第八讲 实验设计
实验心理学(第八讲 准实验设计和非实验设计)
中断时间序列设计模式
系列前测
系列后测
实验处理
（一）简单中断时间序列设计 （simple interrupted time-series design）
简单中断时间序列设计是最基本的时间序列设计，基 本上是一种单组前测后测设计。
又由于两组都使用前测验安排，因而其 实验结果不能校直接推广到无前测的情 境中去。
（2）不相等组实验组控制组前测后测时间序列 设计
不相等实验组控制组前测后测时间序列 设计是在单组时间序列设计和不相等实 验组控制组前测后测设计的基础上，组 合而成的一种多组准实验设计。
设计模式
（3）平衡设计
平衡设计又叫轮换设计，或拉丁方设计。 在该设计中，研究者为了达到对实验控 制的目的，使各组被试都接受不同的实 验处理．而对实验处理的顺序相实验时 间的顺序采用了轮换的方法。
设计模式
4.事后回溯设计
事后回溯设计是指所研究的对象是已发 生过的事件。
在研究过程中，研究者不需要设计实验 处理或操纵自变量，只需通过观察存在 的条件或事实，将这种已自然发生的处 理或自变量与某种结果或因变量联系起 来加以分析，以便从中发现某种可能的 简单关系。
设计模式
两类事后回溯设计
（1）相关研究设计 （2）准则组设计
交叉滞后组相关设计举例
➢ 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
（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。
实验设计 ppt课件
2. 处理因素
• 也称实验因素或研究因素，是根据研究 目的而施加于受试对象的某些外部特定 因素及受试对象本身内在因素。
• 外部因素包括生物、物理、化学、社会 因素；内在因素包括性别、年龄、民族、 遗传特性、心理以下几个方面
⑴ 明确处理因素
• 处理因素由实验的目而定，一个实验中处理因素可以 是一个或是几个，一个实验所涉及的处理因素尽量不 宜太多，否则会使分组增多，受试对象例数增多，在 实施中会增加控制误差的难度。但若根据实验目的必 须进行多因素多水平实验时，则必须考虑到多因素多 水平之间的交互作用，根据因素及水平数目选择恰当 的实验设计类型，以减少误差，保证实验结果的可靠 性。另外，在实验设计时，无论有几个因素或水平， 都必须保证各因素及水平的可控性。否则，实验结果 的可行度降低。
3. 实验效应
• 也称效果反应，是指处理因素作用于研究对象 而产生的各种反应和结果。
对照不足或多余； • 实验误差过多或过大； • 未遵循随机原则或随机化较差；统计方法不合
理等问题，从而导致实验结果不可信，科研课 题以失败告终
⑵ 应选择敏感、特异、稳定且又经济的研究对象 • 动物的种属和品系不同，其功能结构和生理特性就不
同，适合的研究范围和目的也就不同。动物种属和品 系的不同直接影响着实验结果。 • 例如：大鼠无胆囊，不能用于胆囊功能的研究，而豚 鼠有胆囊，可进行相关实验的研究； • C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBA及BALB/C 小鼠高12倍； • 大鼠、小鼠性成熟早、繁殖周期短、产仔多，适合做 胚胎、避孕药物、雌激素的研究等； • 猪的皮肤组织结构与人相似，宜做烧伤实验研究。 • 猴、猩猩、狒狒、长臂猿等灵长类动物是最似人类的 实验动物，可以进行多学科多领域方面的实验研究， 但是价格昂贵、饲养困难，目前已很少使用，而大鼠、 小鼠和兔的价格便宜又容易饲养而广泛用于实验研究 中。
科学实验中的实验设计
科学实验中的实验设计导语:科学实验是我们探索自然规律和验证科学原理的有力工具。
而实验设计则是科学实验的重要部分，它决定了实验的可靠性和结果的可解释性。
本节课将对科学实验中的实验设计进行讲解，帮助学生理解实验设计的原则和步骤，并提供一些实际的示例。
一、实验设计的原则实验设计有一些基本的原则，它们是：1. 明确问题和目标：在进行实验设计之前，我们需要明确实验的问题和目标，确定我们要研究和解决的科学问题或验证的科学原理。
2. 控制变量：在进行实验时，我们需要控制除被研究变量以外的其他变量，以确保实验结果的可信性。
控制变量是采取一些措施，使其他可能影响实验结果的因素保持不变。
3. 随机分组：对于一些实验设计，我们需要将实验对象随机分成不同的组。
随机分组可以消除实验中可能存在的个体差异和其他因素的干扰，提高实验结果的可靠性。
4. 多次重复：为了提高实验结果的可靠性和可重复性，我们通常需要进行多次重复实验。
多次重复可以减少实验中可能存在的偶然误差，并验证实验结果的稳定性。
5. 应用统计分析：在分析实验结果时，我们应该运用统计学的方法，采用适当的统计检验来对实验结果进行分析和判断。
