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实验心理学课件
绪论实验心理学的形成与发展
•实验心理学是以实验方法研究心理和行为规律的科学。
19世纪以来，心理学家使用生理学、物理学和数学方法运用在心理学研究之中，使心理学走上了实验研究的科学之路。
•一些哲学家和生理学家赫尔姆霍茨、韦伯、费希纳和冯特等人率先采用实验的方法研究了一些感觉和知觉范围内的问题，他们的共同努力促进了实验心理学的形成。
•冯特奠定了心理学研究的实验基础之后，众多后来者采用不同的思路和方法进行心理学的实验研究，发展出了众多的心理学研究流派。
一、实验心理学的形成
•
（一）韦伯
•韦伯（1795－1878）是德国解剖家、生理学家，感觉生理心理学和心理物理学的创始人之一。
他1795年6月24日生于萨克森的维登堡，1815年获莱比锡大学博士学位，两年后任该校医学院讲师，1818年任解剖学和生理学助力教授，182１年任教授。
主要从事血液循环和感觉，特别是触觉的研究工作。
代表著作有：
《论触觉》（1834）、《触觉与一般感觉》（1846）等。
•韦伯对心理学主要有两大贡献：
一是用实验系统证明了两点阈限的概念，二是发现了韦伯率。
•韦伯第一次用实验证明和测量了两点阈限
•阈限概念本来是赫尔巴特提出的，但是缺乏实验的根据。
韦伯先用圆规的一个尖端同两个尖端交错着接触被试的各部分皮肤，然后一点点扩大两点之间的距离。
在不用视觉的情况下，让他把从一点到两点的距离感觉报告出来。
韦伯把刚刚能辨别出皮肤上两个刺激点的最短距离称为两点阈限。
这一概念从实验心理学的建立至今仍在广泛的应用。
•韦伯提出了心理学上第一个定量的差别阈限定律即韦伯率
•韦伯首先发现重量的最小可觉差异，确定两重物之间的最小可觉差异与标准之比是一个常数。
后来又推广到研究皮肤表面的两点阈，线的长度和音的高低，发现它们的比值也是一个常数。
据此，韦伯于1834年提出了韦伯率，即差别阈限的定律。
•刚能察觉出刺激有差别时，刺激得增量和原来刺激值的比是一个常数。
韦伯率用数学公式表示：
△I/I=K
•（I:
代表标准刺激的强度△I：
代表刚能一起感觉的刺激曾量，亦即差别阈限K：
代表常数）
•韦伯既打破了对阈限的哲学思辨，又超越了对感觉现象用经验检验的局限，在心理学史上他第一次对感觉与外在刺激的互动关系进行了实验研究和定量分析，用数学公式表示出人的差别阈限与标准刺激之间的函数关系，提出了心理学的第一个定量法则——韦伯率。
这样，韦伯不就不仅把赫尔巴特的理论设想变为科学事实，而且为开创心理物理学、建立实验心理学立下了功绩。
•
（二）费希纳
•费希纳（1801—1887），德国物理学家、哲学家，莱比锡大学教授。
•费希纳接受过物理学和数学的训练，他感觉到，当刺激的强度增大时，它应该要求更大的差别（绝对值上的差别）来产生一定大小的感觉增大。
从数学上来说，刺激在长度上的几何增大会导致感觉的算术增大。
•例如：
按照传递到耳朵上的能量，一阵雷声的响声比日常谈话的声音要响好多倍；按分贝——分贝是指人耳能够分辨的最小响度差别——来说，它只是响两倍而已。
•为了表达刺激强度与感觉强度之间的关系，费希纳从数学上转变了韦伯定律，重新加以调整然后写出来：
S＝klogR
•费希纳拼命要把这份荣誉还给他以前的老师，因此，他把这个公式称作韦伯定律——是他本人给韦伯的公式和他自己的公式命名的——可是，后来的心理学家按照这些公式各自的归属把修改后的公式叫做费希纳定律。
•费希纳余下的9年花在辛苦的实验工作当中，收集着大量能够确证这个定律的数据。
他不知疲劳地让受试者们举起重物，注视光源，听各种杂音和音调，观察彩色样本等等，并宣布它们是不同的或是同样的。
在这些年里，他对每种刺激的强度进行了范围广泛的实验，使用到了测量这些判断的三种方法。
仅在这些方法中的一种里面，他便列出了24576种判断的表格和计算结果。
