行为实验研究方法

在学习A-level/GCSE心理学时，心理学研究方法是小伙伴们必须掌握的知识点。以AQA考试局GCSE心理学课程大纲来看，心理学研究方法（Research methods）是主要学习内容之一，这部分知识内容主要包括可检验假设的形式、变量类型、采样方式、设计研究、相关性、研究程序、规划和进行研究、道德考量（Ethical considerations）。各部分内容还包含具体Topic要求小伙伴们掌握：（AQA考试局GCSE心理学研究方法课程大纲）心理学有几种不同的研究方法，主要分为两种类型，即定量研究（Quantitative methods，取决于数学或统计数据的使用）和定性研究法（Qualitative methods）。这两种类别的研究方法包含许多种研究，比如说相关性研究、描述性研究和实验性研究等。具体使用哪种类型的研究取决于具体的心理学研究目标。学姐在这里给大家介绍几种不同的心理学研究方法。1.个案研究（Case Study）案例研究是定性研究方法。它涉及在一段时间内观察一个人或一组人。研究人员采访对象或观察行为并记录信息。通常使用这种类型的心理学研究来说明如何在实践中应用心理学原理或理论。案例研究方法广泛用于专业培训中。2.实验法（Experiment）在科学科学中，实验是最常使用的研究方法。实验法的第一个原则是设置对照组。对照组可能是一个或一组未经操纵的个人或群体。第二个原则是控制变量。也就是说，实验应尽可能避免多余数据。该因素使心理学家能够重复该实验，这是可靠研究的要求。第三个原则是测量的一致性。如果允许使用不同标准将导致实验无法复制，实验结果不可靠。第四个原则是显示因果关系。也就是说，在实验中执行的操作导致了最终结果，而没有涉及其他因素。实验可以是在实验室控制的，例如睡眠研究，允许心理学家操纵受试者但不能操纵其环境的现场实验，或者不允许进行控制且主要是观察性的自然实验。3.观察研究（Observational Study）这种类型的定性研究可以是既自然进行的，也可以在人为控制的情况下进行。这种研究方法是系统的且需要仔细记录的。观察研究的目的是识别和描述一个变量甚至一组变量。4.调查研究（Survey）这种调查研究方法取决于报告的数据，结果可能是高度主观的。因此，调查通常涉及许多主题。这是一种随机抽样的定量研究方法。这不是实验法，而是“精心选择”了样本的方法。5.内容分析（Content Analysis）这种研究方法涉及查看诸如印刷品、电视、广播等媒体，以重复特定单词或短语甚至想法。这是一种定量方法，利用有关单词或概念的数学或数据来研究诸如定型观念或某些文化方面（例如性行为）的事物。这类研究在广告中特别有应用价值，但也可用于预测特定人群的行为。心理学中使用的研究方法取决于要研究的数据种类以及研究的目的和广度。

应激、焦虑和抑郁是密切相关的现象，大多数焦虑和抑郁患者都曾经历严重的心理应激事件。因此，应激事件被看作焦虑和抑郁的原因，或者至少是在遗传基础上的诱因，能够导致情绪障碍的产生。焦虑和抑郁动物模型就是将动物置于一系列应激性情境中（潜在的或实际的威胁，急性的或慢性的），使其产生情绪障碍，然后应用特定的手段来对行为和生理指标进行检测，从而探讨此情绪障碍的深入机制，以及鉴定和筛选抗焦虑药或抗抑郁药。1.1 焦虑动物模型焦虑是由预先知道但又不可避免的、即将发生的应激性事件引起的一种预期反应，以恐惧、担心、紧张等精神症状为主要表现，同时多伴有心悸、多汗、手脚发冷等植物神经功能紊乱，其核心症状为担忧。从进化的角度讲，动物所表现的防御反应是人类恐惧和焦虑反应的原始成分。因此，动物所表现的恐惧样反应与人类的焦虑反应是相似的，这就是焦虑动物模型的行为学基础。人类的焦虑反应主要表现为逃避现实、逃跑行为、警觉性提高，同样的行为反应也可在动物身上观察到。例如，当动物面临一种不熟悉的环境时，动物就会表现出一系列的行为和生理反应，包括探究行为的抑制、呆滞、逃走、心率加快、排尿、血浆皮质酮水平增加等。这些反应可看作动物面临危险情景时防御反应系统的激活。因此，通过科学比较可认为人类和动物具有相同的焦虑情绪状态。焦虑和抑郁 生物 学机制的研究已经获得了飞速发展，逐渐深入到分子和基因水平。但是，由于研究领域的自身特点，焦虑和抑郁动物模型的研究却发展相对缓慢。而且，在应用过程中研究者倾向于使用比较经典的动物模型，由此，这也限制了其发展。1.2 行为学检测方法目前常用的焦虑动物模型主要包括两类：一类是基于动物非条件化的模型，根据其行为特点又可分为探究行为模型和社会行为模型。探究行为模型主要包括比较经典的高架十字迷宫实验和旷场实验。高架十字迷宫测验将动物置于迷宫的中央区，然后在一定的时间内观察动物分别进入开臂和闭臂的时间和次数，由于开臂和外界相通，对动物来说具有一定的新奇性同时又具有一定的威胁性，动物在产生探究好奇心的同时也会产生焦虑反应。如果焦虑水平高，则动物会离开开臂退缩到闭臂中，反之则在开臂停留更多的时间，对开臂的探究次数也增多。旷场实验中，中心区域对动物来说是潜在的威胁情境，而外周区则相对安全，因此，如果动物的焦虑水平高则倾向于停留在外周区，反之，对中央区的探究次数及时间就会增加。利用相似的原理，Crawley 等人则利用动物对明亮地方具有天然的厌恶和好奇倾向建立了明- 暗箱实验，动物逃离明亮区域时间长则表示焦虑水平高。社会行为模型包括天敌暴露、社会隔离、母爱剥夺等。