统计分析可以帮助我们确定实验结果的可靠性和显著性。
二、实验设计的步骤在进行实验设计时，我们可以按照以下步骤进行：1. 确定实验目标：首先，我们需要明确实验的目标和问题，确定我们要研究和验证的科学问题或原理。
2. 制定假设：根据实验目标和问题，我们需要制定实验的假设。
假设是对实验结果的预期，通过实验我们可以验证或否定假设。
3. 设计实验方案：根据目标和假设，我们需要设计实验方案。
实验方案包括实验的步骤、实验变量、实验对象、采样方法、数据收集方法等。
4. 确定实验变量和控制变量：在设计实验方案时，我们需要确定实验中的自变量和因变量，并控制其他可能影响实验结果的变量。
这些变量的选择应该基于实验目标和问题。
5. 制定实验步骤：根据实验方案，我们需要制定实验的具体步骤，包括准备实验材料和设备、操作流程、数据记录方法等。
8S第八讲 串并联电路中电流的规律
第十三讲电流的测量、串联和并联课前回顾1.表示电流强弱的物理量是。
单位时间内通过导体横截面积的电荷量叫，用“I”表示，2.电流的单位是，符号A ，还有毫安（mA）、微安（µA），1A＝mA＝µA3.电流表的使用：（1）看清、看清指针是否指在刻度线上、看清接线柱；（2）电流表必须和用电器；（3）选择合适的量程（如不知道量程，应该选的量程，并进行试触。
）（4）电流要从电流表的正接线柱，从电流表的负接线柱；（5）电流表直接接在电源两端。
4.电流表的读数：（1）明确所选电流表的；（2）明确电流表的（每一小格表示的电流值）；（3）根据表针向偏过的格数读出电流值。
本讲知识点预习知识点一、串联电路中电流的规律（1）实验一：探究串联电路中各处电流的关系【提出问题】在串联电路中，流过A、B、C各点的电流大小可能存在什么关系？【实验猜想】1、I A ＜I B ＜I C2、I A＝I B＝I C3、I A ＞I B＞I C【实验器材】电源、电流表、开关、不同规格的小灯泡、导线若干【实验设计】按下面的电路图连接电路，分别测量A、B、C三点的电流。
【实验表格】把测量数据记录在表格中。
次数A点电流I A/A B点电流I B/A C点电流I C/A123【实验步骤】（1）按上面的电路图连接实物电路，分别测量A、B、C三点的电流。
（2）换上另外两个规格不同的灯泡，再次测量各点的电流，看看是否还有同样的关系。
【实验结论】串联电路中，各处电流都相等。
【注意事项】（1）在连接电路时，开关一定断开；（2）电流表的“+”“-”接线柱不能接反；（3）电流表的量程要选择合适，为了使读数精确，能用小量程的一定不能选用大量程，可用“试触法”选择合适的电流表量程；（4）连好电路后，先用开关试触，观察电流表的指针偏转情况，确认无误后，方可进行实验。
【实验评估】（1）若开始实验，开关闭合时，电流表的指针反向偏转，原因是什么? 提示：电流表的“+”“-”接线柱接反了。
高级DOE(实验设计)研修实战训练班
高级DOE（实验设计）研修实战训练班（3天）【培训对象】技术副总裁、总监、经理、产品流程工程总监、经理、工程师、研发总监、经理、工程师、六西格玛领航员/黑带大师/黑带.【课程背景】如何以最低成本实战顾客满意最大化，是所有企业目前共同的目标。
但是，所有工程技术和管理人员都会面临下列问题而导致目标很难实现：1）大部份时间用于救火，花大量时间解决重复发生的问题，最后还是解决不了。
2）工程师们一个个参数调整，看来优化了，可验证，结果却又不一样了。
3）90％的公差可能是不合适的。
4）想降低材料采购成本，却担心质量问题。
5）面对复杂的制造工艺参数无从下手优化。
6）天天培训工人，期望他们更认真，但还是出错。
如果应用DOE（实验设计），上述问题便可彻底解决。
DOE作为一种产品研发的最强大工具可以帮助管理者解决上述问题。
DOE（实验设计）不但可帮助研发工程师一开始从质量和成本进行最优化设计，而且可把产品工艺和使用因素都考虑周全，从而设计出先天性健壮产品（这恰恰是大多数工程师的困惑）。
同时DOE（实验设计）也是寻找原因、分析和优化复杂因子最强大的解决问题的工具和方法。
在不少日本企业，不懂DOE（实验设计）的工程师不能称之为合格的工程师。
DOE（实验设计）包括传统经典DOE（析因实验设计）、RSM（响应优化曲面）、混料DOE （生化行业最有用）、田口DOE（抗噪声设计）和谢宁DOE（快速解决问题实验设计），每种DOE（实验设计）各有其特点。
DOE（实验设计）除了与六西格玛其它工具联合起来发挥巨大功能外，本身也是一套系统地解决问题方法。
思慧徳国际咨询资深黑带大师设计的本课程将从应用角度出发为顾客设计二到三天的实用DOE（实验设计）培训课程，而不考虑复杂的数理统计公式和计算。
【课程目的】本课程重点针对从事产品研发人员和相关工程技术人员而设计。
