准实验设计
教育实验设计的效度与基本类型(前实验设计、准实验设计、真实验设计) 教育研究与写作
教育实验设计的效度与基本类型（最全版）一、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：（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。
（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。
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。
二、教育实验设计的效度1.内在效度指实验的自变量和因变量之间存在明确因果关系或相关关系的程度。
它表明因变量的变化在多大程度上来自自变量——有效性。
内在效度是指自变量与因变量的因果联系的真实程度，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。
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。
准实验设计
在无须随机地安排被试时，运用原始群体，在较为自然的情况下进 行实验处理的研究方法
01 简介
03 设计方法
目录
02 特点 04 分类
基本信息
准实验研究是指在无须随机地安排被试时，运用原始群体，在较为自然的情况下进行实验处理的研究方法。
简介
简介
在介绍准实验研究方法之前，先来看看实验研究方法。概括地说，教育实验研究是为了解决某一教育问题， 根据一定的教育理论和建立的假设组织有计划的教育实践，经过一定时间对效果进行比较分析，从而得出结论的 研究方法。这种研究方法是在适当地控制无关变量，以随机化原则，在严格控制下进行的。实验研究很精确，但 进行环境过于理想化，要花费较多的人力、物力和时间去控制对象和环境，但对于教育研究而言要进行有效控制 是很难的，因为教育实验的对象常常是人而非物，不可能进行严格的控制，同时在实验中对研究者的要求也很高， 让研究者和被研究者都感到有压力，而且还要受到受试单位、学校配合程度等因素的影响。基于上述的局限，实 验这种研究方法在教育研究中的应用不如其它研究方法广泛，没有发挥出它的优势和作用。为了解决实验的这些 不足之处，发挥实验研究应有的作用，我们可以采用原始的组，在较为自然的环境下以类似实验的方法设计方案 来进行研究，这就是本节要介绍和阐述的准实验研究方法。
第三步：继续进行教学，并在教学过程中进行测验三、测验四、测验五。
第四步：对各组测试的成绩之间的差异进行比较，分别了解不同的反馈方法对学生数学学习的作用及其效果。
修补法
在真实验和准实验中，实验组控制组对比实验的设计一般都让作为实验组的被试接受处理，然后将其后测结 果和未接受处理控制组的后测比较。但在有的情况下，研究者来不及找到两组整体相似的被试或难以安排同时开 始实验等，因此组织者只能在未作前测的情况下先对经过某种处理的被试进行测试获得后测结果。这种后测结果 没有充分的理由说明是哪种处理产生的，从而不能确定后测与处理之间的关系，为了弥补这一欠缺，在获得另一 个整体组被试时，就安排进行与上面做过的后测相同的前测，然后再对这一组被试作同样的处理，并予以后测， 通过第二组被试的前后测结果的比较，及第二组前测与第一组后测的情况进行比较来找出实验处理与后测之间的 关系.
实验心理学-4准实验设计与真实验设计
§4-3真实验设计
真实验设计要求
特点
1、随机化原则分配被试
2、充分控制内在和外在额外因素的基础上操纵自变量
3、获得较为精确的因变量变化信息
1、实验者可至少对一个自变量进行操纵和改变，以引起动物或人的行为发生变化
2、实验者可以随机选择和分配被试
3、实验者可以有计划地控制某些因素，使用必要的仪器设备，任务创设和操纵实验条件
2、选择偏差与实验变量的交互作用
3、重复的实验处理的干扰→练习效应or疲劳效应
循环1
循环2
X1
O1
O3
X0
O2
O4
1、可对两种实验条件进行比较，以确定实验处理X1与实施控制条件X0的不同效应
2、可进行简单效应的比较，比较在实验处理X1条件下的顺序效应，以及在控制X0条件下的顺序效应，以确定时间效应
3、可以通过对实施变量与实施顺序之间交互作用的分析来考察在时间序列中不同处理效果的不同变化
1、剩余标准差
2、截距
3、斜率
相等时间样本设计
X1O1 X0O3 X1O3 X0O4
1、在控制影响内部效度的因素方面是完全有效的
2、较好的控制历史作用的影响
因为在多次分开的实验背景中都出现了处理X，在这些实验背景条件下出现众多一致的无关事件于处理X共同影响实验结果的可能性极小