最初的天敌暴露模型一般是将动物暴露在对其生命具有强烈威胁性的另一动物面前，例如将大鼠暴露于猫或具有很强攻击能力的另一雄性大鼠前，则天敌会对动物进行猛烈的攻击，由此造成其焦虑水平提高。但这样的模型往往会造成躯体的创伤，此后研究发现只是将天敌或者将天敌的排泄物暴露于动物面前，而不进行躯体的攻击也能够造成很强烈的焦虑反应，因此，后来广泛采用可视天敌暴露和天敌气体暴露等模型。另一类焦虑模型是基于条件反射的模型，主要包括饮水冲突模型、条件性电击等。饮水冲突是将动物的饮水行为和不确定的电击结合起来，动物如果想满足饮水的需要就可能会受到电击的创伤，由此造成动物在饮水和避免电击之间的趋避冲突，产生焦虑反应。型号：XR-XY210而条件性电击模型中，将某种信号和电击随机结合起来，信号出现后可能会出现电击，也可能不出现电击，由此造成动物的期待性焦虑反应。这类模型在模拟人类的焦虑反应，预测抗焦虑药物方面是非常有效的，但其中不可避免的包含有电击这类物理应激的成分，使心理应激中躯体应激的比例增大，是其主要缺陷。此外还存在着众多有效的焦虑应激模型，林文娟等人最近建立的空瓶应激模型已经证明是一种有效的焦虑应激模型。经过几次固定时间的饮水学习之后，在饮水时间给予动物空瓶，能够诱发动物出现攻击，撕咬瓶子和笼子，频繁修饰等焦虑反应，同时还伴有肾上腺素、去甲肾上腺素以及皮质酮水平的升高，较好的模拟了人类焦虑的行为和生理反应。焦虑的动物模型中有些主要用来建立动物模型，而有些既可以建立模型也可以用来测量焦虑情绪的水平，不同的动物模型这两种作用的比例有所差别，其中天敌暴露、饮水冲突、社会隔离和母爱剥夺常用来建立焦虑动物模型，而高架十字迷宫和旷场实验则既可以建立模型也可测量焦虑反应。要想证明焦虑模型是否激发了动物的焦虑反应就应该寻找测量焦虑反应的途径和指标。通常利用动物对应激性或新异形事件的行为或生理反应来测量动物的焦虑反应。动物的这些厌恶性情境包括空旷的空间，明亮或者具有一定高度的地方，所有这些构成了利用探究测验测量动物焦虑反应的基础。经典的测量动物焦虑反应的方法是高架十字迷宫测验和旷场实验。这些新异的环境对动物来说具有潜在的生存威胁性。因此，激发了动物的探究性防御反应，通过探究行为来反映动物的焦虑情绪，是建立在陌生情景下动物的焦虑水平和探究行为的二因素理论之上的。主要行为观察指标包括：（1 ）探究行为的抑制，动物对开臂的探究次数减少，在开臂停留的时间减少，中央格的探究格数减少，动物对明亮的地方产生回避；（2 ）恐惧反应增加，动物的排尿、排便次数明显增加，频繁修饰；（3 ）社交行为减少，互嗅、互追的行为明显减少，动物倾向于逃避其它动物。

心理学作为一门正式的科学，它的历史起源于冯特在德国莱比锡大学建立了世界上第一个心理学实验室。它标志着心理学是一门可以通过测量、实验而得出科学结论的一门学科。心理学不再神秘地、被世人无法探索的心理语言探索。实验法等一些心理学的研究方法正式诉说、表现了心理学的客观性。它是可以如同物理学等学科一般通过一定世人可以明辨、判断、评价的手段，将自己的想法、结论展现在世人眼前，并推广于我们的生产生活中的。著名心理学实验今天，我们就来聊一聊那些心理学的研究方法。观察法观察法是指在自然的条件下，对表现心理现象的外部活动进行有系统、有计划地观察，从中发现心理现象产生、发展的规律。比如，观察婴儿的言语肢体活动，可以了解婴儿无聊时会做什么动作，饿的时候会这么办。又比如，老师观察学生在课堂上的表现，可以了解到这个学生的性格、情绪、耐性等特点。测验法测验法是指用一套预先经过标准化的问题（量表）来测量某种心理品质的方法。比如，我们在检测我们的智力时，会通过做一系列的题目得出分数，进行判断。而这一系列的题目便是一张智力量表，这种方法就是测验法。还有，我们平常问卷也是量表哦！同时，量表也分许多种类型。比如，测量智力的、测量人格的（卡特尔，16PF）、测量成就的等等。这些量表也广泛应用于学校、企业、医院等许多生产生活的场所。相关法相关是事物间的一种关系。相关法是心理学研究的另一种重要方法，心理学的许多研究都在寻找相关。通过让被试填写问卷等手段，收集数据，从而得到相关。比如，学生看电视、阅读与数学成绩的关系，人的社会经济地位与个体心理发展的关系，等等。两个事物之间的相关强度是可以用相关系数来表示的。它是从-1到1之间的一个数值。如果相关系数为零，则说明两者之间不存在关系或相关很小。大于0为正相关小，于0为负相关。例如，学生的阅读、数学成绩与每天看电视的时间存在负相关。也就是说，学生每天看电视的时间越多，他们的阅读成绩和数学成绩就越低。相反，吸烟与癌症发生率存在正相关，吸烟的数量越多，患肺癌的可能性越大。正相关但要注意的是，相关本身并不存在因果关系。当两种现象被发现相关时，甲可能是引起乙的原因，乙也可能是引起甲的原因，又或者有第三方的原因。你无法推断哪个是因，哪个是果。实验法实验法是指在控制的条件下，对某种心理现象进行研究。在实验中，研究者可以积极干预被试者的活动，创造某种条件是心理现象得以重复发生。心理学实验实验法又分为实验室实验法和自然实验法实验室实验是借助专门的实验设备，在对实验条件严加控制的情况下进行的。例如，在实验室安排三种不同的照明条件（由强到弱），让被试分布在不同照明条件下，对一个短暂出现的信号做按键反应，通过仪器记录被试每次的反应时间。这样就可以了解到照明对按键反应时的不同影响。