第五章准实验设计
《第五章 3 实验_探究平抛运动的特点》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版201
《实验_探究平抛运动的特点》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解平抛运动的观点和特点。
2. 掌握平抛运动分解为水平匀速直线运动和垂直匀加速运动的原理。
3. 能够独立进行平抛运动实验操作，观察并分析实验结果。
4. 培养独立思考、动手实验、分析总结的能力。
二、教学重难点1. 教学重点：平抛运动实验操作、数据分析和总结。
2. 教学难点：理解平抛运动的特点，掌握其分解原理。
三、教学准备1. 实验器械：斜槽、小球、木板、记录纸、铅笔等。
2. 实验环境：确保实验环境安全，避免干扰因素。
3. 教材与课件：准备相关教材和课件，辅助讲解。
4. 讲解与示范：教师提前准备好讲解和示范视频，确保学生能够正确操作实验。
四、教学过程：1. 导入新课：通过一些常见的平抛运动实例，如投掷铅球、飞行导弹、小球做斜下抛运动等，引导学生思考这些现象中的共同特征，并引出平抛运动的观点。
设计提问：这些运动有什么共同特征？学生回答：都是将物体以一定初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下下落。
教师总结：这种运动我们称之为平抛运动。
2. 介绍实验目标和原理：通过实验探究平抛运动的特点，理解平抛运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合成。
教师提问：我们该如何通过实验来验证这个结论？学生回答：应用频闪照相或视频分析等方法，观察小球的运动轨迹。
3. 实验操作与观察：教师演示实验操作过程，引导学生观察小球的运动轨迹，记录数据。
教师提示：实验中需要注意哪些事项？如何正确应用仪器？学生回答：注意仪器的正确应用方法，如调整角度使小球能准确落在镜面中，注意频闪的频率等。
4. 数据分析与结论：引导学生根据实验数据进行分析，得出平抛运动的特点，并得出结论。
设计提问：通过实验数据，你们发现了什么规律？学生回答：发现小球的运动轨迹是一条曲线，且在竖直方向上速度增加，水平方向上速度不变。
教师总结：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。
准实验设计,四项
准实验设计,四项
准实验设计：是指未对自变量实施充分的控制，但使用真正实验的某些方法搜集、整理及统计分析数据的研究方法。
1、单组准实验设计
(1)时间序列设计
【设计的模式】：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。
O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8
设计的评价：
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。
(2)相等时间样本设计
【设计的模式】：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。
X1 O1 X0 O2 X1 O3 X0 O4
设计的评价：
优点：①能较好的控制“成熟”因素。
②能较好的控制“历史”因素。
缺点：①测验的反作用效果会影响该设计的外部效应
②实验安排的反作用会影响该设计的外部效度
③选择的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。
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.
准实验设计
准实验设计的三个特点：
1、其研究中的自变量往往用被试变量。这些被试变量可能是自 然形成的被试变量，如年龄、性别、种族等；可能是社会所形成 的被试变量，如社会阶层、宗教信仰、居住区等；可能是因疾病 及与之有关的被试变量，如残疾者、弱智者、脑外伤者等；可能 是学习现状不同的群体或已形成的不同个性的群体等。 2、研究者只能选择那些已具有了某种不同程度特征的被试。而 不能像真实验那样从总体中随机选取被试或随机分组。 3、一般而言，不能从准实验研究结果中作出因果关系的结论， 其主要原因是在研究的变量上缺乏严格控制，因而其内部效度较 低。
协方差分析法：将前测结果作为协变量，后测分数作为因变量， 通过控制前测成绩对后测成绩的影响之后，来估计实验处理的效 果。协方差分析法使得两组在后测成绩之间的差异，不受在前测 中两组间原始差异的影响。
关于非等控制组前测后测设计的评价：
1、减少了分组偏差(assignment bias)问题： 增加前测能使研究者解决存在于所有非等组研究中的分组偏差问 题。如果研究者发现处理前两组很相似，可明确地证明一组被试 与另一组被试在本质上无差异，这样分组偏差的影响就大大减少 了。但注意的是，前测分数只能使研究者保证两组在一个特定变 量上相似，并不能测量或控制其它重要的潜在变量，因此，只能 减少分组偏差的影响，但不能根除它们。
人格研究、临床心理的研究、社会心理以及教育心理研究常常 采用准实验设计。
Generally speaking, quasi-experiments include some type of intervention or treatment and they provide a comparison, but they lack the degree of control found in true experiments.
