第 02章 实验研究的基本问题
? 本章主要内容：
? 一、实验研究中的变量及其控制
? 二、实验的效度
? 三、实验设计
? 四、实验的信度
三,实验设计
? 主要内容：
? 实验设计的概念
? 实验设计的内容
? 实验设计的基本类型 Ⅰ
? 实验设计的基本类型 Ⅱ
实验设计的概念
? 实验设计乃是进行科学实验前做的具体
计划。它主要是控制实验条件和安排实
验程序的计划。它的目的在于找出实验
条件和实验结果之间的关系，做出正确
的结论，来检验解决问题的假设。
实验设计的内容
? ① 刺激变量 (或刺激变项 )的确定及其呈现的方式；
? ② 反应变量 (或反应变项 )的指标及其测量方法；
? ③ 对一切有关变量 (或变项 )的控制措施；
? ④ 确定被试总体及被试样本人数和选择被试的方法；
? ⑤ 拟定主试在实验开始前对被试者要说的指示语；
? ⑥ 规定实验次数；
? ⑦ 安排实验程序；
? ⑧ 规定使用仪器的型号；
? ⑨ 规定处理实验数据的方法 。
实验设计的基本类型 Ⅰ
? 从对实验控制条件的严密程度的不同：
? ① 真实验设计
? ② 准实验设计
? ③ 非实验设计
? 根据实验中要操纵变量的多少：
? ① 单因素实验设计
? ② 多因素实验设计
? 根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：
? ① 被试内设计
? ② 被试间设计
? ③ 混合设计
（一）被试内设计
? 也叫单组实验设计（ within-subjects
design)，是每个被试须接受自变量的所有情
况的处理。
? 基本原理：每个被试参与所有的实验处理，然
后比较系统被试在不同处理下的行为变化。
? 在实验研究中，如果实验者主要想研究每一个
被试对实验处理所引起的行为上的变化，可考
虑采用被试内设计。
? 被试内设计可分为三种子类型,1、实验前后
设计； 2、定时系列设计； 3、抵消实验条件的
设计。
1、实验前后设计
? 指在实验条件处理前对被试进行观测的
结果与实验条件处理所做的同样观测结
果加以对比的设计。即，这种设计类型
是实验（处理）前后的比较设计。
实验前与实验后设计模式
说明,Y1表示实验处理前对被试者观测所得值
Y2表示实验处理后对被试者观测所得值
X表示实验条件处理
实验前后设计举例
? 目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训
练前后打靶成绩的变化。
? 方法：选择 10名从来没有参加过射击运动的被
试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶
测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。
然后对他们进行为期 1周的打靶训练，每天 2小
时。训练结束后，再次对他们的进行打靶测验，
记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次
成绩进行比较，就可以看出 1周的训练是否有
效果。
实验前后设计评价
? 优点,（ 1） 能较明显地检测初实验处理
的效果如何；（ 2）对被试的需要量较少，
一组被试当两组被试用，无须设控制组，
不但提高效率，被试变量也得到较好控
制。
? 缺点,（ 1）前后两次观测之间存在时间
间隔，会带来外来影响；（ 2）易产生顺
序误差。
2、定时系列设计
? 指实验处理前对一组被试作一系列的定
时重复观测，然后实施实验处理。在对
被试作一系列的定时重复观测，分析自
变量（实验处理）对因变量的关系。
定时系列设计模式
说明,Y1a,Y1b,Y1c分别表示实验处理前之观测值
Y2a,Y2b,Y2c分别表示实验处理后之观测值
X表示实验条件处理
定时系列设计举例
? 代币法对儿童问题行为矫正的作用
定时系列设计评价
? 优点：除具有前后设计的优点，还具有（ 1）
降低由于一次观测而得到被试不正常行为的几
率；（ 2）提供测量过程中的信息。
? 缺点,（ 1）由于更多次的观测，势必延长实
验时间，从而会有更多的外来影响；（ 2）也
正是更多次的观测，更易引起顺序误差，更易
导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。
3、抵消实验条件的设计
? 指抵消实验过程中无关变量的一种设计。
? 前面讲到，有些无关变量在某些实验情
况下既不能被消除，又不能保持恒定。
例如，单组实验往往由于前一处理影响
后一处理的效果，产生顺序误差。为了
抵消顺序误差，最简单的方法就是用
ABBA的排列顺序来安排实验顺序。其模
式如下表所示。
抵消实验条件的设计模式
抵消实验条件的设计示例
? 人们解决两个不同问题的思维特点分析
? 实验任务：分马问题和肿瘤问题
分马问题
? 如下图所示，栏内有九匹马，请画出两个
正方形将每一匹马分隔开。
? 假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的
病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿
瘤，病人会死掉。有一种射线可用来摧毁肿瘤，
但如果用高强度射线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧
毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健
康组织受到损伤。强度较低的射线对健康组织
无害，但也不会摧毁肿瘤，用什么方式能使射
线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢?
肿瘤问题
设计
? 如何安排人们解决这两个问题的顺序？
抵消实验条件的设计评价
? 优点：
? （ 1）能较好地控制被试变量；
? （ 2）能较好地控制顺序误差；
? （ 3）时间上比较经济。
? 缺点：
? （ 1）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性
时才能使用。
? （ 2）对有些实验不适用。如用两种学习方法学习
同一实验材料。
（二）被试间设计
? 被试间设计是要求每个被试（组）只接
受一个自变量的处理，对另一被试者
（组）进行另一种处理，故又称独立组
设计。
? 包括随机组设计和配对组设计。
? 被试间设计的统计检验 —— 独立样本的
差异显著性检验。
1、随机组设计
? 将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变
量处理。
? 随机组设计的基本假设是将被试随机分配到不
同的组，若对各组用同一样的课题，在系统的
条件下进行测量，其结果就成为系统组，则他
们的成绩在统计上应是相等的。
随机组设计的优缺点
? 优点是：（ 1）用随机分配被试者的方法可控
制两组被试者变量的差异，分组方法简单可行。
（ 2）由于对每一被试者只作一次观测，可消
除某些实验误差，如消除学习误差的影响。
? 缺点是：（ 1）分成等组的方法仍欠精密。（ 2）
若两组在不同时期观测，就有可能插入实验以
外的偶发事件，影响因变量的观测结果。
2、配对组设计
? 也叫对等组设计、匹配组设计，是随机
组设计的一种扩展。目的是使各组的特
性更加相同。这种设计可以控制组内变
异和组间变异。
? 匹配被试就是对全部被试进行预备测验，
测验的性质与正式实验的性质是类似的，