自然实验也叫现场实验。对实验条件进行适当控制，使人们在正常的学习和工作情景中进行。例如，在教学条件下，由教师向两组学生传授相同的学习材料，其中甲组学生在学习以后完全休息，而乙组学生继续进行另外的工作。一小时后，再比较他们的回忆成绩，。结果甲组学生比乙组学生成绩好。说明学习后适当休息有助于知识的保持。个案法个案法是一种比较古老的方法，它是由医疗实践中的问诊方法发展而来的。个案法要求对某个人进行详尽而深入的观察与研究，以便发现影响某种行为和心理现象的原因。比如，在精神分析流派创始人弗洛伊德就是使用这种方法的。但是要注意，由于个案法只使用少数案例，研究的结果也可能只适用于个别情况，无法进行推广。就像你生病了，需要去找医生，而不是觉得症状与某些病相似就用相同的方法进行治疗。看了上述这几种研究方法，是不是觉得在生活中其实也遇到过呢？其实心理学并不神秘啊！以上的方法无法做出好坏区分。它们由各自的优点，也有各自的缺陷。没有最好，只有最合适。就像你，或许遇不到最喜欢的学科，但会碰到最适合你的！最后，

来源：瑞沃德生命科学开会时不自觉抖腿，发呆时止不住挠头发，这种无意识行为，或许在每个人身上都存在。但对于自闭症患者而言，这种重复行为却是疾病的表现。自闭症，又称孤独症、孤独性障碍(autistic disorder)等，是广泛性发育障碍(pervasive developmental disorder，PDD)代表性疾病，主要特征是：行为重复刻板、社交障碍、漠视情感、焦虑抑郁、语言发育迟缓等。自闭症严重影响人类生命和健康，疾病致残率高，社会负担重。随着对自闭症谱系障碍遗传和环境影响因素的深入了解，更多动物模型的有效使用促进了自闭症的基础研究。那科研人员使用基因敲除等手段创造的自闭症动物模型，是以什么作为检测标准呢？？？下面为大家汇总5种常用自闭动物模型的行为学检测方法！1.刻板行为检测刻板动作行为，包括啮咬（用牙齿咬笼子，嚼木屑，无目的咀嚼）、将前爪举到嘴边或面部、舔（不包括理毛）、理毛行为、摇头、摇动爪子、用后腿站立及阶段性的发声，将所观察到的各项动作行为计数及其总和作为评估刻板运动的指标。实验时可使用行为学视频追踪系统，实时记录动物相关行为。2.社交行为检测三箱社交，箱体两侧分别放测试动物熟悉过和首次接触的动物，检测小鼠靠近装有陌生小鼠金属笼的时间，以此判断小鼠的社交能力。在实验中通常比较小鼠靠近关有熟悉小鼠的金属笼时间与陌生小鼠金属笼的时间，来判断动物的社交能力。SMART视频追踪系统三箱社交3.焦虑行为检测1，旷场实验在社交孤立（将动物从社会群体中分离出来）和广场恐惧（旷场区域远大于动物的生活环境）因素作用下，啮齿类动物本能地喜欢在周边区域活动，不喜欢在中央区域活动。如果动物在中央区域探索的路程和时间减少、垂直探究活动增加，则表明有致焦虑作用。矿场实验2，高架十字迷宫实验/O迷宫将动物置于迷宫中央区，在一定时间内观察动物分别进入开放臂和闭合臂的时间和次数。由于开放臂和外界相通，对动物来说具有一定的新奇性，同时又具有一定的威胁性，动物在产生探究好奇心的同时也会产生焦虑反应。如果焦虑水平高，动物则更不愿意去探索开放臂。高架十字迷宫O迷宫3，明暗穿梭箱实验动物对明亮地方，具有天然的厌恶和好奇。药物所致的动物在明亮区域停留时间延长，表明其具有抗焦虑作用。在这个实验中，动物穿箱运动是探索性的行为表现，它们在明/暗环境中所停留的时间，是其厌恶程度的反映。穿梭箱4，埋珠实验在笼具里面铺上垫料，固定间距将玻璃珠放置在垫料上，玻璃珠被看作一个不熟悉的、具有潜在威胁的物体，实验鼠将这些威胁物清除的埋珠行为是本能的焦虑样反应的表现，根据固定时间内埋下（埋入体积大于50%以上）玻璃珠的数量，分析动物的焦虑水平。4.抑郁行为检测1，悬尾/强迫游泳倒立悬尾和在光滑的玻璃杯里面游泳，都是让啮齿类动物不适的操作，动物在不适状态下放弃挣扎所需要的时间，可用于评判抑郁状态。抑郁水平高的动物更倾向于“听天由命”，更早放弃挣扎。BIO-FST强迫游泳实验系统BIO-TST5悬尾实验测试仪2，糖水偏好快感缺失是抑郁的表现之一，抑郁表现的动物同时接触糖水和普通饮水时，快感丧失让它们对糖水产生不了明显兴趣。检测指标为一定时间内，糖水和水的饮用量差异。lickometer舔舐行为测试系统 5.学习记忆新物体识别：将动物在两个或者更多的物体周边停留一段时间进行熟悉，然后用一个新物体代替原来的物体。如果记忆正常，小鼠会花费更长时间去探索新物体；如果探索两种物体花费的时间相同，就可以被视为记忆缺失。新物体识别实验范式自闭症的行为学评价方法，在临床和基础研究中具有重要意义。每种行为学实验各有其优势和局限，综合使用各种方法模型，可为深入研究自闭症的遗传机制、环境机制和药理机制提供有利条件，为制定ASD治疗策略提供依据。