心理学研究方法第五讲准实验设计和比较研究
心理学研究方法
第五讲准实验设计和比较研究
22
对不等比较组前测后测设计的评价（2）
但是，当条件不允许采用随机等组的真 实实验设计，面对的是预先组成的团体， 不能做到随机选择和分配两个等组被试 时，采用不等比较组前测和后测的准实 验设计，对于心理学的研究还是具有很 大的应用价值的，而且，虽然准实验设 计对机体变量和其他额外变量的控制不 够充分，但是能够实现某种程度的控制。
O
心理学研究方法
第五讲准实验设计和比较研究
8
（一）不等比较组设计（4）
库克和坎贝尔曾经举例说明这种设计的作用。 这个例子是有关辅导期的长短对即将假释犯 人在假释期间违反规则次数的作用的研究。 设计模式如下：
X12
O
X9
O
X6
O
X3
O
X0
O
心理学研究方法
第五讲准实验设计和比较研究
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（一）不等比较组设计（5）
第五讲 准实验设计和比较研究
准实验设计
– 不等比较组设计 – 中断时间序列设计
比较研究
– 横断研究 – 纵向研究 – 跨文化研究
心理学研究方法
第五讲准实验设计和比较研究
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一、准实验设计（1）
准实验设计（quasi-experimental design）是一种未能完全符合控制额外 因素作用的实验设计。这种方法不象真
心理学研究方法
第五讲准实验设计和比较研究
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（一）不等比较组设计（14）
其次，由经过训练的观察者采用周期性 的取样方法，分别观察并记录两组每个 学生在课堂上的适宜和不适宜的行为。 然后，对实验组实施实验处理两周，即 给予实验组学生管理课堂活动的机会， 对控制组不给予这种机会，而且控制组 学生也不知道实验组学生能得到管理课 堂活动的机会。
准实验设计
较为恰当的分析方法是对实验处理实施前 的成绩作线性回归或非线性回归，预测后 面的时间系列在无实验处理时可能的成绩， 然后比较预测成绩和实测成绩的差异(见图)。
成绩测 量
成绩测量
成 绩 0 10 20 30 天 数 图3.9 时间系列设计实验(两次引入详细反馈) 100 75 50 25
X MA
O2
O3
X MB
O4
XMA表示教学方法A，XMB表示教学方法B，O1和 O3为前测，O2和O4为后测。 这种实验设计使用相同的小组或班级兼作实验 组和控制组，包括两个或更多的周期。一个班级 在第一个周期作控制组，而在第二个周期作实验 组。实验处理和实验控制也可以颠倒顺序，先是 实验处理，然后实验控制。40ຫໍສະໝຸດ 1 非等同控制组前测－后测设计
非等同控制组前测－后测设计模式为：
O1
X
O2
O3 O4 C O1 、O3为前测，O2、O4为后测。这种 设计与真正实验设计的区别在于，实验组 和控制组不一定配对，也不一定依随机化 加以分组，所以不能保证两组之间的等同。
实验结果用t检验来考察O2和O1测验分数之 差的平均数与O3和O4测验分数之差的平均 数的差异显著性，也可以用协方差分析。 但对实验结果的分析应小心谨慎。
准实验设计
准实验设计则是指在真实社会环境中不能 用真正实验设计来控制无关变量，但可用 真正实验设计的某些方法搜集资料的实验 设计。
准实验设计与真实验设计的不同之处： 首先，不能象实验室研究那样严格地控制 无关变量； 其次，没有按照随机取样的原则抽取被试， 也没有随机分配被试到各种实验处理。
2 移去处理前测－后测设计
