研究者在實(shí)驗(yàn)前根據(jù)研究目的擬定的實(shí)驗(yàn)計劃及方法策略。其主要內(nèi)容是合理安排實(shí)驗(yàn)程序，并提出將如何對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作統(tǒng)計分析、心理實(shí)驗(yàn)設(shè)計的主要步驟可歸納為：①根據(jù)研究目的提出假設(shè)；②擬定驗(yàn)證假設(shè)的方法、程序；③選擇適當(dāng)?shù)奶幚怼⒎治鰧?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法。
　　功能及其評價 　實(shí)驗(yàn)設(shè)計的主要功能是對變量的控制，首先是在控制條件下有效地操縱或改變自變量，使因變量(即反應(yīng)變量)的變化得到觀察。例如，研究兩種教學(xué)方法對兒童學(xué)業(yè)成就的影響時，實(shí)驗(yàn)設(shè)計者應(yīng)安排使其他條件盡量相同，如選擇家庭和學(xué)校環(huán)境相似、學(xué)業(yè)基礎(chǔ)相似，年齡相同的兩組兒童，只控制使用兩種不同的教學(xué)方法，然后考查二者對學(xué)習(xí)結(jié)果的影響。良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計主要表現(xiàn)在合理安排實(shí)驗(yàn)程序，對無關(guān)變量進(jìn)行有效的控制。心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量,有些可以象理化實(shí)驗(yàn)?zāi)菢油ㄟ^一定的實(shí)驗(yàn)儀器及技術(shù)予以排除，但大部分難以排除，因而必須依靠實(shí)驗(yàn)設(shè)計平衡或抵消其影響。這種控制方法稱作實(shí)驗(yàn)控制法,常用的有幾種:①消除或保持恒定法：主要利用實(shí)驗(yàn)室條件排除無關(guān)變量的干擾，對于不能排除的年齡、體重、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、被試水平等變量，則設(shè)法使其保持恒定；②平衡法：即按隨機(jī)原則將被試分為實(shí)驗(yàn)組與控制組，使無關(guān)變量對兩組的影響均等；③抵消法：其目的在于控制由于實(shí)驗(yàn)順序造成的影響，主要采用循環(huán)方式（只有兩個實(shí)驗(yàn)處理時采用AB、BA法）；④納入法：即把某種無關(guān)變量當(dāng)作自變量處理，使實(shí)驗(yàn)從單因素變?yōu)槎嘁蛩卦O(shè)計，然后對結(jié)果進(jìn)行多元統(tǒng)計分析，從中找出每個自變量的單獨(dú)作用及交互作用。還有一些無關(guān)變量，雖然明知它對結(jié)果有影響，但限于實(shí)驗(yàn)條件，不可能用實(shí)驗(yàn)控制法加以平衡或抵消，而只能在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用統(tǒng)計的方法分析出來，從結(jié)論中排除。這種控制方法叫做統(tǒng)計控制法。常用的統(tǒng)計控制法主要是協(xié)方差分析或稱共變量分析。當(dāng)研究工作由于事實(shí)上的困難或行政上的理由不能以個人為單位進(jìn)行隨機(jī)抽樣、必須保持其團(tuán)體的完整性（如以班級為單位）時，常使用這種方法。
　　評價一個實(shí)驗(yàn)設(shè)計可以有許多標(biāo)準(zhǔn)，但主要是看其能否充分發(fā)揮以下功能：①恰當(dāng)?shù)亟鉀Q研究者所要解決的問題，即實(shí)驗(yàn)設(shè)計必須與研究問題匹配；②有較好的“內(nèi)在效度”，即能夠有效地控制無關(guān)變量，使反應(yīng)變量的變化完全由自變量決定；③實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)具有一定的科學(xué)性、普遍性，能夠推論到其他被試或其他情境，即有較高的“外在效度”。
　　基本類型  常用的心理實(shí)驗(yàn)設(shè)計有幾種基本類型,而這些類型常常是被綜合使用的。
　　單組設(shè)計與對比設(shè)計 　根據(jù)是否設(shè)置控制組（對照組）劃分的兩種基本設(shè)計類型。
　　①單組設(shè)計。在所選被試編組時不設(shè)置控制組，其基本模式是前測－處理－后測，通過前后兩次測量的差異檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)處理的效果。統(tǒng)計結(jié)果一般采用t檢驗(yàn)法。目前單獨(dú)使用這種類型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計已不多見。因?yàn)樵谇皽y與后測中間有許多因素,如成熟、前測對后測的影響、測量工具的變形、情境的改變等，與實(shí)驗(yàn)處理的效果相混淆，從而降低實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在效度。
　?、趯Ρ仍O(shè)計。這是心理實(shí)驗(yàn)最基本的設(shè)計之一。它把被試分為兩組,一組為實(shí)驗(yàn)組,施以實(shí)驗(yàn)處理（也稱處理）；另一組為控制組，不加實(shí)驗(yàn)處理。為使兩組被試盡量同質(zhì)，便于比較，一般采用隨機(jī)分派法分組，通過測量兩組的差異檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)處理的效果。其基本模式如Ⅰ。

