第六讲教育实验设计法

第六讲教育实验设计法第1页，共82页，2023年，2月20日，星期一第三节教育实验研究的效度1．教育实验研究效度的含义2．教育实验研究的内在效度3，教育实验研究的外在效度第四节教育实验的变量控制1．教育实验变量控制的含义2．教育实验变量控制的主要方法第五节教育实验设计的主要格式1．单组前后测设计的格式及优缺点2．非随机分派控制组前后测设计的格式及优缺点3．随机分派控制组后测设计的格式及优缺点4．随机分派控制组前后测设计的格式及优缺点5．所罗门四组设计的格式及优缺点第2页，共82页，2023年，2月20日，星期一

第一节教育实验研究概述一、教育实验研究的内涵1.实验是一种研究情境，在此情境中至少涉及一个自变量，即实验变量，它会受到研究者的精心操控或改。2.教育实验研究是研究者运用科学实验的原理和方法，以一定的教育理论及假设为指导，有目的地操纵某些教育因素或教育条件，观察教育措施与教育效果之间的因果关系，从中探索教育规律的一种研究方法。第3页，共82页，2023年，2月20日，星期一二、教育实验研究的基本特点教育实验是获得知识、检验理论的一种特殊实践活动。它具有实验的根本特征，能够自觉主动地去探索、变革和创新，主动采取某个变革措施，发挥实验的“纯化、重组、强化、模拟”作用，探索教育内外部规律性联系，因果联系，从而发展理论。同时，教育实验又不同于一般的实验活动，它是教育实践。基本特征：

1．因果性

区别于历史研究、调查研究和相关研究，实验研究可以系统地变化条件，以观察因这些条件化所引起的事物相应变化，从而揭示事物发展过程中各种变量间的因果关系。历史研究是研究过去发生的事件。调查研究以搜集，分析存在的客观事物或材料为直接认识任务，是对现状的认识把握。相关研究寻求假说命题相关研究说明事物发生、发展过程诸要素的相互关系，“表明两个事物之间有联系”。只有实验研究，才揭示变量间的因果关系，“若A则B”的正确性，说明“为什么”，推论因果关系的逻辑性。

第4页，共82页，2023年，2月20日，星期一2．主动变革性教育实验是为了变革现实，探索和创新，是要索取而不是消极等待研究现象的自然发生。因此，必须主动操纵自变量的变化。自变量，即变化的措施条件。控制自变量，是指研究者人为地去干预，控制现象发生的条件和进程，有意识地变革研究对象某一方面的条件，从而得到自己所要的结果。

３.控制性控制无关变量，也叫控制变量，指在实验中应该保持恒定的变量。教育实验中，为了探索因果关系，证实确实是自变量X导致因变量Y的变化，就必须排除其他无关因素的影响，使实验的其他条件保持恒定。否则，就无法显现假设中提出的因果关系，实验也不可能有效度。“控制”在教育实验中主要含有三层含义：（1）研究对于外部因素的和实验情况的控制能力，包括各种无关因素的控制。（2）研究对于实验所操纵的自变量的控制程度。（3）研究实验设计过程中的控制成分，即研究如何通过实验的设计控制无关变量。第5页，共82页，2023年，2月20日，星期一三、实验研究法的优点观察法、调查法都是对自然发生的现象进行描述、归纳与分析，不能主动操纵、干预研究对象，难以排除原因与结果之外第三变量的干扰，最终也很难确认事物间的因果联系只能对某种可能性的原因进行推测。与观察法、调查法相比较，实验的优点：1.常利用实验组与控制组的对比来确定变量的共变关系；2.用预测与后测来了解实验前后情况，决定变量发生变化的时间顺序；3.采用各种控制方法、技术来改变研究对象的存在状态，排除了无关因素的干扰，从而满足了因果推论的第三个条件，成为揭示变量间的因果联系的有效方法。与哲学方法相比较，实验的优点：1.验证事物间的因果联系不是靠思辨的力量而是靠事实2.验证事物间的因果联系不是由推理的逻辑而是以操作性的实践；3.验证事物间的因果联系不是以定性的方式而是以定量的方法来证明、确认研究对象的因果联系的客观存在，保证了研究过程的可重复性、结论的可检验性和认识结果的客观性。第6页，共82页，2023年，2月20日，星期一四、教育实验方法的局限性1.科学研究中的许多变量是无法操纵、控制的，不能通过实验法去研究。原因与结果处于不同层次，许多原因往往不能直接观察到，而需在事物的深层结构和内在机制上加以理解性解释。2.实验控制有时使实验情境与实际生活情境存在一些差距，从实验情景中获得的结论并不完全适用于实际生活情景，它还需要通过广泛的实践作进一步的检验。3.实验过程本身离不开理论假设的引导，离不开对研究对象的观测，从某种意义上来说，实验是观察调查与理性思辨的综合运用。第7页，共82页，2023年，2月20日，星期一五、教育实验研究的主要功能教育实验研究它能超越感性直观经验的局限，探索和发现客观事物的内部联系和规律性，并获得利用这些规律来预测和驾驭事物发生和发展的能力。主要功能：