设计模式：
O1
X
O2
生物必修一第五章教学设计
第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶”（第1课时）一、课程标准要求能量是生命活动进行的必要条件，细胞需要通过代谢活动来获得能量。
新陈代谢是生物体内全部化学反应的总称，是生物体进行一切生命活动的基础。
生物化学反应之所以能在常温常压下进行，就是因为有了酶这种生物催化剂的作用。
因此酶是新陈代谢必不可少的物质。
了解酶的本质、特性，对理解细胞中复杂的代谢过程能井然有序地进行、理解细胞呼吸和光合作用等重要生理活动的正常进行有重要作用。
故本节内容为第五章细胞的能量的供应和利用打下了知识基础，在《分子与细胞》模块知识体系中占有较重要的地位二、教学内容分析本节在高中生物课标中的要求是：说明酶在代谢中的作用。
“说明”属于理解水平，即用生物术语解释明白有关的生命现象和生命活动规律。
新课标强调实验探究是培养学生探究能力的重要途径之一，本节通过实验及相关讨论引领学生体验并总结生物实验设计的基本原则。
三、学情分析学生在前面已经学习了生命的物质基础、细胞的基本结构和细胞物质的输入和输出，并进行了一些生物学实验。
这为理解生命活动需要能量的供应、酶的作用本质并进行相关实验奠定了必要的知识和能力基础。
四、教学目标设计（一）知识方面1.说出细胞代谢的概念。
（B：了解。
）2.说明酶在细胞代谢中的作用。
（C：理解。
）3.说明酶的本质。
（B：理解。
）（二）情感态度和价值观方面通过“斯帕兰扎尼的实验探讨”及“关于酶本质的探索”，认同科学是在不断地探索中进行，认同科学家不仅需要继承前人的科研成果，而且要具有质疑、创新和勇于实践的科学态度和精神。
（三）能力方面1.在有关实验探究、问题探讨、思考与讨论等问题中，运用语言表达想法以及与他人分享信息。
2.进行有关的实验和探究，学会控制自变量、观察和检测因变量的变化，以及设计对照实验的方法。
五、教学重点和难点分析1.教学重点：酶的作用、本质。
2.教学难点：酶降低化学反应活化能的原理。
六、教学策略设计酶的作用和本质是本节的核心内容。
《第五章 第2节 生活中的透镜》作业设计方案-初中物理人教版八年级上册
《第2节生活中的透镜》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本节课程作业的设计与实施，使学生能够：1. 掌握透镜的基本概念和分类；2. 理解透镜的成像原理及其在生活中的应用；3. 培养观察和实验能力，增强对物理知识的理解和运用。
二、作业内容1. 理论学习：要求学生预习透镜的相关知识，包括透镜的分类、基本特性及透镜成像的基本原理等。
并要求学生阅读教材和参考资料，加深对透镜知识的理解。
2. 实验观察：安排学生进行透镜的实物观察实验，使用不同焦距的透镜，观察其成像的特点和变化。
学生需用笔记录观察到的现象和结果。
3. 家庭实验作业：布置学生回家后自制简易的凸透镜和凹透镜，并利用这些透镜进行简单的实验，如利用透镜观察文字的变化等。
同时要求学生记录实验过程和结果。
4. 思考与讨论：引导学生思考透镜在日常生活中的应用，如眼镜、相机镜头等，并讨论透镜的成像原理在生活中的应用实例。
三、作业要求1. 理论学习部分：学生需认真预习教材和参考资料，理解透镜的基本概念和分类，掌握透镜成像的基本原理。
2. 实验观察部分：学生需按照实验指导书的要求进行实验操作，认真观察并记录实验现象和结果。
实验过程中要注意安全，避免损坏实验器材。
3. 家庭实验作业部分：学生需按照要求自制凸透镜和凹透镜，并完成相应的实验任务。
在实验过程中要仔细观察并记录实验结果，同时注意保持实验环境的整洁和安全。