旨在帮助学员系统、全面地应用DOE（实验设计）在产品研发、产品和过程之改善时分析重要因子，优化结果，提高产品和过程健壮性（先天性高免疫能力）。
深圳大学 新课程中的现代数学选讲课程教学大纲
应用：掌握构造分形的迭代法，会通过函数迭代生成分形；掌握相似维和容量维研究分形规模的方法，会计算一些分形的分数维。
第八讲优选法与实验设计初步
教学目的
通过教学，了解著名数学家华罗庚教授和由他倡导推广的优选法和统筹法，掌握“双法”解决实际问题的步骤和方法，理解“双法”和实验设计的思想。
主要内容
1.对称现象及其变换
2.变换群与置换群
3.抽象群与同构的概念
教学要求
识记：通过丰富的对称图形，使学生感受日常生活和现实世界中存在着大量对称现象，进而去思考什么是对称的共性、对称的本质？如何来说明一个图形是对称的？如何来描述对称的程度？
领会：通过分析图形的不同对称性和刚体运动，寻求刻画不同图形对称性的思想，形成图形对称变换的概念、对称变换合成的概念，并理解对称变换合成的封闭性、结合性，进而建立变换群的概念，并初步了解抽象群的概念以及同构的概念。
开卷，考查
(八)参考教材
张文俊等编，《新课程中的现代数学选讲》，内部出版。
(九)参考书目
有关新编中学教材
二、教学内容
第一讲推理与证明
教学目的
使学生掌握几种基本的逻辑推理方法，感受逻辑证明在数学以及日常生活中的作用，养成言之有理、论证有据的习惯。
主要内容
1.判断推理概述
2.合情推理与演绎推理
3.直接证明与间接证明
4.数学归纳法
教学要求
识记：了解合情推理、演绎推理以及二者之间的联系与差异；体会数学证明基本方法的特点。
掌握：掌握几种数学证明的基本方法,包括直接证明的方法(如分析法、综合法)和间接证明的方法(如反证法)，弄清基本逻辑关系。
试验设计方法
试验设计方法试验设计是科学研究中非常重要的一环，它能够帮助研究者得出准确、可靠的实验结果，从而支撑科学理论的验证和发展。
在进行试验设计时，科研人员需要遵循一定的方法和原则，以确保实验结果的可信度和科学性。
本文将介绍试验设计的基本方法，帮助读者更好地理解和应用试验设计。
首先，试验设计的第一步是确定研究目的和问题。
在进行试验设计之前，研究者需要明确自己的研究目的是什么，需要解决的问题是什么。
只有明确了研究目的和问题，才能有针对性地进行试验设计，避免盲目性和随意性。
其次，选择适当的实验对象和样本。
在进行试验设计时，选择适当的实验对象和样本是非常重要的。
实验对象和样本的选择应该符合研究问题的要求，具有代表性和可比性。
同时，还要考虑实验对象和样本的数量和分布，以确保实验结果的可靠性和可重复性。
然后，设计合理的实验方案和流程。
在确定了研究目的、问题和实验对象后，研究者需要设计合理的实验方案和流程。
实验方案应该包括实验的具体内容、操作步骤、实验条件、控制变量等内容，以确保实验的科学性和可操作性。
实验流程应该清晰明了，避免出现混乱和错误。
接着，进行数据采集和分析。
在实验进行过程中，研究者需要进行数据的采集和分析。
数据采集应该准确、全面，避免遗漏和错误。
数据分析应该科学、严谨，采用合适的统计方法和工具，得出准确的结论和推断。
最后，总结和归纳实验结果。
在实验结束后，研究者需要对实验结果进行总结和归纳。
总结应该包括实验过程中的问题和困难、实验结果的规律和特点，归纳应该包括实验结果的结论和启示。
总结和归纳的目的是为了更好地理解实验结果，为进一步研究和实践提供参考和借鉴。
综上所述，试验设计是科学研究中不可或缺的一部分，它能够帮助研究者得出准确、可靠的实验结果，从而推动科学理论的发展和应用。
在进行试验设计时，研究者需要遵循一定的方法和原则，以确保实验结果的可信度和科学性。
希望本文所介绍的试验设计方法能够帮助读者更好地理解和应用试验设计，提高科学研究的水平和质量。
第八讲-方差分析
x2 ij
j 1i 1
xij
N
k
2
SS B n j X j X t
i 1
2
k
j 1
nj
2
( xij)
i 1
nj
k nj
j 1i 1
xij
N
SSW SST SSB
2
nj
x k nj
x n j1 i1
k
2
ij j 1
ij i 1
j
3、确定自由度
df k 1 B
df N k W
二、（单因素）随机区组实验设计
1、模型
处理1
处理2 ……
区组1 被试1 x11 被试1 x21 ……
区组2 被试2 x12 被试2 x22 ……
处理k
被试1 xk1
被试2
xk
2
……… ……… ……
区组a 被试a x1a 被试a x2a ……
……
被试a xka
■注：每个区组内被试分配方式可以是以下 三种
T1
T2
8
39
20
26
12
31
14
45
10
40
T3
T4
17
32
工创问 具造题
21 20