参考文献：Nuria D. et al. The autism- and schizophrenia-associated protein CYFIP1 regulates bilateral brain connectivity and behavior. NATURE COMMUNICATIONS (2019)Dorian C. et al. Postnatal Tshz3 Deletion Drives Altered Corticostriatal Function and Autism Spectrum Disorder–like Behavior. Biological Psychiatry(2019)Wei Cao. et al. Gamma Oscillation Dysfunction in mPFC Leads to Social Deficits in Neuroligin 3 R451C Knockin Mice. Neuron(2018)Melanie R. et al. Altered TAOK2 activity causes autism-related neurodevelopmental and cognitive abnormalities through RhoA signaling. Molecular Psychiatry (2019)Gil S. et al. Human Gut Microbiota from Autism Spectrum Disorder Promote Behavioral Symptoms in Mice. Cell(2019)

每天耕耘最有趣、最实用的心理学在达尔文看来，生物的进化是基于一种发展和延续的观念。而无论是对于人还是对于各种别的生物来说，想要实现物种的延续，一个少不了的步骤就是两性之间的性行为。所谓“性行为”（Sex behavior）源于生物学，指的是同性或是异性之间，出现的一种为了满足性冲动以及快感的一种行为。而性交则专指雌雄异体之间，以生殖器的接触来达到繁衍下一代的目的。对于动物而言，性交往往是为了单纯的繁衍后代，而对于人类而言，性交则有可能不仅仅是为了繁衍，也有可能是存在一些其他的目的。相关的奇葩研究以及试验从古至今，不少学者为了弄清楚人类与性交之间的关系，进行了诸多实践以及努力，其中比较著名的一位学者便是美国学者马斯特斯以及约翰逊，两位可以说是这一学派中的先锋了。马斯特斯《人类性反应》与相关试验就在1966年，两位学者一起著了代表作《人类性反应》，此书一经出版，就引来了整个西方社会的轰动。闯入危险禁区早在上世纪三十年代的学生时代，身为罗切斯特大学高材生的马斯特斯就已经对人类的性行为产生了很大的兴趣。然而，在当时，这样的话题是难以在大庭广众之中进行讨论的。所以相关的文献资料以及书籍都被严加看管，一般的学生是不能够轻易接触到的。于是马斯特斯对这种情况产生了极大的困惑：既然性行为在人类的生活当中扮演十分重要的地位，但是人们却十分忌讳对于这种知识的了解，甚至是人为营造了一个禁区，这是十分不利于相关知识发展的。四处辛苦奔波寻访于是，决心致力于解决这种困境的马斯特斯决定将自己的研究设置在妓女这一群体之中。因为在马斯特斯看来，这一群体在性行为的数量以及相关经验上都有比较丰富的经验。从上世纪五十年代中期开始，马斯特斯开始了对于两性之中性从业人员的访谈，包括118名女性以及27名男性。气质不凡的马斯特斯比较儒雅随和，所以在访谈过程之中，总是可以获得受采访人的信任。他发现从生理上来看，女性的性从业者往往都拥有不太正常的骨盆，这是因为她们的器官总是过度使用。在此之前，很多人认为妓女一般都是同性恋，因为在与异性发生关系的过程当中并没有快感，所以仅仅是为了金钱而从事这一行业。但是他发现，其实也有一些女性并非如此，而是为了追求一种性快感。渴求理解研究的合作者在孤单的研究之路上，弗吉尼亚·约翰逊成为了一位特殊的合作伙伴，这是一位已经离了婚的妇女，并且拥有两位子女。在一次偶然相遇之后，马斯特斯认定约翰逊就是自己在研究之中最为重要的伙伴。两人在之后结为夫妻，但是在晚年离异。外界对于两人的关系充满了各种质疑，甚至是谩骂。但是两人并未因为外界的各种质疑而停止实验和研究，而是在重重的压力之下完成了相关的研究。两人在合作之下，调查了各超过三百位的男性与女性参与者，并且记录下了参与者在性行为之中的各种表现，甚至还通过精密的仪器去分析参与者的性高潮，进行了详细的记录。在这些数据的基础之上，两人发表了众多的学术成果，这些成果一次又一次地对于当时的学术界甚至普通人产生了极大的冲击。性实验的极大贡献经过马斯特斯团队长久以来的辛苦研究，他们对于性行为有了进一步的认识，并且帮助人们获得了更多的相关知识。1. 人们总是不想在公众场合之中讨论性；2. 一般人们倾向于肯定婚姻的作用，并且还曾经有夫妻两人一起接受相关治疗的例子；3. 多数医学院开始设立性行为相关的课程；4. 团队成员发现了人类在性反应之中的反应周期；5. 女性也一样存在欲望以及高潮；6. 修改了导致“羊尾”的相关精神病理论；7. 对于不同姿势性行为的肯定；8. “手部运动”对于人不是只有危害，而是一种自我角度的拯救。- The End -作者 | 神奇小小编辑 | 一粒米第一心理主笔团 | 一群喜欢仰望星空的年轻人参考资料：Lalasz, C. B.; Weigel, D. J. (2011). "Understanding the relationship between gender and extradya dic relations: The mediating role of sensation seeking on intentions to engage in sexual infidelity". Personality and Indivial Differences. 50 (7): 1079–1083. doi:10.1016/j.paid.2011.01.029.