4. 思考与讨论部分：学生需结合生活实际，思考透镜在生活中的应用，并与其他同学进行交流和讨论。
讨论过程中要积极参与，发表自己的观点和看法。
四、作业评价1. 教师将根据学生的理论学习情况、实验观察记录、家庭实验作业的完成情况和思考与讨论的深度和广度进行评价。
2. 评价标准包括知识掌握的准确性、实验操作的规范性、实验记录的完整性和思考与讨论的独到性等方面。
五、作业反馈1. 教师将对学生的作业进行批改，对错误的地方进行指正，对优秀的地方进行表扬。
2. 针对学生在作业中遇到的问题，教师将在课堂上进行解答和讲解，帮助学生解决疑惑。
第五章(2)幼儿科学教育活动的设计与指导
3、幼儿制作弹簧玩具。
教师重点指导幼儿用铁丝紧紧地缠绕在
圆筷子上做成弹簧。
4、幼儿玩自制的弹簧玩具。
C、猜想——验证式
设计思路：针对某一问题，教师不是 让幼儿先去探索，而是先猜想一下可能会 得到什么结果，然后再进行实际的探究活 动，来验证原先的猜想是不是正确。 *猜想——验证式的设计，适合于幼儿 已有类似生活经验的问题，同时又是答案 并不明确的问题。
过程：
1、引导幼儿调查活动的愿望。 我们幼儿园附近的小河生病了，今天要请小朋友 当小记者去看看那生病的小河，看看它成了什么样， 也可以问问周围的人，回园后把你发现的情况画下来。 2、组织幼儿实地观察河水污染的情况。 （1）提示幼儿注意安全。站在桥上看看河水什么 颜色，闻闻有什么味。 （2）请小朋友们仔细看看，你发现了什么情况？ 引导幼儿观察河水的颜色，水面上的漂浮物，以及污 染物散发出的阵阵臭味。 （3）请你们想想：河里的这些垃圾是从哪儿来的， 水怎么会变成这样的？ 3、组织幼儿回园后，把看到的情况画下来。
（三）科学讨论型活动的设计与指导
1、科学讨论型活动的设计 （1）活动目标的设计 A、表达交流技能 a、运用语言大胆讲述自己的观点 b、倾听、理解和评价他人的观点 c、在表达交流过程中能借助图画、表格、 动作、形象等方式
B、科学知识和经验
a、丰富有关讨论主题的科学经验
b、学习在收集和鉴别信息的基础上建构自
2、 幼儿操作、记录，教师指导。 每次只能拿一样东西，先猜想记录再实验。 3、 小结，激发幼儿继续探索。 刚才你玩的是什么？发现了什么？ 小朋友发现了这些材料在水里有的沉有的 浮，有的东西很大，猜它是沉下去的，可是 一试发现却不是这样的，所以任何事情只有 自己试试才知道。
这里还有许多东西，它们放在水里是 沉还是浮呢？你们想不想猜一猜、试一试？ 这次我们就不用记录了，你可以先在心里 想想，再去试试，也可以和好朋友一起猜， 玩过以后告诉你的好朋友。 延伸 ： 活动后可将沉浮游戏所用的材 料放于科学区中让幼儿继续进行活动，巩 固对沉浮的认知。
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
实验室内的实验往往内在效度高、外在效度低；学校、教室内的实 验往往外在效度高、内在效度低。
三、实验设计类型（*）
前实验设计
特点：前实验设计对无关变量是完全没有控制，但可以操纵变 化自变量。
外 高（三个越来越低） 效
内 低（三个越来越高） 效
类 单组后测设计 单组前后测设计 型
固定组比较设计
基 XO 本 模 式
评 优点：由于利用随 价 机分派分出两个等
组，就可以控 制“选择”、“被 试缺失”等因素对 实验结果的干扰； 都进行了后测，便 于作对照比较。如 果在前后测期间， 有什么情况影响，
优点：能消除前测 与后测、前测与自 变量的交互影响， 内在效度较高。既 具有前一设计的优 点，同时避免了练 习效应的影响，节 省了人力和物力。 由于随机取样、随 机分组以及设控制
