心理学实验中的自变量

　　自变量是研究者要研究的相关变量，它可以是作业，任务，作业和任务的环境，也可以是被试者特征；自变量最大的特征是要操纵，改变，要有变化；没有变化的量不能作为自变量；例如，新生儿的视觉发展研究中，选择的新生儿只有一个年龄，那么，年龄变量就不能作为自变量，因为年龄没有改变、操纵；如果视觉刺激和新生儿的距离没有变化，距离也不能作为自变量。要研究灯光强度对工作业绩的影响，灯光强度始终保持不变是无法进行研究的。只有对灯光强度不断进行改变，灯光强度才可以作为自变量，这样的研究才能称为实验。

　　需要指出的事，某些特别引起的被试的状态也可以作为自变量，比如，被试的疲劳状态，情绪状态也可以作为自变量进行研究。

　　朱滢（2000）将自变量分为4种：1．刺激特点自变量，例如，反应时研究中，听觉刺激、视觉刺激引起的反应时不同，强度不同的声音，灯光引起的反应时不同；记忆实验研究时，刺激材料的类型，比如，文字资料，图画资料，被试对刺激材料的熟悉度，刺激材料的意义性；这些都是刺激物本身固有的特点，感知觉研究中广泛采用此类变量作为自变量。2．环境特点自变量；比如，运动员参加比赛时，由于环境改变可能影响其水平的发挥；进行实验时环境的各种特点，如温度、是否有观众在场、是否有噪音、实验的时刻都可以作为自变量。比如，测量个体的身高早上刚醒来、下午两个不同时间内就有差别，记忆实验中时间就是一个很重要的自变量，例如，艾炳浩斯的遗忘曲线。3．被试特点自变量，在某些心理学实验中，我们特别关注被试的固有属性对被试的反应所产生的影响，比如，个体对“甜”的体验中，性别因素就是一个研究者关心的变量，优势手对语言的影响，发展心理学研究中年龄对心理发展所产生的影响，这些都是被试固有的属性，研究者无法改变、操纵，只能选择；4．暂时造成的被试状态；比如，研究特定情绪状态对认知作业的影响，研究者首先采用某种药物引起被试的特定生理状态，在注意警觉研究中，人为造成被试的疲劳，研究疲劳状态对注意警觉任务作业的影响。

　　需要特别指出的是，上面所说的都是单一自变量，在某些特殊情况中，存在一种情形，需要把几个单一的自变量捆绑起来，看作是一个自变量，有学者称之为复合自变量（complex independent variable），其目的在于考察这些自变量的综合效应，这类研究常见于教学改革实验研究，由于教学改革措施经常是一组同时施加的措施，很难区别各个自变量各自的作用、影响。典型的心理学实验中一般不采用此类自变量。

　　心理学实验中，要操纵、改变自变量的水平，但如何确定自变量变化的水平是一个很有学问、很有挑战性的问题。研究者要观察因变量如何随着自变量的变化而发生相应的改变，如果自变量变化的幅度选择不好，可能会导致自变量改变，因变量不敏感现象的发生。例如，无论自变量怎样变化，因变量都没有什么变化，或者说变化很小。这种现象又分为地板效应、天花板效应，前者指：无论自变量怎样变化，因变量都处于较低的水平；后者指：无论自变量怎样变化，因变量都处于较高的水平，两种现象都是心理学实验要避免的。这两种现象的出现都可能与自变量变化水平的设置有关。如何设置自变量水平变化的间距，这是一个心理学实验工作者必须掌握的基本技巧。