第一节：心理学的研究对象01心理的基本结构（一）心理过程1、认知过程：人们获得知识或应用知识的过程，或信息加工的过程。2、情绪情感过程：人在加工外界输入的信息时，不仅能认识到事物的属性、属性及其关系，还会产生对事物的态度，引起满意、不满意、喜爱、厌恶、憎恨等主观体验。3、意志过程：为了实现目的而克服困难的活动构成心理过程中的意志过程。（二）个性心理1、个性倾向性：决定一个人态度、行为和积极性的选择性的动力系统。包括;需要、动机、兴趣、理想、信念和世界观。2、个性心理特征：一个人身上经常表现出来的本质的、稳定的心理特点，包括：能力、气质和性格。02如何正确理解人的心理（一）脑是心理的器官，心理是脑的功能（二）客观事物是心理的源泉和内容1、人的心理对客观现实具有依存性2、人的心理反映具有主观性和功能性（三）心理支配行为，又通过行为表现出来行为：有机体的系统（四）人的心理具有意识与无意识的特点第二节：心理学研究方法1描述研究（一）自然观察法（二）调查法：提问的方式，要求被调查者回答。分问卷调查和访问调查。（三）个案研究法：由医疗中问诊方式发展而来2相关研究测量两个或两个以上事件研究方法或变量之间相关程度的非实验研究方法。3实验研究按照研究目的，有计划的控制或创造条件，以引起或改变被试的心理活动，进而对被试的心理和行为规律进行分析研究的方法。4其他研究方法1、测验法2、自我报告法3、内容分析法、4、语义分析法5、社会测量法、元分析法等测验法：借助量表对研究对象的心理特征和行为进行观察和描述的方法。要注意信度（数据可靠程度）和效度（有效程度）。第三节：当代心理学的研究取向01生理心理学1、脑功能的定位2、心理免疫学3、遗传在行为中的作用02行为主义的研究03精神分析的研究弗洛伊德04认知心理学的研究把人看做信息加工者，一种具有丰富的内资资源，并能利用这些资源与周围环境发生相互作用的、积极的有机体。认知神经科学是当代心理学的发展的重要趋势05五、人本主义心理心的研究着重人格方面研究

选自stintran作者：DUSTIN TRAN机器之心编译参与：李泽南、Smith从研究思想的提出到实验的具体实现是工程中的基础环节。但是这一过程常常被一些明显的小瑕疵所影响。在学术界，研究生需要辛苦的科研——大量的编写代码，撰写说明以及论文创作。新的工程项目经常需要全新的代码库，而且通常很难把过去应用过的代码直接延伸到这些新项目当中去。基于此种情况，哥伦比亚大学计算机科学博士生及 OpenAI 研究者 Dustin Tran 从其个人角度概述了从研究思想到实验过程的步骤。其中最关键的步骤是提出新观点，这往往需要大量时间；而且至少对作者来说，实验环节不仅是学习，更是解决无法预测的问题的关键所在。另外，作者还明确说明：这个工作流程仅适用于实验方面的研究，理论研究则需要遵循另外的流程，尽管这两者也有一些共同点。机器之心对该工作流程进行了编译介绍，你有什么想法呢？不妨在评论中与我们分享。找对问题在真正开始一个项目之前，如何让你的想法「落地」成为更正式的议题是非常关键的。有时它很简单——就像导师会给你分配任务；或者处理一个特定的数据集或实际问题；又或是和你的合作者进行谈话来确定工作内容。更为常见的是，研究其实是一系列想法（idea）不断迭代所产生的结果，这些想法通常是通过日常谈话、近期工作、阅读专业内和专业外领域文献和反复研读经典论文所产生的。我的所有尚未探索过的研究思想的主文档我发现了一种方法非常有用——即保持一个单一的主文档（master document），这通常需要很多工作。首先，它有一个项目列表来排列所有的研究想法、问题和题目。有时它们可以是比较高层面的问题，就像「用于强化学习的贝叶斯/生成方法」、「解决机器学习领域的公平性问题」；也可以是一些很具体的议题，比如「处理 EP 中记忆复杂度的推理网络」、「规模偏置的与对称的 Dirichlet 先验的分析」。我经常努力把项目列表写得更加简明：子内容通过一些链接进行展开。然后，根据接下来要做的工作来对 idea 清单进行分类。这通常会给我的后续研究指明方向。我也可以根据其方向是否和我的研究观点一致、其必要性和有效性随时修改这些项目的优先级。更重要的是，这个列表清单不仅仅是关于后续观点的，更是关于接下来我更愿意研究什么内容的。从长远角度来考虑，这对于找到重要问题和提出简单新颖的解决方法是有重要贡献的。我经常访问这个清单，重新安排事务，添加新想法，删除不必要的议题。最终当我可以详细说明一个 idea 的时候，它就可以成为一篇比较正式的论文了。一般来说，我发现在同一个位置（同一个格式）迭代 idea 的过程可以使正式论文写作中的衔接和实验过程都变得更加流畅。管理一个项目我们为近期的 arXiv 预印本搭建的 repository我喜欢在 GitHub 存储库中维护研究项目。不管一个「单元」的研究是多少，我都会将其定义成某种相对自我包含的东西；比如，它可能会连接到一篇特定的论文、一个已被应用的数据分析或目前一个特定主题。GitHub 存储库不仅可用于跟踪代码，而且还可用于跟踪一般的研究进程、论文写作进度或尝试其它合作项目。但项目的组织方式一直以来都是一个痛点。