系列的前后测均 有可能引起被试 的疲劳，敏感与 练习效应。
念。另外，被试 与实验间有交互 作用。
真实实验设计
特点：能使实验中的自变量、因变量、无关变量得到比 较严格的控制，即它能较好地控制内外部无效因素，并 有效地操纵研究变量。都有一个控制组，被试随机选择 和随机分派到组。
类 实验组、控制组前 实验组、控制组后 所罗门四组设计
(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。
《第五章 3 核力与结合能》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版2019选择性必修
《核力与结合能》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解核力的概念，掌握其性质和特点。
2. 理解结合能的概念，了解其意义和计算方法。
3. 通过对核力和结合能的学习，培养学生的科学思维和探究能力。
二、教学重难点1. 教学重点：核力的探究，结合能的计算。
2. 教学难点：核力观察和实验的配合，结合能概念的深入理解。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、投影仪、实验器材等。
2. 准备实验教学：进行核力实验，观察核力的表现形式。
3. 准备教学资源：搜集相关图片、视频、案例等，丰富教学内容。
4. 安排学生预习：提前布置预习任务，了解核力和结合能的基本概念。
四、教学过程：本节教学过程将通过以下几个步骤展开：导入新课、新课教学、实验探究、课堂小结和作业布置。
1. 导入新课：首先，我们将通过回顾原子结构和原子核的基本知识，引导学生思考核力与结合能的概念。
通过提出问题，如“核力是什么？结合能又是如何影响原子结合方式？”引发学生思考，从而自然引入新课内容。
2. 新课教学：我们将逐步讲解核力与结合能的基本概念、原理和应用。
为了帮助学生理解，我们将结合丰富的图片、动画和视频，使抽象的理论变得生动有趣。
同时，我们也会穿插一些实际生活中的例子，如核能发电、核武器的原理等，让学生感受到物理知识与日常生活的紧密联系。
3. 实验探究：为了让学生更直观地感受核力的性质，我们将安排一次简单的实验。
学生将通过观察实验现象，亲手感受核力的存在，从而更好地理解核力的性质和特点。
实验过程中，我们也会引导学生思考实验结果与理论预测的差异，培养学生观察、分析和解决问题的能力。
4. 课堂小结：在课程的最后，我们将帮助学生回顾本节课的主要内容，强调核心概念和原理。
通过引导学生总结，帮助学生构建自己的知识体系，加深对核力与结合能的理解。
5. 作业布置：为了进一步巩固学生对核力与结合能的理解，我们将布置一些与核力、结合能相关的思考题和实验操作题。
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
第五章 实验设计讲解
优点：能较好控制“成熟”因素、降低历史因素对内部效度的影响，可控
制测验因素的干扰，有时能控制统计回归的因素；
缺点：不能控制与实验处理同时发生的偶发事件的影响，不能排除与自变
量同时出现的附加变量的影响，不易控制测验与实验处理的交互作用，多
次施测可能降低或增加被试对实验处理的敏感性。
X
980
A
780
B
C
（二）实验组控制组后测设计
1.设计模式 2.数据统计检验 3.
1.设计模式
R1
X
O1
R2
-
O2
注意：独立样本T检验来进行差异判断。
差异?
例：观看暴力电视对攻击行为的影响.
实验组儿童 控制组儿童
看暴力电 视 -
攻击次 数 攻击 次数
差异?
