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被试内设计

Within-subjects design · 被试内实验设计 · 重复测量设计 · 重复被试设计

被试内设计是一种实验设计方法,通过让同一组被试在不同条件下接受测试,以研究变量之间的关系,它与被试间设计相对,能有效控制个体差异。

要点

  • 被试内设计让同一批被试接受所有实验条件,因而个体差异被完全控制,统计检验的效力通常高于被试间设计。
  • 主要代价是顺序效应:练习、疲劳与对比会污染后一个条件,需要用随机化、区组或拉丁方平衡条件顺序。
  • 费希尔 1935 年的《实验设计》建立了随机化、重复与区组三原则,是这类设计的统计基础;重复测量方差分析是其经典分析工具。
  • 现代分析多采用线性混合模型,可处理缺失数据与个体随机效应,避免传统重复测量方差分析对完整数据的严格要求。

基本逻辑

被试内设计要求每位被试接受全部条件,比较同一批人在不同条件下的表现。由于个体差异被恒定化,误差项更小,统计效力更高,所需样本量通常少于被试间设计。

它的代价是顺序与遗留效应:练习、疲劳、对比与迁移都可能让后一个条件偏离。因此「平衡顺序」不是可选项,而是设计的一部分。

顺序控制

常用方法包括完全随机化、区组随机化、拉丁方设计与 ABBA 平衡。拉丁方保证每个条件在每个位置出现次数相同,适合条件数较少的情形。

当条件间可能存在不可逆的遗留效应(如学习、损伤、治疗),应改用被试间设计或设置足够的洗脱期,否则条件效应与顺序效应无法分离。

统计方法

经典分析是重复测量方差分析,要求球形性(各条件差值方差相等),违反时用 Greenhouse-Geisser 或 Huynh-Feldt 校正。

线性混合模型是当代主流:把被试与项目设为随机效应,可处理缺失值与不平衡设计,并能同时推广到被试与刺激总体。模型选择需预注册与敏感性分析,避免过度拟合。

适用与局限

适用于条件可重复、效应可逆的研究,如知觉判断、反应时、注意分配与短时记忆。认知心理学大量经典范式都是被试内设计。

不适用于有持久影响的操作(如手术、长期训练、创伤暴露),也不适用于无法多次测量的情境。此时被试间设计更合适,或需交叉设计配合洗脱期。

关键信息

核心优势
控制个体差异、提高统计效力
主要威胁
顺序效应、练习效应、遗留效应
顺序控制
随机化、区组、拉丁方、ABBA
现代分析
线性混合模型

常见疑问

被试内设计与被试间设计有什么区别?

被试内让同一批人接受所有条件,个体差异被控制,效力更高;被试间把不同人分到不同条件,避免顺序效应但需要更大样本。

什么是顺序效应?

前一条件对后一条件的影响,包括练习、疲劳、对比与迁移。它会使条件间的比较失真,需要通过随机化或平衡来抵消。

什么时候不能用被试内设计?

当操作有持久影响(手术、长期训练、创伤暴露)或无法多次测量时。此时遗留效应无法洗脱,应改用被试间设计。

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分类:02 / 经典实验 · 更新 2026-11-13 · 来源 https://psyc.pub/e/within-subjects-design.html

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