第 5.2 节 真实验设计

• 真实验：能随机选择和安排被试，严格控制无关变量，有效地操纵研究变量的实验。

•一、实验设计的三类变量• 1 、实验变量（自变量）：需要人为操纵• 2 、反应变量（因变量）：需要测量• 3 、无关变量（干扰变量）：需要控制、排除

二、实验模式的符号系统

• R——Random 随机选择与分配被试• G （ S ）——被试组，用下标表示组别• X—— 自变量，即实验处理，用下标表示不同自

变量水平，即不同处理• O——Observation 观测值，用下标表示各项观

测结果• — —— 表示对控制组未给予实验处理，或给予

实验组相对照比较的条件• M——Matching 匹配，已按随机化方法在处理

之前将被试匹配分组

二、单因素随机设计（完全随机设计）

• 在实验中仅主动操纵一个自变量的真实验设计• （一）仅施后测控制组设计• 1 、随机两等组后测设计 RG1 X O1

• RG2 — O2

• 2 、随机多等组后测设计 RG1 X1 O1

• RG2 X2 O2

•

• RGK XK OK

• [RGK+1— OK+1]

…

（二）前后测控制组设计

• 1 、随机两等组前后测设计 RG1 O1 X O2

• RG2 O3 —O4

• 2 、随机多等组前后测设计 RG1 O1 X1 O2

• RG2 O3 X2 O4

•

• RGK O2K-1 XK O2K

• [RGK+1 O2K+1— O2K+2]

• 3 、随机配对两等组设计 RG1 X O1

• [RG]O M• RG2 —O2

• 4 、随机配对多等组设计 RG1 X1 O1

• RG2 X2 O2

• [RG]O M …• RGK XK OK

• [RGK+1— OK+1]

•

• （三）所罗门四组设计• RG1 O1 X O2

• RG2 O3 — O4

• RG3 — X O5

• RG4 — — O6

三、因素设计（完全随机析因设计、析因设计）

• 因素设计，是指在实验中包括两个或两个以上因素（自变量），并且各个因素的各个水平互相结合而构成的多种组合处理的一种实验设计。

• 研究通常限于 2~4 个自变量，尤以 2~3 个为多，分别称为二因素设计、三因素设计等。一般以其中一个为实验变量，其余为控制变量（即调节变量），如性别、年级、年龄、能力等。

• 处理组合数 = 各自变量水平数连乘之积 =j·k·l

• （一）二因素设计• 1 、 2×2 因素设计的基本模式• Ⅰ型 Ⅱ型• RG1 Xa1b1 O1

• RG2 Xa1b2 O2

• RG3 Xa2b1 O3

• RG4 Xa2b2 O4

Xb1 Xb2

Xa1 Xa1b1 Xa1b2 Oa1

Xa2 Xa2b1 Xa2b2 Oa2

Ob1 Ob2

• 2 、 XY （单一自变量与单一调节变量）二因素设计

• Y1 RG1 XY1 O1

• RG1 X O1 Y2 RG2 —Y1 O2

• RG2— O2 RG3 XY2 O3

• RG4 —Y2O4

• RG1 O1 XY1 O2

• 加前测 RG2 O3—Y1 O4

• RG3 O5 XY2 O6

• RG4 O7—Y2 O8

Y

（二）因素设计中的被试分配

• 1 、完全随机分配法：• 随机被试实验组数 = 实验处理组合数• 2 、重复测量法（即轮组设计）：• 一个实验组依次接受所有处理组合• 3 、综合分配法：• 在一个自变量上采取随机分配被试，其它自变