2.数据的统计检验
独立样本平均数的t-检验：？O1 ＝ O2 曼-惠特尼（Mann-Whitney）U-检验 或 中位数检 验（非参数检验）
被试内设计 被试间素与水平
因素：自变量， 可以是刺激变量，也可以是被试变量 水平：因素的特定值称为“水平”或称为“处理”
水平结合
一个因素的某一水平与另一因素的某一水平的结合，成为一个水平结 合，或者一个处理结合 例如：噪声强度两个水平：40分贝（A1）、60分贝（A2）; 任务难度两个水平：高（B1）、低（B2） 包含的实验处理有2×2=4
3、三种分配区组被试的方式：
A、一名被试作为一个区组重复接受H种处理，即重复测量设计
B、采用配对法，把在某些特性相同的H个（或H的倍数）被试加 以配对，这时每个配对组为一个区组，H个被试随机分配到H个处 理中 C、区组内的基本单元是一个团体或一个子集，如一个年级为一 个区组，用随机分配的方法给予每个班的实验处理方面
第五章 真实验设计 5重复测量实验设计
研究设计
影响被试者对知觉图形喜欢程度的因素有很多，在我们的研 究中，不关心这些因素的作用、影响，只关心熟悉程度对被 试者的喜欢程度产生的影响。我们准备采用单一因素研究模 式，可以考虑的备选模式有两种，一种是重复测量，一种是 非重复测量。哪种更好呢？ 我们将熟悉程度定义为呈现图形的次数，分为4种水平，呈 现1次，2次，3次，4次；每次呈现时间为1分钟，以卡片的 形式呈现。实际操作中，第一次呈现时，要求被试者对该图 形给予一个评价，评价方法是采用模糊数学的方法，采用0100之间的数字来表示自己对图形的喜欢程度，0表示喜欢程 度最低，100表示喜欢程度最高。第二次呈现时，与第一次 要求相同。这时，得到的实验数据就是呈现2次的（前面第 一次实验时，已经接受1次刺激），采用累积的方法来定义 处理水平。
E1 E2 E3 E4 E5
a1 a2 a3 a4 —————————————— S11 S12 S13 S14 S21 S22 S23 S24 S31 S32 S33 S34 S41 S42 S43 S44 S51 S52 S53 S54 —————————————— Y1 Y2 Y3 Y4
被试间设计的优缺点
被试受到不同顺序的自变量水平的处理，所
以当平均全部被试的测试成绩时，任何顺序效果
应相等地分布在全部自变量水平上。
1. 完全抵消平衡 （一般适用于三个处理以下）
• 确定自变量水平的所有可能组合（每一种处理在每 一个位置上出现次数相等；任何一个处理先于其他 处理的次数相等） • 把不同的被试分派到每一组合中去（每种顺序都只 有一个相等的次数）
③ 2+1,
3+1, 1+1,
4+1, (n+1)=1, 5+1, ……
准实验和非实验设计
（4）被试亡失 实验过程中，由于种种原因是实验组或控制组 中有较多被试流失，这样会使不等组的情况出 现，从而使结果无法解释。
（5）测验
许多研究中，研究者为了取得实验前被试的初 始状态，常对被试实施前测验。而这种测验可 能会积极或消极的影响实验处理实施后的测验 结果。
（6）统计回归
实验处理前选择了在某一特征方面具有极端分 数的被试，实验处理后的测验分数有回归到平 均数的趋向。
图示： X O
2．单组前测后测设计
一个实验组，前测后给予实验处理，再后 测。
图示：O1 X O2
3．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，实验组接 受实验处理，控制组不接受实验处理。 然后给两组被试给予测试，观察其差异。
图示： EXP： X O1
CONT：
O2
CONTR： O3
O4
t 检验 协方差分析
2． 不相等组前后测时间序列设计
（1）设计方案 将单组时间序列设计和不相等组前后测
设计结合起来。 （2）图示及数据分析
O1 O2 O3 O4 O9 O10 O11 O12
X O5 O6 O7 O8 O13 O14 O15 O16
3. 修补实验设计 设计图示 A组 X O1 B组 O2 X O3 数据分析 T检验：O1－O2，O3－O2
三、非实验设计
非实验设计基本上是对现象的自然观 察。使用这种设计时，基本上不对额外 变量做有效的控制。一般可以为进一步 实施更严格的实验设计积累资料。许多 有效的实验研究都是在它的基础上取得 成功并得到发展的。