23 28
教 程
丰 富 教
性 思 维
解 决 模
17
25
程教式 程教
20
29
程
T1: T2: T3: T4:CoRT
变异来源 自由度 平方和
处理 误差
总
3
1553.7
16 378.80
19 1932.55
均方
实验心理学(第八讲 准实验设计和非实验设计)
相等时间样本设计MOSHI
相等时间样本设计举例
教师批改作业对学生学习成绩的影响。
相等时间样本设计评价
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（实验进程中所出现的 事件）”作用的影响；
缺点
相等时间样本设计推论的外部总体受到 局限；
间隔使用不同的实验处理容易使得被试 产生新异的感觉而猜测实验意图，产生 霍桑效应。
数据的效度有限。
很可能产生“霍桑效应”（Hawthorne effect）。
（二）复合中断时间序列设计
复合中断时间序列设计的模式如下：
O1 O2 O3 O4 O5 X O1 O2 O3 O4 O5
O6 O7 O8 O9 O10 O6 O7 O8 O9 O10
（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。
（二）准实验设计
主要类型：
1.单组准实பைடு நூலகம்设计
（1）时间序列设计 （2）相等时间样本设计 （3）回归间断点设计 （4）交叉滞后相关设计
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
1.单组准实验设计
在心理学研究中，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。
交叉滞后组相关设计举例
➢ 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
（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。
第八试验设计基础课件
完全方案
在列出因素水平组合（即处理）时 ，要求每一个
因素的每个水平都要碰见一次，这时，水平组合（即处 理）数等于各个因素水平数的乘积。
例如以3种饲料配方对3个品种肉鸭进行试验。两 个因素分别为饲料配方（A）、品种（B）。饲料配方 （A）分为 A1、 A2、 A3水平， 品种（B）分为B1、 B2、B3水平 。共有 A1B1、A1B2、A1B3、 A2B1、 A2B2、 A2B3、 A3B1、 A3B2、A3B3 共3×3=9 个 水平组合（处理）。这 9个水平组合（处理）就构成了 这两个因素的试验方案。
1 试验设计概述
1.1 试验设计的意义和任务
试验设计是数理统计学的一个重要分支，是进行科 学研究的重要工具。它域生产实践和科学研究紧密结合， 在理论上和方法上不断地丰富和发展，广泛应用于各个 领域。
在食品生产和科学研究中，为了革新生产工艺，开发新 产品，寻求优质、高效、低耗的方法等，经常要进行各种试 验。如何合理安排试验，如何对结果进行科学分析，是食品 生产、科研工作者经常遇到的现实问题。试验设计的好坏直 接影响试验的结果和试验效率，所以试验工作前有必要对试 验进行良好设计。
单因素试验（single-factor experiment）是指整个 试验中只比较一个试验因素的不同水平的试验。单因 素试验方案由该试验因素的所有水平构成。这是最基 本、最简单的试验方案。
② 多因素试验方案
多 因素试验 是指在同一试验中同时研究两 个 或两 个以上试验因素的试验。
多因素试验方案由该试验的所有试验因素的水平组 合（即处理）构成。多因素试验方案分为完全方案和不 完全方案两类。
（9）研究人员分工
一般分为主持人、主研人、参加人。在有条件的 情况下，应以学历、职称较高并有丰富专业知识和实 践经验的人员担任主持人或主研人，高、中、初级专 业人员相结合，老、中、青相结合，使年限较长的研 究项目能够后继有人，保持试验的连续性、稳定性和 完整性。
第八讲如何撰写案例分析报告
第三，国别化汉语教学的典型案例分析
对于外国留学生和赴外参加教学实习的同学 选择这类题目有很大的便利。
乔祎（2015）取了中韩汉语教师协同教学的 典型案例并对其展开描写和分析。通过课堂 具体教学案例的展示，依据一定的教育学理 论和教学原理分析其优点与不足，从自身的 实践经历出发，对其进行反思、总结，同时 提出了对汉语协同教学的建议和展望。（乔 祎《韩国首尔市中学汉语课堂协同教学案例 分析》，上海外国语大学）
第八讲 如何撰写案例分析报告
一、什么是案例研究
什么是“案例” 案例（case）是真实而又典型且含有问题的事件。一个案例就是一
个包含有疑难问题的实际情境的描述，是一个教育、教学实践过程 中的故事。形式包括文字型和影像型两类。
