一、什么是真实验设计
真实验设计 在心理学研究中,采用真实验设计来进行实验研究是检验实验效果的一个重要方法。真实验设计对实验条件的控制程度要求较高,在使用这类实验设计时,实验者可以有效地操纵实验变量,能有效的控制内在无效来源和外在无关因素的影响,能在随机化原则基础上选择和分配被试,从而更能客观的反映实验处理的作用。 (一)完全随机化设计 也称简单随机化设计,是指用随机化方法将被试随机分为几组,然后依实验的目的对各组被试实施不同的处理。 1、随机实验组控制组前测后测设计 (1)设计的模式 R O1 X O2 R O3 O4 (2)设计的评价 随机实验组控制组前测后测设计基本控制了绝大多数影响内部效度的因素。 优点:①采用随机分配被试的方法。 ②安排实验组和控制组。 缺点:使用前测的反作用。 (3)设计的显著性检验 对随机实验组控制组前测后测设计所得的实验数据进行统计分析,有两类方法可以使用。 A、对增值分数进行统计分析 B、协方差分析法 2、随机实验组控制组后测设计 (1)设计的模式 R X O1 R O2 (2)设计的评价①设立实验组和控制组 ②采用随机化原则 ③无前测 (3)设计的显著性检验 参数:t-检验 非参数:曼-惠特尼U-检验或中位数检验 3、随机多组后测设计 (1)设计的模式 R X1 O1 R X2 O2 R X3 O3 (2)实验结果的检验 ①单因素方差分析 ②纽曼-丘尔斯(N-K)检验或其他成对比较方法。 (二)多因素实验设计 是指在实验中包括两个或两个以上的因素(自变量),并且每个因素都有两个或两个以上的水平,各因素的各个水平互相结合,构成多种组合处理的一种实验设计,又称完全随机析因设计。 1、完全随机析因设计的类型 因素:对应大写字母 A B 因素水平:对应小写字母 a b (*):因素之间的相互结合关系 A*B a1a2 b1b2b3 2*3 A*B*C 2*3*4 2、完全随机双因素析因设计 完全随机双因素析因设计是指研究者用随机分配的方法将被试分为若干组(分组的个数等于实验处理的个数),同时用随机的方法分配每一组被试接受一种实验处理的实验设计。 (1)实验设计的模式R a1b1 O1 R a1b2 O2 R a2b1 O3 R a2b2 O4 R a3b1 O5 R a3b2 O6 3、双因素析因设计的主效应和交互效应。 主效应:指由每个单独因素(自变量)所引起的因变量的变化。 交互效应:指当一个因素(自变量)对因变量影响大小因其他因素的水平或安排的不同而有所不同时,所产生的交互作用影响因变量的结果。 (1)2x2完全随机实验设计的基本模式 R a1b1 O1 R a1b2 O2 R a2b1 O3 R a2b2 O4 (2)2x2完全随机化设计的主效应和交互效应的解释 (三)随机化区组设计 随机化区组设计的目的在于使区组内被试差异尽量缩小,而对区组之间的差异依据设计要求而定。 首先把被试按某些特质分到不同的区组内,使区组内的被试比区组间的被试更接近同质,将被试分好区组后,再将各区组内的被试随机分到各不同的实验处理或实验组、控制组内,因此称作随机化区组设计。 原则:同一区组内的被试尽量“同质” 人数分配有三种情况:①一名被试作为一个区组。 ②每个区组内的被试的人数是实验处理数目的整数倍。 ③区组的单位是一个团体。 总之,每一个区组应该接受全部实验处理,每一种实验处理在不同的区组中重复的次数应该完全相同。 优点:考虑到个别差异对实验结果的影响,而把实验单元(被试)划分为几个区组,并在统计计算上将这种影响从组内误差中分离出来,从而进一步反应出实验处理的作用。 1、随机化区组单因素设计 2、随机化区组多因素设计
二、在太空舱内,宇航员开展下列实验其中最难完成的是用温度计测温度B用天平测质量
在太空中物体可认为处于完全失重状态,即对支持物压力或对悬挂物的拉力小于物体所受重力,因而选BD.不过太空舱的内部实际上也存在微重力,因而完全失重是一种理想的情况.
三、人能自己造个生物圈吗
1986年,美国人巴斯为了扩展人类新的生存空间,出资2亿美元在美国亚利桑那州的沙漠区动工兴建了世界瞩目的“生物圈2号”。1991年9月26日,来自世界各地的8位志愿者参与了生物圈2号的实验计划。计划设计在密闭状态下进行生态与环境研究,帮助人类了解地球是如何运作,并研究在仿真地球生态环境的条件下,人类是否适合生存的问题。
生物圈2号占地面积约1.27公顷,体积容量达20多万立方米。其主要是由玻璃帷幕和钢架所构筑的仿真生态群系,包括了热带雨林、稀树草原、沼泽地、海洋(含珊瑚礁岸)、沙漠等五类荒野生物群带,以及人类的农田、微型城市及技术圈等三种人造地区。生物圈2号为一个密闭系统,其中大约涵纳了大气(17万立方米)、淡水(1500立方米)、咸水(3800立方米)、土壤(17000立方米)、生物(3800~4000种),以及人类(四男、四女)等重要组成。在生物圈2号中的微城市的内部设计中,配置了:实验室、医疗设备、厨房、寝室、餐厅、健身房、盥洗设施,以及图书室及观察室等。这种温室型的实验室,其运转所需的能源,主要是靠太阳能和外部供输的电力。具备密闭生态实验室中空气热涨或冷缩的调节功能。
最初,生物圈2号实验目的是研究人类及多种生物(植物和动物),在密封且与外界隔绝的人造系统中,是否可以经由系统内的空气、水、营养物的循环与重复使用下而能够健康、快乐的生存下来。在1991至1993年的实验中,由于研究人员发现:生物圈2号的氧气与二氧化碳的大气组成比例,无法自行达到平衡;生物圈2号内的水泥建筑物影响到正常的碳循环;多数动植物无法正常生长或生殖,其灭绝的速度比预期的还要快。经广泛讨论,确认“生物圈2号”的实验失败,未达到原先设计者的预定目标,这证明了在已知的科学技术条件下,人类离开了地球将难以永续生存。同时证明:地球仍是人类唯一能依赖与信赖的维生系统。
1996年,巴斯将生物圈2号交由美国哥伦比亚大学管理与规划未来的走向,做为生态学、环境变迁研究及教学的基地。哥伦比亚大学开始将生物圈2号既存的生态系统仿真实验及新的研究计划整合于并对外界开放,做为研究及学习中心,以探索我们人类生活与环境生态的互动影响。虽然生物圈2号计划实验目标并未达成,但是这也给人类上了很好的一课:大自然并非我们想象得那样简单,复杂巨大的系统关联中,可能每一缕轻风都是于生命所不可或缺的;人不是万能的,人类要依赖地球存活;人类要懂得顺应自然,要珍爱大自然的一切,才能与地球万物持续发展。