他认为，第一次系统地探索物理和心理学王国之间的数量关系，这是一种新的科学专业，因此命名为“心理物理学”。
•他的三种心理物理法，即最小变化法、平均差误法和恒定刺激法。
很快就被广泛接受，而且在今天心理学的每一个实验室里还在经常使用着。
•1860年，费希纳出版了两卷本的《心理物理学纲要》，把他的研究成果公诸于世。
《心理物理学纲要》的确是富于创见的，并立即产生了很大的影响。
有些心理学家认为，心理物理学的方法学是一个可怕的话题。
许多年以后，威廉·詹姆斯写道：
“如果像他这样一位可敬的老人会用他的怪想使这门科学永久地背上负担，而且，在一个充满各种容易产生成果的、引人注目的事物的世界里，如果迫使未来的学者们在这些繁杂的田地里耕耘，不仅要去研究他的作品，而且得研究那些反对他的更枯燥的作品，那可真是一件要命的事。
”
•尽管对费希纳说仅仅可以注意到的差别都是相等的这个假想的有效性存在激烈的争论，可是，他的方法一般却都认为是天才的突破。
这三个方法将肉体的生理机构与它们所引起的主观的经验连接起来了。
•（三）冯特
•冯特（1832—1920）是德国哲学家、生理学家、心理学家，实验心理学的创始人。
•冯特生于德国曼汉市附近巴顿的一个牧师家庭，自幼就养成一种好学深思的习惯。
19岁入杜平根大学，第二年秋转到海德堡大学继续学习医学和哲学，毕业后留校教生理学。
1856春冯特到柏林大学跟当时被誉为“生理学之父”的约翰.谬勒学习和研究生理学，同年返回海德堡大学，先后获医学、哲学两个博士学位。
1857年任该校生理学讲师。
•1858年后冯特任著名生理学教授赫尔姆霍茨的助手十余年，协助指导学生做肌肉收缩和神经冲动传导的实验。
此时，冯特开始研究生理心理学。
1862年开设“自然科学的心理学”（后改为“生理心理学”）讲座。
到1864年冯特升任副教授。
1874年冯特到苏黎世大学担任哲学教授。
这时他的学术兴趣已由生理学转向心理学。
•1875年冯特到莱比锡大学人哲学教授，长达40多年，致力于心理学方面的研究和著述工作，并于1879年创建了世界上第一个正式的心理学实验室（德文则叫“心理学研究所”或是“心理学院”）。
此后世界各国青年学生慕名前来学习的很多。
1881年他创办心理学专门刊物《哲学研究》，发表莱比锡实验论文报告。
1903年又改名为《心理学研究》。
1889年他被任命为莱比锡大学校长。
于1920年去世，终年88岁。
•冯特是一位学识渊博、著述甚丰的学者。
他的著作不仅数量多，近500种，且涉及面广，除心理学外，还发表大量有关生理学、物理学、哲学、逻辑学、语言学、伦理学、宗教学方面的著作。
可以说，冯特兼生理学家、哲学家、心理学家于一身，但正如他的学生铁钦纳所说的：
“冯特的全部思想集中于心理学”。
他最大的贡献也在心理学。
•在实验室里，冯特和他的学生把微时测定器、“发声器”（一个金属架子，上面升起一只长臂，有只球会从这里落下来，掉在一个平台上）、报务员的发报键、电池及一台变阻器用线连接起来，来测量“知觉的长度”，按照现代心理学的说法，就是“反应时”。
具体做法是请被试注意观察发声器上的球，当他听到球落到平台上，立即按键发报。
“知觉的长度”就是球落到平台与按动发报键之间的时间差。
冯特的主要心理学著作有：
• 1、《对感官知觉理论的贡献》（1858～1862）。
在本书中，冯特第一次正式提出“实验心理学”一词；
•2、《关于人类和动物心灵的讲演录》（1863）。
•3、《生理心理学原理》（1873～1874）。
《原理》被以后心理学界推崇为科学心理学史上最伟大的著作，是科学心理学的独立宣言。
•4、《心理学大纲》（1896）。
•5、《语言史与语言心理学》（1901）。
•6、《心理学引论》（1911）。
•7、《民族心理学》（共十卷，1900～1920）。
本书是冯特用历史法研究人类高级心理过程的社会心理学专著。