即使隨機(jī)分派被試，但樣本不很大時也很難保證兩組在處理前同質(zhì)，因而兩組測量的差異不一定全是處理的結(jié)果。為了彌補(bǔ)這一不足，常在處理前先對兩組進(jìn)行測量，即模式Ⅱ。

如果前測的結(jié)果相近，可直接比較兩組的后測,并用t檢驗(yàn)法檢驗(yàn)其差異，這時的差異即可認(rèn)為完全是由處理造成的。如果兩個前測不同，就要把前測作為共變量，進(jìn)行獨(dú)立樣本單因素的共變量分析。這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是克服了大部分影響內(nèi)在效度的無關(guān)變量。但由于有前測,又增加了前測的反作用效果，使外在效果有所降低。所謂測驗(yàn)的反作用效果是指處理前進(jìn)行的前測可能增加或減少被試對處理的敏感性。
　　完全隨機(jī)化設(shè)計與隨機(jī)區(qū)組設(shè)計 　根據(jù)分組與處理方式劃分的兩種基本設(shè)計類型。
　?、偻耆S機(jī)化設(shè)計。又稱被試間設(shè)計或獨(dú)立組設(shè)計。它起源于抽樣理論，即依據(jù)概率統(tǒng)計的原則，把被試隨機(jī)分派到各組，接受各組應(yīng)進(jìn)行的處理。由于是隨機(jī)分派，所以在理論上各組接受處理前各方面是相等的。如果在同樣條件下對兩個或兩個以上組施以相同處理，則各組效果的平均數(shù)在統(tǒng)計上應(yīng)沒有顯著差異；如果對兩個或兩個以上組分別施以不同的處理，所得效果平均數(shù)的差異可被斷定是由于處理的不同而造成的。這種設(shè)計的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般采用獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)或方差分析。在對比設(shè)計中所列的模式Ⅲ和Ⅳ，都可以說是完全隨機(jī)化設(shè)計，也可以算作對比設(shè)計。

模式Ⅲ的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)組不進(jìn)行前測，控制組不進(jìn)行后測。由于被試是隨機(jī)分派的,實(shí)驗(yàn)組與控制組被看作同質(zhì),所以比較控制組的前測與實(shí)驗(yàn)組的后測，即可推斷處理的效果。這種交叉前后測法雖在理論上能克服前測的不良影響，但較為理想的隨機(jī)對比設(shè)計則是模式Ⅳ。它是把被試隨機(jī)分為4組,即兩個實(shí)驗(yàn)組和兩個控制組，每兩個之中都是一個有前測另一個無前測。模式表中的Y₁、Y₂、Y₃、Y₄均為后測的結(jié)果。用獨(dú)立樣本2×2方差分析法檢驗(yàn)“前測與無前測的差異”、“實(shí)驗(yàn)處理與無處理的差異”以及“前測與處理交互作用是否顯著”，就能既克服前測存在的反作用，又防止實(shí)驗(yàn)組與控制組可能出現(xiàn)不同質(zhì)的狀況。這種設(shè)計雖然比較理想，但它的被試有4組,人數(shù)多、實(shí)驗(yàn)次數(shù)也多，因而不夠經(jīng)濟(jì)。