1.检验、修改和完善教育理论检验现有教育理论的科学性、先进性，并改进教育教学过程与方法。通过提供有意义的可靠的信息，对现有教育教学理论进行筛选、改造、提炼和发展、完善。另外，为发现和揭示新的教育特点和规律提供必要的基础。通过教育实验，我们能发现未知，开拓新的研究领域，从而不断加深对教育发展的规律性认识。2.促进教育实践的改革与发展通过教育实验，人为地创设一定的系统和环境，在科学教育理论指导下改革教学内容或教学方法。3.为新的科学理论假说应用于教育实践寻求操作程序

当研究者提出一套完善的教育教学理论后，必须通过教育实验将理论转化成可操作的实验方案以付诸教育实践，才能切实发挥科学理论的指导作用。通过实验，一方面寻求将这些理论具体化并运用于教育教学实践过程的操作程序；另一方面，实验的结果又将进一步检验、充实、完善这些理论的科学性、先进性和可行性。

第8页，共82页，2023年，2月20日，星期一六、教育实验研究的基本程序教育研究的全过程可分为“准备—实施—总结推广”三个基本阶段。这是一个相对稳定的、有序的结构序列。1．教育实验的准备阶段教育实验成功与否，很大程度上取决于实验前的准备工作。具体包括以下内容：（1）选定实验研究的课题，形成研究假说。一般来说，一个实验至少被一种假设指导，应陈述两种变量间所希望的因果关系。（2）明确实验目的。确定指导实验的理论构架。为了使理论系统分析更接近客观实际，需要进行先期的调查研究，查阅相关文献资料并让课题组全体成员进行充分讨论。第9页，共82页，2023年，2月20日，星期一（3）确定实验的自变量。选择被试和形成被试组，决定每组进行什么样的实验处理，并确定操作定义。（4）选择适合的测量工具并确定采用什么样的统计方法，从而明确评价因变量的指标。（5）选择实验设计类型，谋划好控制无关因素的措施，以最大限度地提高实验的内部效度和外部效度。第10页，共82页，2023年，2月20日，星期一2．教育实验的实施阶段按照实验设计进行教育实验，采取一定的变革措施（实验处理），观测由此产生的效应，并记录实验所获得的资料、数据等。3．教育实验的总结推广阶段在实验的总结和评价阶段，研究者的主要任务是对实验中获得的资料、数据进行分析处理，确定误差的范围，从而对研究假设进行检验，最后得出科学结论。在对实验结果进行分析的基础上撰写实验报告，对实验的过程和结论进行全面的表述。第11页，共82页，2023年，2月20日，星期一第二节教育实验的基本类型为了在教育研究中正确运用实验研究法并促进实验法的发展，必须对教育实验作出科学合理的分类。掌握不同的分类标准，确定教育实验类型、特点、操作程序、适用范围和条件是搞好教育实验的一个重要前提。一、实验室实验与自然实验根据实验进行的场所，可分为实验室实验和自然实验。1．实验室研究实验室实验指研究者根据研究的需要于经过专门设计的、人工高度控制的环境中进行的实验。这类实验的优点是能把实验中的各种变量严格分离出来，并给予确切的操作与控制，提高研究结论的准确性和可靠性。2．自然实验

