心理實驗法第六講：Basic of control

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Basic of Control and Factorial Design
心理實驗法九十六學年度第五講
前面幾張省略（因為與上一講重復）

目錄 1 Placebo 2 Within-subject 2.1 Within的好處 2.2 Why易顯著 2.3 不能用within的時機 3 PC與Psychology 4 心理學實驗中另一項問題 5 Two meanings of control 6 Factorial design 6.1 實驗的目的 6.2 多因子設計 6.3 Chapter 4 Case study 1 6.3.1 Ehrenfreund and Badia (1962) 6.3.2 Measuring attitude 6.3.3 2Cognitive dissonance theory (Festinger,1957) 6.3.3.1 Statistically significant 6.3.4  3 Subject variables 6.3.5  4 Wheeler & Fiske (2005) 2 X 3 6.3.6 5 code and cognitive process 6.3.6.1 Mental chronometry

Placebo

• Case Study (p.48)
• Paul (1966) speech phobia的治療
• 分四組（共67人）
  • 接受behavior therapy（15人）
  • 接受insight therapy（15人）
  • 吃無害也無效的藥丸（15人）
  • 未接受任何治療（control 22人）
• DV
  • 四位clinical psychologist（不知情）之前後測差異
• 結果
  • Behavior 進步 100%
  • Insight 進步 60%
  • Pills 進步 73%
  • Control 進步 32%

• 第三組稱為
  • Placebo control group
• 所吃的藥稱為
  • Placebo pills
• 所呈現的效果為
  • Placebo effects

• Experimenter Bias
  • 前面的實驗
    • 如果打分者知道所評分對象接受了什麼治療...
  • Scorer's bias
    • 韓國裁判？
  • 如何避免？
• Blind control
  • Single blind
  • Double blind
• Case Study (p.50)
• Rosenthal and Fode (1963)
  • 告知學生
    • 一組老鼠為maze-bright
    • 另一組老鼠為maze-dull
  • 結果
    • Maze-bright的老鼠表現遠較maze-dull為佳
    • 其實兩組老鼠由同一種老鼠中隨機抽取

Within-subject

• Between-subject design
  • Group A Experimental conditon Measure
  • Group B Control condition Measure
• Within-subject design
  • Subject A->experimental condition1 + experimental condition2 +......

Within的好處

• 減少subject數量
• 可以不必考慮實驗組與控制組之環境是否相同
• 較易顯著（統計上）

Why易顯著

• 由SS(sum of square)看
  • SSt=SSb+SSw
  • SSt=SSb.sub+SSw.sub=SSb.sub+SStreatment+SSresidual
• 由個別來看
  • xij=μ+βj+εij
  • xij=μ+βj+πi+εij
    • βj為treatment
    • πi為individual difference

不能用within的時機

• 以下時不可用（較不適用）within-subject design
  • 對受試者影響具持續性
  • 呈現的次序會影響結果時
  • 有以上嫌疑時

PC與Psychology

• 實驗控制上常用PC (personal computer)
  • 快速呈現
  • 隨機排列
  • 收集資料
  • .....

心理學實驗中另一項問題

• Demand characteristics
  • 受試者會揣測主試者的意圖
  • 情境
    • 防音暗室
    • 一堆怪機器（自己拉的線、用角鋼....）
    • 面貌凶惡的男主試
    • 大一修普心嫩嫩的受試
    • 主試問：「有沒有看到！」

Two meanings of control

• Control of IV
  • Spallazani實驗中精液的不同
  • 人工環境中金絲雀築巢
• Control environment
  • 實驗組與控制組間的差異除了上面控制以外控制成相當

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Factorial design

• 隨著時代進步，心理學的方法也進步
• 但心理學想問的問題本質沒有變
• 探討人類心理與行為背後存在的...
• 以前所有問題都只能問最簡單的地方
• 現在有能力問更多
• 為什麼要問更多？

實驗的目的

• Cause-and-effect relationships
  • Deprivation -> hungry
  • Conflict -> anxiety
• 但人的行為/心理現象通常不是只有一個原因造成
  • 高速公路標示辨識為例
    • 什麼因素會影響高速公路標示辨識？
    • 光線
    • 認字能力（韓文標誌看得懂嗎？）
    • 意識狀態（如24小時未睡）
    • 吃藥或喝酒
    • ......
    • 不只
    • 一個原因影響