　　②隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。又稱被試內(nèi)設(shè)計。它先把被試按某些特質(zhì)分到不同區(qū)組，使各區(qū)組內(nèi)的被試更接近同質(zhì)，而區(qū)組間的被試更加不同。然后將各區(qū)組內(nèi)的被試隨機(jī)分派接受不同的處理,或按不同順序接受所有的處理。這樣，對于一個區(qū)組來說是接受所有處理的。這一點(diǎn)與完全隨機(jī)化設(shè)計不同。完全隨機(jī)化設(shè)計中各組只分別接受各自所應(yīng)該接受的處理。Ⅴ是隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的基本模式。它與完全隨機(jī)化設(shè)計的不同還表現(xiàn)在把“區(qū)組”這一變量也納入了實(shí)驗(yàn)設(shè)計。這樣,總變異就可以分成“處理間”、“區(qū)組間”及“誤差”。與完全隨機(jī)化設(shè)計相比，它能把由個別差異造成的變異估計出來。劃分區(qū)組的依據(jù)與要考察的反應(yīng)變量密切相關(guān)，即當(dāng)同一區(qū)組的被試在第1個實(shí)驗(yàn)處理中得分高于其他區(qū)組時，在第2個處理中的得分也同樣高。因此，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的統(tǒng)計方法一般用相關(guān)樣本的t檢驗(yàn)或方差分析。另外,如果隨機(jī)區(qū)組設(shè)計中的每一區(qū)組都進(jìn)行所有的處理，便稱為完全區(qū)組設(shè)計；如果每區(qū)組所進(jìn)行的處理數(shù)小于總的處理數(shù)，則稱為不完全區(qū)組設(shè)計。后者雖然每一區(qū)組不進(jìn)行所有的處理，但每一處理所在的區(qū)組數(shù)須相同。大部分心理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中的處理數(shù)都不太多，基本上是用完全區(qū)組設(shè)計。若處理數(shù)很多(農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)中常遇到這種情況)，由于實(shí)驗(yàn)的總實(shí)施次數(shù)很大，限于人力、財力及時間，則須采用不完全區(qū)組設(shè)計。

　　單因素設(shè)計與多因素設(shè)計 　這兩種設(shè)計是根據(jù)實(shí)驗(yàn)中自變量的多少來劃分的。
　?、賳我蛩卦O(shè)計。它的自變量只有一個，其他能影響結(jié)果的因素均作為無關(guān)變量而加以控制。這種設(shè)計簡明易行，但由于在實(shí)際生活中影響心理活動的因素常不止一個，所以當(dāng)情況比較復(fù)雜時，最好使用多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計。
　?、诙嘁蛩卦O(shè)計。自變量為兩個或兩個以上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計。常用的多因素設(shè)計有完全隨機(jī)化、隨機(jī)區(qū)組和拉丁方等。完全隨機(jī)化多因素設(shè)計根據(jù)自變量及每個自變量的變化水平(處理)的多少進(jìn)行隨機(jī)分組。在2×2因素設(shè)計中，有兩個自變量因素A、B，每個因素又有兩種水平，共有 4種可能的處理，即A₁B₁、A₁B₂、A₂B₁、A₂B₂。這就必須隨機(jī)地把被試分為4組,每組接受一種處理，即模式Ⅵ。通過獨(dú)立樣本的2×2因素方差分析,可以分析出因素A或B的單獨(dú)作用及A與B的交互作用。隨機(jī)區(qū)組多因素設(shè)計則需在2×2因素設(shè)計中選一組被試，讓每一個被試都接受4種處理,在次序上哪個人先接受哪種處理用隨機(jī)法決定,這樣，每一個人的4種處理結(jié)果就是一個區(qū)組。該設(shè)計所采用的統(tǒng)計方法用相關(guān)樣本的方差分析。

　　拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計能以較少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。例如，A、B、C3種因素各有3個水平，需做3³=27次實(shí)驗(yàn)。若采用拉丁方設(shè)計就不必做那么多次。在這種設(shè)計中,A、B兩個因素的安排如Ⅶ。

