【心理学论文】浅谈心理学实验程序设计

摘要：心理实验程序设计是心理学研究中的一个重要方法，其主要的操作方式就是运用计算机技术将心理学实验猜想或实验计划编译为电脑程序。伴随着世界经济和科学技术的飞速发展，越来越多的技术手段被应用于心理学实验研究，心理学实验程序设计体系也得到不断完善。笔者根据多年的学习和实践经验，总结出了一套应用于心理实验程序设计的模式化方法。由于这套模式化方法是从实际角度出发，所以在心理研究人员设计实验程序的时候能够起到较强的指导作用。

关键字：心理实验；实验程序设计；模式化方法

前言：

　　心理学实验程序设计就是将心理实验的研究计划编译为计算机语言，运用计算机技术手段解决问题。笔者根据多年学习和实习经验总结出一套心理实验程序设计的模式化方法。该模式化方法根据心理学程序设计的三大基本原则，针对心理学实验的两种类型，对心理学实验程序设计的核心实验过程进行了系统的分析，提出紧抓实验程序设计中的五大基本要素的四种实验程序设计模式。其中两种类型指的是“单一型实验”和“复合型实验”心理学实验设计类型；三大基本原则指的是心理实验程序中需遵循的“结构化”、“模式化”和“流程化”原则;四种模式是指实验编程中的“串联模式”、“并联模式”、“相嵌模式”和“平衡模式”；五大要素指的是“呈现时间”、“呈现方式”、“呈现格式”、“反应方式”和“数据采集”这五种实验设计中需紧密把握的基本要素。[ 张学民，舒华.实验心理学纲要[M].北京:北京师范大学出版社，2011

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心理实验程序设计的基本原则

　　心理学程序设计的基本理念是做到实验程序结构化、流程化和模式化，并且要具有较高的指导性和操作性。这就要求在实验程序设计前要画出实验运行的流程适宜图，了解实验的各个组成成分并控制实验相关步骤。

　　（1）结构化原则

　　心理实验的结构性，是指心理实验由一个个单元构成，每个实验单元间实现既相互独立又统一联系的实验功能。实验单元通常包含十个成分界面，在实验程序运行中每个实验程序成分界面相继消失，同时呈现另一个界面。在进行心理实验程序设计时，首先要对实验程序的组成成分有个系统地认知和准确地把握。在十个实验成分界面中，“指导语”、“探测界面”、“结语界面”和“刺激界面”这四个界面是心理实验的基本组成部分。

　　(2)模式化原则

　　一个实验的的各个组成成分功能的正常运行很大程度上依赖于对他们的控制。在设计实验时主要从五个因素进行控制，分别是呈现时间、呈现方式、呈现格式、反应方式和数据采集。只有把握好这五个实验要素并且有效地进行控制，才能确保整个实验功能的通畅和完整。

　　(3)流程化原则

　　心理实验的功能运行靠各个组成成分按照各自特定的顺序运作实现的。各个成分按照时间顺序逐步工作实现各自功能，通过各个组成成分的独立运行和相互联系最终实现整个实验的完整运行。完整的实验运行的步骤是由指导语到注视点，再进行词汇判断，经过反馈调节最终到结语。这就要求在实验程序设计时必须根据实验运行的顺序进行描绘并画出实验结构流程图。[ 陈文锋，崔耀，张建新.心理实验系统E一Prime介绍及其应用[J].心理科学，2012,28(6).]

实验程序控制的五要素

　　(1)呈现时间

　　呈现时间是指一个界面在被试前的呈现时间，呈现时间根据实验情况会有差异，长的可以持续几分钟，短的有的甚至只有十几毫秒。呈现时间一般情况下有三种表现形式：固定时间、变化时间和无限时间。固定时间就是在实验过程中界面所呈现的时间不会发生改变，在实验运行中始终保持不变；变化时间与固定时间形式恰恰相反，即界面的呈现时间会随着实验过程中条件的变化而发生变化，这就要求在实验设计时要将变化时间设定成一个变量，界面的呈现时间变化通过对对变量的定义来实现；无限时间形式就是界面的呈现时间是无限的，只要被试没有反应，界面就一直呈现，相反，在被试有反应时界面就会消失。