或者说是相关的，然后按测验成绩均匀
地形成组。
配对组设计的步骤
? 第一步：让所以被试做, 共同作业,,
即接受预备测验，获得作业分数；
? 相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组；
? 类似任务：如问题解决 → 不同种类问题解决；
? 相关任务：如智力测验 → 问题解决。
? 第二步，根据作业分数形成配对组。
配对设计的优缺点
? 优点：在实验处理之前，就把组间变异
缩到最小，并使各组内变异比单独的随
机分配更接近相等。因此，这种设计能
对被试个别差异给予更多的控制，小型
实验用配对设计，其效果比用随机分组
的效果更为显著。
? 缺点：实验者因分配被试而大大增加工
作量。
被试内和被试间设计比较
? 被试内设计：也叫单组实验设计，是每
个被试须接受 自变量的所有情况 的处理。
? 被试间设计：被试间设计是要求每个被
试者只接受一种实验处理，对另一被试
者进行另一种处理，故又称独立组设计。
（三）混合设计
? 混合设计是指在一个研究中 有些自变量
按组内设计安排，有些自变量按组间设
计安排 。一般说来，如果一种自变量很
可能会影响另一种自变量，那么对这些
自变量按组间设计安排，其余的自变量
按组内设计安排。
混合设计举例一
? Johnson等（ 1983）用混合设计的方法比
较抑郁者和非抑郁者的记忆成绩。
? 他们假设，抑郁者比非抑郁者对于未完
成的记忆任务的记忆效果更好。
? 实验中，要求抑郁组和非抑郁组完成 20
项记忆任务，其中,10项记忆任务在完
成之前被打断。在全部任务完成后，要
求被试回忆记忆任务的名称或尽可能多
地描述记忆任务。
比较
? 被试变量是组间设计（抑郁、非抑郁）
? 任务类型是组内设计（完成、未完成）。
任务类型
被试类型 完成 未完成
抑郁
非抑郁
混合设计举例二
? 让被试以不同的背诵方式对一系列意义
上没有联系的 3个英语单词为一组的材科
进行加工，背诵的次数也不相同。
? 背诵方式有 4种，产生了 4种实验条件：
(1)数字条件。 (2)机械背诵。 (3)造句
背诵。 (4)想象背诵。背诵次数分别为 1，
2,4,8,10次，每次背诵时间为 2秒。
混合设计
? 背诵方式为组间设计,所有被试分成 4组，
每组被试只用一种方法背诵。
? 背诵次数为组内设计,但在每种背诵方
式下，背诵次数都有 1,2,4,8,10五
种．每个被试都要按随机安排的顺序轮
流进行这五种不同次数的背诵 。
实验程序
? 1、选择被试
? 2、被试分组
? 3、安排被试接受哪些实验处理
? 4、分组实验
A,B,C,D四组
A组：数字条件
B组：机械背诵
C组：造句背诵
D组：想象背诵
A组：数字条件实验
? 指导语：, 你的任务是记忆数字如 30,89等等，
但这个任务过于容易，于是呈现三个一组的单
词 ‘ map,wood,sand’来干扰你对数字的记
忆。,
? 每次背诵完毕，要求被试默写刚背过的数字。
? 但在整个实验结束时，却在被试未曾料到的情
况下立即要求被试把他所见过的单字默写出来，
如, 地图、木头、纱, 等等。
? 在这种实验条件下，主试有意对被试进行欺骗，
让他把主要注意力用于背数字，而只用最少的
注意力去观察单字，目的是考察在最少注意时
对单字的记忆成绩如何。
在数字条件下，背诵次数为 2次的具体程序如下
准 备
背诵一次
30 89
map wood sand
map wood sand
30 89
map wood sand
map wood sand
map wood sand
map wood sand
请写下刚才记忆的数字
实验结束
实验结果
四、实验设计的基本类型 Ⅱ
? （ 一 ） 真实验设计
? （ 二 ） 准实验设计
? （ 三 ） 非实验设计
（一）真实验设计
? 真实验设计对实验条件的控制程度要求
较高，在使用这类实验设计时,实验者
可以有效地操纵实验变量，能有效地控
制内在无效来源和外在无关因素的影响，
能在随机化 原则基础上选择和分配被试,
从而使实验结果更能客观地反映实验处
理的作用。
真实验设计类型
? 真实验设计之一：完全随机化设计
? 真实验设计之二：多因素实验设计
? 真实验设计之三：随机化区组设计
真实验设计之一：完全随机化设计
? 完全随机化设计也称简单随机化设计，
是指用随机化方法将 被试随机分为几组，
然后依实验的目的对各组被试实施不同
的处理。
? 1.随机实验组控制组前测后测设计
? 2.随机实验组控制组后测设计
? 3.随机多组后测设计
1.随机实验组控制组前测后测设计
? 随机实验组控制组前测后测设计是指研究者在
实验前采用随 机分配的方法将被试分为两组，
并随机选择一组为实验组；另一组 为控制组。
实验组接受实验处理，而控制组则不给予实验
处理。
? (1)设计的模式
? (2)设计的评价
? (3)设计的显著性检验
? (4)设计的实例分析
(1)设计的模式
R O1 X O2
R O3 O4
(2)设计的评价
? 随机实验组控制组前测后测设计基本控制了绝大多数
影响内 部效度的因素。
? 这是因为该设计采用随机布置的方法将被试分为两组，从而
可以控制选择、被试的中途退出以及选择与成熟的交互 作用
等因素对实验结果的干扰。
? 另外，由于安排了实验组和控制组，在实验过程中，发生在
前测到后测这段时间内的事件对实验组控制组的影响基本相
同，因而可以控制历史、成熟、测验、仪器使用 等影响内部
效度的因素对实验结果的影响。
? 该设计使用了 前测验,它为检查随机分组是否存在偏
差提供了充分的 依据．但它也带来了不利的一面，即
被试由于前测验而获得的经 验，可能对后测验产生敏
感性，出现测验的反作用效果，导致对实验设计外部
效度的影响。
(3)设计的显著性检验
? 其一是 对增值分数进行统计分析 。方法是对每一
名被试，用其后测成绩减去前测成绩 (O2-O1，
O4-O3),分别求出两组增值分数的平均数。
对两组增值分数进行显著性检 验的方法有：
t-检验 (参数统计 )；曼 — 惠持尼 (Mann—
Whitney)U-检 验或中位数检验 (非参数检验 )。
? 另外，还有 协方差分析法,这种方 法被研究
者认为是很好的方法。此方法是将前测分数
作为协变量，对实施实验处理前的组间差异
进行控制和调整，以便使两组的后 测成绩能
够比较不受前测成绩的影响。
(4)设计的实例分析
? 沃坦阿贝、黑尔和洛马克斯关于, 通过
一系列教学程序和方法的训练，来培养
学生根据报纸标题预测所报道内容的能
力, 的实验。
2．随机实验组控制组后测设计
? (1)设计的模式
? (2)设计的评价
? (3)设计的显著性检验
? (4)设计的实例分析
(1)设计的模式
R X O2
R O4
(2)设计的评价
? 首先，由于采用实验组接受实验处理，控制 组
不接受实验处理，从而控制了历史和成熟因素
对内部效度的影 响；
? 另外，由于实验是在同等条件下进行的，因此
它控制了选择和 被试的中途退出等影响内部效
应的因素。同时．由于两组被试没有 进行前测
验，从而控制了测验与实验处理交互作用对实
验外部效 度的影响。
(3)设计的显著性检验
? 随机实验组控制组后测设计使用的统计
分析方法比较简单。 大部分研究者使用
f— 检验对两组后测成绩进行比较研究；
非参数检验也常使用曼 -惠持尼 U-检验或
中位数检验法。
(4)设计的实例分析
? 卢仲街等 (1981)的研究项目, 初中一年
级数学自学辅导教学协作实验研究, 。