冯特在生命的最后20年主要精力用来撰写这部巨著，他名义上称之为民族心理学，而实际上则是一部关于语言、艺术、神话、宗教、风俗、法律、道德等多卷本的社会心理学，内涵丰富、意义重大。
二、实验心理学的发展
•
（一）构造主义心理学
构造主义心理学流行于19世纪末至20世纪20年代，以德国心理学家冯特和铁钦纳为其代表人物。
其基本观点认为，心理学的研究对象应为人的意识，意识的内容可能类似于物质的化学元素组成，是由一些基本的“心理元素”所组成的。
•“内省实验法”的研究方法
•第一，只有训练有素的观察者才能进行内省，坚持反对使用未受过训练的观察者。
•第二，对于初学者来说，最好是根据记忆来进行内省描述，这样内省就变成了回忆，内省考察变成了事后考察。
•第三，自我观察包括注意和记录两部分。
•第四，内省者必须在情绪良好、精神饱满和身体健康时，在周围环境安适、摆脱外界干扰时，才能进行观察。
•第五，内省必须是公正而无私地描述意识状态自身，而不是描述刺激本身。
•
（二）机能主义心理学
•机能主义心理学流行于19世纪末到20世纪30年代，以美国心理学家詹姆斯和杜威为其代表人物。
•机能主义心理学主张心理学的主要任务是研究意识，但与构造主义不同的是，机能主义心理学强调要研究意识的机能而非其结构。
詹姆斯认为意识像水流一样，他将其称作“意识流”。
•1890年，詹姆斯的《心理学原理》一书。
•詹姆斯并不太重视心理实验，认为心理学的研究工作不应局限在实验室内，还要考虑人是如何调整行为以适应环境不断提出的要求的。
这个观点有其合理性，但纯粹抛弃心理实验也使得他的许多极具说服力的论点就失去了论据的支撑。
由于机能主义心理学和构造主义心理学都未能很好地解决方法学方面的问题，所以他们关于到底应该研究意识的机能还是构造的争论就失去了实际意义。
•1896年，杜威在《心理学评论》上发表一篇文章，题目是《在心理学中的反射弧概念》。
他在这篇文章中认为反射弧是一个连续的整合活动，不能把反射弧简单地还原为感觉和运动元素。
他还认为一个反射与它前后的反射是相连的，不能孤立开来理解。
他虽没有指名反对构造心理学在美国的代表铁钦纳，却以反射弧概念为题。
反对构造心理学的元素主义，并阐明了心理学是研究心理功能的主张，为美国机能心理学提供了理论基础。
（三）行为主义心理学
•行为主义心理学思想产生于1913年，由美国著名心理学家华生提出。
华生认为，实验心理学的研究对象不应该是所谓的意识而应该是行为。
•华生指出一向认为纯属意识的思维和情绪，其实也都是内隐和轻微的身体变化。
前者是全身肌肉，特别是言语器官的变化，后者是内脏和腺体的变化。
20年代以来记录肌肉电位变化的技术不断提高，已经发现心理活动伴有轻微的肌肉收缩。
但连带发生的事件并不一定就是同一事件。
所以思维时有轻微的肌肉收缩，并不足以证明思维就是轻微的肌肉收缩。
•他提出了行为的基本模式是“刺激—反应”（S—R）的过程。
•一些新行为主义者对华生的理论加以修正，提出“S—O—R”的行为模式。
•行为主义心理学在方法论上深受进化论问世以来的动物心理学的影响。
动物不会作内省报告，所以只能根据它对刺激的反应来推测其心理。
这样就使早期的动物心理学染上浓厚的拟人论色彩。
摩根提出要尽量克服拟人论，经过勒布的进一步努力，直至桑代克，均未能彻底解决这一问题。
•华生做过许多动物心理学的研究，最后得出一反拟人论的结论，断言人和动物在心理上没有质的差别，但不能按人的心理来推测动物的心理，相反地要像研究动物心理那样来研究人的心理。
因此，他非常赞赏巴甫洛夫的条件反射法，因为它可以使像感觉辨别这样的主观经验转化为反应差异的客观事实。
•但从根本上看，华生与巴甫洛夫完全不同。
华生否认神经中枢在动物行为中的特殊重要性，认为它仅起联络作用。
巴甫洛夫则把身体外周器官活动与神经中枢活动的关系看作投影关系，考察外周器官的活动，目的在于了解神经中枢的活动。
再者，巴甫洛夫不否认意识，而且非常强调人和动物在心理上的本质差别。