自然实验也叫现场实验，是在实际的教育情境中进行的实验。第12页，共82页，2023年，2月20日，星期一二、确认性实验、探索性实验与验证性实验1．确认性实验这类实验的目标主要在于借助实验搜集事实材料，确认所研究的对象是否具有研究假说内容的基本特征，并推动教育实践的发展，也叫试探性实验。研究问题来自实际，所以具有直接的实践意义。实验强调的是研究的应用价值，在事实基础上概况经验性规律，追求最大限度的有效性。这类实验在现场情境下进行，在研究方法上带有很大的试探性，操作程序不太规范。因此，内在、外在效度均不高。

第13页，共82页，2023年，2月20日，星期一2．探索性实验这类实验包括有预测作用的超前实验。它是以认识某种教育现象或受教育者个性发展规律为目标，通过揭示与研究对象有关的因果关系及问题的解决，来尝试创建某种理论体系，所以具有较强的创新性。探索性实验主要研究教育理论体系中的根本性问题，有重要的理论意义和实践指导意义。此类实验以专门研究人员为主进行。3．验证性实验它是以验证已取得的实验成果为目标，对已经取得的认识成果用再实践的经验来检验、修正和完善。这类实验具有明显的重复性，是在不同环境条件下反复进行的，不仅对实验条件有明确分析，而且实验方案具有可操作性，关注实验结果应用的普遍性，追求实验较高的外在效度。第14页，共82页，2023年，2月20日，星期一三、单因素实验与多因素实验根据同一实验中自变量因素的多少，可分为单因素实验和多因素实验。1．单因素实验它是指同一实验中研究者只操纵一个自变量的实验，也叫单一变量实验。由于单因素实验的自变量单一、明确，操纵相对比较容易，实验难度相对较小。2．多因素实验

它是指在同一实验中需要操纵两个或两个以上的自变量的实验，也叫组合变量实验。这类实验要操纵的实验因素较多，实验的过程比较复杂，因变量的观测内容也随之增多，因而在研究整体上难度较大。第15页，共82页，2023年，2月20日，星期一四、前实验、准实验与真实验1．前实验指最原始的一种实验类型，它是对任何无关变量都不进行控制的实验。2．准实验

指在实验中未按随机原则来选择和分配被试，只把已有的研究对象作为被试，且只对无关变量作尽可能控制的实验。3．真实验

指严格按照实验法的科学性要求，随机地选择和分配被试，系统地操纵自变量，全面地控制无关变量的实验。第16页，共82页，2023年，2月20日，星期一

第三节教育实验研究效度一、教育实验研究效度的含义所谓效度，就是指实验设计能够回答要研究的问题的程度。教育实验研究效度标示着教育实验研究结论的准确性和普遍性程度。自从坎贝尔和斯坦利1966年起用内在效度和外在效度概念以来，各国学者皆沿用此两种效度来讨论实验研究结果的正确性。第17页，共82页，2023年，2月20日，星期一1．内在效度内在效度是指自变量和因变量相关联的因果推论效度，即因变量的变化，确实由自变量引起，是操作自变量的直接成果，而非其他未加控制的因素所致。内在效度表明的是因变量Y的变化在多大程度上取决于自变量X——有效性。没有内在效度的实验研究是没有价值的，因为内在效度决定了实验结果的解释。第18页，共82页，2023年，2月20日，星期一坎贝尔和斯坦利认为，有八类新异变量与教育实验内在效度有关或成为内在效度的威胁因素。影响内在效度的主要因素：

