实验中的几种变量

实验中的几种变量：实验中的几种变量

从以上叙述中，我们可以知道实验是一种控制的观察。与自然的或偶然的观察不同，实验是实验者人为地使现象发生，对产生现象的情景或影响现象的条件加以操纵、变化以及控制的观察。然而，自然的或偶然的观察是研究者在自然的情境中任现象自然的发生，对现象及其发生的情境不加入人为的干预而进行的。与其他研究方法相比，实验法的主要特点是能较好地控制额外变量。武德沃斯和施洛斯贝格（Woodworth＆Schlosberg，1954）指出了实验具有三个优点：（1）在实验的方法中，实验者可以在他愿意时，使事件产生，可以充分地进行精密的观察。（2）实验在同样条件下是可以重复的，别人可以验证它。（3）系统地变化条件，可以追究与此相随的事件的变化。在这三个优点中，第2个优点是特别重要的。只有按照同样的手续，能被别


人重复验证的事实，才能构成科学的知识。当然，每个实验的复杂程度是不同的。在简单、单一的实验里，只让一个条件变化而控制其余的一切条件。在妥善安排的复杂设计里，可以让两个或两个以上的条件同时变化，分析每个条件的单独影响以及它们之间可能的相互作用。在我们明确了“实验”的含义后，我们就可以来讨论什么是变量？变量主要有几种？

变量（或变项）（variable）是指在数量上或质量上可变的事物的属性。例如，光的强度可以由弱变强，呈现时间可以由短变长，智力的IQ可以由小到大，这些都属于量的变量。又如，人的性别有男有女，人的宗教信仰有佛教、道教、基督教、天主教和伊斯兰教等等，这些是质的变量。质的变量有时也可以用数字代替类别，以便于统计分析。

在自然科学中，常用数学方程式来描述一些现象。用实验法研究心理学问题时，也用数学方程式来探明变量与变量的关系。在实验中实验者所操纵的、对被试者的反应产生影响的变量称为自变量（或自变项）（independentvariable，简称I.V.）；由操纵自变量而引起的被试者的某种特定反应称为因变量（或依变项）（dependentvariable，简称D.V.）。例如，要研究灯光亮度对阅读速度的影响时，实验者所操纵的灯光亮度（变化烛光数）就是自变量，而阅读速度（以每分钟多少字来表示）就是因变量。因此，自变量和因变量是相互依存的，没有自变量就无所谓因变量，没有因变量也无所谓自变量。

除了自变量之外，还有其他许多因素都会影响因变量的变化。上例中，文字的形状、大小、排列方式、清晰度、熟悉度以及材料的呈现位置和呈现先后等都会影响阅读速度。此外，像大气压、被试者的高矮、胖瘦和头发长短等因素对阅读速度就没有什么影响。凡是对因变量产生影响的实验条件都称为相关变量（relevantvariable，简称R.V.），而对因变量不产生影响的实验条件称为无关变量（或无关变项）（irrelevantvariable，简称I.V.）。在相关变量中，实验者用以研究的变量称为自变量，实验者不用于研究的那些相关变量称为额外相关变量（extraneousrelevantvariable），或简称为额外变量（或外扰变项）（extraneousvariable）。在实验中，额外变量是必须加以控制的。如果不控制额外变量，就会弄不清因变量的变化是由自变量的影响引起的，还是由因变量的变化引起的。因而就无法得出明确的结论。由于在实验中额外变量是必须加以控制的，所以额外变量也被称为控制变量（controlledvariable）。评价一项实验设计的好坏的一个重要依据就是看研究者能否成功地控制那些额外变量。

自变量的种类很多，大致可以分为三类：

1.作业作业（task）是指实验中要求被试者作出特定反应的某种呈现刺激，例如，字母串、配对联想词表、Müller-Lyer错觉图、字谜等等。如果把这些作业的任何特性作为自变量来操纵，则这种自变量即为一种作业变量（taskvariable）。

2.环境当实验呈现某种作业时，如果改变实验环境（environment）的任何特性，则改变了的环境特性即为环境自变量（environmentalinde-pendentvariable）。例如，我们可以改变实验室内的亮度或噪声（噪音）强度，也可以改变呈现刺激的时间间隔等等。

