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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嚣九章条件反射s学习f
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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分
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