量则采取重复测量法

四、重复测量设计

• RG1X1—O—X2—O…XK — O

• RG2X1—O—X2—O…XK — O

• RG3X1—O—X2—O…XK — O• 对不同 G ，实验处理的顺序可以不同，即随机

安排各实验处理的顺序。

五、时间延长设计

• RG1 X O1 — O2 — O3

• RG2 — O4 — O5 — O6

• 时间系列设计：• RG1 O1 — O2 — X — O3 — O4 — O5

• RG2 O6 — O7 — — — O8 — O9 — O10

六、对实验结果的解释• 例 1 ： RG1 O1— X1 — O2

• RG2 O3— X2 — O4

• RG3 O5— X3 — O6

• RG4 O7— — — O8

• 结果a:O1≠O2,O3≠O4,O5≠O6,O2=O4,O2 、 O4≠O6,O1=

O3=O5=O7=O8

• b ： O1=O3=O4=O5=O6=O7=O8,O1≠O2

• c:O1=O3=O5=O7,O2=O4=O6=O8,O1≠O2

• d:O7=O8 e:O7≠O8

• 例 2 ： RG1 X1——O1—— ——O2

• RG2 X2——O3—— ——O4

• RG3 —— ——O5—— ——O6

• 结果 a:O1=O3≠O5,O2=O4=O6

• b:O1 ≠ O3 ≠ O5,O2 ≠ O4 ≠ O6 ,O1=O2,O3=O4, O5=O6

• c:O1=O3=O5=O6,O2 ≠ O4 ≠ O6

• d:O1=O3 ≠ O5 ≠O4,O2=O4,O1 、 O4 ≠O6

• e: 如何判断是否有长期影响，长期影响一致吗？• f ：如何判断是否有成熟因素的影响？• g ：如何确定三个组最初是一样的？重要吗？

为什麽？

• 例 3 ： RG1 O1 — X — — O2 — —O3

• RG2 O4 — X — — — — —O5

• RG3 — — X — — O6 — —O7

• RG4 — — X — — — — —O8

• RG5 O9 — — — —O10 — —O11

• RG6 — — — — — — — —O12

• 结果 a:O3≠O5,O3 、 O5 ≠ O1

• b:O2=O6,O2 、 O6 ≠ O10, O3=O5=O7=O8=O11=O12

• c:O2 ≠ O6,O6=O10, O2=O3=O5,O6=O7=O8.O11=O12

• d: 如何确定一个未经前测的控制组在一段长时间内是否有所变化？

• e: 如何判断出只经一次后测的两个实验组有着长期的实验影响？

• e: 有哪三种不同于一般交互作用的影响可以用这种 6 组设计加以检验？

第 5.3 节 准实验设计与前实验设计

一、准实验设计

• 准实验设计，是无法对被试进行随机取样分组，在现实情境中对实验过程进行某种程度的控制，但无法完全控制无关变量的实验。

• 准实验设计一般以现成的自然班级为被试组，与真实验设计的差别仅在于未随机选择、分配被试。因此，它的控制水平和内在效度比真实验低，但现实性强，外在效度可以比真实验设计高。

（一）非对等组后测设计

• 1 、非对等两组后测设计 G1 X —O1

• G2 — —O2

• 2 、非对等多组后测设计 G1 X1 —O1

• G2 X2 —O2

•

• GK XK —OK

• [GK+1 — —OK+1 ]

（二）非对等组前后测设计

• 1 、非对等两组前后测设计 G1O1— X —O2

• G2O3— — —O4

• 2 、非对等多组前后测设计 G1 O1 — X1 —O2

• G2 O3 — X2 —O4

• G3 O2K-1 — XK —O2K

• [GK+1O2K+1— — —O2K+2 ]• 举例：教材第 86 页

（三）时间系列设计

• 时间系列设计就是对一个或多个原始的被试组进行反复测量，并在至少一个组的两次测验之间插入实验处理。

• 1 、单组时间系列设计• G O1—O2—O3—X—O4—O5—O6

• 可能的结果模式• 因变• 量的• 量度

• O1 O2 O3 O4 O5 O6 实验处理

A

B

C

• 2 、多组时间系列设计• G1 O1—O2— X —O3—O4—O5

• G2 O6—O7— — —O8—O9—O10

• 3 、时间系列设计的变形• （ 1 ）观测次数增多至十几次以上• （ 2 ）插入两次或两次以上实验处理• ①随机插入• G1 O1—O2—X—O3—O4—O5—X—O6—O7—O8

• ②连续插入• G1 O1—O2—O3—X—O4—X—O5—X—O6—X—

O7—X—O8

* （四）单个被试设计• 用于对个别对象的研究，具有“单一变量规则”。• A_ 基线条件（原始条件） B_ 实验处理条件• 1 、 A—B 设计• 模式： 基线条件（ A ） 实验处理（ B ）• O1—————OK OK+1—————O2K

• X• TA TB （ TA=T

B ）• 受历史和成熟因素的影响，内在效度低

• 2 、 A—B—A 设计（取消设计、删除设计）• 模式：• 基线条件 实验处理 基线条件• （ A ） （ B ） （ A ）• O1———OK OK+1———O2K O2K+1———O3K

• X• TA TB TA

• (TA=TB)• 内在效度有所提高

• 3 、 A—B—A—B 设计• 模式：• 基线条件 实验处理 基线条件 实验处理• （ A ） （ B ） （ A ） （ B ）• O1——OK OK+1——O2K O2K+1——O3K O3K+1——

O4K

• X X • TA TB TA TB

• (TA=TB) • 内在效度进一步得到提高

• 4 、多重基线设计• （ 1 ）行为交叉：两种以上行为被观测和改变• （ 2 ）被试交叉：两个以上独立被试分别参与

实验• （ 3 ）情景交叉：先后在两种以上情境中对同

一被试的同一种行为施加实验处理• 模式： A—B 、 A—B—A 、 A—B—A—B 设

计均可• 特点：内、外在效度均较高，复杂

二、前实验设计（非实验设计）

• 前实验设计，是一种通常在完全自然条件下进行的研究，对被试不作专门的选择和处理，不能有效地控制无关变量，误差高，效度低，往往不能说明因果关系，但具有实验研究的两个最基本要素——实验变量与测量。

• 通常在试验阶段采用，为了初步确定实验变量的作用。

• （一）单组后测设计• 模式： G X — O

• （二）单组前后测设计• 模式 1 ： G O1 —X — O2

• 模式 2 ： G O1 —X1 — O2 — O3 —X2 — O4

• （三）固定组比较设计• 模式 : G1 X — O1

• G2 O2