　　自变量水平的设置。当我们确立对某个自变量进行研究时，第一个遇到的问题就是如何去操纵、改变自变量。如果自变量是被试特点自变量，由于这些特点是被试固有的属性，研究者无法对它进行操纵，改变，只能选择，比如，被试的性别，如果自变量是刺激特点自变量，比如，灯光的强度，声音的大小，刺激物的重量，长度，那么，就需要考虑如何变化灯光强度，变化的间距多大比较合适，这些刺激实际上都是心理物理学研究的材料，较好的办法是查阅心里物理学方面是否有相关研究。德国生理学家韦伯最早这方面的问题，后来心理物理学之父费希纳在其研究基础上提出最小可觉差（just noticeable difference ，简称为j. n. d ）的概念，即，刚刚能引起差别感觉的刺激之间的最小差别，而心理物理学家一般约定为有50%次能被觉察出差别，50%次不能被觉察出差别。后来的学者将它称为差别阈限。由于采用的研究差别阈限的具体方法不同，有时也不一定就是选择50%作为标准，也可能是75%。由于用来感觉差别的器官不同，也就是感觉道不同，差别阈限也不同，例如，2000赫的乐音相差1/333就能分辨，而咸味要相差1/5才能分辨。较早的《实验心理学》教材都有大量的篇幅阐述心理物理学研究方法。需要指出的是，差别阈限的研究结果只能是作为自变量变化水平的最小间距的参考，而且差别阈限成立有限制条件，只有刺激强度在合适的范围内，差别阈限才可以解释。在参考差别阈限研究成果基础上，根据研究实际情况，确立自变量变化间距之后，要做预备试验，根据预备试验的结果来调整自变量水平变化的间距。

　　自变量变化范围。这与自变量水平变化间距不同，自变量变化间距指自变量水平之间的强度差异，自变量变化范围则指自变量取值的上限、下限。由于自变量取值范围不同，研究者得到的结果也可能不同，这种现象在心理学实验研究中经常遇到。比如，研究学习焦虑对学习成绩的影响，如果焦虑程度变化范围是在较高水平内取值，那么，我们得到的结论很有可能是学习焦虑不利于学习成绩的提高；如果焦虑程度变化范围在较低水平取值，我们得到的结论很有可能是学习焦虑有利于学习成绩的提高；例如，研究单字识记次数和单字巩固效果之间的关系，如果学习次数取值从每个单字学习15遍开始，最多学习50次，学习后测验单字记忆效果，我们得到的结果很可能是识记次数不影响记忆效果，这里就有一个过度学习次数问题，如果学习次数超过过度学习次数，之后的学习并不能起到巩固学习效果的目的。这类问题与心理学实验研究中经常碰到的问题，自变量对因变量的影响随自变量取值区间变化呈现出不同的影响、作用；低于某个临界值，自变量得分越高，因变量越高；达到某个临界值，自变量的变化对因变量影响很小，例如，智力对学习成绩的影响；这样的情形提醒研究者在确定自变量变化范围区间时，首先要确定自变量和因变量之间的变化趋势，也就是要确定因变量如何随着自变量改变而出现怎样的变化趋势，是否具有转折点，这些转折点就是临界值。当然，这些临界点的确定是比较困难的，确立了一个临界点，事实上就是一个重要的研究成果，重要的创新，心理学的许多实验研究也就是想找出这样一些临界点。

　　心理学研究领域的不同，自变量类型也不尽相同。心理物理学研究中自变量主要是刺激的质和量的属性，比如，声音的响度，灯光的强度，物体的重量，气味的浓度，这些都是容易直接操纵、改变的量。这些自变量的计量单位都有严格的规定，需要对相关的知识比较了解。在知觉研究领域，刺激的物理特征是最常见的自变量，比如，视觉刺激的大小、形状、背景、透视、视角，听觉刺激的频率、强度、波形、波的复杂性；另外一类是改变人或者动物的环境，一般都是将他们置于非正常环境，例如，在黑暗中侍养动物，让人戴上特制眼镜，使其视觉被扭曲。反应时研究中的自变量类型比较多，但基本上都是刺激呈现的速度之类影响被试注意量的变量，比如，增加被试的工作负荷，使其超负荷工作，观察反应时的变化；学习领域中，强化的数量与时间是最常见的自变量；记忆领域，即材料的性质，主要是意义组合的不同，字母、数字、无意义音节、单词、词组、句子、段落；呈现材料与测试之间的间隔时间，这种方法始于艾宾浩斯，学习策略。思维与问题解决领域，最基本的自变量是问题呈现方式，问题呈现中无关信息的呈现量，解决问题的时间限制，解决问题的奖赏程度；发展心理学领域，严格说，被试变量不是真正的自变量。