3.随机多组后测设计
? 在心理学的研究中，有时要进行实验处
理的方案不只是一个 或两个，即有时研
究者要进行的实验处理 x的个数有 3个或 3
个 以上。
设计的模式
R xl Ol
R x2 O2
R x3 O3
真实验设计之二：多因素实验设计
? 多因素实验设计 是指在实验中包括两个或两个以上
因素 (自变量 ),并且每个因素都有两个或两个以上
的水平, 各因素的各个水平互相结合, 构成多种组
合处理的一种实验设计, 又称完全随机析因设计 。
? 在完全随机析因设计中, 研究者可以考察各个自变
量交互作用对因变量的主要影响效应 (交互作用 )，
并同时考察各自变量对同一因变量的主要影效应
(主效应 ),以及考察一个因素的各个水平在另一个
因素的某个水平上的效应 (简单效应 )；在心理学的
实验研究中, 这种设计具有很大的实用价值 。
1.多因素实验的优点
? 多自变量实验具有三个明显的优点：
? 效率高
? 实验控制较好
? 实验结果更有价值
2.完全随机析因设计
? 在析因设计中，为简化表述，常常采用一些英文字母、
符号和数字，作为各个因素和因素各个水平及其相互
关系的标志。
? 通常用英文大写字母来表示因素，用与大写字母相对
应的小写字母来代表因素的水平，而用乘号 (× )表示
因素之间的相互结合关系。
? 例如，在包括两个因素且其中一个因家有 2个水平，而
另一个因素有 3个水平的析因设计中，以 A和 B代表两个
因素，以 a1,a2相 b1,b2和 b3分别代表因素 A和因素 B
的水平。我们称其为双因素设计，又称 A× B因素设计，
也可称 2× 3因素设计。
完全随机双因素析因设计
? 完全随机双因素实验设计是指研究者用随机分
配的方法将被试分为若干同质组 (分组的个数
等于实验处理的个数 )，同时用随机的方法分
配每一组被试接受一种实验处理的实验设计。
? 由于双因家析因设计实验处理的个数是由两个
因素的水平数交叉组合决定的，所以双因素析
因设计的模式也与各因素的水平数有关。
双 因素析因设计的主要效应与交互作用的
效应
? 主效应 是指由每个单独因家 (自变量 )所引起的
因变量的变化。
? 交互作用 的效应是指当一个因素 (自变量 )对因
变量影响大小因其他因素的水平或安排的不同
而有所不同时，所产生的交互作用影响因变量
的结果。相反，如果某一因素 (自变量 )对因变
量影响大小，不受其他因素的水平或安排的影
响，我们就说这个因素与其他因素是没有交互
作用的。
杨治良等（ 1981）的实验
? 目的,了解年龄对再认能力的影响
? 第一个自变量是年龄,选取初中生年龄组和大
学生年龄组。 第二个自变量是实验材料,这里
我们选取具体实物图形组和词组两个组。 因变
量取再认能力 d‘作指标。
? 这个实验的方法是采用 再认法,把被试者识记
过的材料和没有识记过的材料混在一起，要求
被试者把两种材料区分开来。
真实验设计之三：随机化区组设计
? 随机化区组设计是将被试按某种标准分
为不同的组（区组），每个区组的被试
接受全部发实验处理。
? 随机化区组设计的目的在于使区组内的
被试差异尽量缩小，而对区组之间的差
异依据设计要求而定。每种处理出现在
每个区组中，这时区组之间的差异并不
影响在各处理平均数间的差异。
随机化区组设计的原则
? 随机化区组设计的原则是同一区组内的被
试尽量, 同质, 。
? 每一区组内被试的人数分配有 3钟情况：
? 一名被试作为一个区组 。 这时, 每名被试 (区
组 )均接受全部处理, 在接受处理的顺序上要
采用随机化的方法 。
? 每个区组内被试的人数是实验处理数目的整
倍数 。
? 区组内的基本单元 不是一名被试或几名被试,
而是以一个团体为单元 。
1.随机化区组单因素设计
? 随机化区组单因素设计与随机多组后测
设计是基本相似的，不同的是 随机化区
组单因素设计要求将被试划分为不同的
区组，并且每一区组随机接受所有不同
的处理 。然后观察实验处理后每个区组
对不同处理的反应，并作为后测成绩。
2．随机化区组多因素设计
? 随机化区组两因素设计与随机化双因素
设计基本相似，只是 随机化区组两因素
设计将被试划分为不同的区组，每个区
组都随机接受两因素各个水平组合的全
部处理,然后观测每个区组对不同处理
的反应，并将反应值作为后测成绩。
（二）准实验设计
? 主要类型：
? 1.单组准实验设计
? （ 1） 时间序列设计
? （ 2） 相等时间样本设计
? （ 3） 交叉滞后组相关设计
? （ 4） 回归间断点设计
? 2.多组准实验设计
? （ 1） 不相等组实验组控制组前测后测设计
? （ 2） 不相等组实验组控制组前测后测时间序列设计
? （ 3）平衡设计
1.单组准实验设计
? 在心理学研究中, 有时会因条件的限制
和问题的性质而使研究 无法采用控制组,
从而选取准实验设计进行研究 。
（ 1）时间序列设计
? 时间序列设计是指对一组被试或个体进
行一系列周期性测量，并在测量的时间
序列中引进实验处理（ X），然后观测引
进实验处理后的一系列测量结果，并与
引入实验处理 X前的一系列测量结果相比
较，研究插入实验处理前后测量结果的
变化趋势，从而推断实验处理是否产生
效果。
时间序列设计模式
系列前测
实验处理
系列后测
时间序列设计举例
? 学习心理咨询前后学生学习兴趣和学习
习惯。
时
间
序
列
设
计
可
能
的
实
验
结
果
时间序列设计评价
? 时间序列设计可以较好地控制, 成热,
因素对内部效度的影响。
? 其次，该设计可以控制测验因素的干扰。
? 由于每名被试都要经过 多次测验,并得到一
系列测验结果．这就能够降低由于只作一次
测验而出现的有偏向性样本成绩的概率。同
时，该设计有可能 控制统计回归 的因素。
? 综上所述，由于时间序列设计可以多次
测量被试在处理前后的数据，因此通过
观察处理 x前后的变化趋势，也就可以判
断处理 x前后在整个实验过程中的作用。
优点可真不
少 ……！
缺点
? 首先，由于该设计研究是在没有控制组
的情况下进行的，因而它 不能控制与实
验处理同时发生的偶发事件的影响,不
能排除那些与自变过同时出现的附加变
量的影响。
? 其次,测验与处理 x的交互作用 作为影响
实验外部效度的因素在该设计中不易受
到充分控制。
? 再次,多次实施前测验往往会降低或增
加被试对实验处理的敏感性,从而在被
试身上产生作用而影响被试在实验处理
后的成绩。
问题还真不少！
运用时要小心哟！
（ 2）相等时间样本设计
? 在心理研究中，与选择两等价样本组
（实验组和控制组）相对应，当只有一
组被试时，常使用两相等的时间样本，
在其中的一个时间样本中不出现实验变
量，而采用常规安排 X0。
相等时间样本设计 MOSHI
记牢啊！
相等时间样本设计举例
? 教师批改作业对学生学习成绩的影响。
相等时间样本设计评价
? 相等时间样本设计在控制影响内部效度
的因素方面是完全有效的。
? 它能较好 控制, 历史, 作用 的影响；
? 其他影响内部效度的因素也同时被较好地控
制。
优点还是很多的！
缺点
? 相等时间样本设计在控制影响外部效度
的因素方面并不理想。
为什么呢？
? ① 测验的反作用效果会影响该设计的外
部效度。
为什么？
? ② 实验安排的反作用效果会影响该设计
的外部效度。
为什么？
? ③ 选择偏差与实验变量的交互作用可能
会影响该设计的外部效度。
为什么？
? ④ 重复实验处理的干扰也会影响该设计
的外部效度。
为什么？
（ 3）交叉滞后组相关设计
? 交叉滞后组相关设计要求在时间 1对两个