•华生认为除极少数的简单反射外，一切复杂行为都取决于环境影响，而这种影响是通过条件反射实现的。
因此他把巴甫洛夫式的条件反射当作行为主义的“枢石”。
华生夸口说，给他一打健康婴儿，让他在可以完全控制的环境里去培育，他能使任何一个婴儿变成任何一种人物。
他在婴儿的情绪行为上做了实验，使婴儿的爱、惧通过条件反射的改变而改变。
他后来侈言要建立行为主义的实验伦理学。
（四）认知心理学
•认知心理学是二十世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，二十世纪70年代开始其成为西方心理学的一个主要研究方向。
它研究人的高级心理过程，主要是认知过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维和语言等。
•与行为主义心理学家相反，认知心理学家研究那些不能观察的内部机制和过程，如记忆的加工、存储、提取和记忆力的改变。
•1967年，美国心理学家奈瑟总结各方面前辈心理学家的研究成果，完成了《认知心理学》一书，这标志着一种崭新的实验心理学思想——认知心理学的产生。
• 认知心理学家往往把信息加工过程分解为一些阶段，即对从刺激输入到反应这样的全过程进行分解。
他们常用使用反应时法。
即通过测量一个过程所需要的时间，来以此确定这个过程的性质和与其他过程的关系。
•例如：
•假定一个人看屏幕上投射的字母E，如果投射时间很短，比如一毫秒，那么这个人就不会看到什么，这说明知觉不是瞬时的；投射时间长一点，比如五毫秒，那么这个人就会看到某种东西，但不知是什么，这说明知觉产生了，但辨别尚未产生；如果投射时间长度足以使人看出这个字母不是O或Q，但看不出是E还是F或K，那么这个人就产生了部分的辨别。
由此人们就可以确定完全辨别、部分辨别或刚刚看出有东西所需的的时间。
这一切表明，知觉是累积的，它包括几个特定的阶段。
•认知心理学重视心理学研究中的综合的观点，强调各种心理过程之间的相互联系、相互制约认知心理学在具体问题的研究方面，认知心理学往往采用计算机模拟的方法，在扩大心理学研究方法方面都有所贡献。
第一章实验设计
一、心理实验中的变量
二、实验设计
三、非实验设计和准实验设计
四、心理实验研究的基本程序
一、心理实验中的变量
（一）自变量的类型
自变量：
研究者在实验中要操纵和改变，假定会影响被试心理或行为的因素。
1、刺激特性自变量
不同的刺激特性可作为自变量引起被试的不同反应。
2、环境特性自变量
实验的环境特点，如不同的温度、亮度、噪音、人员、时间变化等情况都可能成为实验选取的自变量。
3、被试特性自变量
被试的各种特点，如性别、年龄、职业、文化程度、来自农村还是城市、性格的内向还是外向、自信还是自卑等等，也可以作为心理实验的自变量。
4、造成被试差别自变量
当被试特点在各方面都大致相同或者我们无意考察他们的自然特点差异时，在心理实验中主试就经常通过分组等方式，造成不同被试在某一方面的差异并对此进行实验研究。
（二）因变量的特性
因变量：
被试的某种行为反应的特征，假定它会随自变量的变化而变化。
1、因变量的可靠性
因变量的可靠性即实验结果的一致性或信度。
2、因变量的有效性
当确是自变量而不是其他变量因素造成因变量的变化时，我们就说这种因变量是有效的；当不是自变量而是其它变量或我们难以确定究竟是什么引起了因变量的变化时，我们认为这时的因变量是无效的。
3、因变量的敏感性
自变量的变化引起因变量相应的变化，这样的因变量是敏感的。
如果自变量的变化不能引起相应的因变量的变化或者自变量很大的变化引起因变量很小的变化，这样的因变量是不敏感的。
（三）额外变量的控制
“自变量的混淆”
例如：
在按性别分组进行的反应时实验中，两组被试实验环境的灯光、噪音甚至主试指导语的说明都应该保持一致，不然，我们就难以确定实验结果的差异是由被试特点自变量性别所造成的还是由我们所不想了解的若干环境变量所造成的。