案例是事件：案例是对教育、教学过程中的一个实际情境的描述。 它讲述的是一个故事，叙述的是这个故事的产生、发展的历程，它 是对教学现象的动态性的把握。
例如，要回答优秀教师的语法教学模式拥有哪 些共性，你就要锁定那些优秀的汉语教师精读 课中讲授语法环节的案例作为研究样本。
（4）连接资料假设的逻辑。
收集案例的方式有很多，可以通过追踪、 访谈、观察或文献资料等进行收集数据资 料；制定收集数据的进度表，保证多种数 据的收集按时有序进行。这些资料之间又 怎样的逻辑联系，在研究之前要有充分的 考量。（课堂行为与课堂意识）
（3）小样本数据量化分析的限制。达不到量化 数据分析上要求的最低量。
（4）不够客观。常被质疑如何采用这种“非正 常”的案例来构建“正常”行为的模型？
（5）历时性个案费时费力，或导致参与者流失。
（6）研究伦理的关切。如已出现难以保护研究 者隐私的问题。
三、案例研究经典实例
Leopold历时十年（1939-49）撰写出4卷本的著作 就是对自己的两个女儿习得英语和德语所做的纵向 个案追踪调查。
试验设计方法
试验设计方法试验设计方法是科学研究中非常重要的一部分，它是科学研究的基础，也是确保研究结果准确可靠的关键。
试验设计方法的选择和应用直接影响到研究结果的可信度和科学性。
因此，合理有效的试验设计方法对于科学研究至关重要。
首先，试验设计方法需要明确研究目的和问题。
在进行科学研究时，首先需要明确研究的目的和所要解决的问题。
只有明确了研究目的和问题，才能有针对性地选择试验设计方法。
例如，如果研究的目的是验证某种药物的疗效，那么就需要选择适合验证药物疗效的试验设计方法，如随机对照试验等。
其次，试验设计方法需要合理选择实验对象和样本。
实验对象和样本的选择对于研究结果的准确性和可靠性有着重要的影响。
在选择实验对象和样本时，需要考虑到实验的可行性和代表性。
例如，在进行药物疗效试验时，需要选择符合实验条件的实验对象，并且样本的选择需要具有代表性，以确保研究结果的可靠性。
再次，试验设计方法需要科学确定实验方案和操作流程。
科学确定实验方案和操作流程是保证试验结果准确性的关键。
在确定实验方案和操作流程时，需要考虑到实验的可操作性和实用性，避免出现操作失误和实验结果的偏差。
同时，还需要考虑到实验条件的控制和实验数据的采集，以确保实验结果的可信度和科学性。
最后，试验设计方法需要合理分析和解释实验结果。
在实验完成后，需要对实验结果进行合理的分析和解释。
只有通过科学的分析和解释，才能得出准确的结论，并为后续的研究工作提供参考。
因此，合理分析和解释实验结果是试验设计方法的最终目的和要求。
综上所述，试验设计方法是科学研究中不可或缺的一部分，它直接影响到研究结果的可信度和科学性。
因此，在进行科学研究时，需要重视试验设计方法的选择和应用，确保科学研究的可靠性和科学性。
希望通过本文的介绍，能够对试验设计方法有一个更加清晰的认识，为科学研究工作提供参考和帮助。
初中实验设计知识点归纳
初中实验设计知识点归纳实验设计是初中科学学习中非常重要的一个环节，它有助于培养学生的实践能力、观察能力和分析能力。
实验设计知识点归纳有助于学生对实验设计的理解和记忆。
以下是对初中实验设计知识点的归纳总结。
1. 实验设计的基本要素实验设计包括实验目的、实验步骤、实验材料和实验结果等基本要素。
实验目的是指通过实验想要获得的结果或观察到的现象。
实验步骤是指实验的进行过程，需要清晰、具体地描述实验的每一个操作步骤。
实验材料是指在实验过程中所使用的各种物质和设备。
实验结果是指实验完成后所得到的数据或观察到的现象。
2. 实验设计中的变量实验设计中的变量包括自变量、因变量和控制变量。
自变量是实验者有意改变的变量，它是研究的对象。
因变量是实验者观察或测量得到的结果，它是研究的目标。
控制变量是在实验中保持不变的变量，以确保实验结果的可靠性。
通过控制变量能够排除其他可能的干扰因素，从而更准确地观察和分析自变量对因变量的影响。
3. 实验设计中的实验步骤实验设计中的实验步骤需要具体、详细地描述实验的进行过程。
一般而言，实验步骤包括如下内容：a. 准备实验材料：列出所需的物质和设备清单。
b. 组织实验步骤：根据实验的目的和要求，合理组织实验步骤，确保实验的顺利进行。
c. 实验操作：按照实验步骤逐一完成实验操作，注意实验中的安全事项和操作规范。
d. 数据记录和观察：在实验过程中准确记录数据或观察到的现象。
e. 数据处理和分析：根据实验数据进行计算、分析和比较，得出结论。
f. 实验结果总结：对实验结果进行总结和归纳，回答实验的目的和问题。
4. 实验设计中的注意事项在进行实验设计时，需要注意以下几点：a. 实验的目的要明确，实验的步骤要具体，实验的过程要严谨。