变量（ A,B）的关系作出测定和相关分
析，再在时间 2作相似测定和分析，当交
叉滞后相关之间有显著差异时，就可以
推测变量 A和 B之间具有因果关系。
交叉滞后组相关设计举例
? 三年级儿童对于暴力或凶杀电视片与他
们的攻击性行为之间的关系
? 饮食和体重之间的关系
（ 4）回归间断点设计
? 这种准实验设计通过实验处理与事后测
量回归线的间断点的特征，确定准实验
处理的主效应。即如果实验处理前后的
的回归线出现了间断，说明实验处理是
有效果的。
回归间断点设计举例
? 奖励对职工工作成效的作用。
20
25
（ 3）交叉滞后组相关设计
? 交叉滞后组相关设计要求在时间 1对两个
变量（ A,B）的关系作出测定和相关分
析，再在时间 2作相似测定和分析，当交
叉滞后相关之间有显著差异时，就可以
推测变量 A和 B之间具有因果关系。
交叉滞后组相关设计举例
? 三年级儿童对于暴力或凶杀电视片与他
们的攻击性行为之间的关系
? 饮食和体重之间的关系
（ 4）回归间断点设计
? 这种准实验设计通过实验处理与事后测
量回归线的间断点的特征，确定准实验
处理的主效应。即如果实验处理前后的
的回归线出现了间断，说明实验处理是
有效果的。
回归间断点设计举例
? 奖励对职工工作成效的作用
20
25
2.多组准实验设计
? 在心理学研究中, 为使实验结果尽量少
受无关因索的干扰, 使实验结果具有较
高的可靠性, 在条件允许的情况下应该
采用多组实验设计, 即包括有实验组和
控制组存在的实验设计 。
争取创造这样的条件吧！
（ 1）不相等组实验组控制组前测后测
设计
? 不相等实验组控制组前测后测设计的特
点是研究者 不能按随机化原则和等组法
来选择对等组,有时也 不能随机安排哪
个为实验组、哪个为控制组 。
限
制
不
少
哟
设计模式
举例
? 思维训练
评价
? 首先，由于增添了控制组，从而使该设
计基本上 控制了历史、成熟、测验等因
素对实验的干扰 。
? 其次，由于两组都有前测验，研究者 可
以了解实验处理实施前的初始状态,从
而也就对选择因素有了初步的控制。
缺点
? 该设计 没有使用随机化方法来分配被试
或实验处理,实验组与控制组是不对等
的，因而选择与成熟、选择与实验处理
的交互作用可能会降低该设计的效度。
? 又由于两组都使用前测验安排，因而其
实验结果不能校直接推广到无前测的情
境中去。
（ 2）不相等组实验组控制组前测后测时间序列
设计
? 不相等实验组控制组前潦后测时间序列
设计是在单组时间序列设计和不相等实
验组控制组前测后测设计的基础上，组
合而成的一种多组准实验设计。
设计模式
举例
评价
（ 3）平衡设计
? 平衡设计又叫轮换设计，或拉丁方设计。
在该设计中，研究者为了达到对实验控
制的目的，使各组被试都接受不同的实
验处理．而对实验处理的顺序相实验时
间的顺序采用了轮换的方法。
设计模式
举例
? 研究 4类测验对学生问题解决的影响
评价
（三）非实验设计
? 1.单组后测设计
? 2.单组前测后测设计
? 3.固定组比较设计
? 4.事后回溯设计
1.单组后测设计
? 在单组后测设计中，只有一个实验组，
而对实验组只给予一次实验处理，然后
通过测量得到一个后测成绩。
单组后测设计模式
举例
? 数学课外辅导讲座对学生数学学习成绩
的影响。
评价
2.单组前测后测设计
? 单组前酗后谢设计是对单组后测设计的
一种改进，它增加了在实验处理前的测
验，但还是仅有一组实验组。
单组前测后测设计模式
举例
? 威待墨（ J Witter）, 七年级低成就学生
态度和成就的咨询和辅导效应,
评价
3.固定组比较设计
? 固定组比较设计又称静态组或整组比较
设计，该设计采用实验组和控制组两组
被试，但因这 两组被试在实验处理前就
已经形成,故它不能使用随机化的原则
来选择被试。
设计模式
举例
评价
4.事后回溯设计
? 事后回溯设计是指所 研究的对象是已发
生过的事件 。
? 在研究过程中,研究者不需要设计实验
处理或操纵自变量,只需通过观察存在
的条件或事实，将这种已自然发生的处
理或自变量与某种结果或因变量联系起
来加以分析，以便从中发现某种可能的
简单关系。
设计模式
两类事后回溯设计
? （ 1）相关研究设计
? （ 2）准则组设计
（ 1）相关研究设计
? 相关研究设计是在一个被试组内收集两
个集合的数据，其中一个数据集合是观
察到的结果，另一个则是被追溯的数据
集合，研究的目的是确定这两个数据集
合之间的关系 (正相关、负相关和无关 )。
相关研究设计模式
相关研究设计举例
? 吸烟与肺癌的关系
关于相关关系
? 相关关系 ≠因果关系
这一点可
要记住啊！
（ 2）准则组设计
? 准则组设计与相关研究设计相类似，是
对已经发生的事件进行研究的一种非实
验设计。
? 它要求研究者通过对所研究现象的被试
的比较，确定某些被试 (准则组 )具有一种
状态的特征，而另一些被试 (非准则组 )不
具有这种状态的特征，然后去追溯可能
存在的原因。
准则组设计模式
准则组设计举例
? 影响教师教学效果的因素
评价
? 相关研究与准则组研究是事后回溯设计的两种
主要形式，这两种研究是相辅相成的。
? 相关研究的主要用途 是辨认两个变量或两种现
象之间是否存在一定的关系及存在什么形式的
关系；
? 而 准则组研究的主要用途 则是通过准则组与非
准则组的对比，研究存在一定关系的两变量之
间具有什么样的状态特征。
缺点
? 主要缺点是它缺乏对变量的控制。
事后回溯设计与变量的控制
? 就相关研究设计而言，如果两变量存在
因果关系，那么该设计就缺乏对影响因
变量效果的自变量的控制。
? 对准则组设计来说，它影响着对两个因
变量效果差异的观测。
? 该设计还缺乏对随机化分配的控制。
? 但是，研究者可以采用适当的方法来对
调查中的测量进行控制。
很好！
将调节变量引入事后回溯设计
举例
? 关于 受过课堂开放教学方法训练的教师
组和末受过这种训练的教师组的课堂环
境 的对比研究 。
实验设计小结
实验设计类型
一、从被试接受实验处理的情况分
（一）被试内设计
1,实验前后设计
2,定时系列设计
3,抵消平衡设计
（二）被试间设计
1,随机组设计
2,配对组设计
（三）混合设计
二、从实验控制的严密程度分
（一）真实验设计
1,完全随机化设计
（ 1 ）随机实验组控制组前测后测设计
（ 2 ）随机实验组控制组后测设计
（ 3 ）随机多组后测设计
2,多因素实验设计
完全随机析因设计
3,随机化取组设计
（ 1 ）随机化区组单因素设计
（ 2 ）随机化区组多因素设计
（二）准实验设计
1,单组准实验设计
（ 1 ）时间序列 设计
（ 2 ）相等时间样本设计
2,多组准实验设计
（ 1 ）不相等组实验组控制组前测后测设
计
（ 2 ）不相等组实验组控制组前测后测时
间序列设计
（ 3 ）平衡设计
（三）非实验设计
1,单组后测设计
2,单组前测后测设计
3,固定组比较设计
4,事后回溯设计
实验设计类型
一、从被试接受实验处理的情况分
（一）被试内设计
1,实验前后设计
2,定时系列设计
3,抵消平衡设计
（二）被试间设计
1,随机组设计
2,配对组设计
（三）混合设计
二、从实验控制的严密程度分
（一）真实验设计
1,完全随机化设计
（ 1 ）随机实验组控制组前测后测设计
（ 2 ）随机实验组控制组后测设计
（ 3 ）随机多组后测设计
2,多因素实验设计
? ? 完全随机析因设计
3,随机化取组设计
（ 1 ）随机化区组单因素设计
（ 2 ）随机化区组多因素设计