（四）心理实验的概念
由两个以上的自变量或同一自变量两个以上的处理水平引起相应因变量结果的出现,该过程方能认为是实验研究的过程。
这是一个实验么？
例如：
“假如你是一个在上环境心理学课的学生，要做一份作业。
作业的要求是，去图书馆抢占一张桌子，并且抢到空桌后还要通过非语言、非暴力的手段尽可能地阻止其他人坐下来。
（B.H.坎特威茨等著.郭秀艳等译.实验心理学）
二、实验设计
（一）组间设计
组间设计就是把人数相等的不同组被试分配到不同自变量或同一自变量的不同水平上去，接受不同的实验处理。
例如：
我们想了解人们对于红光信号的刺激和绿光信号的刺激哪一个反应速度更快一些。
如何保证不同组被试在各方面的同质性：
1、匹配被试
2、随机分配被试
（二）组内设计
组内设计是使每个被试接受全部的变量处理。
对所有被试而言，他们所接受的实验处理都是一样的。
从某种程度上说，组内设计的实验方法可以避免被试异质性所带来的实验误差，但组内设计由于所有被试要先后接受多次实验处理，由此却有可能引发顺序误差。
如何消除顺序误差？
1、完全平衡的方法
所谓完全平衡的方法就是为了消除实验的顺序误差，我们把实验的所有顺序全部做一遍，然后取几次实验的平均数作为实验的结果。
例如：
考察红绿黄三种色光的区别，实验安排将按ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA六种顺序进行
全部实验的顺序数为n（n-1）（n-2）（n-3）……
2、不完全平衡法
当一个实验中变量个数为n时，实验次数也采取n次，使每个变量在每个顺序位置上出现一次，即可达到基本的变量顺序平衡。
这种实验顺序的安排即不完全平衡法，或被称作拉丁方方法。
如果在一个实验中有n个变量，拉丁方的变量排列方法为：
第一个顺序：
1、2、n、3、n-1、4、n-2、5、n-3……
第二个顺序：
2、3、1、4、n、5、n-1、6、n-2……
……
第n个顺序：
n、1、n-1、2、n-2、3、n-3、4、n-4……
（三）混合设计
在同一实验中，一些自变量由组间设计处理，另一些则由组内设计处理，这种方法即混合设计。
例如：
某一实验中要考察是否注射兴奋剂对个体声光反应速度的影响。
其中一个变量是注射肾上腺激素（A），存在两个处理水平，注射（A1）和不注射（A2）；另外一个变量是反应时测试（B），存在两种处理方式，对声音的反应时测试（B1）和对灯光的反应时测试（B2）。
1A1B1——A1B2
2A1B2——A1B1
3A2B1——A2B2
4A2B2——A2B1
三、非实验设计和准实验设计
（一）非实验设计
在非实验研究中也可能会操纵、变化一个自变量，但整个研究过程对无关变量的控制缺失，致使研究结果可靠性降低。
（没有比较）
1、单组事后测定XY
2、单组事前事后测定Y1XY2
3、固定组比较设计XY1
Y2
（二）准实验设计
研究者可以对一些影响实验结果的无关变量进行分类，将其视为自变量的因素，使用真实验设计的某些方法搜集、整理、统计分析资料。
（有比较）
1、不相等实验组、控制组事前事后测定设计
Y1XY2
Y3Y4
2、相等时间样本设计
X1Y1X0Y2X1Y3X0Y4
3、循环法设计：
拉丁方设计的方法安排实验顺序
四、心理实验研究的基本程序
实验设计是一个实验研究的核心，而一个实验研究的展开和顺利进行，要通过精心的准备、系统的论证、严密的设计、严格的控制、高效的运行，最终才有可能形成正确的有价值的结论。
因此，心理实验研究要遵循着某种基本的逻辑程序进行，才能保证实验的最终成功。
（一）发现问题、提出假设
一个好的假设必须具备下列条件：
1、科学性。
2、预测性。
3、可行性。
（二）确定研究类型实验、准实验还是非实验。
（三）选择与控制变量
根据假设确定因变量、自变量并对可能影响实验的无关变量因素进行分析，在此基础上考虑如何对各种变量加以操纵。
（四）选择与分配被试
