实验心理学-第45章
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大多数研究中我们惊奇地发现，刺激强度对巴甫洛夫的经典性条件
反射似乎没有多大的影响，强刺激与弱刺激可以产生同样的条件反
射（Ca rter，1941； Grant和Schneider，1948）。既然当时的大多数
理论认为条件反射应当受刺激强度的影响（Hull，1943），那么这一意259
外的发现就成了～个难解的谜。在做条件反射中的刺激强度的效果
的实验时，研究者使用的是典型的被试间设计方法，因此，不同组的
被试所接受的刺激强度不向。在讨论他们为什么这样设计之前，让
我们考虑一下被试间和被试内实验设计的优缺点。
被试间设计与被试内设计
首先我们看一种最简单的实验设计，在这种设计中有两种条
件——实验与控制，每一种条件都配有被试，即实验组与控制组，在
一个被试间设计中，每组被试通常只接受一个自变量的一种水平。
在使用被试问设计时，有一个潜在的问题，那就是因变量之间的差异
可能是由于实验组与控制组之间被试的差异所导致，这样，我们就很
难分辨出因变量的变化是由于被试问的差异所致，还是由于自变量
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的变化所致。为了克服这一潜在的问题，在采用被试闻设计时，实验
者就把被试随机地分配到实验组和控制组中。这样，一般来说，实验
组和控制组就成为两个等值组。因此，在所有的被试问设计中，被试
应当被随机地分配到实验组与控制组，以确保在操纵自变量之前两
组相等。我们必须尽量使各组相等，因为不这样的话，我们所观察到
的各组间在因变量上的差异可能仅仅是由于不同被试组之间能力的
差异。如果被试数量较多，且能被随机分配，我们就能够使这种问题
发生的可能性达到最小，从而更加确信因变量的任何变化都是由于
操纵自变量的缘故。在被试间设计中，当被试被随机地分配时，被称
为随机分组设计。
被试间设计或随机分组设计有两个基本的缺点，一是就所需要
的被试数量来说，是一个浪费。当被试被随机分成一些控制组与实
验组时，实验所需要的被试数量就会迅速增加，尤其在多因素实验设
计中更是如此。这样，当实验被试短缺时（实际情况常常是如此），就
不能运月被试间设计这一方法。
第二个问题更严重，它与使用不同组被试所产生的变异性有关。
所有心理学研究都面临的一个基本问题是，几乎在完成一项任务时，
在任何一个自变量上，被试之间的能力都有很大的差异。当被试问
设计需要大量的被试时，实验组与控制组在行为上的一些差异就可
能是由被试间的差异所导致的，这样就会产生一个不利的结果——
很难确定是被试问的差异还是自变量的变化导致了实验结果。总
之，被试与区组的效用很容易混淆，而且，在被试间设计中，由被试间
的差异所导致的这种变异很难进行统计分析和估计。
被试间设计所产生的两个问题可以通过被试内设计予以减少。 260
在被试内设计中，所有的被试都会受到每一水平自变量的影响。与
被试间设计相比，被试内设计使用的被试通常较少，因为每一个被试
既要充当实验组被试，叉要充当控制组被试。同时，统计技术也能够
解释由于被试间差异所产生的结果变化，因为每个被试都充当他或
她的控制，或者说，在被试内实验设计中·被试与区组的效用没有棍
淆。要考察实验条件对实验组与控制组在因变量上的差异，用被试
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内设计通常比被试问设计更有敬，因为被试间差异所导致的变化能
够被统计分析与估计。用来分析被试内实验设计的统计技术在这里
就不予讨论了。总之，被方内设计比被试间设计更有力，能更好地考
察实验组与控制组之间的差异，这个优点使得许多研究者更倾向于
使用它。
尽管使用被试内设计有一些优点，但同时也产生了一些新的问
题。一些实验问题不能运用被试内设计来进行研究l即使使用它，也
必须要考虑一些条件。被试内设计不能运用于下列情况中：在一种
条件下的操作很可能会完全改变另一种条件下的作业时，不能使用
被试内设计。即产生不对称迁移或延续效应时不能使用被试内设
计。如果我们想要了解有海马回与没有海马回的老鼠在解决迷宫问
题上有何差异，就不能使用被试内设计，因为一旦海马回被摘除以后