（二）准实验设计
1,单组准实验设计
（ 1 ）时间序列 设计
（ 2 ）相等时间样本设计
2,多组准实验设计
（ 1 ）不相等组实验组控制组前测后测设
计
（ 2 ）不相等组实验组控制组前测后测时
间序列设计
（ 3 ）平衡设计
（三）非实验设计
1,单组后测设计
2,单组前测后测设计
3,固定组比较设计
4,事后回溯设计
? 本章主要内容：
? 一、实验研究中的变量及其控制
? 二、实验的效度
? 三、实验设计
? 四、实验的信度
三,实验设计
? 主要内容：
? 实验设计的概念
? 实验设计的内容
? 实验设计的基本类型 Ⅰ
? 实验设计的基本类型 Ⅱ
实验设计的概念
? 实验设计乃是进行科学实验前做的具体
计划。它主要是控制实验条件和安排实
验程序的计划。它的目的在于找出实验
条件和实验结果之间的关系，做出正确
的结论，来检验解决问题的假设。
实验设计的内容
? ① 刺激变量 (或刺激变项 )的确定及其呈现的方式；
? ② 反应变量 (或反应变项 )的指标及其测量方法；
? ③ 对一切有关变量 (或变项 )的控制措施；
? ④ 确定被试总体及被试样本人数和选择被试的方法；
? ⑤ 拟定主试在实验开始前对被试者要说的指示语；
? ⑥ 规定实验次数；
? ⑦ 安排实验程序；
? ⑧ 规定使用仪器的型号；
? ⑨ 规定处理实验数据的方法 。
实验设计的基本类型 Ⅰ
? 从对实验控制条件的严密程度的不同：
? ① 真实验设计
? ② 准实验设计
? ③ 非实验设计
? 根据实验中要操纵变量的多少：
? ① 单因素实验设计
? ② 多因素实验设计
? 根据在各种自变量及各种处理水平中是否用相同被试：
? ① 被试内设计
? ② 被试间设计
? ③ 混合设计
（一）被试内设计
? 也叫单组实验设计（ within-subjects
design)，是每个被试须接受自变量的所有情
况的处理。
? 基本原理：每个被试参与所有的实验处理，然
后比较系统被试在不同处理下的行为变化。
? 在实验研究中，如果实验者主要想研究每一个
被试对实验处理所引起的行为上的变化，可考
虑采用被试内设计。
? 被试内设计可分为三种子类型,1、实验前后
设计； 2、定时系列设计； 3、抵消实验条件的
设计。
1、实验前后设计
? 指在实验条件处理前对被试进行观测的
结果与实验条件处理所做的同样观测结
果加以对比的设计。即，这种设计类型
是实验（处理）前后的比较设计。
实验前与实验后设计模式
说明,Y1表示实验处理前对被试者观测所得值
Y2表示实验处理后对被试者观测所得值
X表示实验条件处理
实验前后设计举例
? 目的：第一次参加射击运动的人在接受打靶训
练前后打靶成绩的变化。
? 方法：选择 10名从来没有参加过射击运动的被
试，在他们进行打靶练习前，先进行一次打靶
测验，记录下他们的打靶成绩（前测成绩）。
然后对他们进行为期 1周的打靶训练，每天 2小
时。训练结束后，再次对他们的进行打靶测验，
记录下他们的成绩（后测成绩）。将前后两次
成绩进行比较，就可以看出 1周的训练是否有
效果。
实验前后设计评价
? 优点,（ 1） 能较明显地检测初实验处理
的效果如何；（ 2）对被试的需要量较少，
一组被试当两组被试用，无须设控制组，
不但提高效率，被试变量也得到较好控
制。
? 缺点,（ 1）前后两次观测之间存在时间
间隔，会带来外来影响；（ 2）易产生顺
序误差。
2、定时系列设计
? 指实验处理前对一组被试作一系列的定
时重复观测，然后实施实验处理。在对
被试作一系列的定时重复观测，分析自
变量（实验处理）对因变量的关系。
定时系列设计模式
说明,Y1a,Y1b,Y1c分别表示实验处理前之观测值
Y2a,Y2b,Y2c分别表示实验处理后之观测值
X表示实验条件处理
定时系列设计举例
? 代币法对儿童问题行为矫正的作用
定时系列设计评价
? 优点：除具有前后设计的优点，还具有（ 1）
降低由于一次观测而得到被试不正常行为的几
率；（ 2）提供测量过程中的信息。
? 缺点,（ 1）由于更多次的观测，势必延长实
验时间，从而会有更多的外来影响；（ 2）也
正是更多次的观测，更易引起顺序误差，更易
导致练习、疲劳、紧张或厌烦等效应。
3、抵消实验条件的设计
? 指抵消实验过程中无关变量的一种设计。
? 前面讲到，有些无关变量在某些实验情
况下既不能被消除，又不能保持恒定。
例如，单组实验往往由于前一处理影响
后一处理的效果，产生顺序误差。为了
抵消顺序误差，最简单的方法就是用
ABBA的排列顺序来安排实验顺序。其模
式如下表所示。
抵消实验条件的设计模式
抵消实验条件的设计示例
? 人们解决两个不同问题的思维特点分析
? 实验任务：分马问题和肿瘤问题
分马问题
? 如下图所示，栏内有九匹马，请画出两个
正方形将每一匹马分隔开。
? 假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的
病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿
瘤，病人会死掉。有一种射线可用来摧毁肿瘤，
但如果用高强度射线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧
毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健
康组织受到损伤。强度较低的射线对健康组织
无害，但也不会摧毁肿瘤，用什么方式能使射
线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢?
肿瘤问题
设计
? 如何安排人们解决这两个问题的顺序？
抵消实验条件的设计评价
? 优点：
? （ 1）能较好地控制被试变量；
? （ 2）能较好地控制顺序误差；
? （ 3）时间上比较经济。
? 缺点：
? （ 1）反应变量在时间维度（轴）上的关系是线性
时才能使用。
? （ 2）对有些实验不适用。如用两种学习方法学习
同一实验材料。
（二）被试间设计
? 被试间设计是要求每个被试（组）只接
受一个自变量的处理，对另一被试者
（组）进行另一种处理，故又称独立组
设计。
? 包括随机组设计和配对组设计。
? 被试间设计的统计检验 —— 独立样本的
差异显著性检验。
1、随机组设计
? 将被试随机分配在不同的组内接受不同的自变
量处理。
? 随机组设计的基本假设是将被试随机分配到不
同的组，若对各组用同一样的课题，在系统的
条件下进行测量，其结果就成为系统组，则他
们的成绩在统计上应是相等的。
随机组设计的优缺点
? 优点是：（ 1）用随机分配被试者的方法可控
制两组被试者变量的差异，分组方法简单可行。
（ 2）由于对每一被试者只作一次观测，可消
除某些实验误差，如消除学习误差的影响。
? 缺点是：（ 1）分成等组的方法仍欠精密。（ 2）
若两组在不同时期观测，就有可能插入实验以
外的偶发事件，影响因变量的观测结果。
2、配对组设计
? 也叫对等组设计、匹配组设计，是随机
组设计的一种扩展。目的是使各组的特
性更加相同。这种设计可以控制组内变
异和组间变异。
? 匹配被试就是对全部被试进行预备测验，
测验的性质与正式实验的性质是类似的，
或者说是相关的，然后按测验成绩均匀
地形成组。
配对组设计的步骤
? 第一步：让所以被试做, 共同作业,,
即接受预备测验，获得作业分数；
? 相同任务：如打靶；根据打靶成绩进行分组；
? 类似任务：如问题解决 → 不同种类问题解决；