外部效度受到影响
1、测验、实验安排的反作用
前测→对后测产生敏感性，出现测验的反作用效果，导致对实验设计外部效度的影响
1、对两组增值分数进行：T检验，曼-惠特尼U检验，或中位数检验
2、协方差分析
随机实验组控制组后测设计
R X O1
R O2
(完整版)准实验研究设计方法
准实验研究设计方法从研究设计的思想和要求来推论，可以认为准实验设计是一种降低了控制标准的类似真实验的研究方法，因此准实验研究设计的方法在许多方面与真实验有相同之处，常用的准实验设计方法有不相等实验组控制组前后测准实验设计、不相等区组后测准实验设计、单组前测后测时间系列准实验设计、多组前测后测时间系列准实验设计、修补法准实验设计等五种。
（一）不相等实验组控制组前后测准实验设计这种准实验设计方法通常应用的情况是：需要安排两组被试作为实验组和控制组进行研究，但又不能按照随机化原则重新选择被试样本和分配被试。
这是一种典型的准实验设计方法，用于针对不同被试组在一开始就不相等时，进行实验组和控制组后测结果的比较，实验程序安排如表7-6所示：表7-6 不相等实验组控制组前测后测准实验设计程序不相等实验组控制组前后测准实验设计在进行过程中要注意两个问题。
⑴进行前测是用于检验在实验要考证的问题上实验组和控制组原有的近似程度，而不考虑其它因素。
只有当两个组在考证问题上原有水平相接近时，才能进行该种准实验研究。
⑵对结果进行分析时，要对R3和R4之间的差异进行统计检验，而非简单比较平均分、方差等，通过检验确定进行实验后两个组之间是否存在差异，差异程度如何。
[例6-1] 某一课题要研究利用多媒体计算机辅助物理教学后学生的学习效果，应用准实验方法进行研究，设计方案如下：第一步：选取实验对象。
为保证正常教学的进行，在某个年级中选择两个现成的整班参加实验。
为了保证参加研究的两个班物理学习的原始水平相似，对该年级所有的班进行前测以检测起始水平，从中选出两个水平接近的整班参加研究，保证选出的两个班在物理学习上总体水平相同或相近。
然后从中随机确定一个班作为实验组，接受多媒体计算机辅助物理教学；同时另一个班作为控制组按照原有教学计划和教学方式进行学习。
第二步：经过同一进度的教学活动后，同时对两个班级的物理课学习成绩进行考核，考核的结果进行后测。
准实验研究设计方法
准实验研究设计方法从研究设计的思想与要求来推论,可以认为准实验设计就是一种降低了控制标准的类似真实验的研究方法,因此准实验研究设计的方法在许多方面与真实验有相同之处,常用的准实验设计方法有不相等实验组控制组前后测准实验设计、不相等区组后测准实验设计、单组前测后测时间系列准实验设计、多组前测后测时间系列准实验设计、修补法准实验设计等五种。
(一)不相等实验组控制组前后测准实验设计这种准实验设计方法通常应用的情况就是:需要安排两组被试作为实验组与控制组进行研究,但又不能按照随机化原则重新选择被试样本与分配被试。
这就是一种典型的准实验设计方法,用于针对不同被试组在一开始就不相等时,进行实验组与控制组后测结果的比较,实验程序安排如表7-6所示:表7-6 不相等实验组控制组前测后测准实验设计程序不相等实验组控制组前后测准实验设计在进行过程中要注意两个问题。
⑴进行前测就是用于检验在实验要考证的问题上实验组与控制组原有的近似程度,而不考虑其它因素。
只有当两个组在考证问题上原有水平相接近时,才能进行该种准实验研究。
⑵对结果进行分析时,要对R3与R4之间的差异进行统计检验,而非简单比较平均分、方差等,通过检验确定进行实验后两个组之间就是否存在差异,差异程度如何。
[例6-1] 某一课题要研究利用多媒体计算机辅助物理教学后学生的学习效果,应用准实验方法进行研究,设计方案如下:第一步:选取实验对象。
为保证正常教学的进行,在某个年级中选择两个现成的整班参加实验。
为了保证参加研究的两个班物理学习的原始水平相似,对该年级所有的班进行前测以检测起始水平,从中选出两个水平接近的整班参加研究,保证选出的两个班在物理学习上总体水平相同或相近。
然后从中随机确定一个班作为实验组,接受多媒体计算机辅助物理教学;同时另一个班作为控制组按照原有教学计划与教学方式进行学习。
第二步:经过同一进度的教学活动后,同时对两个班级的物理课学习成绩进行考核,考核的结果进行后测。
准实验设计与非实验设计I
• 但是，我们只是选择了在这个被试变量上 有差异的被试，很难保证他们在其他相关 变量上是相等的。
• 也就是说，准实验中实验者的自由度是比 较小的，对额外变量的控制也是较弱的。 这使得被试变量的效用会和我们无法排除 的额外变量的效用相混淆。
一、什么情况下使用
• 1.自变量为被试变量，不能随机分配到不同 的处理水平中，如：性别、年龄、年级、 血型等