我比较喜欢以下的结构，该结构来自 Dave Blei，可参阅：http://www.cs.columbia.e/~blei/seminar/2016_discrete_data/notes/week_01.pdf-- doc/-- 2017-nips/-- preamble/-- img/-- main.pdf-- main.tex-- introction.tex-- etc/-- 2017-03-25-whiteboard.jpg-- 2017-04-03-whiteboard.jpg-- 2017-04-06-stin-comments.md-- 2017-04-08-dave-comments.pdf-- src/-- checkpoints/-- codebase/-- log/-- out/-- script1.py-- script2.py-- README.mdREADME.md 为自己和合作者保持了一个需要去做的事的列表，这让面临的问题和前进的方向变得明确。doc/包含所有的记录事项，每个子目录都包含一个会议纪要或是文献提交，main.tex 是主要文档，每一章节都是不同文件，如 introction.tex，让每个章节分开可以让多人同时处理不同的章节，避免合并冲突。有些人喜欢在主要实验完成后一次写出完整论文，但我更喜欢把论文作为目前想法的记录，并且让它和想法本身一样，随着实验的进展不断推进。etc/是其他与前面的目录无关的内容。我通常用它来存储项目中讨论留下的白板内容的图片。有时候，我在日常工作中获得了一些灵感，我会将它们都记录在 Markdown 文档中，它也是一个用于处置对于工作的各种评论的目录，如合作者对于论文内容的反馈。src/是编写所有代码的位置。可运行的脚本都是直接写在 src/上的，类和实用程序写在了 codebase/上。下面我将详细说明一下（还有一个是脚本输出目录）。编写代码我现在写所有代码的工具都是 Edward，我发现它是快速实验现代概率模型和算法的最佳框架。Edward 链接：http://edwardlib.org/在概念层面上，Edward 的吸引力在于语言遵循数学：模型的生成过程被转化为每行 Edward 代码；随后希望写出的算法被转化为下一行……这种纯净的转换过程免去了在未来试图将代码拓展为自然研究问题时的麻烦：例如，在之前使用了不同的方法，或者调整了梯度估值，或尝试了不同的神经网络架构，或是在大数据集中应用了其他方法等等。在实践层面上，我总是从 Edward 的现有模型示例（在 edward/examples 或 edward/notebooks）中受益，我将预置算法源代码（在 edward/inferences）作为一个新文件粘贴到我的项目中的 codebase/目录中，然后进行调整。这样从零开始就变得非常简单了，我们也可以避免很多低级细节上的缺失。在编写代码时，我一直遵循 PEP8（我特别喜欢 pep8 软件包：https://pypi.python.org/pypi/pep8），随后尝试从脚本共享的类和函数定义中分离每个脚本；前者被放在 codebase/中以备导入。从第一步开始维护代码质量总是最好的选择，这个过程非常重要，因为项目会随着时间不断膨胀，同时其他人也会逐渐加入。Jupyter 记事本。许多人在使用 Jupyter 记事本（链接：http://jupyter.org/）用作可交互式代码开发的方法，它也是嵌入可视化和 LaTeX 的简单方法。对于我来说，我并没有将它整合到自己的工作流中。我喜欢将自己所有的代码写入 Python 脚本中，然后运行脚本。但 Jupyter 等工具的交互性值得称赞。实验管理在好的工作站或云服务商做投资是必要的事。GPU 这样的特性基本上普遍可用，而我们应该有权限并行运行许多工作。我在本地计算机完成脚本编写之后，我主要的工作流是：1. 运行 rsync 同步我本地计算机的 Github Repository（包含未授权文档）到服务器的 directory。2. ssh 到服务器。3. 开始 tmux 并运行脚本。众事驳杂，tmux 能让你超脱此进程，从而不需要等待它的结束才与服务器再次交互。在脚本可行之后，我开始用多个超参数配置钻研实验。这里有一个有帮助的工具 tf.flags，它使用命令行论证增强一个 Python 脚本，就像下面这样为你的脚本增加一些东西：flags = tf.flagsflags.DEFINE_float('batch_size', 128, 'Minibatch ring training')flags.DEFINE_float('lr', 1e-5, 'Learning rate step-size')FLAGS = flags.FLAGSbatch_size = FLAGS.batch_sizelr = FLAGS.lr然后，你可以运行下面这样的终端命令：python script1.py --batch_size=256 --lr=1e-4这使得提交超参数更改的服务器任务变得容易。最后，说到管理实验时输出的任务，回想一下前文中 src/目录的结构：-- src/-- checkpoints/-- codebase/-- log/-- out/-- script1.py-- script2.py我们描述了每个脚本和 codebase/。其他三个目录被用于组织实验输出：checkpoints/记录在训练中保存的模型参数。当算法每固定次数迭代时，使用 tf.train.Saver 来保存参数。这有助于维护长时间的实验——你可能会取消一些任务，后来又要恢复参数。每个实验的输出都会存储在 checkpoints/中的一个子目录下，如 20170524_192314_batch_size_25_lr_1e-4/。第一个数字是日期（YYYYMMDD），第二个是时间（HMS），其余的是超参数。log/存储用于可视化学习的记录。