? 相关任务：如智力测验 → 问题解决。
? 第二步，根据作业分数形成配对组。
配对设计的优缺点
? 优点：在实验处理之前，就把组间变异
缩到最小，并使各组内变异比单独的随
机分配更接近相等。因此，这种设计能
对被试个别差异给予更多的控制，小型
实验用配对设计，其效果比用随机分组
的效果更为显著。
? 缺点：实验者因分配被试而大大增加工
作量。
被试内和被试间设计比较
? 被试内设计：也叫单组实验设计，是每
个被试须接受 自变量的所有情况 的处理。
? 被试间设计：被试间设计是要求每个被
试者只接受一种实验处理，对另一被试
者进行另一种处理，故又称独立组设计。
（三）混合设计
? 混合设计是指在一个研究中 有些自变量
按组内设计安排，有些自变量按组间设
计安排 。一般说来，如果一种自变量很
可能会影响另一种自变量，那么对这些
自变量按组间设计安排，其余的自变量
按组内设计安排。
混合设计举例一
? Johnson等（ 1983）用混合设计的方法比
较抑郁者和非抑郁者的记忆成绩。
? 他们假设，抑郁者比非抑郁者对于未完
成的记忆任务的记忆效果更好。
? 实验中，要求抑郁组和非抑郁组完成 20
项记忆任务，其中,10项记忆任务在完
成之前被打断。在全部任务完成后，要
求被试回忆记忆任务的名称或尽可能多
地描述记忆任务。
比较
? 被试变量是组间设计（抑郁、非抑郁）
? 任务类型是组内设计（完成、未完成）。
任务类型
被试类型 完成 未完成
抑郁
非抑郁
混合设计举例二
? 让被试以不同的背诵方式对一系列意义
上没有联系的 3个英语单词为一组的材科
进行加工，背诵的次数也不相同。
? 背诵方式有 4种，产生了 4种实验条件：
(1)数字条件。 (2)机械背诵。 (3)造句
背诵。 (4)想象背诵。背诵次数分别为 1，
2,4,8,10次，每次背诵时间为 2秒。
混合设计
? 背诵方式为组间设计,所有被试分成 4组，
每组被试只用一种方法背诵。
? 背诵次数为组内设计,但在每种背诵方
式下，背诵次数都有 1,2,4,8,10五
种．每个被试都要按随机安排的顺序轮
流进行这五种不同次数的背诵 。
实验程序
? 1、选择被试
? 2、被试分组
? 3、安排被试接受哪些实验处理
? 4、分组实验
A,B,C,D四组
A组：数字条件
B组：机械背诵
C组：造句背诵
D组：想象背诵
A组：数字条件实验
? 指导语：, 你的任务是记忆数字如 30,89等等，
但这个任务过于容易，于是呈现三个一组的单
词 ‘ map,wood,sand’来干扰你对数字的记
忆。,
? 每次背诵完毕，要求被试默写刚背过的数字。
? 但在整个实验结束时，却在被试未曾料到的情
况下立即要求被试把他所见过的单字默写出来，
如, 地图、木头、纱, 等等。
? 在这种实验条件下，主试有意对被试进行欺骗，
让他把主要注意力用于背数字，而只用最少的
注意力去观察单字，目的是考察在最少注意时
对单字的记忆成绩如何。
在数字条件下，背诵次数为 2次的具体程序如下
准 备
背诵一次
30 89
map wood sand
map wood sand
30 89
map wood sand
map wood sand
map wood sand
map wood sand
请写下刚才记忆的数字
实验结束
实验结果
四、实验设计的基本类型 Ⅱ
? （ 一 ） 真实验设计
? （ 二 ） 准实验设计
? （ 三 ） 非实验设计
（一）真实验设计
? 真实验设计对实验条件的控制程度要求
较高，在使用这类实验设计时,实验者
可以有效地操纵实验变量，能有效地控
制内在无效来源和外在无关因素的影响，
能在随机化 原则基础上选择和分配被试,
从而使实验结果更能客观地反映实验处
理的作用。
真实验设计类型
? 真实验设计之一：完全随机化设计
? 真实验设计之二：多因素实验设计
? 真实验设计之三：随机化区组设计
真实验设计之一：完全随机化设计
? 完全随机化设计也称简单随机化设计，
是指用随机化方法将 被试随机分为几组，
然后依实验的目的对各组被试实施不同
的处理。
? 1.随机实验组控制组前测后测设计
? 2.随机实验组控制组后测设计
? 3.随机多组后测设计
1.随机实验组控制组前测后测设计
? 随机实验组控制组前测后测设计是指研究者在
实验前采用随 机分配的方法将被试分为两组，
并随机选择一组为实验组；另一组 为控制组。
实验组接受实验处理，而控制组则不给予实验
处理。
? (1)设计的模式
? (2)设计的评价
? (3)设计的显著性检验
? (4)设计的实例分析
(1)设计的模式
R O1 X O2
R O3 O4
(2)设计的评价
? 随机实验组控制组前测后测设计基本控制了绝大多数
影响内 部效度的因素。
? 这是因为该设计采用随机布置的方法将被试分为两组，从而
可以控制选择、被试的中途退出以及选择与成熟的交互 作用
等因素对实验结果的干扰。
? 另外，由于安排了实验组和控制组，在实验过程中，发生在
前测到后测这段时间内的事件对实验组控制组的影响基本相
同，因而可以控制历史、成熟、测验、仪器使用 等影响内部
效度的因素对实验结果的影响。
? 该设计使用了 前测验,它为检查随机分组是否存在偏
差提供了充分的 依据．但它也带来了不利的一面，即
被试由于前测验而获得的经 验，可能对后测验产生敏
感性，出现测验的反作用效果，导致对实验设计外部
效度的影响。
(3)设计的显著性检验
? 其一是 对增值分数进行统计分析 。方法是对每一
名被试，用其后测成绩减去前测成绩 (O2-O1，
O4-O3),分别求出两组增值分数的平均数。
对两组增值分数进行显著性检 验的方法有：
t-检验 (参数统计 )；曼 — 惠持尼 (Mann—
Whitney)U-检 验或中位数检验 (非参数检验 )。
? 另外，还有 协方差分析法,这种方 法被研究
者认为是很好的方法。此方法是将前测分数
作为协变量，对实施实验处理前的组间差异
进行控制和调整，以便使两组的后 测成绩能
够比较不受前测成绩的影响。
(4)设计的实例分析
? 沃坦阿贝、黑尔和洛马克斯关于, 通过
一系列教学程序和方法的训练，来培养
学生根据报纸标题预测所报道内容的能
力, 的实验。
2．随机实验组控制组后测设计
? (1)设计的模式
? (2)设计的评价
? (3)设计的显著性检验
? (4)设计的实例分析
(1)设计的模式
R X O2
R O4
(2)设计的评价
? 首先，由于采用实验组接受实验处理，控制 组
不接受实验处理，从而控制了历史和成熟因素
对内部效度的影 响；
? 另外，由于实验是在同等条件下进行的，因此
它控制了选择和 被试的中途退出等影响内部效
应的因素。同时．由于两组被试没有 进行前测
验，从而控制了测验与实验处理交互作用对实
验外部效 度的影响。
(3)设计的显著性检验
? 随机实验组控制组后测设计使用的统计
分析方法比较简单。 大部分研究者使用
f— 检验对两组后测成绩进行比较研究；
非参数检验也常使用曼 -惠持尼 U-检验或
中位数检验法。
(4)设计的实例分析
? 卢仲街等 (1981)的研究项目, 初中一年
级数学自学辅导教学协作实验研究, 。
3.随机多组后测设计
? 在心理学的研究中，有时要进行实验处
理的方案不只是一个 或两个，即有时研
究者要进行的实验处理 x的个数有 3个或 3
个 以上。
设计的模式
R xl Ol
R x2 O2
R x3 O3
真实验设计之二：多因素实验设计
? 多因素实验设计 是指在实验中包括两个或两个以上
因素 (自变量 ),并且每个因素都有两个或两个以上
