实验研究-PPT课件精选全文完整版
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知识，它包括从问题的提出、假说的形成、 变量的选择等一直到结果的分析、论文的 写作这一系列内容。着重于解决研究的全 过程。
• 狭义实验设计：特指实验实施处理的一个
计划方案以及与计划方案有关的统计分析。 着重于解决从如何建立统计假说到做出结 论这一段。
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一、前实验设计及结果分析
前实验是最原始的一种实验研究，它对任何变量都 没有控制，研究效度很低。但由于它具备实验研究 的二个基本元素：实验处理与测量，而成为其它实 验研究的基础。
Ol O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8
31
（三）相等时间样本设计
形式：——A 测○1 ×B 测○2 ——A 测○3 ×B 测○4
注：A是测量基线阶段，获得基线水平；B是实验处理阶段。
是指对一组被试抽取两个相等的时间样本，前一 个时间样本里不出现实验变量，而在另一个时间 样本里出现实验变量。
准实验设计运用原始群体（比如一个班级、一个 部门、一个小组）作为被试，而不是随机安排被 试进行处理，一般无法对被试进行随机取样，这 样虽然可以设立控制组，但却都是静态的或不相 等的。尽管如此，但准实验设计力图通过程序的 改变尤其是测量的调整来提高它对无关变量的控 制能力。
28
（一）非等控制组前后测设计
课题选择与问题提出 实验设计的确定 数据的采集与分析 撰写论文并发表
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第二节 实验研究的类型
按实验场地：实验室实验与现场实验 按自变量的数量：单因素与多因素实验 按实验设计不同水平：前实验、真实验、准实验
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第三节 实验研究的设计方法
• 广义实验设计：指科学研究的一般程序的
控制组 RG2 —— 后测○2 优点：采用了随机取样的方法，有效地控制了选
择、选择与成熟交互作用等无关变量对实验结果 的干扰；在实验处理之前没有前测，可避免练习 效应的影响；控制组的设置控制了历史、成熟、 测验和统计回归等无关变量的影响。 局限性：因为没有前测，因而不能进行实验处理 前后差异的比较。 统计思路：应使用独立样本t检验对○1和○2做差 异检验。
第二篇 科研课题的选择、确定与研究设计
第九章 实验研究
a 第一节 实验研究概述 a 第二节 实验研究的类型 a 第三节 实验研究的设计方法 a 第四节 实验研究的结果分析 a 第五节 实验研究的评价
下页
第一节 实验研究概述
一、实验研究的含义
实验研究（experiment research）是指在观察 和调查的基础上，对研究的某些变量进行操纵和控 制，创设一定情景，以探求心理现象的原因、发展 规律的研究方式，其目的在于揭示变量之间的因果 关系。
实验者对三类变量的控制关系
（二）前测和后测
在实验因素未对实验对象施加作用之前，事先对 因变量进行测量，即前测；在实验因素对实验对象施 加作用之后所进行测量，即后测。如下图所示
前测（因变量Y）
引入自变量X
后测（因变量Y'）
比较测量的两次结果
（三）实验组和控制组
❖ 利用随机取样或匹配选择而形成的两个条件相等 的样本组，其中一组接受实验因素的作用，即实 验组。另外一组将不接受实验因素的作用，只作 为比较标准，即控制组。
注意：在进行相等时间样本设计实验研究 时同样要注意基线的确定，即在A阶段的测 量。在每次实施实验处理前都要保证被试 行为反应的稳定性，方能确定被试的行为 变化源于实验处理。
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自然观察与实验研究的区别
第一节 实验研究概述
二、实验研究的基本要素
自变量、因变量和额外变量 前测与后测 实验组与控制组 假设
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（一）自变量、因变量和额外变量
如在训练鸽子绿灯亮时啄键、红灯亮时停止的 实验中，对作出正确反应的鸽子给予玉米的奖励。
自变量：灯的颜色——红色或绿色， 因变量：鸽子啄键次数， 额外变量：食物剥夺时间、键的大小、红灯绿灯 的强度等。
单组后测设计： 单组前后测设计： 静态组比较设计：
一、前实验设计及结果分析
（一）单组后测设计
形式：G × 后测○ 过程：对一组被试实施实验处理，然后再对这组被
试进行观测，以评价实验处理的效应。 局限性：没有控制无关变量的干扰和影响，因而难
以下结论认为实验处理引起了实验结果。
15
一、前实验设计及结果分析
被试内设计需采用重复测量方差分析进行统计处理。
24
不同照明条件对工作效率的影响研究：
研究3种照明条件下工人车零件的效率。被试30人，每个被试接 受全部3种处理。为了消除顺序误差，需要将3种处理作拉丁方设 计以使顺序得到平衡。因此，要将被试分为3个小组，每小组被 试分别接受1种顺序的3种处理：
顺序小组1
统计检验
高明度组 中等明度组 低明度组
78.6513.24 57.5514.12 67.5517.12
F＝7.876**
三、准实验设计及其统计思路
