jì)根據(jù)是否設(shè)置控制組(對(duì)照組)劃分的兩種基本設(shè)計(jì)類型。
①單組設(shè)計(jì)。在所選被試編組時(shí)不設(shè)置控制組,其基本模式是前測(cè)-處理-后測(cè),通過前后兩次測(cè)量的差異檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)處理的效果。統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般采用t檢驗(yàn)法。單獨(dú)使用這種類型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)已不多見。因?yàn)樵谇皽y(cè)與后測(cè)中間有許多因素,如成熟、前測(cè)對(duì)后測(cè)的影響、測(cè)量工具的變形、情境的改變等,與實(shí)驗(yàn)處理的效果相混淆,從而降低實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在效度。
②對(duì)比設(shè)計(jì)。這是心理實(shí)驗(yàn)最基本的設(shè)計(jì)之一。它把被試分為兩組,一組為實(shí)驗(yàn)組,施以實(shí)驗(yàn)處理(也稱處理);另一組為控制組,不加實(shí)驗(yàn)處理。為使兩組被試盡量同質(zhì),便于比較,一般采用隨機(jī)分派法分組,通過測(cè)量?jī)山M的差異檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)處理的效果。其基本模式如Ⅰ。即使隨機(jī)分派被試,但樣本不很大時(shí)也很難保證兩組在處理前同質(zhì),因而兩組測(cè)量的差異不一定全是處理的結(jié)果。為了彌補(bǔ)這一不足,常在處理前先對(duì)兩組進(jìn)行測(cè)量,即模式Ⅱ。如果前測(cè)的結(jié)果相近,可直接比較兩組的后測(cè),并用t檢驗(yàn)法檢驗(yàn)其差異,這時(shí)的差異即可認(rèn)為完全是由處理造成的。如果兩個(gè)前測(cè)不同,就要把前測(cè)作為共變量,進(jìn)行獨(dú)立樣本單因素的共變量分析。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是克服了大部分影響內(nèi)在效度的無關(guān)變量。但由于有前測(cè),又增加了前測(cè)的反作用效果,使外在效果有所降低。所謂測(cè)驗(yàn)的反作用效果是指處理前進(jìn)行的前測(cè)可能增加或減少被試對(duì)處理的敏感性。兩種基本設(shè)計(jì)類型根據(jù)分組與處理方式劃分的兩種基本設(shè)計(jì)類型。
①完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)。又稱被試間設(shè)計(jì)或獨(dú)立組設(shè)計(jì)。它起源于抽樣理論,即依據(jù)概率統(tǒng)計(jì)的原則,把被試隨機(jī)分派到各組,接受各組應(yīng)進(jìn)行的處理。由于是隨機(jī)分派,所以在理論上各組接受處理前各方面是相等的。如果在同樣條件下對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上組施以相同處理,則各組效果的平均數(shù)在統(tǒng)計(jì)上應(yīng)沒有顯著差異;如果對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上組分別施以不同的處理,所得效果平均數(shù)的差異可被斷定是由于處理的不同而造成的。這種設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般采用獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)或方差分析。在對(duì)比設(shè)計(jì)中所列的模式Ⅲ和Ⅳ,都可以說是完全隨機(jī)化設(shè)計(jì),也可以算作對(duì)比設(shè)計(jì)。模式Ⅲ的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)組不進(jìn)行前測(cè),控制組不進(jìn)行后測(cè)。由于被試是隨機(jī)分派的,實(shí)驗(yàn)組與控制組被看作同質(zhì),所以比較控制組的前測(cè)與實(shí)驗(yàn)組的后測(cè),即可推斷處理的效果。這種交叉前后測(cè)法雖在理論上能克服前測(cè)的不良影響,但較為理想的隨機(jī)對(duì)比設(shè)計(jì)則是模式Ⅳ。它是把被試隨機(jī)分為4組,即兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組和兩個(gè)控制組,每?jī)蓚€(gè)之中都是一個(gè)有前測(cè)另一個(gè)無前測(cè)。模式表中的Y1、Y2、Y3、Y4均為后測(cè)的結(jié)果。用獨(dú)立樣本2×2方差分析法檢驗(yàn)“前測(cè)與無前測(cè)的差異”、“實(shí)驗(yàn)處理與無處理的差異”以及“前測(cè)與處理交互作用是否顯著”,就能既克服前測(cè)存在的反作用,又防止實(shí)驗(yàn)組與控制組可能出現(xiàn)不同質(zhì)的狀況。這種設(shè)計(jì)雖然比較理想,但它的被試有4組,人數(shù)多、實(shí)驗(yàn)次數(shù)也多,因而不夠經(jīng)濟(jì)。
②隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。又稱被試內(nèi)設(shè)計(jì)。它先把被試按某些特質(zhì)分到不同區(qū)組,使各區(qū)組內(nèi)的被試更接近同質(zhì),而區(qū)組間的被試更加不同。然后將各區(qū)組內(nèi)的被試隨機(jī)分派接受不同的處理,或按不同順序接受所有的處理。這樣,對(duì)于一個(gè)區(qū)組來說是接受所有處理的。這一點(diǎn)與完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)不同。完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)中各組只分別接受各自所應(yīng)該接受的處理。Ⅴ是隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的基本模式。它與完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)的不同還表現(xiàn)在把“區(qū)組”這一變量也納入了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。這樣,總變異就可以分成“處理間”、“區(qū)組間”及“誤差”。與完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)相比,它能把由個(gè)別差異造成的變異估計(jì)出來。劃分區(qū)組的依據(jù)與要考察的反應(yīng)變量密切相關(guān),即當(dāng)同一區(qū)組的被試在第1個(gè)實(shí)驗(yàn)處理中得分高于其他區(qū)組時(shí),在第2個(gè)處理中的得分也同樣高。因此,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)方法一般用相關(guān)樣本的t檢驗(yàn)或方差分析。另外,如果隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)中的每一區(qū)組都進(jìn)行所有的處理,便稱為完全區(qū)組設(shè)計(jì);如果每區(qū)組所進(jìn)行的處理數(shù)小于總的處理數(shù),則稱為不完全區(qū)組設(shè)計(jì)。后者雖然每一區(qū)組不進(jìn)行所有的處理,但每一處理所在的區(qū)組數(shù)須相同。大部分心理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中的處理數(shù)都不太多,基本上是用完全區(qū)組設(shè)計(jì)。若處理數(shù)很多(農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)中常遇到這種情況),由于實(shí)驗(yàn)的總實(shí)施次數(shù)很大,限于人力、財(cái)力及時(shí)間,則須采用不完全區(qū)組設(shè)計(jì)。 這兩種設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)中自變量的多少來劃分的。
①單因素設(shè)計(jì)。它的自變量只有一個(gè),其他能影響結(jié)果的因素均作為無關(guān)變量而加以控制。這種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明易行,但由于在實(shí)際生活中影響心理活動(dòng)的因素常不止一個(gè),所以當(dāng)情況比較復(fù)雜時(shí),最好使用多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
②多因素設(shè)計(jì)。自變量為兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。常用的多因素設(shè)計(jì)有完全隨機(jī)化、隨機(jī)區(qū)組和拉丁方等。完全隨機(jī)化多因素設(shè)計(jì)根據(jù)自變量及每個(gè)自變量的變化水平(處理)的多少進(jìn)行隨機(jī)分組。在2×2因素設(shè)計(jì)中,有兩個(gè)自變量因素A、B,每個(gè)因素又有兩種水平,共有 4種可能的處理,即A1B1、A1B2、A2B1、A2B2。這就必須隨機(jī)地把被試分為4組,每組接受一種處理,即模式Ⅵ。通過獨(dú)立樣本的2×2因素方差分析,可以分析出因素A或B的單獨(dú)作用及A與B的交互作用。隨機(jī)區(qū)組多因素設(shè)計(jì)則需在2×2因素設(shè)計(jì)中選一組被試,讓每一個(gè)被試都接受4種處理,在次序上哪個(gè)人先接受哪種處理用隨機(jī)法決定,這樣,每一個(gè)人的4種處理結(jié)果就是一個(gè)區(qū)組。該設(shè)計(jì)所采用的統(tǒng)計(jì)方法用相關(guān)樣本的方差分析。拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能以較少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。例如,A、B、C3種因素各有3個(gè)水平,需做33=27次實(shí)驗(yàn)。若采用拉丁方設(shè)計(jì)就不必做那么多次。在這種設(shè)計(jì)中,A、B兩個(gè)因素的安排如Ⅶ。根據(jù)這樣的安排,共9次實(shí)驗(yàn)。同時(shí)還要考慮C,要使它的每一水平與其他兩個(gè)因素的不同水平各組合1次,總實(shí)驗(yàn)次數(shù)仍為9次如Ⅷ。由于此設(shè)計(jì)常用拉丁字母,故稱這種排列方式為拉丁方。其統(tǒng)計(jì)方法是拉丁方變異數(shù)分析。這種設(shè)計(jì)除了可減少總實(shí)驗(yàn)次數(shù)外,還有一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn),即能平衡實(shí)驗(yàn)順序的影響。但利用它時(shí)必須符合一定的條件,即假設(shè)各因素之間沒有交互作用,且因素的個(gè)數(shù)必須與實(shí)驗(yàn)處理水平數(shù)相同。 當(dāng)研究者事先已認(rèn)識(shí)到某些無關(guān)變量會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果但實(shí)際上卻又難以妥善控制時(shí),可采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)是沒有采用隨機(jī)化程序,即被試的選擇和編組、處理分配等都不是隨機(jī)安排的。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要類型①間歇時(shí)間序列設(shè)計(jì):指在實(shí)施處理前后的一段時(shí)間里對(duì)一個(gè)被試組進(jìn)行多次重復(fù)觀測(cè),通過比較整個(gè)時(shí)間序列的觀測(cè)結(jié)果來確定處理的效果。所得結(jié)果的分析,需要對(duì)處理前后的一系列觀測(cè)值作出檢驗(yàn)和比較,通常采用相關(guān)樣本t檢驗(yàn)法。
②相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì):指在兩段相等的時(shí)間里測(cè)量一個(gè)被試組,其中的一段時(shí)間給予處理,另一段時(shí)間不給予處理,然后對(duì)在兩段相等時(shí)間里得到的觀測(cè)值進(jìn)行檢驗(yàn)和比較③非同質(zhì)控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì):其基本模式如下:從表面上看,該模式與對(duì)比設(shè)計(jì)中的模式Ⅱ相同,但由于沒有采用隨機(jī)化程序,實(shí)驗(yàn)組和控制組是非同質(zhì)的,對(duì)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理所常用的方法是基礎(chǔ)方差分析和協(xié)方差分析等。
④平衡對(duì)抗設(shè)計(jì):指在實(shí)驗(yàn)處理的順序上提供控制,以抵消處理先后順序的影響所產(chǎn)生的順序誤差。在單組僅有后測(cè)的實(shí)驗(yàn)中,如果有兩種處理A和B,采用平衡對(duì)抗設(shè)計(jì)就是按ABBA的順序進(jìn)行處理。 通常是一種自然描述,用來確定自然存在的臨界變量及其相互關(guān)系。非實(shí)驗(yàn)研究的方法很多,如自然觀察法、相關(guān)法、訪談法、問卷法、測(cè)驗(yàn)法、個(gè)案法和傳記法等。在非實(shí)驗(yàn)研究中,研究者既不采用隨機(jī)化程序,也不能主動(dòng)操縱自變量和控制其他無關(guān)變量。非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要類型①單組后測(cè)設(shè)計(jì):對(duì)一個(gè)被試組給予一次處理和一次后測(cè)。
②單組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì):對(duì)一個(gè)被試組進(jìn)行前測(cè)、處理和后測(cè)。這兩個(gè)研究設(shè)計(jì)都沒有控制組。
③靜態(tài)組比較設(shè)計(jì):對(duì)在處理前已經(jīng)組織起來的兩個(gè)原組(非隨機(jī)選擇的)中的一個(gè)原組給予處理和后測(cè),而對(duì)另一原組不給予處理僅作后測(cè),然后比較兩組的結(jié)果。
④事后回溯設(shè)計(jì):在一事件發(fā)生之后才著手收集有關(guān)此一事件的各種資料,分析此一事件的效果和原由。由于非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的組成部分或重要元素,所以也稱為前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。