的水平, 各因素的各个水平互相结合, 构成多种组
合处理的一种实验设计, 又称完全随机析因设计 。
? 在完全随机析因设计中, 研究者可以考察各个自变
量交互作用对因变量的主要影响效应 (交互作用 )，
并同时考察各自变量对同一因变量的主要影效应
(主效应 ),以及考察一个因素的各个水平在另一个
因素的某个水平上的效应 (简单效应 )；在心理学的
实验研究中, 这种设计具有很大的实用价值 。
1.多因素实验的优点
? 多自变量实验具有三个明显的优点：
? 效率高
? 实验控制较好
? 实验结果更有价值
2.完全随机析因设计
? 在析因设计中，为简化表述，常常采用一些英文字母、
符号和数字，作为各个因素和因素各个水平及其相互
关系的标志。
? 通常用英文大写字母来表示因素，用与大写字母相对
应的小写字母来代表因素的水平，而用乘号 (× )表示
因素之间的相互结合关系。
? 例如，在包括两个因素且其中一个因家有 2个水平，而
另一个因素有 3个水平的析因设计中，以 A和 B代表两个
因素，以 a1,a2相 b1,b2和 b3分别代表因素 A和因素 B
的水平。我们称其为双因素设计，又称 A× B因素设计，
也可称 2× 3因素设计。
完全随机双因素析因设计
? 完全随机双因素实验设计是指研究者用随机分
配的方法将被试分为若干同质组 (分组的个数
等于实验处理的个数 )，同时用随机的方法分
配每一组被试接受一种实验处理的实验设计。
? 由于双因家析因设计实验处理的个数是由两个
因素的水平数交叉组合决定的，所以双因素析
因设计的模式也与各因素的水平数有关。
双 因素析因设计的主要效应与交互作用的
效应
? 主效应 是指由每个单独因家 (自变量 )所引起的
因变量的变化。
? 交互作用 的效应是指当一个因素 (自变量 )对因
变量影响大小因其他因素的水平或安排的不同
而有所不同时，所产生的交互作用影响因变量
的结果。相反，如果某一因素 (自变量 )对因变
量影响大小，不受其他因素的水平或安排的影
响，我们就说这个因素与其他因素是没有交互
作用的。
杨治良等（ 1981）的实验
? 目的,了解年龄对再认能力的影响
? 第一个自变量是年龄,选取初中生年龄组和大
学生年龄组。 第二个自变量是实验材料,这里
我们选取具体实物图形组和词组两个组。 因变
量取再认能力 d‘作指标。
? 这个实验的方法是采用 再认法,把被试者识记
过的材料和没有识记过的材料混在一起，要求
被试者把两种材料区分开来。
真实验设计之三：随机化区组设计
? 随机化区组设计是将被试按某种标准分
为不同的组（区组），每个区组的被试
接受全部发实验处理。
? 随机化区组设计的目的在于使区组内的
被试差异尽量缩小，而对区组之间的差
异依据设计要求而定。每种处理出现在
每个区组中，这时区组之间的差异并不
影响在各处理平均数间的差异。
随机化区组设计的原则
? 随机化区组设计的原则是同一区组内的被
试尽量, 同质, 。
? 每一区组内被试的人数分配有 3钟情况：
? 一名被试作为一个区组 。 这时, 每名被试 (区
组 )均接受全部处理, 在接受处理的顺序上要
采用随机化的方法 。
? 每个区组内被试的人数是实验处理数目的整
倍数 。
? 区组内的基本单元 不是一名被试或几名被试,
而是以一个团体为单元 。
1.随机化区组单因素设计
? 随机化区组单因素设计与随机多组后测
设计是基本相似的，不同的是 随机化区
组单因素设计要求将被试划分为不同的
区组，并且每一区组随机接受所有不同
的处理 。然后观察实验处理后每个区组
对不同处理的反应，并作为后测成绩。
2．随机化区组多因素设计
? 随机化区组两因素设计与随机化双因素
设计基本相似，只是 随机化区组两因素
设计将被试划分为不同的区组，每个区
组都随机接受两因素各个水平组合的全
部处理,然后观测每个区组对不同处理
的反应，并将反应值作为后测成绩。
（二）准实验设计
? 主要类型：
? 1.单组准实验设计
? （ 1） 时间序列设计
? （ 2） 相等时间样本设计
? （ 3） 交叉滞后组相关设计
? （ 4） 回归间断点设计
? 2.多组准实验设计
? （ 1） 不相等组实验组控制组前测后测设计
? （ 2） 不相等组实验组控制组前测后测时间序列设计
? （ 3）平衡设计
1.单组准实验设计
? 在心理学研究中, 有时会因条件的限制
和问题的性质而使研究 无法采用控制组,
从而选取准实验设计进行研究 。
（ 1）时间序列设计
? 时间序列设计是指对一组被试或个体进
行一系列周期性测量，并在测量的时间
序列中引进实验处理（ X），然后观测引
进实验处理后的一系列测量结果，并与
引入实验处理 X前的一系列测量结果相比
较，研究插入实验处理前后测量结果的
变化趋势，从而推断实验处理是否产生
效果。
时间序列设计模式
系列前测
实验处理
系列后测
时间序列设计举例
? 学习心理咨询前后学生学习兴趣和学习
习惯。
时
间
序
列
设
计
可
能
的
实
验
结
果
时间序列设计评价
? 时间序列设计可以较好地控制, 成热,
因素对内部效度的影响。
? 其次，该设计可以控制测验因素的干扰。
? 由于每名被试都要经过 多次测验,并得到一
系列测验结果．这就能够降低由于只作一次
测验而出现的有偏向性样本成绩的概率。同
时，该设计有可能 控制统计回归 的因素。
? 综上所述，由于时间序列设计可以多次
测量被试在处理前后的数据，因此通过
观察处理 x前后的变化趋势，也就可以判
断处理 x前后在整个实验过程中的作用。
优点可真不
少 ……！
缺点
? 首先，由于该设计研究是在没有控制组
的情况下进行的，因而它 不能控制与实
验处理同时发生的偶发事件的影响,不
能排除那些与自变过同时出现的附加变
量的影响。
? 其次,测验与处理 x的交互作用 作为影响
实验外部效度的因素在该设计中不易受
到充分控制。
? 再次,多次实施前测验往往会降低或增
加被试对实验处理的敏感性,从而在被
试身上产生作用而影响被试在实验处理
后的成绩。
问题还真不少！
运用时要小心哟！
（ 2）相等时间样本设计
? 在心理研究中，与选择两等价样本组
（实验组和控制组）相对应，当只有一
组被试时，常使用两相等的时间样本，
在其中的一个时间样本中不出现实验变
量，而采用常规安排 X0。
相等时间样本设计 MOSHI
记牢啊！
相等时间样本设计举例
? 教师批改作业对学生学习成绩的影响。
相等时间样本设计评价
? 相等时间样本设计在控制影响内部效度
的因素方面是完全有效的。
? 它能较好 控制, 历史, 作用 的影响；
? 其他影响内部效度的因素也同时被较好地控
制。
优点还是很多的！
缺点
? 相等时间样本设计在控制影响外部效度
的因素方面并不理想。
为什么呢？
? ① 测验的反作用效果会影响该设计的外
部效度。
为什么？
? ② 实验安排的反作用效果会影响该设计
的外部效度。
为什么？
? ③ 选择偏差与实验变量的交互作用可能
会影响该设计的外部效度。
为什么？
? ④ 重复实验处理的干扰也会影响该设计
的外部效度。
为什么？
（ 3）交叉滞后组相关设计
? 交叉滞后组相关设计要求在时间 1对两个
变量（ A,B）的关系作出测定和相关分
析，再在时间 2作相似测定和分析，当交
叉滞后相关之间有显著差异时，就可以
推测变量 A和 B之间具有因果关系。
交叉滞后组相关设计举例
? 三年级儿童对于暴力或凶杀电视片与他
们的攻击性行为之间的关系
? 饮食和体重之间的关系
（ 4）回归间断点设计
? 这种准实验设计通过实验处理与事后测