多因子設計

• 多因子設計（factorial design）
  • 例如
    • 父母育兒具敵意且過度干涉 -> 小孩退縮
    • 若再加上忽略小孩 -> 小孩反社會
  • 有些問題勢必兩項或以上的因素在
  • 一起才會發生

Chapter 4 Case study 1

Ehrenfreund and Badia (1962)

• 目的：老鼠在不同剝奪量和獎賞量下表現
  • Factor 1 剝奪量
    • 95% / 85% ad lib (free-feeding) weight
  • Factor 2 獎賞量
    • 45mg / 260mg food pellet
• Dependent variable
  • 6 feet跑道中間2 feet的速度
• 控制
  • Ad lib weight
    • 自然狀態下的體重
    • 
      
    • 因為每一隻老鼠的體重進食量不一，因此控制剝奪量本身對於個
    • 別動物的影響不同
  • 量中間段的速度
    • 因為起跑段與終點段的變化比較大
• 結果
  • p.55 table 4.1
    
    

table 4-1

Incentive treatment	Deprivation treatment
	95%	85%
45mg
260mg

• Factors, variables and levels
  • Case study 1 為 2X2之factorial design
  • Factor 1 為剝奪量
    • 有2 levels 之variables
    • 即high and low deprivation
  • Factor 2 為獎賞量
    • 亦有2 levels 之 variable
    • 即high and low incentive
• 最多有幾個factor？
• 平常的用語，Factors有時說成variables但一般不會反過來
• Factors與variables組合
  • High deprivation – high incentive
  • High deprivation – low incentive
  • Low deprivation – high incentive
  • Low deprivation – low incentive
• 2X2 = 4種組合
• 如果2X2X3 = 12種組合

Measuring attitude

• 態度的測量
  • 問卷調查
    • 你贊成增加給窮人的社會褔利支出嗎？->19%
    • 你贊成增加給窮人的社會救助支出嗎？->63%
  • 問卷調查中抽樣的三個層次
    • 實體抽樣
    • 問題之抽樣
    • 受訪者回答之抽樣

2Cognitive dissonance theory (Festinger,1957)

• Attitude change occur in high-dissonance condition
• Linder, Cooper, and Jones(1967)
  • 2X2 factorial design
  • Task 寫一篇支持控制言論自由的文章（原本為反對的人）
    • Factor 1 選擇（有無告知受試者可不可以有選擇）
    • Factor 2 獎賞 $.5 / $2.5
  • 結果2
    • p.57 table 4.2

table 4-2

Choice	Incentive
	$.5	$2.5
No-choice	-0.05	0.63
Free-choice	1.25	-0.07

• 繪圖
  • p.57 figure4.1

• Analysis of variance

Statistically significant

• 'αlevel'
  • .05代表20次有一次by chance顯著
• 'p value'
  • 犯type I error 的機率
    

    

    type I error

• 作圖的重要性
• Case study 1之圖

 3 Subject variables

• Chi(1978)
  • A variables -> recall digits / chess pieces
  • B variables -> children / adults
• 結果 p.60 figure 4.3
  • Interaction!!

 4 Wheeler & Fiske (2005) 2 X 3

• p. 61 下面的圖

• A variable : race of face
  • Black/ white
• B variable : social goals
  • Categorization（判斷年齡）/ Individuation（食物喜好）/ Visual search（有無痣）
• 呈現方式
  
• 結果測量 fMRI 測amygdala

5 code and cognitive process

• “code” record in memory (Posner等人)
• Solso and Short (1979)
• 步驟
  • 呈現「色板」
  • 間隔後出現第二刺激
  • 受試者以按鍵反應「合不合」
  • 記錄受試者反應時間（reaction time）
• Complex factorial design
• Factor 1 (type of relationship)
  • Color to associate / color to word / color to color
• Factor 2 ( delay between stimulus)
  • 0msec. / 500msec. / 1500msec.
• Factor 3 (match or mismatch)
• 3 X 3 X 2
• Case study 5 figure
• Figure 4.5

Mental chronometry

• 實驗結果如p.63 figure 4.5
• Solso and Short的解釋如p.64 figure 4.6

• • 由reaction time 推測內在歷程
• 利用tachistoscope (T-scope)
  • Forced-choice procedure
• Within subject
• Model for case study 5
• Figure 4.6
•