b. 确定实验的变量和控制变量，以确保实验结果的准确性和可靠性。
c. 预测实验结果，并根据实验数据进行验证和分析。
d. 注意实验安全，遵守实验室的安全规范和操作规程。
e. 做好实验记录和数据整理工作，以便进行后续的数据处理和分析。
第八章实验设计PPT课件
二、随机化(randomization)原则
1.随机化原则包含三个方面 抽样随机 分组随机 实验顺序随机
第23页/共69页
二、随机化(randomization)原则
（1）抽样随机 指总体中的每个观察单 位都有同等的机会被抽到样本中去；保证 样本代表性。
总体
随机化 第24页/共69页
样本
二、随机化(randomization)原则
第9页/共69页
二、处理因素(treatment)
2.非处理因素 与处理因素并存，能使受试对象产生效应的 因素。非处理因素干扰效应与研究因素间关 系的观察与分析，非处理因素又称混杂因素 (confounder）。
第10页/共69页
二、处理因素(treatment) 3.确定处理因素应注意的问题 （1）分清处理因素和混杂因素。应突出研究 因素的主导作用，排除混杂因素的干扰作用。 （2）保持处理因素恒定不变。
（2）分组随机 被选中的样本被随机分配 到（randomized allocation）实验组和对 照组中去，即每个受试对象被分配到各组 的机会相等；提高组间的可比性。
受试对象
随机化 第25页/共69页
实验组 对照组
二、随机化(randomization)原则
（3）实验顺序的随机 每个受试对象 先后接受处理的机会相等，使实验顺 序的影响也达到均衡。
第11页/共69页
三、实验效应(experimental effect) 1.概念：实验效应是处理因素作用于受试对象 的反应(response)和结局(outcome)，通过观 察指标来体现。
第12页/共69页
三、实验效应(experimental effect)
2.选择观察指标应注意的几个方面 （1）客观性：主、客观指标选择 （2）精确性：准确度(accuracy)
常用质量工具第八讲
PPT文档演模板
常用质量工具第八讲
PDCA和质量工具的关系
• ACT
• 7 标准化,制度化,KJ法
• 8 在下一个改进机会中重新使用PDCA循环
• CHECK
• 6 排列图法,控制图法,系统图法,过程言：2产品质量波动
1、正常波动 正常波动是由随机原因引起的产品质量波动。这些随机 因素在生产过程中大量存在，对产品质量经常发生影响，但 它所造成的质量特性值波动往往比较小。一般情况下这些质 量波动在生产过程中是允许存在的，所以称为正常波动。
PPT文档演模板
常用质量工具第八讲
5、研究取样和试验方法，确定合理的试验方案 用于这方面和统计技术有：抽样方法、抽样检验、实验 设计、可靠性试验等。
PPT文档演模板
常用质量工具第八讲
6、发现质量问题，分析和掌握质量数据的分布状况和动 态变化
用于这方面的统计技术有：频数直方图、控制图、散布图、 排列图等。
7、描述质量形成过程 用于这方面的统计技术有流程图、控制图等。
PPT文档演模板
常用质量工具第八讲
•图1-13 排列图的形式
PPT文档演模板
1、排列图的作图步骤
（1）一般指不合格项目、废 品件数、消耗工时等等。
（2）收集与整理数据 可按废品项目、缺陷项目，
不同操作者等进行分类。列表汇 总每个项目发生的数量即频数fi， 按大小进行排列。
（3）计算频数fi 、频率Pi %、 累计频率Fi等。
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常用质量工具第八讲
【例1-3】 某化工厂对十五台尿素塔焊缝缺陷所需工时进行 统计分析，如表1-9。
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（二）真实验设计的特点
能够随机的选取并分配被试，能够在有 效控制无关因素干扰的基础上操纵自变 量的变化，能够精确的测量因变量的变 化。
（三）实验设计的基本类型
根据被试是否接受所有的实验处理： 被试内设计 被试间设计 混合设计 根据实验中要操纵变量的多少： 单因素实验设计 多因素实验设计 根据控制无关变量的方法： 完全随机设计 随机区组设计
分析： （1）两控制组相比，前测对实验没有影响； （2）在此基础上比较两个实验组，可以得出前测与处理交互作 用可以提高语文成绩10分； （3）仅考察控制组1，说明历史、成熟或回归的贡献是10分； （4）比较实验组2与控制组2，可以得出单纯训练本身能提高语 文成绩（贡献为10分）的结论。 （5）因为O2 > O1, O2 > O4, O5 > O6, O5>O3,所以能有更充分 的理由认为实验处理对因变量的影响.