的一种改进，它增加了在实验处理前的测 验，但还是只有一个实验组。 设计的基本模式：
O1 X O2
优点：
在本设计中，只有一个实验组，自身兼作控 制组。故可认为选择变量得到了一定的控制， 同一被试变量，在前测→处理→后测过程中 表现的明显差异，可以在一定程度上推断这 种变化是由处理引起的。
由此可以认为这是一种有用的准实验设计。
2.自变量不是被试变量，但难以随机分配被 试。也就是只能选择被试，不能控制/改变 被试。
二、准实验设计的类型
（一）单组设计 1.单组前测后测设计（one-group pretestposttest design）（含单组后测设计，onegroup posttest design） （1）单组后测设计 在单组后测设计中，只有一个实验组，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。
优点：
①可以较好的控制“成熟”因素对内部效度的影响。 ②可以控制测验因素的干扰。 ③有可能控制统计回归的因素。 缺点：
①没有控制组。 ②不易控制测验与处理X的交互作用。 ③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。
• 含一个实验组，该组接受多次处理，测量 多次，处理与测量交替进行，间隔时间相 等。
基本模式：
X0O1 X1O2 X0 O3 X1O4
实验心理学-4准实验设计与真实验设计
§4-2 准实验设计一、单组准实验设计
二、多组准实验设计
§4-3 真实验设计
一、完全随机化设计
二、多因素完全随机实验分析
1、组间设计（被试间）、组内设计（被试内）、组间组内混合设计
2、主效应、交互作用、简单效应
三、随机化区组设计
1、区组：把被试按照个体差异分配到不同的被试组，并把这种“区组”的差异作为一个额外变量来进行控制
2、 3中分配区组被试的方式：
1）一名被试作为一个区组
2）每个区组内被试的人数是实验处理数目的整数倍
3）区组内的基本单元是一个团体（自然班问题的解决方案）。
心理学研究方法-准实验设计
选择
研究开始的时候，一个群体与另一个群体之间 就可能存在差异，就会有因为选择而造成的对 内部效度的威胁。除了组别之外，实验组的被 试还可能有很多方面都不同于对照组。
伴随选择的附加效应
诸如成熟等影响内部效度的因素，会与选择因 素结合起来，共同影响到内部效度。
选择和成熟的附加效应 选择和历史的附加效应 选择和测试手段的附加效应
在自然环境中进行真实验的困难
1、获得做研究的许可困难。
除非学校、政府、企业等人认为研究有用，否则他们不 大可能在经济上或其他方面给予支持。
2、获得被试困难。
虽然有人认为随机分配不公平，因为有些个体可能失去 接受一种新处理的机会，但是随机分配仍然是确定一种 新处理是否有效的最好和最合理的方法。
真实验的优点
真实验的重大优点之一就是控制了所有这些对 内部效度的威胁。
如果可能就应该进行真实验，但如果真实验不 可进行再考虑进行准实验。
真实验也可能控制不到的问题
实验污染、实验者期望效应、新奇效应
准实验设计
练习
单组前测-后测设计中对内部效度的威胁： 一个心理学家对抑郁新疗法的效果感兴趣，他 招募了一个样本，包括想减轻抑郁的20人。在 研究的开始，他让所有被试完成一个关于抑郁 症状的问卷。该测试的平均值是42，表明有严 重的抑郁症状。（此测量中没有抑郁的个体一 般分数范围是0-10。）在接下来的16周里，这 位心理学家对被试实施一种新的疗法。处理结 束时被试再次完成抑郁问卷，后测的平均分数 是12.0，表明被试的抑郁症状显著降低，而且 只有轻微的抑郁。于是这位心理学家得出结论
真实验的三个重要特点
真实验中会实施某种干预或处理。
真实验是需要进行严格控制，一个实验者需要设计实验条 件、分配被试、系统地操纵自变量和选择因变量。
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准实验设计
仅施后测、非对等控制组设计 前测—后测非对等控制组设计 时间系列设计 单个被试设计
实验设计
仅施后测控制组设计 前测—后测控制组设计
前测和后测
前测是指在实验处理之前对被试进行的测量 或测验； 后测是指在实验处理后进行的测量或测试。
仅施后测控制组设计
实验设计一般包括两个或更多的组。 仅施后测控制组设计最简单的形式包含两个 组：接受实验处理的组和控制组。被试在 实验前被随机分为两组，实验组接受实验 处理。在实验结束时，测量两个组并以此 作为研究的因变量。
仅施后测控制组设计的局限