量回归线的间断点的特征，确定准实验
处理的主效应。即如果实验处理前后的
的回归线出现了间断，说明实验处理是
有效果的。
回归间断点设计举例
? 奖励对职工工作成效的作用。
20
25
（ 3）交叉滞后组相关设计
? 交叉滞后组相关设计要求在时间 1对两个
变量（ A,B）的关系作出测定和相关分
析，再在时间 2作相似测定和分析，当交
叉滞后相关之间有显著差异时，就可以
推测变量 A和 B之间具有因果关系。
交叉滞后组相关设计举例
? 三年级儿童对于暴力或凶杀电视片与他
们的攻击性行为之间的关系
? 饮食和体重之间的关系
（ 4）回归间断点设计
? 这种准实验设计通过实验处理与事后测
量回归线的间断点的特征，确定准实验
处理的主效应。即如果实验处理前后的
的回归线出现了间断，说明实验处理是
有效果的。
回归间断点设计举例
? 奖励对职工工作成效的作用
20
25
2.多组准实验设计
? 在心理学研究中, 为使实验结果尽量少
受无关因索的干扰, 使实验结果具有较
高的可靠性, 在条件允许的情况下应该
采用多组实验设计, 即包括有实验组和
控制组存在的实验设计 。
争取创造这样的条件吧！
（ 1）不相等组实验组控制组前测后测
设计
? 不相等实验组控制组前测后测设计的特
点是研究者 不能按随机化原则和等组法
来选择对等组,有时也 不能随机安排哪
个为实验组、哪个为控制组 。
限
制
不
少
哟
设计模式
举例
? 思维训练
评价
? 首先，由于增添了控制组，从而使该设
计基本上 控制了历史、成熟、测验等因
素对实验的干扰 。
? 其次，由于两组都有前测验，研究者 可
以了解实验处理实施前的初始状态,从
而也就对选择因素有了初步的控制。
缺点
? 该设计 没有使用随机化方法来分配被试
或实验处理,实验组与控制组是不对等
的，因而选择与成熟、选择与实验处理
的交互作用可能会降低该设计的效度。
? 又由于两组都使用前测验安排，因而其
实验结果不能校直接推广到无前测的情
境中去。
（ 2）不相等组实验组控制组前测后测时间序列
设计
? 不相等实验组控制组前潦后测时间序列
设计是在单组时间序列设计和不相等实
验组控制组前测后测设计的基础上，组
合而成的一种多组准实验设计。
设计模式
举例
评价
（ 3）平衡设计
? 平衡设计又叫轮换设计，或拉丁方设计。
在该设计中，研究者为了达到对实验控
制的目的，使各组被试都接受不同的实
验处理．而对实验处理的顺序相实验时
间的顺序采用了轮换的方法。
设计模式
举例
? 研究 4类测验对学生问题解决的影响
评价
（三）非实验设计
? 1.单组后测设计
? 2.单组前测后测设计
? 3.固定组比较设计
? 4.事后回溯设计
1.单组后测设计
? 在单组后测设计中，只有一个实验组，
而对实验组只给予一次实验处理，然后
通过测量得到一个后测成绩。
单组后测设计模式
举例
? 数学课外辅导讲座对学生数学学习成绩
的影响。
评价
2.单组前测后测设计
? 单组前酗后谢设计是对单组后测设计的
一种改进，它增加了在实验处理前的测
验，但还是仅有一组实验组。
单组前测后测设计模式
举例
? 威待墨（ J Witter）, 七年级低成就学生
态度和成就的咨询和辅导效应,
评价
3.固定组比较设计
? 固定组比较设计又称静态组或整组比较
设计，该设计采用实验组和控制组两组
被试，但因这 两组被试在实验处理前就
已经形成,故它不能使用随机化的原则
来选择被试。
设计模式
举例
评价
4.事后回溯设计
? 事后回溯设计是指所 研究的对象是已发
生过的事件 。
? 在研究过程中,研究者不需要设计实验
处理或操纵自变量,只需通过观察存在
的条件或事实，将这种已自然发生的处
理或自变量与某种结果或因变量联系起
来加以分析，以便从中发现某种可能的
简单关系。
设计模式
两类事后回溯设计
? （ 1）相关研究设计
? （ 2）准则组设计
（ 1）相关研究设计
? 相关研究设计是在一个被试组内收集两
个集合的数据，其中一个数据集合是观
察到的结果，另一个则是被追溯的数据
集合，研究的目的是确定这两个数据集
合之间的关系 (正相关、负相关和无关 )。
相关研究设计模式
相关研究设计举例
? 吸烟与肺癌的关系
关于相关关系
? 相关关系 ≠因果关系
这一点可
要记住啊！
（ 2）准则组设计
? 准则组设计与相关研究设计相类似，是
对已经发生的事件进行研究的一种非实
验设计。
? 它要求研究者通过对所研究现象的被试
的比较，确定某些被试 (准则组 )具有一种
状态的特征，而另一些被试 (非准则组 )不
具有这种状态的特征，然后去追溯可能
存在的原因。
准则组设计模式
准则组设计举例
? 影响教师教学效果的因素
评价
? 相关研究与准则组研究是事后回溯设计的两种
主要形式，这两种研究是相辅相成的。
? 相关研究的主要用途 是辨认两个变量或两种现
象之间是否存在一定的关系及存在什么形式的
关系；
? 而 准则组研究的主要用途 则是通过准则组与非
准则组的对比，研究存在一定关系的两变量之
间具有什么样的状态特征。
缺点
? 主要缺点是它缺乏对变量的控制。
事后回溯设计与变量的控制
? 就相关研究设计而言，如果两变量存在
因果关系，那么该设计就缺乏对影响因
变量效果的自变量的控制。
? 对准则组设计来说，它影响着对两个因
变量效果差异的观测。
? 该设计还缺乏对随机化分配的控制。
? 但是，研究者可以采用适当的方法来对
调查中的测量进行控制。
很好！
将调节变量引入事后回溯设计
举例
? 关于 受过课堂开放教学方法训练的教师
组和末受过这种训练的教师组的课堂环
境 的对比研究 。
实验设计小结
实验设计类型
一、从被试接受实验处理的情况分
（一）被试内设计
1,实验前后设计
2,定时系列设计
3,抵消平衡设计
（二）被试间设计
1,随机组设计
2,配对组设计
（三）混合设计
二、从实验控制的严密程度分
（一）真实验设计
1,完全随机化设计
（ 1 ）随机实验组控制组前测后测设计
（ 2 ）随机实验组控制组后测设计
（ 3 ）随机多组后测设计
2,多因素实验设计
完全随机析因设计
3,随机化取组设计
（ 1 ）随机化区组单因素设计
（ 2 ）随机化区组多因素设计
（二）准实验设计
1,单组准实验设计
（ 1 ）时间序列 设计
（ 2 ）相等时间样本设计
2,多组准实验设计
（ 1 ）不相等组实验组控制组前测后测设
计
（ 2 ）不相等组实验组控制组前测后测时
间序列设计
（ 3 ）平衡设计
（三）非实验设计
1,单组后测设计
2,单组前测后测设计
3,固定组比较设计
4,事后回溯设计
实验设计类型
一、从被试接受实验处理的情况分
（一）被试内设计
1,实验前后设计
2,定时系列设计
3,抵消平衡设计
（二）被试间设计
1,随机组设计
2,配对组设计
（三）混合设计
二、从实验控制的严密程度分
（一）真实验设计
1,完全随机化设计
（ 1 ）随机实验组控制组前测后测设计
（ 2 ）随机实验组控制组后测设计
（ 3 ）随机多组后测设计
2,多因素实验设计
? ? 完全随机析因设计
3,随机化取组设计
（ 1 ）随机化区组单因素设计
（ 2 ）随机化区组多因素设计
（二）准实验设计
1,单组准实验设计
（ 1 ）时间序列 设计
（ 2 ）相等时间样本设计
2,多组准实验设计
（ 1 ）不相等组实验组控制组前测后测设
计
（ 2 ）不相等组实验组控制组前测后测时
间序列设计
（ 3 ）平衡设计
（三）非实验设计
1,单组后测设计
2,单组前测后测设计
3,固定组比较设计
4,事后回溯设计