（1）偶然事件：在实验进展过程中没有预料到的影响因变量的事件的发生。（2）成熟程度：时间在被试身上起的作用。（3）测验：注意一次测验对随后另一次测验的影响。（4）测量手段：测量手段不统一会产生错误的结果。（5）统计回归：挑选被试的误差，比如用极端分数进行回归，将对今后的测验产生不利影响。（6）在实验进展过程中被试的选择差异：被试未能随机分配或挑选，而其中一个因素起了作用，从而产生了组的不对等性。（7）实验的偶然减员：非随机挑选的被试脱离实验，会产生不良影响。（8）取样：成熟程度交互作用，由于取样不一带来的成熟程度的不一致。第19页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.外在效度

外在效度是指实验结论的外推范围。即教育实验研究结果的概括化、一般化和应用范围问题，表明实验结果的可推广程度，研究结果是否能被正确地应用到其他非实验情境、其他变量条件及其他时间、地点、总体中的程度。外在效度分总体效度和生态效度两类。（1）总体效度是指实验结果从特定的研究样本推广到更大的被试群体中去的适用范围，从严格意义上讲，研究结果只能推广到抽样样本的那部分总体，即实验可接受的总体中去。（2）生态效度是指实验结果从研究者创设的实验情境推广到其他教育情境中去的范围。

第20页，共82页，2023年，2月20日，星期一坎贝尔和斯坦利认为，对外在效度的威胁主要有以下四个主要因素：（1）测验的交互作用。（2）抽样偏差和实验处理的交互作用。（3）实验安排的副效应。（4）多重处理干扰。内在效度是外在效度的必要条件，但内在效度的研究结果不一定具有很高的外在效度，而且内、外在效度有时会互相影响。第21页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.结构效度是指对自变量结构和因变量结构的明确界定。影响结构效度的主要因素：（1）单一操作偏差；（2）对结构缺乏充分的说明；（3）实验环境里的假设—猜测等4.统计结论效度是指对实验组和控制组之间是否存在差异的精确性检验。影响统计结论效度的主要因素：（1）低统计力；（2）违反统计测验假设；（3）测量的信度等。第22页，共82页，2023年，2月20日，星期一

第四节教育实验的变量控制一、教育实验变量控制的内涵

教育实验变量控制即无关变量的控制，是指控制那些在教育实验中应保持恒定的变量。教育实验中，为了探索因果关系，证实确实是自变量Ｘ导致了因变量Ｙ的变化，就必须排除外来的无关变量的干扰，保证各方面变量平等，才能保证实验结果是可靠的。第23页，共82页，2023年，2月20日，星期一二、教育实验变量控制的主要方法教育实验中无关变量很多，要对其进行有效的控制，实验者必须有针对性地选择合理的方法。教育实验中控制无关变量的主要方法有：1.随机选择和分配被试。消除被试个体之间的差异，因而采用随机方法来选择和分配被试能有效地控制被试间的各种差异。2.设置控制组。在实验中设置一个或多个控制组，对两个组同时进行因变量的观测（包括前侧和后侧），能较好地排除或恒定成熟对实验中因变量的作用。第24页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.采用“双盲法”。所谓双盲法，即研究者在实验中既不让实验的主试也不让被试了解实验的真实目的和意图，这可在一定程度上控制主试的态度、被试间自变量的扩散等方面的无关变量.4.使无关变量保持恒定。对这些难以完全消除的无关变量，研究者可以设法将其恒定，即在实验的各个组别、各个阶段使其保持不变。5.提高实验设计的科学性。在设计中根据对无关变量控制的需要来设计操作自变量的具体方法、设计实验程序、进行时间分配，这能较好地进行无关变量的控制。6.控制资料统计过程。研究者按照实验目的选择合适的统计方法，并规范程序统计和结果处理，能减少统计误差，提高研究结论的准确性。第25页，共82页，2023年，2月20日，星期一第五节教育实验设计的主要格式一、实验设计内涵二、实验设计的主要类型1．单组前后测设计的格式及优缺点2．非随机分派控制组前后测设计的格式及优缺点3．随机分派控制组后测设计的格式及优缺点4．随机分派控制组前后测设计的格式及优缺点5．所罗门四组设计的格式及优缺点第26页，共82页，2023年，2月20日，星期一一、实验设计的概念1.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。2.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。