使用人类被试还是非人类被试？
被试应具备哪些特征？
用组间、组内还是混合设计的方式分配被试到各个不同的自变量上去？
（五）实验数据的统计分析
求取平均数、方差、相关系数还是进行χ2检验、t检验、F检验以及多因素方差分析等方法
（六）得出结论（杜绝编造结论。
）
（七）撰写实验报告
一份实验报告的构成：
1、题目和作者
2、摘要
3、引言
4、实验方法
5、实验结果
6、讨论
7、参考文献
第二章心理物理法
¢定义：
就是研究心理量和物理量之间的关系的科学。
¢物理量是指对身体各感官的刺激；
¢心理量是指各种感觉或主观印象。
●亮度（luminance）——明度（brightness）
●强度——响度
心理物理法
¢心理物理学的先驱是G.T.Fechner（1801-1887）。
¢Fechner通过对感觉强度与刺激强度之间的数量关系的长期研究，发展出了测量感觉的基本方法。
¢一百多年来，心理物理学方法不断发展，但它的中心问题仍然是物理量和心理量之间的数量关系的问题。
¢心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类
●感觉阈限的测量；
●阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。
¢自从上世纪50年代，W.P.Tanner,Jr.和J.A.Swets把信号检测论（signaldetectiontheory，SDT）引入心理学领域以来，又为心理物理学的研究提供了一个新的有力工具。
一、感觉阈限的测量
¢著名的实验心理学史专家EdwinG.Boring（1950）认为对内部感受（internalimpression）（the‘psycho’ofpsychophysics）与外部世界（the‘physics’ofthepsychophysics）之间关系的测量方法的引入，是科学心理学开始的一个标志。
¢这主要是因为科学家使用心理物理学的方法提出了第一个心理现象的精确定律（mathematicallaws），尽管这个定律不一定那么完美。
●首先，测量感觉是非常困难的，我们不能象测量石头的重量或光的强度那样来测量感觉。
●其次，内部判断与作用于感受器的物理量之间并不是完全一对一的。
因此，我们必须把物理刺激及其引起的感觉区分开。
（一）感觉阈限
¢刚刚能引起感觉的最小刺激强度被叫做绝对阈限（absolutethreshold）。
¢按照这种说法，低于绝对阈限的刺激强度我们总是感觉不到的，而高于绝对阈限的刺激强度我们总是能感觉到的。
¢有50%的次数能引起感觉，50%的次数不能引起感觉的那一种刺激强度。
（操作定义）
¢差别阈限是有50%的次数能觉察出差别，50%的次数不能觉察出差别的刺激强度的差别。
¢差别阈限值也称最小可觉差（justnoticeabledifference，j.n.d）。
¢1846年E.H.Weber发表了他关于重量差别阈限的研究，系统地阐明了差别阈限和标准刺激之间的关系。
¢他指出差别阈限和标准刺激成正比，并且差别阈限和标准刺激的比例是一个常数，通常用△I/I=k表示。
在这里，△I代表差别阈限，I代表标准刺激强度，k是小于1的常数。
K也称作韦伯比例或韦伯分数。
不同感觉道的韦伯分数是不同的。
后来，Fechner把这个关于差别阈限的规律称为韦伯定律（WeberLaw）。
¢韦伯定律的主要贡献
●第一，给我们提供了一个比较辨别能力的指标。
●第二，可对不同感觉道的感受性进行比较。
（二）测量感觉阈限的方法
¢测量感觉阈限的方法有三种
最小变化法恒定刺激法平均差误法
¢学习者应特别注意这三种方法的实验程序和实验结果的统计处理。
1、最小变化法
¢最小变化法的刺激由递减和递增的两个系列组成，每次呈现刺激后让被试报告他是否有感觉。
刺激
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