将无法恢复。同样，自变量使行为发生了一定的变化，这种变化又随
被试带到其他实验条件中去时，这个问题也会发生。
如果我们想测试人们完成一项任务是否需要特别的训练，我们
就不能够先测量他们训练后的成绩．然后测量他们训练前后成绩。
我们也不能按相反的顺序进行测量（先在训练前进行测量，然后在训
练后进行测量）．因为这样做，我们就会混淆条件与练习的效用。例
如，如果我们想了解一项特殊的记忆训练计划是否有效，我们不能先
是在把这项计划告诉他们的情况下进行测试I然后再在没有训练的
情况（也就是没有告诉他们这个计划）下进行测试。一旦经过训练，
我们就无法取消其训练效果，它会被带到实验的下一个阶段。我们
也不能用其他顺序来进行测试，也就是说，先记忆测试，然后训练，最
后再次进行记忆测试。原因是如果人们在第二次测试中成绩有所提
高，我们不知道这种成绩的提高是训练的结果，还是对记忆测验有了
一定练习的结果。换言之，我们把训练与练习混淆了。在这种情况
下，采用被试问设计就比较合适，对一组被试进行无训练的记忆测
试，另一组被试则受训后进行记忆测试。
在另一些情况下利用被试内设计也不恰当。例如，当被试能够
推测出主试对他们的期望时，他们会尽力与主试合作，以产生主试预261
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期的结果。这种现象在被试内设计中更有可能发生，因为被试内设
计中，被试既是实验者，又是控制者。这个缺点使得被试内设计不能
在特定的社会心理学研究中使用。
在一些情境中，即使我们不可避免地要使用被试内设计，也要考
虑一些附带的问题。在被试内设计中，被试通常要接受两次或更多
的测试，实验者必须警惕与时间有关的因素对实验结果可能产生的
影响。
有两个因素——练习效应和疲劳效应——必须加以考虑，这两
种效应会相互抵消。练习效应指只是由于练习，而不是自变量本身
的操作，所导致的被试作业成绩提高（就像在记忆实验中曾经讨论过
的）。疲劳效应是指实验过程中作业成绩的下降，尤其是当实验过程
很长、很烦，实验任务叉很困难的情况下更容易发生。练习和疲劳效
应可以通过系统安排呈现给被试的实验条件的顺序来减少，这就是
平衡，我们将在本章中进行讨论。
正如我们前面讨论过的那样，如果两种设计方法都适合，我们宁
愿使用被试内设计而不是祓试问设计，虽然使用时还要作一些额外
的考虑。我们再一次指出，被试内设计的最大优点是：它更有力或更
敏感，因为在被试内设计中，由于被试的变异性导致错误的可能性相
对被试间设计减少了。
第三种设计，我们称其为匹配组设计，它试图把被试内设计的一
些优点引入到被试间设计中去。匹配组设计试图通过对将受着不同
变量影响的不同组的被试进行匹配，来减少各组之间被试的变异性。
这样，在人类记忆的实验中，在对被试进行随机匹配之前，就需要先
按智商对他们进行匹配，分成不同的亚组。（然后对每一亚组进行随
机匹配，从而形成特定的实验组和控制组。）按相关变量进行匹配，有
助于减少由简单随机分配被试所带来的变异性（随机分组设计）。而
且，实验组与控制组被试的分配对于已匹配好的被试来说是随机的，
这一点很重要；否则，就有可能产生混淆或其他问题，尤其可能产生
人为的倒退（参见第2章和第12章）。在很多实验中，需要在匹配问
题上做大量的工作，因为必须要在匹配的变量上对被试进行单独
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测量。
在对动物进行研究时·一项重要的匹配技术是拆窝技术·它把同
胎生的动物随机地分配到不同的组中。因为这些分配到不同组中的
动物有类似的遗传素质，将有助于减少在随机分组设计中由于被试
的个体差异所导致的变异性。
经典性条件反射中的刺激强度
现在让我们返回到前面提过的问题上；条件刺激的强度如何影
响条件反应的获得。如果从常识上来考虑，我们一般会想到，刺激强262
度越大，条件反射的形成就越快。然而，正如前面所提到的，有关这
一问题的最初研究没有得出这样的结论。例如，在格兰特和施奈德
（1948）所做的实验中，他们把光作为形成眨眼条件反射的条件刺激
物，通过不断变化光的强度来进行实验。在这个实验中，每个人都戴
一个仪器，它可以向眼睛喷出气体并记录眨眼反应。无条件刺激物
是政出的气体，无条件反应是眨眼，条件刺激是气体吹出前的一束