第27页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.好的实验设计的标准（1）充分的实验控制；（2）不加人为修饰；（3）比较的基础；（4）通过数据获得充足的信息；（5）非污染的数据；（6）相关变量间没有干扰；（7）代表性；（8）省力原则。第28页，共82页，2023年，2月20日，星期一二、实验设计的主要类型1.仅仅实施后侧的控制组设计不同类型的辅助教材对4年级学生阅读行为影响的研究第29页，共82页，2023年，2月20日，星期一前测--后测的控制组设计如：立体几何概念教学的时间量对高中低年级学生在空间关系知识方面得分影响的研究第30页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.所罗门四组实验设计这一设计实际上是上述前后测控制组设计和仅后测控制设计的综合，是由所罗门(Solomon，1949)首创，故称为所罗门四组设计(Solomonfourgroupdesigns)。其设计模式是：这种设计包含有两个实验组和两个控制组，四组受试者均由随机方法选择而来。其中，有两个组接受前测，两个组则无。实验处理后测，四组均接受后测。RG1O1XO2RG2O3—O4RG3XO5

RG4O6第31页，共82页，2023年，2月20日，星期一如果上述四个差异的检验都获得一致性的效果，研究者将更有信心确定是实验处理产生了效果。因为这等于重复做了四次实验（若以有前测和无前测比较，则等于重复做了二次实验）。有关前测经验的单独效果之检验，可比较第二组和第四组后测平均数的差异（O4-O6）。这种设计对影响内在效度的八个因素均可控制，而且，可以控制和测量前测的主要效果，可以控制和测量前测与实验处理间的交互作用效果（通过第一组和第三组的比较），可以测量“成熟”和“历史”的综合影响效果（根据第四组的后测平均数O6和第一、二组的个别前测平均数O1、O3的比较）。这样能检验前测带来的可能的效应。这种设计是最严谨控制的实验设计之一。但是，由于有四个组，需要大量的样本，研究者须付出很大的代价，缺乏实用性。因此，在一般的教育研究中，这种设计的应用并不广泛。第32页，共82页，2023年，2月20日，星期一所罗门四组设计就是属于因素设计的范围。因素设计包含两个或两个以上的自变量，在单一设计中，自变量被称为因素。设计的单元取决于进行组合的自变量的水平。第33页，共82页，2023年，2月20日，星期一4.重复测量设计（被试要接受多次相同的测量）关于材料类型和性别对解决概念获得问题的影响的研究40个被，每人解决4个问题，因此，共有160个因变量得分。第34页，共82页，2023年，2月20日，星期一5.时间延长设计（通过对实验组进行额外的观察得以延长，可以提供有关实验量可能的延迟影响和影响持续的信息）RG1X1O1O2O3RG2—O4O5O6如：男性成人三种项目的锻炼对心率的影响以及影响持续时间的研究

随机分组心跳测量RG1

接受锻炼项目A（X1）O1O2O3RG2

接受锻炼项目A（X2）O4O5O6RG2

接受锻炼项目A（X3）O7O8O9两周三周四周第35页，共82页，2023年，2月20日，星期一6.时间系列设计：包含有重复测量，并且在两次测量之间插入一次实验处理。RG1O1O2XO3O4O5RG2O6O7—O8O9O10如：讨论论方式对学生学业成绩的影响RG1O1O2