每次实验都有属于自己的和 checkpoints/中对应的子目录。使用 Edward 的一个好处在于，对于日志，你可以简单地传递一个参数 inference.initialize(logdir='log/' + subdir)。被追踪的默认 TensorFlow 摘要可以用 TensorBoard 可视化。out/记录训练结束后的探索性输出；例如生成的图片或 matplotlib 图，每个实验都有自己的和 checkpoints/中对应的子目录。软件容器。virtualenv 是管理 Python 安装环境的必备软件，可以减少安装 Python 的困难程度。如果你需要更强大的工具，Docker containers 可以满足你的需要。Virtualenv 链接：http://python-guide-pt-br.readthedocs.io/en/latest/dev/virtualenvs/Docker containers 链接：https://www.docker.com/探索、调试和诊断TensorBoard 是可视化和探索模型训练的一种优秀工具。因为 TensorBoard 具有良好的交互性，你会发现它非常易于使用，因为这意味着不需要配置大量 matplotlib 函数来了解训练。我们只需要在代码的 tensor 上加入 tf.summary。Edward 默认记录了大量摘要，以便可视化训练迭代中损失的函数值、渐变和参数的变化。TensorBoard 还包括经过时间的比较，也为充分修饰的 TensorFlow 代码库提供了很好的计算图。对于无法只用 TensorBoard 进行诊断的棘手问题，我们可以在 out/目录中输出内容并检查这些结果。调试错误信息。我的调试工作流非常糟糕。对此，我在代码中嵌入打印语句并通过消去过程来寻找错误。这种方法非常原始。虽然还没有尝试过，但我听说 TensorFlow 的 debugger 功能非常强大提升研究理解不断考研你的模型与算法，通常，学习过程会让你对自己的研究和模型有更好的了解。这可以让你回到制图板上，重新思考自己所处的位置，寻求进一步提升的方法。如果方法指向成功，我们可以从简单的配置逐渐扩大规模，试图解决高维度的问题。从更高层级上看，工作流在本质上就是让科学方法应用到真实世界中。在实验过程中的每一次迭代里，抛弃主要想法都是不必要的。但另一方面，这一切的理论基础必须稳固。在这个过程中，实验并不是孤立的。合作、与其他领域的专家沟通、阅读论文、基于短期以及长期角度考虑问题、参加学术会议都有助于拓宽你看待问题的思路并能帮助解决问题。说明本工作流主要用于实证研究，但其中的一些方法是值得其他任务参考的。主文档结构的模板可以参考：https://github.com/stinvtran/latex-templates参考文献1. Gelman, A., & Shalizi, C. R. (2012). Philosophy and the practice of Bayesian statistics. British Journal of Mathematical and Statistical Psychology, 66(1), 8–38.2. Pearl, J. (2000). Causality. Cambridge University Press.3. Wainwright, M. J., & Jordan, M. I. (2008). Graphical Models, Exponential Families, and Variational Inference. *Foundations and Trends in Machine Learning, 1(1–2), 1–305.

每天耕耘最有趣、最实用的心理学根据达尔文提出的进化论，人类一切行为和目的，都只有一个，那就是物种延续。而要实现物种延续，最为重要的步骤就是人类必须 发生性行为，以合成后代。性行为（Sex behavior）是生物学上的基本术语，它是指同性或异性之间，为了满足性欲和获得性快感，而相互合作开展的动作与活动。性行为多种多样，其中包括性交。所谓性交，广义上是指两个雌雄异体的生物之间，通过生殖器接触而达到繁衍后代目的的行为。动物之间的性行为，通常主要是为了繁衍后代。而人类成年男女之间的性行为，则不一定是为了繁衍后代，还会出于其他目的而进展开性交。相关奇葩研究和试验出于科学研究目的，人类科学家曾对人类的性行为展开了大量观察与研究。当代性学权威、美国著名性学家马斯特斯和约翰逊，则是这项研究的先锋派人物。【马斯特斯《人类性反应》与相关试验】1966年，Ｗ·马斯特斯和Ｖ·约翰逊合著的《人类性反应》一书刚一出版，就轰动了整个西方社会，这部著作旋即被认为是一部标志着人类性研究里程碑的著作。闯入危险禁区的科学家1930年，在罗切斯特大学就学的马斯特斯，对性行为问题产生极大兴趣。但在当时那个时代，性行为是不能被公开提及的，人们甚至绝口不提身体的各种器官名称，更别提性器官。而学校中的图书馆有相关性问题的书则被严加保管，想要阅读必须经特别许可。马斯特斯对此非常吃惊，他认为，性行为在人类生活与活动中如此重要，但人类对性行为以及性知识却少得可怜。性学在当时是一个完完全全的禁区。为什么人类对身体的其他功能不遗余力地进行研究，却偏偏要忽略繁衍后代极其重要作用的性功能呢？马斯特斯决心向性行为禁区挺进。四处奔波寻访1940年代末和1950年代初，马斯特斯决定从妓女入手调查和研究。因为马斯特斯认为，他们至少从数量和经验上来说最富有经验。