只有一个自变量，所以不能分析多个自 变量及其交互作用对因变量的影响。 无前测不能进行实验处理前后差异的比 较。
前测—后测控制组设计
被测对象 前测结果 实验处理 后测结果
RG1 RG2
O1 O3
X —
O2 O4
在前测和后测控制组中，组一与组二在 进行实验处理之前先做一个测试，记录 测试结果，然后再进行实验处理，最后 再得出后测结果。
仅施后测控制组设计
被测对象 RG1 RG2 X — 实验处理 O1 O2 后测结果
Gs表示组（group），R表示随机抽取或分至各组的人数， X表示实验处理，“—”表示不经过实验处理。Os表示对相 关变量的观察后的结果，同一列的Os表示实验的时间相 同，比如上表的O1与O2在同一列上，表示实验的时间是 相同。
组，从而可以控制选择、选择与成熟的交互作用等因素对 实验结果的干扰。 (2)由于设置了控制组，对于实验结果的分析是以实 验组和控制组的比较为依据的，因此能有效控制历史、成 熟、测验和统计回归等对实验结果的影响。 (3)使用了前测，这就使得研究者可以对实验组前后 测的差异（O1-O2）和控制组前后测的差异（07-08） 进行比较。同时，前测也有助于研究者进一步确认实验组 与控制组的相等性。
前测一后测控制组设计的局限性
在人力、物力和时间上不是很经济。 实验设计不能检测前测与实验处理的交互 作用。
准 实 验 设 计
准实验研究
► 准实验研究的定义： ►
不能随机分派实验对象，将保持原样的组运 用于一个实验中时，我们就称此实验为准实 验研究
准实验研究的特点 （与真实验相比）
1，降低控制水平，增强现实性。 2，研究进行的环境不同。 3，内在效度上，真实验优于准实验设计；外部效度 优于真实验设计。
RG4 组4 O7 （控制组）
10名被试不接受教学(—)
为期一周
O8
前测—后测控制组设计图，包含3个实验组和 1个控制组
前测—后测控制组设计
前测—后测控制组设计包含的组数，等于 实验处理组数加上控制组。被试在实验处 理前后都要接受测量。
前测一后测控制组设计优点：
(1)由于采用随机选取并随机分配被试的方法形成等
仅施后测控制组设计
仅施后测控制仅施后测控制组可图示如下：Xs的下标标明了不同的实 验处理。在该次试验中处理次数为K。 RG1 X1 O1 RG2 X2 O2
…
…
…
Ok Ok+1
RGk Xk RGk+1 —
仅施后测控制组设计
一名四年级老师做一个有关辅助教学材料对阅读 行为影响的实验。使用两种辅助教学材料，以及 传统材料，他们构成三种独立（实验）变量水平。 随机抽样
前测—后测控制组设计
前测—后测控制组设计可扩展到包含两个以上的组。
RG1 O1 RG2 O3
X1 X2
O2 O4
…
…
…
…
O2k O2k+2
RGk O2k-1 Xk RGk+1 O2k+1 —
上述符号表示有k个接受实验处理的组和作为控制组的一个比 较组。如不需要控制组，称该设计为前测—后测随机组设 计。
RG1 组1 15名被试用第一种类型的辅助教材（X1） 01 RG2 组2 15名被试用第二种类型的辅助教材（X2） 02 RG3 组3 15名被试用传统教材（—） 03
后测
阅读测 试的成 绩（因变量）
8周教学
仅施后测控制组设计图，包含两个实验组和一个控制组
仅施后测控制组设计
仅施后测控制组设计包括进行实验处理的所 有组，以及一个控制组或比较组。被试只 是在实验处理之后才接受测验。如果无需 控制组，该设计为仅施后测随机组设计。
前测—后测控制组设计
实验设置如下：随机抽取40名高中低年级学生，前提是所 有人均在学几何课程。四十名学生分成4组，每组10名。 实验处理实施如下： G1 接受15分钟为一单元的立体几何概念教学； G2 接受两个15分钟为一单元的立体几何概念教学； G3 接受三个15分钟为一单元的立体几何概念教学； G4 （控制组）不进行立体几何概念教学。
前测—后测控制组设计
随机分布 前测
RG1 RG2 组1 组2 O1 O3 10名被试接受15分钟为单元的教学(X1) 10名被试接受2个15分钟为单元的教学(X2)
后测
O2 O4
RG3
（空间关系测验 （空间关系测验 得分：形式A） 得分：形式B 组3 O5 10名被试接受3个15分钟为单元的教学(X3) O6
前测—后测控制组设计
一名研究者对集合概念的教学所用时间的长短对 高中低年级学生有关空间关系的测验成绩的影响 感兴趣。研究问题陈述如下： 有关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 这个问题的陈述显然包含了一个实验的研究， 教学时间量是研究者控制的变量。我们采用两种 大体相近的空间关系测验，一个作为前测，一个 作为后测。