问题情境四：不同照明条件与噪音条件对工作效率的影响研究
照明条件定为明、暗两种水平，噪音条件为高、低两种水平，两种因素 组合水平为4种：明高、明低、暗高、暗低。每种实验处理准备要30人，从某 工厂随机选出120名工人，随机将他们分为4个组，每组30人，然后每组随机 指定接受1种处理，见下面安排表：
明高 第1组
EX Mood State Group
A1 Mood induced at learning Mood induced at recall happy A2 sad A3 neutral A4 happy A5 Sad
happy
sad
neutral
sad
happy
Question 1 该研究的自变量？自变量 有几个水平？该研究的因变量？ Question 2 该研究设计与问题情境一 有何不同？ Question 3 应采用什么样的统计方法 进行差异显著性检验？
1 实验组控制组后测设计
特点：只有一个自变量，且只有两个水平，每 组被试只接受一种实验处理。或一组接受实验 处理，一组不接受实验处理。 设计模式： R1 X O1 R2 O2 统计分析：独立组t检验
研究结果
表1 不同照明条件下工作效率比较
组别
高照明度组 低照明度组
人数
30
制造零件数（个）
问题情境一
研究2种照明条件下工人车零件的效率。被试60人，随机分 为2组，每组30人，每组被试分别接受1种处理，见下表：
组 X 组 Y
高照明度 X
低照明度 Y
Question 1 该研究的自变量？因变量？ Question 2 该研究的设计类型？ Question 3 应采用什么样的统计方法 进行差异显著性检验？
2 实验组控制组多组后测设计
特点：只有一个自变量，但有两个以上水平，每组被 试只接受一种实验处理。 设计模式： R1 X1 O1 R2 X2 O2 R3 X3 O3
… … …
Rn Rn+1
Xn
On On+1
统计分析: 单因素完全随机设计（组间）方差分析 （one way ANOVA)
三、几种常用的实验设计
单因素完全随机设计 多因素完全随机设计 单因素随机区组设计 多因素随机区组设计
（一）单因素完全随机设计
特点：只有一个自变量，采用随机化的 方法分配被试到自变量的不同水平上。 主要类型： 实验组控制组后测设计 实验组控制组多组后测设计 实验组控制组前测后测设计 所罗门四组设计
N 1 2 3 4 5 Total 10 10 10 10 10 50
Mean 10.40 9.90 9.30 6.10 6.20 8.38
Maximum 14 14 13 10 9 14
研究结果
ANOVA recall Sum of Squares 171.880 245.900 417.780 df 4 45 49 Mean Square 42.970 5.464 F 7.864 Sig. .000
78.6513.24
统计检验
t＝3.876**
30 67.55 17.12
问题情境二
为了解情绪对个体名词回忆量的影响, 研究者 随机选择了50名大学生来进行实验, 男女比例 各半. 然后将50人随机等分派到五组，分别接 受短文来诱发其情绪，然后让他们学习15个常 用的名词。24小时后，再次诱发其情绪，请其 回忆所记得的名词。实验结果如下:
集中识字 严肃 轻松 和 8 20 12 14 10 (64)
分散识字 17 21 20 17 20 (95)
和 159
39 26 31 45 40 (181) 32 23 28 25 29 (137) 318 245 232 477
实验目的：不同的教学方法（A）和不同的教 学态度（B）对儿童识字教学的影响。 实验假设：教学方法和教学态度对儿童识字教 学有影响 实验自变量：自变量A教学方法；自变量B 教 学态度： 实验因变量：识字量 设计类型： 2×2因素设计 结果分析：采用多因素方差分析
Between Groups Within Groups Total
表2 不同情绪状态下的回忆量比较M(SD)
情绪状态 1 2 3 4 5 回忆量 10.40(2.37) 9.60 (2.60) 9.30(2.31) 6.10(2.42) 6.20(1.93)
F
7.86***
注：*表示p<0.05;**表示p<0.01;***表示p<0.001
4 实验设计的分类
真实验
按实验设计控制的严密程度
准实验 前实验
二、真实验设计
（一）基本逻辑
根据随机化的原则把被试分配到不同的实验条件中 去，所形成的这些组具有同质性或是等组 （equivalent groups）；这些组在相同的条件下 完成相同的任务，他们的成绩在统计上应该是相等 的。如果这些组的成绩有所差异，则可以推论这些 差异是由于不同的实验条件造成的。
思考:实验组控制组后测设计的优缺点?