光。…开始，光的出现不会使被试贬眼，但在他与吹出的气体多次配
对出现以后，使得仅有光的出现仍会让被试眨眼。这时的眨眼就是
一种杂件反应。格兰特和施奈德只是想知道光的强度加大是否会导
致条件反射形成得更快。亮光比弱光更能引发条件反射吗？他们在
两种状态下对不同被试组进行了测试。结果与人们的期望正好相
反，即在弱光状态下，条件反射的形成速度与在强光状态下的速度一
样。另一些研究者使用被试间设计探讨了刺激强度对条件反射f臣成
的影响，也得出了类似的结果。即使他们使用了不同的刺激，（例如
用声音取代光），结果也是如此。
究竟采用被试间设i十还是采用被试内设计，通常是由所研究问
题的性质、需要处理的自变量、可利用的被试数量以及前面讲到过的
其他一些问题决定的。研究者很少考虑他们的研究结果依赖于他们
选择使用的实验设计的可能性。然而，这种情况在刺激强度对条件
反射影响的实验中确实存在，对此，我们可以用格兰特和施奈德
（1948）两A之后的研究予以说明。
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许多年以后，贝克（1963）又重新提出了这个问题，即刺激强度对
眨眼条件反射的形成是否有影响。除刺澈强度外，其他一些变量也
引起了她的兴趣，包括无条件刺激（吹气）的强度和被试的焦虑水平。
考虑我们的目的，我们只把条件刺激的强度水平作为复杂实验设计
中的一个因素，实验中它是在被试内发生变化的实验条件。贝克在
她的实验中使用了两个强度水平，在IOO次试验中，她把这两个强度
水平按不规则顺序呈现给被试。结果发现，刺激强度对条件反射的
形成速度有很大的影响，这与其他研究者的结论刚好相反。
贝克的研究引起了格赖斯和亨特（1964）的注意，他们想知道，得
出这种相反的结论，是否在于贝克采用了被试内设计，而许多其他的
研究者采用的是被试间设计。为了证明这个问题，他们对三组被试
进行了测试，其中的两组被试接受不同的刺激强度；剩下的第三组中
是同一组被试接受不同的刺激强度。他们使用一种50分贝的轻声
和IOO分贝的响声作为眨眼条件厦射实验中的条件刺激，每组被试
都要重复试验100次。在每次试验中，被试都要听到一种预示实验
开始的警示声，两秒后，他们就会听到一种大的或小的声音，声音持263
续半秒，并过半秒（中间间隔半秒），就有一股气吹向他们的眼睛。在
这里，声音是条件刺激，吹气是无条件刺激。响声组在所有的100次
试验中都听到100分贝的声音，而轻声组在所有的100次试验中都
听到50分贝的声音，这两组代表了眨眼条件反射中刺激强度水平的
被试间比较。第三组（响声／轻声组）被试听50次响声（IJ）、50次轻
声（s），这两种声音按两种不规则的顺序呈现，其中，一种顺序是另
一种顺序的镜像。换言之，如果最初十次试验的声音顺序为I。、S、
S、L、S、L、L、L、S、L．那么，另一种顺序就是S、L、E．、S、L、S、
S、S、L、S，在第三组中，听到两种声音序列的被试各一半。①
格赖斯和亨特用两种方式报告了他们的实验结果。一种是用在
毋你可能已经性意到了，椿耪斯和亨特的实验设计中存在着褫淆。在被试间设计
中，破试听到了100敬舶同种条件刺激·或是响声，或是轻声，但在被试内匮计中，艘试则
听刊了50壮响声和50捉轻声。在被试问谩汁中，对于母种条件刺激丽言，应该是更多的
试验导致更好的条件反射；但正如图9…4所示，情况并非如此，面是被试内设计中响声导
致更好的学习，棱试lhl时轻声导致更好的学习。
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后60次试验次数表现出眨眼条件反射次数占的百分比来表示，如图
9…4。一条线表示被试间比较的结果。在被试问比较中，每个被试都
听到了响声刺激或轻声刺激。我们可以从图中看出，在使用单一刺
激的被试间设计中，作出条件反应的百分比不是刺激强度的函数（找
们看到的线段有点倾斜是由统计误差所致）。另一方面，当刺激强度
在响／轻声组的被试内发生变化时，刺激强度的效应就出现了。当接
受轻声刺激时，被试作出20多次条件反应；而当接受响声刺激时，被264
试大约作出70次条件反应，两者差异显著。
备
件
反
应
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