多自变量实验的优点

多自变量实验的优点：多自变量实验的优点

多自变量（或多自变项）（multipleindependentvariable）是指在一个实验中包含有两个或两个以上的自变量。它不是指同一自变量的多个水平。在心理学的刊物上较少发现只用一个自变量的实验研究报告。一个复杂的心理现象很少是单一刺激因素决定的，往往是多因素的结果。例如，想研究不同的教学效果，可能有教学方法的影响，也可能有教师水平的影响，还有学生自身水平的影响等。这种教学效果，实际上是受多因素交互影响的结果，要使实验更接近实际，就应采取多因素，即多自变量的实验设计。典型的实验是同时操纵两到四个自变量。

那么为什么在心理学实验中在较多的情况下要采用多自变量实验呢？这是因为多自变量实验具有三个明显的优点：

1.效率高有两个自变量的实验要比分别做两个只有单一自变量的实验效率要高，也就是说事半功倍，花同样的时间，做了一倍，甚至二倍、三倍的工作。

2.实验控制较好做一个实验时某些控制变量比进行两个实验时更易于控制和恒定。如被试者条件是一样的，同一个被试者，同样的身心状况。再如时间条件也是一样的，日期相同、时间相同。其他条件就更不用说了，如相同的外界环境、相同的温度、相同的湿度等等。这就在很大程度上排除了许多实验误差，减少了实验污染。

3.实验结果更有价值有多种自变量的实验所得的结果，由于在多种情况下都证明是确实的，这样就比多个单独实验所概括的结果更有价值。例如，我们想要知道两种奖励办法中哪一种促进了中学生学习体育。第一种奖励办法是对正确完成规定的运动项目的学生给予物质奖励；第二种是给予提前下课，即每正确完成一个规定的运动项目允许学生提前下课，哪种更好些需要用实验证实。而且，在把它作为一项中学的规定之前，我们还应把这两种办法放到语文、数学等课程中去实验。在这里，不同课程的被试者是第二个自变量。显然，把奖励办法与不同的课程这两个自变量结合在一项实验中，要比进行两个连续的单自变量的实验为好。特别是，当一个自变量产生的效果在第二个自变量的每一水平上不一样时，交互作用（interaction）就发生了。在有交互作用的情况下，分别讨论每一自变量的效应就不够了。因为一个自变量的效应依赖于另一个自变量的水平。这里，我们举个例子。杨治良等人（1981）做了一个实验，目的是想了解年龄对再认能力的影响。第一个自变量是年龄，这里我们选取初中生年龄组和大学生年龄组。第二个自变量是实验材料，这里我们选取具体实物图形组和词组两个组。因变量取再认能力d'作指标（信号检测论方法用于再认实验，采用d'作为再认能力的指标）这个实验的方法是采用再认法，把被试者识记过的材料和没有识记过的材料混在


一起，要求被试者把两种材料区分开来。实验结果如图2-1所示（见下页）。

从图2-1可见：第一，在哪个实验条件下，初中生的再认能力较强；第二，对具体图画的材料，再认能力较强。然而，此图是将两个变量（年龄大小和材料性质）分开绘制的。在左图，初中生的再认能力指标中，既包括了对具体图画的材料，又包括了对词的材料。大学生的情况也是一样。

如果把同样一个实验结果，换另一种方式绘图（如图2-2），我们就可以看到，实际情况并非这样简单。图2-2将两个变量画在一起，显示了交互作用的发生。它告诉我们：第一，在此实验条件下，再认能力较低的情况仅仅是在以具体图画作材料的大学生组发生；第二，无论是对具体图画材料，还是词材料，初中学生都表现出较高的再认能力，比较图2－1和图2-2，我们看到了区别。具体地说，大学生对词材料的再认能力，在二张图上有不同的分析。图2－2能明确指出一个自变量的各水平受到另一个自变量水平的不同影响的交互作用就代表了这种不同的影响。

为更进一步分析多自变量的优越性，我们也可以设想，两个自变量没有显出交互作用。图2－3就是虚构的情况。从图2－3上可以看到，任何一个自变量的效果对于另一个自变量的两个水平来说都是相同的。也就是说，第一，初中学生总是表现出较高的再认能力，不论实验材料是图画还是词。

第二，对于图画材料，不管是初中学生还是大学生都表现出较高的再认能力。

这就是图2－3说明的问题。平行线意味着没有交互作用的发生。

实验的实际情况并不是这样。实际情况如图2－2所示，再认能力的高低既依赖于年龄大小，也依赖于实验材料；一个自变量的效应依赖于另一个自变量水平。

上述三种情况的图解分析揭示了多自变量实验能揭示变量间是否存在着交互作用。这是单自变量实验所不能完成的，我们想象这个实验是分两部分进行的。第一部分实验中，只有年龄大小被当作唯一的自变量。那么，实验材料就成了控制变量。我们知道，控制变量在实验过程保持恒定。如果选择的是图画作实验材料，实验结果将表明，初中学生比大学生表现出较高的再认能力。但是，实验者将不会知道，如果用词作材料会产生什么结果？在第二部分实验中，只有实验材料被当作唯一的自变量。年龄大小就成了控制变量。若用初中生做被试者，将揭示出不同的结果。我们可以看到，实验虽然做了两个，但得到的信息反而比一个双自变量实验少。二个单自变量实验所获得的信息反而比一个双自变量实验少。

图2－2是实际的实验结果，它表明了交互作用。一个自变量的效果依赖于另一个自变量的水平。具体地说：第一，若用词作材料，初中生和大学生的年龄因素对再认能力的影响较少；第二，若用图画作材料，初中生和大学生的年龄因素对再认能力的影响较大；第三，若用初中生作被试者，实验材料的因素关系不大；第四，若用大学生作被试者，实验材料的因素关系就很大。这里我们不难发现，一个双自变量实验实际上等于四个单自变量的实验，而且还要看单自变量实验是否做得好。

综上所述，当一个自变量的水平受到另一个自变量水平的不同影响时，交互作用就发生了。在有交互作用的情况下，分别讨论每一个自变量的效应就不够了，因为一个自变量的效应依赖于另一个自变量的水平，因而在实验结果的分析讨论中，除了对单独因素的分析之外，还必须分析讨论出现交互作用的原因和后果。


多自变量的实验是效率高、价值高的实验。在这些实验中，每一种因变量的测量至少能提供两个变量信息，从而有可能研究变量之间所有可能发生的交互影响。在实验中自变量数目增加时，能发生交互影响的数目也迅速增加。两个自变量只有一个交互作用影响的可能。用三个自变量（自变量A、B、C）就有四种交互作用影响的可能，如AB、AC、BC、ABC四种。假定每一自变量有两个水平，三种自变量的交互影响由四条线生动地表现出来；两条表示变量B、两条表示变量C，与横坐标变量A起交互作用，见图2-4，它们的交互作用由四条非平行线表示出来。