从1954年秋天起，他一共走访了近118名妓女和27名妓男。由于马斯特斯过早的秃顶，使他看上去非常成熟而富有权威性，是个极端严肃而正经的人。所以，依靠他不同凡俗的外表与学识风度，总能在调查寻访过程中克服对方的冷漠与怀疑，得到采访人的信任。因此，只要有可能，马斯特斯就先请中间人提前代表他作初次接触。如果自己要去陌生的地方，就会通知警察他在干些什么。通过筛选，马斯特斯从她们中招收了少数人参加了后来的实验室研究，并把她们根据性经验提供的一些性技巧，成功地运用到后来的性治疗案例中。马斯特斯从实验调查中发现，从生理上来说，妓女都不太正常。因为他几乎很难找到一个拥有正常骨盆，且骨盆区域不过分充血的妓女，因为她们的器官总是因过度使用而扩张。他在走访中也顺便纠正了以往人们在这一领域的偏见，比如外界普遍认为妓女不会有真正的快感，妓女几乎都是同性恋，她们出卖自己身体的目的，无一例外都是为了钱。但是马斯特斯通过走访调查发现，某些妓女的第二动机，其实是性渴望。渴求理解科学研究的合作人1956年12月，一位特殊的性行为合作人弗吉尼亚·约翰逊出现了。约翰逊是一位朴素的密苏里人，她学过音乐和社会学，做过广告和管理研究，还有商业写作经验。离了婚的约翰逊有两个子女，她从小在农场长大，从没有人告诉她月经或任何类似事情。并且，约翰逊看上去温柔漂亮，雾蒙蒙的褐色眼睛里储存着热情的火花。马斯特斯一眼看中了她。尽管约翰逊当时对性科学一无所知，但她已下决心献身于这一科学研究。（后来这两位性学大师结成终身伴侣，但据说晚年离异）。在实验过程中，许多人对马斯特斯和约翰逊提出了种种指责。因为，这种性行为表面看来是在以科学研究之名展开的，但事实上，在明亮的灯光下，在其他人的注视下，身旁还有各种仪器不停运转、摄影机也逐渐靠近，实验双方的行为其实是非常有压力的。因为，毕竟，人们会思考：这样的实验，以及眼前实验者的行为结果，究竟对普通人有什么意义和价值？是否值得这样做？而周围围观的研究者到底是不是窥淫癖，还是什么其他心理上古怪不健康的人？面对实验团队的质疑，以及外界的流言蜚语，马斯特斯和约翰逊并未过多关注，而是坚持完成自己既定的实验行为。两人除了将自己的性行为过程和体验，以及各项数据完整记录下来，还研究了将近382名女性和312名男性受试者的，以各种方式进行的性行为，以及他们所达到的上万次高潮，并使用精密仪器对各种性反应过程进行了详细的数据记录。在详实而具体的实验数据和资料基础上，两人冒着被社会舆论指责的风险，发表了一篇又一篇的性学研究报告，而这些性学报告对学术界造成了一次又一次的冲击。性学实验的历史性贡献天道酬勤，实验团队的辛勤付出最终获得了巨大的成功。马斯特斯与他的团队以客观详实的实验和独家结论，改变了当时人们的观念。在他们的不懈努力下，人类性行为终于揭开了它神秘的面纱：1. 人们开始愿意公开讨论性；2. 不仅充分肯定性对婚姻的重要作用，还破天荒地出现了夫妇同时接受治疗的事；3. 大多数医学院开始设置有关性行为的课程；4. 研究人员通过进一步实验，确定了人类的性反应周期；5. 证实了女性也同样拥有欲望和高潮；6. 修正了导致“羊尾”的精神病学说；7. 肯定了不同姿势的行为的正常性；8. 认识到人类手部运动并非有害，某种程度上是人的自我拯救与纾解。而以上种种研究结论，悉数都记录在马斯特斯的性学著作《人类性反应》一书中。- The End -作者 | 神奇小小编辑 | 一粒米第一心理主笔团 | 一群喜欢仰望星空的年轻人参考资料：《Human Sexual Response》Lalasz, C. B.; Weigel, D. J. (2011). "Understanding the relationship between gender and extradya dic relations: The mediating role of sensation seeking on intentions to engage in sexual infidelity". Personality and Indivial Differences. 50 (7): 1079–1083. doi:10.1016/j.paid.2011.01.029.

实验推理法就是在实验的基础上加以科学推理，从而得出正确结论的方法，这一研究方法在实验探究中很重要，下面结合探究在真空中不能传声的实验来说明这一方法的具体运用。例：如图所示，在探究真空是否能传声的实验中，小明将一只手机放在玻璃罩内，用另一只手机拨打罩内的手机，同时用抽气机向外不断的抽气，会听到手机的铃声-------，打开阀门，让空气进入玻璃罩内，会听到手机的铃声----------；玻璃罩内的空气越少，传出的声音---------------，如果玻璃罩内变成了----------，就听不到声音了。由此可得结论 ------------------------ 。解析：实验开始时，玻璃内充满着空气，拨打玻璃罩内的手机时，可以清晰地听到玻璃罩内的手机发出的铃声，用抽气机不断向外抽气时，会听到玻璃罩内的手机铃声越来越小，打开阀门，让空气不断进入玻璃罩内，会听到手机的铃声逐渐变大，此实验说明玻璃罩内的空气越少，传出的声音越小，由于用抽气机抽气时，不可能使玻璃罩内的空气全部抽出，即玻璃罩内不可能达到真空，但在前面实验的基础上可以进行科学推理，玻璃罩内空气越少，传出的声音越小，可以推理如果玻璃罩内是真空，也就不能传声了。故得到结论：真空不能传声。答案：变小 变大 越小 真空 真空不能传声在后面学习牛顿第一定律时，我们还会用到这一研究方法——实验推理法，希望大家认真去体会。