问题情境报纸标题 预测报道内容的能力. 方法:随机抽取46名中学生将他们分成实验组 和控制组.在接受训练前,要求学生阅读20个文 章标题并预测其内容.然后对实验组进行为期3 周的阅读教学训练,训练结束后两组接受后测 训练,即读20个标题预测所报道的内容.
Question 1 该研究的自变量？因变量？ Question 2 该研究的设计类型？与问题情境 二有何差别? Question 3 应采用什么样的统计方法进行差 异显著性检验？
3 实验组控制组前测后测设计
特点：只有一个自变量，有两个以上水平，每组被试 只接受一种实验处理。实验组和控制组均进行了两次 前测和后测. 设计模式：
要操纵或控制变量，人为创设一定的情景。 基本目的在于揭示变量之间的因果关系 有严格的实验设计，包括被试选择、研究材 料、工具、实验程序、设计分析方法等。
举例：学生的学习动机对学生学习的影响
3 实验设计的含义及评价
(1)含义:实验设计是指为了验证实 验假设，在科学实验前作出控制实 验条件和安排实验程序的具体计划。
设计形式：A×B因素设计，也可称2×2因素设计 A×B×C因素设计，也可称2×2×3因 素设计。
（二）多因素完全随机设计
统计分析
多因素方差分析
分析中的相关概念
因素、水平与因素设计 主效应和交互作用
1 因素与水平
因素（factor）就是指实验中的自变量。 实验中只有一个自变量的称为单因素实 验。 因素的类别称为水平（level），水平可 以是定量的，如“年龄”、“声音的强 度”等，也可以是定性的，如“性别”、 “人格类型”等。
明低
暗高
暗低
第2组
第3组
第4组
Question 1 该研究有几个自变量？分别有 几个水平？该研究的因变量？ Question 2 该研究设计有何特点？ Question 3 应采用什么样的统计方法进行 差异显著性检验
（二）多因素完全随机设计
特点：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； 被试随机地分配到各个处理的组合中。
R1 R2
O1 O2
X
O3 O4
统计分析: 独立样本t检验和单样本的协方差分析
协方差分析:是关于如何调节协变量对因 变量的影响效应，从而更加有效地分析 实验处理效应的一种统计技术，也是对 实验进行统计控制的一种综合方差分析 和回归分析的方法 .
4 所罗门四组设计
设计的模式：
R R R R O1 X O3 X O2 O4 O5 O6
设计的统计分析：以是否作了前测作为一个
自变量，是否接受处理作为第二个自变量，作 2×2的双因素方差分析。这样可以检验前测和 实验的主效应以及实验处理和前测的交互作用。
所罗门设计的优缺点
优点：（1）可以考察测验、历史、成熟等因
素对因变量的影响；（2）实验者可以对四个 组的实验数据进行多种比较，从而有更充分的 理由推断，结果的差异是由实验处理造成的； 是一种较为理想的研究设计。 局限：它需要更多的组来完成实验，而往往 比较难找到四个等组的被试，在实际中应用较 少。
研究结果
Descriptives recall Std. Deviation Std. Error 2.366 .748 2.601 .823 2.312 .731 2.424 .767 1.932 .611 2.920 .413 95% Confidence Interval for Mean Lower Bound Upper Bound Minimum 8.71 12.09 7 8.04 11.76 6 7.65 10.95 6 4.37 7.83 3 4.82 7.58 3 7.55 9.21 3