1．单组后测设计 只有一个实验组，而且只对实验组给予 一次实验处理，然后通过测量得到一个 后测成绩。
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。
《第五章第2节生活中的透镜》教学设计教学反思-2023-2024学年初中物理人教版八年级上册
《第2节生活中的透镜》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：了解透镜的基本概念，理解凸透镜和凹透镜的差异，能够识别生活中的透镜。
2. 过程与方法：通过观察、实验等活动，提高学生的观察能力和动手能力。
3. 情感态度价值观：引导学生关注生活中的物理现象，培养学生对科学的兴趣和热爱。
二、教学重难点1. 教学重点：凸透镜和凹透镜的识别，以及它们在生活中的实际应用。
2. 教学难点：理解凸透镜和凹透镜的工作原理，以及它们对光线的影响。
三、教学准备1. 准备教学用具：透镜样品、实验器材、白板等。
2. 制作课程素材：收集生活中的透镜图片和视频，以便在课堂上展示。
3. 安排教学活动：设计互动实验、讨论环节，以及小组合作学习等。
按照教学计划和目标，合理安排教学时间、地点和人员，确保教学活动顺利进行。
4. 资源准备：根据课程需要，准备相关教学资料，如教材、课件、案例分析等，以确保教学活动得以顺利进行。
5. 教学质量监控：通过观察、评价等方式，及时了解学生的学习情况和反馈，对教学质量进行监控和调整，以提高教学效果。
6. 互动交流：积极与学生进行互动交流，关注学生的学习进展，解答学生的疑问，引导学生积极思考和参与讨论。
7. 评估与反馈：根据教学评估标准，定期评估教学效果，及时反馈给教师和学生，以便不断改进和优化教学。
总之，为了确保课堂教学质量，教师需要做好充分的课前准备、安排好教学活动、准备教学资源、监控教学质量、与学生互动交流、及时评估反馈等。
只有这样，才能提高学生的学习效果和教学质量。
四、教学过程：本节课的教学目标是让学生了解生活中的透镜，理解凸透镜和凹透镜的基本概念，掌握凸透镜和凹透镜的基本性质，并能够应用这些知识解决实际问题。
1. 导入：通过展示一些生活中的透镜实物，如相机镜头、放大镜、老花镜等，让学生观察并描述它们的外观和用途。
引导学生思考这些透镜的工作原理，从而引出本节课的主题。
2. 新课讲授：(1) 凸透镜和凹透镜的基本概念：通过实验演示，让学生观察凸透镜和凹透镜的成像特点，并解释这些现象。
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第五章准实验设计
第一节单组准实验设计
一、准实验设计
（一）定义：介于真实验和非实验之间的一种设计类型，能在一定程度上控制无关变量，操纵自变量、控制实验处理,但不能随机的选择和分配被试。
准实验设计的应用：人格研究、临床心理的研究、社会心理以及教育心理研究常常采用准实验设计。
准实验设计的特点
™不需要随机化程序（与实验或真实验最大的区别）；研究者只能选择那些已具有了某种不同程度特征的被试。
而不能像真实验那样从总体中随机选取被试或随机分组。
™能有效解决生态效度和外部效度问题,但不能从准实验研究结果中作出因
果关系的结论，其主要原因是在研究的变量上缺乏严格控制，因而其内部效度较低。
™现场研究中采用最多的是准实验设计，不过准实验并不一定都在现场进行。
例：霍桑实验（照明实验、福利实验、群体实验、谈话实验）；
社会心理学家所说的“霍桑效应”也就是所谓“宣泄效应”。
霍桑工厂是美国西部电器公司的一家分厂。
为了提高工作效率，这个厂请来包括心理学家在内的各种专家，在约两年的时间内找工人谈话两万余人次，耐心听取工人对管理的意见和抱怨，让他们尽情地宣泄出来。
结果，霍桑厂的工作效率大大提高。
这种奇妙的现象就被称作“霍桑效应”。
准实验设计与实验设计的关键区别
它和真实验的主要区别在于，准实验中没有运用随机化程序进行被试选择和实验处理；也不能完全主动地操纵自变量。
在实验设计中，样本的随机分配形成了具有完全可比性的两个组别：实验组和控制组。
准实验设计用对照组取代了实验设计中的控制组。