新的讨论方式XO3O4O5RG2O6O7

传统的讨论方式—O8O9O10第36页，共82页，2023年，2月20日，星期一二、真实验设计（一）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。（二）真实验设计类型1.完全随机化设计2.多因素实验设计3.随机化区组设计第37页，共82页，2023年，2月20日，星期一（三）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.随机多组后测设计第38页，共82页，2023年，2月20日，星期一1.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)设计的显著性检验第39页，共82页，2023年，2月20日，星期一(1)设计的模式RG1

O1XO2

RG2

O3O4

R表示采用随机布置方法分配被试和实验处理GS

表示组X表示由研究者操纵的实验处理O1、O3表示实验关对两组被试进行前测验得到的初始成绩O2、O4表示两组被试的后测成绩第40页，共82页，2023年，2月20日，星期一(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。

第41页，共82页，2023年，2月20日，星期一(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(平均数差参数统计)；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。

第42页，共82页，2023年，2月20日，星期一2．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)设计的实例分析第43页，共82页，2023年，2月20日，星期一(1)设计的模式RG1

XO2

RG2

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。第44页，共82页，2023年，2月20日，星期一(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”。第45页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.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

RG1

xlOlRG2

x2O2RG3

x3O3第46页，共82页，2023年，2月20日，星期一（四）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。

第47页，共82页，2023年，2月20日，星期一1.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第48页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.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素有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。第49页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.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。第50页，共82页，2023年，2月20日，星期一（五）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。第51页，共82页，2023年，2月20日，星期一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。第52页，共82页，2023年，2月20日，星期一1.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。第53页，共82页，2023年，2月20日，星期一三、准实验设计

是指在实验中，使用原始组作为被试，而不是随机安排被试接受实验处理。

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

第54页，共82页，2023年，2月20日，星期一1.仅施后测、非对等控制组设计包含与实验处理次数一样多的实验组，再加上一个控制组。使用原始组进行实验，仅在实验处理实施后测量被试一次。G1XO1G2

—O2Gk

—Ok+1如：一项教学方法对初三自然科学考试成绩影响的实验研究

现成教学班实验变量后期测试因变量成绩G11班方法1X1O1G22班方法2X2O2G33班方法3X3O3第55页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.前测—后测、非对等控制组设计有助于检测实验组间的相似程度，其前测的分数可用于统计控制或产生增益分数。G1O1XO2G2O3XO4如：两种新的阅读方法对4年级学生阅读的影响原始教学班G11班

O1新方法1X1

O2G22班

O3

新方法2X2O4G33班

O5

传统方法—O6第56页，共82页，2023年，2月20日，星期一3.单组准实验设计在研究中，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）单组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。第57页，共82页，2023年，2月20日，星期一单组时间序列设计模式系列前测实验处理系列后测第58页，共82页，2023年，2月20日，星期一多组时间系列设计

（两个或两个以上被试，可以提供比较，能够增强实验的内在效度）如：不同反馈（正、负）类型对代数成绩的影响第59页，共82页，2023年，2月20日，星期一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。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。第60页，共82页，2023年，2月20日，星期一缺点首先，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。第61页，共82页，2023年，2月20日，星期一（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。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。第62页，共82页，2023年，2月20日，星期一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。①测验的反作用效果会影响该设计的外部效度。②实验安排的反作用效果会影响该设计的外部效度。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。④重复实验处理的干扰也会影响该设计的外部效度。第63页，共82页，2023年，2月20日，星期一（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。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第64页，共82页，2023年，2月20日，星期一（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。第65页，共82页，2023年，2月20日，星期一回归间断点设计举例奖励对职工工作成效的作用。2025第66页，共82页，2023年，2月20日，星期一2.多组准实验设计在教育心理研究中，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。（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。设计模式第67页，共82页，2023年，2月20日，星期一评价首先，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