3.被试者被试者的特性因素如年龄、性别、健康状况、智力、教育水平、人格特性、动机、态度、内驱力等都可能影响对某种刺激的反应，这些因素


统称为被试者变量（或受试者变项）（subjectvariable）。在这些被试者变量中，有的是实验者可以主动操纵加以改变的，例如内驱力强度可以用禁食或禁饮的时间来加以操纵，而有的则是不能主动操纵的，只能进行测量，例如智力、教育水平、自我强度等。被试者本身固有的、实验者不能加以操纵使其改变的特性称为本性变量（或属性变项）（attributevariable）。

在某些情况下，研究者把几个不同的自变量当作一个复合自变量（com-plexindependentvariable）来操纵，以确定它们的综合效应。例如，有些学校为提高学生的学习成绩进行实验，采取了一系列的教学改革措施，如使用新的教材、加强课堂管理、奖励成就等。假定这些措施确实提高了学生的学习成绩，那我们是不大可能鉴别出哪一个自变量在起什么作用的，或许其中只有一种措施才真正起作用，但设计这种实验的目的并非要鉴别出某个变量的作用，而是考察其综合效应。因此，只要研究者不对复合自变量作出分析性结论，这类研究无可厚非。由于复合自变量更接近日常生活实际，并能解决某些实际问题，因而常被研究者所采用。

因为自变量的变化而产生的现象变化、或结果，称为因变量，也就是反应变量（responsevariable）、或反应测量（responsemeasurement）。对于被试者的反应可以从下列几方面来测量：（1）反应速度，例如，简单反应时间、或潜伏期，走完一个迷津所需的时间，在一定时间内完成某项作业的数量等。（2）反应的正确性，例如，选择反应正确的次数、走迷宫入盲巷的次数、跟追踪盘离靶的次数或距离等。（3）反应的难度，有些作业可以定出一个难易等级，看被试者或动物能达到什么水平，如斯金纳箱就有三个难度等级。（4）反应的次数或机率，是指在一定时间内被试者能做出某种反应的次数，例如在心理物理学实验中，根据机率来规定阈限。（5）反应的强度，例如，情绪实验中的出汗量，皮肤电反射电阻变化的大小，等等。

除了上述反应指标外，被试者的口语报告内容（即口语记录）也是一项重要的反应变量。口语记录（protocol）是指被试者在实验时对自己心理活动进程所作叙述的记录，或在实验之后，他对主试者提出问题所作回答的记录。在心理学实验中，口语记录是很重要的参考资料，有助于我们分析被试者的内部心理活动。目前口语记录分析已被用于问题解决的实验中，借以了解被试者解决问题时所使用的思维策略。

对于人的心理活动，我们无法直接观察到。但他的行为反应是受心理活动支配的，是我们可以观察到的。心理学家之所以对反应指标的测量感到兴趣，是因为他们相信从由刺激引起的反应指标可以推知某些更基本的心理过程。例如我们让被试者解一道数学题：6 7 8 9=？要求他们在解题时说出头脑中所进行的一切活动，并记录其得出的答案和使用了多少时间。结果发现，虽然被试者的答案都是对的，但解题所用的时间却有显著差异，有的解得快；有的解得慢。进一步分析他们的口语记录，发现解得慢的被试者是用累加法，解得快的被试者是用另一种策略，先做7 8=15，6 9=15，再做15 15=30。这就是说，在这个实验中，一个变量（一道数学题）导致另一个变量（解题所用的时间多少）的变化是由某个中介变量（interven-ingvariable）（解题所用的策略）所引起的。现代实验心理学的目的就是要说明和解释人在完成某种活动时的心理活动是如何进行的，即通过刺激和反应（即S—R）之间的关系来推断心理活动的方式。

然而，在没有控制的条件下，一个刺激可能会引起多种心理和行为的反


应；相反，一种反应也可能是由多种刺激复合作用的结果。因此，如果要建立S—R的对应关系，就必须要发展一系列的有效措施，进行严密的实验设计。这是心理学实验不同于物理、化学等实验的第一个特点。