　　(2)呈现方式

　　呈现方式是指程序运行时当被试做出反应时，界面消失的方式。界面消失的方式主要包括“自动消失”、“按键消失”、“反应消失”和“自动反应”四种呈现方式。自动消失顾名思义就是到指定时间时界面自动消失，这种呈现方式在程序设计时无需设置；按键消失则是只有在按键时界面才会消失，在实验程序设计中只需对反应设备设置起作用的按键即可；反应消失和按键消失呈现方式有着异曲同工之处，是指在被试作出反应后探测界面才会消失，在被试没有作出相应的反应时界面就会一直呈现，在程序设计中只需设置相应的反应键即可。反应消失和按键消失虽然看起来没有区别，但是在反应键的设置上还是有着很大的差异。因为反应消失和按键消失应用的界面不同，所以反应消失一般会设置多个反应键，而按键消失呈现方式无需对按键的反应数据进行记录，所以只需设置单个按键。自动反应与反应消失的应用的界面和反应按键的设置都相同，是指若被试在设定的时间内没有作出反应，探测界面就会自动消失，若被试作出反应，探测界面也会立即消失。

　　(3)呈现格式

　　呈现格式是指在界面中在刺激和非刺激的设置上呈现什么样的格式。在心理实验程序设计中一般需要考虑的呈现格式有物理属性、刺激位置和边框属性等方面。不同材料性质的刺激材料、刺激位置和边框属性都会对实验产生不同影响。

　　(4)反应方式

反应方式的研究对象是探测界面中的被试，是指被试在受到刺激时作出的反应方式。心理实验的反应方式一般有键盘反应、语音反应、外接键反应和脚踏板反应。键盘反应时心理实验中运用最多的一种反应方式，通常将反应键设置成计算机键盘上的常规按键；语音反应是通过麦克风进行反应，记录被试的反应时间；外接反应和键盘反应类似，不过采用的键盘是专门的外接键盘；脚踏板反应是指用脚踏板进行反应。

　　(5)数据收集

　　数据收集是在探测界面中进行设置，对一些重要数据进行采集。一般需要记录的数据类型有以下几种：反应时、正确与错误和被试的反应。反应时就说被试作出反应的时间，这一数据时心理学实验研究中最重要的反应变量之一；对被试反应的正确与错误次数进行记录，可以计算出数据的正确率和错误率等指标。[ 曾祥炎基于E一Prime实现“实验心理学”实验教学的新方法.实验技术与管理，2010.

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实验设计模式

　　(1)并联模式

　　并联模式的实验设计是由两个存储不同实验材料的List和两个不同核心的实验过程CEP并联而成的。信号检测实验就是典型的并联模式实验设计，List1和CEP1完成学习阶段任务，List2和CEP2完成测试阶段任务。

　　(2)串联模式

　　串联模式的实验结构组成和并联模式相同，但两结构之间是串联关系。两结构之间可以独立工作，在实验中时两结构循环工作，因此这种串联模式也被称作“循环模式”。

　　(3)相嵌模式

　　相嵌模式实验设计至少由两个List和一个CEP组成，List2一般相嵌在List1中，CEP调用List中的材料和控制，List调用List1和List2的材料与控制。这种实验模式比较适合复杂的实验设计。

　　(4)平衡模式

　　平衡模式实验设计组成结构至少需要三个List和两个CEP，List1储存条件信息，List2储存运行信息，List3存放各种条件刺激并相嵌于List2中，CEP2呈现选中条件刺激。

以上四种实验设计模式基本可以运用于目前心理学研究中各种形式的实验，因此在设计实验之前确定研究实验设计模式，这有助于设计人员准确地设计出所需实验。

结语

　　本文分析了心理实验程序的具体设计过程和方法，总结出来一套应用于实验程序设计的理论方法。该模式化方法具有较强的指导性和操作性，为心理学研究人员进行实验程序设计提供了系统地思想方法，有效地促进了心理实验程序设计体系的建立和完善。

参考文献：

[]张学民，舒华.实验心理学纲要[M].北京:北京师范大学出版社，2011.

[2]陈文锋，崔耀，张建新.心理实验系统E一Prime介绍及其应用[J].心理科学，2012,28(6).

[3]曾祥炎.基于E一Prime实现“实验心理学”实验教学的新方法[J].实验技术与管理，2010.