研究者努力创造一个与实验组在所有重要方面都尽可能相似的对照组，但与随机分配产生的控制组而言，它的可比性已经大为逊色了。
时间序列设计
【时间系列设计】
要对实验组做周期性的一系列测量，并在测
量的这一时间系列中间呈现实验变量（X），然后比
较实验变量前后的一系列测量记录是否有显著差异。
（一）模式
O１O２O３O４ＸO５O６O７O８
（二）应用
坎贝尔关于康涅狄格州的交通死亡人数与实施严
惩制度的关系的研究。
可能出现的结果类型
从两方面考虑结果：
延续性：主要指引入实验处理后的成绩水平或斜率的变化是持续性的还是暂时性的(D、F、G) 。
潜伏性：指引入实验处理后的变化是即时产生的还是潜伏一段时间后才发生。
时间序列设计的统计分析
要点：要结合各次前测和各次后测成绩的变化趋势，联系起来进行统计分析。
（先做折线图）
首先，确定处理效果是暂时性的还是持续性的。
若效果假定是暂时性的，利用直线回归方程推测出预测值，再用相关样本的t 检验法检验。
若效果假定是持久的，应考虑处理前的直线回归方程与处理后的直线回归方程之间是否存在显著差异（截距、斜率）。
三、相等时间样本设计
【相等时间样本设计】这种设计是对一组受试者抽取
两个相等的时间样本，在其中一个时间样本出现实验
处理（X），另一个时间样本不出现实验处理（X0），
然后，比较这两段时间测验的分数。
（三）统计分析
一、将O１和O３的平均数与O２和O４的平均数进行对比，比较两种不同处理的不
同效果（假设检验）。
二、对顺序效应进行分析（方差分析）
三、实验条件与顺序效应的交互作用（方差分析）。
（四）评价
优点：内部效度高。
历史、成熟等因素控制好。
缺点：外部效度不高。
多重实验处理的相互干扰作用；
选择变量与实验变量的交互作用；
实验处理的影响。
第五章准实验设计
第二节多组准实验设计
不相等实验组、控制组前测后测设计
统计分析：
1、采用独立样本的t检验，对两组增值的平均数的差值进行显著性检验；
2、协方差分析，把前测作为协变量，后测作为因变量，估计实验效果。
不相等实验组、控制组前测后测设计
评价：
优点：控制组的增加，可以控制历史、成熟、测验
以及仪器等因素的干扰；
前测为研究者提供了对选择偏差的控制方法。
缺点：未随机化，两组不对等，因而选择、成熟及其
交互作用可能会降低实验的内部效度。
例2：多媒体辅助教学的效果研究
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。
第二步：分配被试
①前侧: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。
②分配：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。
例2：多媒体计算机辅助物理教学的效果研究
第三步：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。
第四步：将两个班的后测成绩分别减去各自的前测成绩，并用独立样本的t检验对这两个差值的差别显著性进行统计检验，最后判断实验组和控制组在进行实验前后是否有明显的差异，从而得出结论。
不相等实验组控制组前测后测时间序列设计
基本模式如下：
O1O2O3 X O4O5O6
……………………
O7O8 O9 — O10O11 O12
不相等实验组控制组前测后测时间序列设计
统计分析
1、分别计算实验组和控制组前测、后测成绩的平
均数，采用独立样本的t检验法（N＜30）。
2、对回归直线的截距和斜率的差异显著性比较。
不相等实验组控制组前测后测时间序列设计
（四）评价
优点：能够通过系列前测与后测，了解其变化趋势；
能对处理前后两组的系列变化进行对照比较，
能对历史、成熟、选择等进行有效控制。
缺点：系列测验易引起被试疲劳、敏感和练习效应；
实验过程缓慢。
其他类型的准实验设计
回归间断点设计
交叉滞后组相关设计
回归间断点设计
通过实验处理与事后测量回归线的间断点的特征，来确定实验处理的主效应；
如果实验处理有效，那么处理前后所做测量的回归线就会出现间断点；
优点：不需对被试做复杂的编组或匹配；
局限：但在间断点不明显时，结果较难解释。
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