　　根據(jù)這樣的安排,共9次實(shí)驗(yàn)。同時還要考慮C,要使它的每一水平與其他兩個因素的不同水平各組合1次,總實(shí)驗(yàn)次數(shù)仍為9次如Ⅷ。

　　由于此設(shè)計常用拉丁字母，故稱這種排列方式為拉丁方。其統(tǒng)計方法是拉丁方變異數(shù)分析。這種設(shè)計除了可減少總實(shí)驗(yàn)次數(shù)外，還有一個最大的優(yōu)點(diǎn)，即能平衡實(shí)驗(yàn)順序的影響。但利用它時必須符合一定的條件，即假設(shè)各因素之間沒有交互作用，且因素的個數(shù)必須與實(shí)驗(yàn)處理水平數(shù)相同。
　　準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計 　當(dāng)研究者事先已認(rèn)識到某些無關(guān)變量會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果但實(shí)際上卻又難以妥善控制時，可采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn)是沒有采用隨機(jī)化程序，即被試的選擇和編組、處理分配等都不是隨機(jī)安排的。
　　準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計的主要類型有:①間歇時間序列設(shè)計:指在實(shí)施處理前后的一段時間里對一個被試組進(jìn)行多次重復(fù)觀測，通過比較整個時間序列的觀測結(jié)果來確定處理的效果。所得結(jié)果的分析，需要對處理前后的一系列觀測值作出檢驗(yàn)和比較,通常采用相關(guān)樣本t檢驗(yàn)法。②相等時間樣本設(shè)計：指在兩段相等的時間里測量一個被試組，其中的一段時間給予處理，另一段時間不給予處理，然后對在兩段相等時間里得到的觀測值進(jìn)行檢驗(yàn)和比較。③非同質(zhì)控制組前測后測設(shè)計：其基本模式如下：

從表面上看，該模式與對比設(shè)計中的模式Ⅱ相同，但由于沒有采用隨機(jī)化程序,實(shí)驗(yàn)組和控制組是非同質(zhì)的,對結(jié)果的統(tǒng)計處理所常用的方法是基礎(chǔ)方差分析和協(xié)方差分析等。④平衡對抗設(shè)計：指在實(shí)驗(yàn)處理的順序上提供控制,以抵消處理先后順序的影響所產(chǎn)生的順序誤差。在單組僅有后測的實(shí)驗(yàn)中，如果有兩種處理A和B，采用平衡對抗設(shè)計就是按ABBA的順序進(jìn)行處理。
　　非實(shí)驗(yàn)設(shè)計 　通常是一種自然描述，用來確定自然存在的臨界變量及其相互關(guān)系。非實(shí)驗(yàn)研究的方法很多，如自然觀察法、相關(guān)法、訪談法、問卷法、測驗(yàn)法、個案法和傳記法等。在非實(shí)驗(yàn)研究中，研究者既不采用隨機(jī)化程序，也不能主動操縱自變量和控制其他無關(guān)變量。
　　非實(shí)驗(yàn)設(shè)計主要有以下幾種主要類型：①單組后測設(shè)計：對一個被試組給予一次處理和一次后測。②單組前測后測設(shè)計:對一個被試組進(jìn)行前測、處理和后測。這兩個研究設(shè)計都沒有控制組。③靜態(tài)組比較設(shè)計：對在處理前已經(jīng)組織起來的兩個原組（非隨機(jī)選擇的）中的一個原組給予處理和后測，而對另一原組不給予處理僅作后測，然后比較兩組的結(jié)果。④事后回溯設(shè)計：在一事件發(fā)生之后才著手收集有關(guān)此一事件的各種資料，分析此一事件的效果和原由。由于非實(shí)驗(yàn)設(shè)計是真實(shí)驗(yàn)設(shè)計的組成部分或重要元素，所以也稱為前實(shí)驗(yàn)設(shè)計。
　　參考書目
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　黃希庭主編：《心理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》，人民教育出版社，北京，1988。
　D.T.Campbell and J.C.Stanley,Experimental and Quasi-experimental Designs　for Research, Rand-McNally,Chicago,1966.
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