准实验设计：是介于前实验设计和真实验设计之 间的实验设计，它对无关变量的控制比前实验设 计要更严格一些，能对一部分无关变量进行控制， 但却不如真实验设计对无关变量控制的充分和广 泛。
①
②
③
顺序小组2 ③③
①
注： ①表示高照明度 ②表示中照明度 ③表示低照明度
不同照明条件对工作效率的影响研究：
研究3种照明条件下工人车零件的效率。被试30人，每个被试接受全部3 种处理。为了消除顺序误差，需要将3种处理作拉丁方设计以使顺序得到平 衡。因此，要将被试分为3个小组，每小组被试分别接受1种顺序的3种处 理：
统计思路：应使用独立样本t检验。
17
二、真实验设计及结果分析
真实验设计：即通常所说的实验设计。 本质特征：内部效度高。对影响内部效度的
无关变量采取了严格的控制并有效地操纵研 究变量。 实验设计中综合采取了随机取样、前测和控 制组等手段。
根据被试接受实验处理的分组情况可将真实验划为：
被试间实验设计：指实验中每个（组）被 试只接受一种自变量水平或自变量水平的 结合。
商、性别、年龄等）来比较两个静态组，如果两个组是相等 的，或偏差不至于影响实验结果，则可以开始实验。
局限性：如果通过比较发现两个组的前测是不相等的，则必 须寻找另外的设计。
统计思路：对前测的○1—○3和后测的○2—○4，都分别是
采用独立样本t检验。
29
（一）非等控制组前后测设计
说明：前测在真实验前后测设计中与准实 验前后测设计中作用是不同的。
形式：实验组 G1 前测○1 × 后测○2
控制组 G2 前测○3 —— 后测○4
优点：由于设置了控制组和前后测的结合，就控制了历史、 成熟、测验等因素。
无关变量的控制：由于实验组与控制组不是随机选取，所以 可能存在取样偏差，要解决这个问题只能通过用前测来保证 在因变量上静态组之间是相等的。研究者通过前测分数 （○1—○3）比较和一些对实验处理有潜在影响的变量（智
（三）实验组和控制组
（四）假设
❖ 实验假设是用来说明某种现象尚未得到证实的论 断。实验研究不同于描述性的研究方法，其最大 的特点就是能够对因果关系进行比较准确的定位， 能够对各种可能的因果关系进行检验，并进行选 择。因此，实验研究首先要有一个或几个有待检 验的假设。
第一节 实验研究概述
三、实验研究的程序
16
一、前实验设计及结果分析
（三）静态组比较后测设计
形式：实验组G1 × 后测○1 控制组G2 —— 后测○2
过程：与接受实验处理的实验组相对照，设置了一个不接 受实验处理的控制组，比较两组后测的结果，以分析实验 处理的效应。
优点：使历史、测量工具和统计回归等因素的影响都得到 了控制。
局限性：实验组和控制组被试的选取和分配不是随机的， 而且没有前测，这样就导致了实验组与控制组后测结果的 差异不能肯定地归因于实验处理。
（二）单组前后测设计
形式：G 前测○1 × 后测○2 过程：通过前测可以获得所抽取样本的最初水平
或心理特征，与后测结果进行比较，以分析实验 处理的效应。 局限性：后测表现出来的变化可能是由于练习效 应造成的，也可能是实验过程中的历史、成熟等 干扰因素带来的，研究结论仍缺乏可靠性。 统计思路：应使用配对（相关）样本t检验
23
（二）被试内设计
被试内设计(within-subjects design)是指通过观 察和测量同一个被试接受所有处理条件，比较两个 或更多的不同处理条件。被试内实验设计通常也叫 做重复测量设计(repeated-measures design)。 因为每个被试参与所有的实验处理，使实验处理之 间有相关，因此又可称为相关组设计。
理的效果进行了两次检验，可以确认实验处理的效 果；还可以检验测验与实验处理的交互作用。是一 种比较完善的真实验设计，对无关变量的控制比较 全面，实验的内部效度和外部效度都很高。 局限性：唯一不足的是在于四组同质的被试较难选 取，实验程序也比较复杂。 统计思路：对于比较○2—○4，○5—○6，○1— ○3要使用独立样本t检验；○2—○1，○4—○3要 使用配对样本t检验；若想比较有无前测与实验处 理的交互作用，就需要做方差分析，其自变量是： 前测A（有、无）、实验处理B（有、无），因变 量是四次后测的结果，方差分析应采用2×2两因素 方差分析。
20
（一）被试间设计
2. 实验组控制组（等组）前后测设计 形式：实验组 RG1 前测○1 × 后测○2
控制组 RG2 前测○3 —— 后测○4 优点：可以对实验组前后测的差异（○2—○1）和控
制组前后测的差异（○4—○3）进行比较。同时还具 有后测设计的其他优点。 局限性：前测可能导致练习效应，对结果产生影响。 统计思路：可以先比较实验组与控制组的前测 （○1—○3），如果二者基本相等，就可以比较后测 （○2—○4），这时应使用独立样本t检验；反之， 就要比较实验组和控制组各自前后测的变化的幅度， 即（○2—○1）与（○4—○3）的比较，这时应使用 配对（相关）样本t检验。如果有多个实验处理组， 可以用方差分析。
被试内实验设计：指由一个被试接受所有 的自变量水平或自变量水平的结合，它是 重复测量实验设计的一种形式（完全重复 测量）。
混合实验设计：指在一个实验设计中既有 被试内自变量，又有被试间自变量，它属 于多因素实验设计。
19
（一）被试间设计
1. 实验组控制组（等组）后测设计 形式：实验组 RG1 × 后测○1
优点：通过比较多次测量的差异，检验实验处理 的效果，也可以对实验安排的顺序效应进行分析； 有效地控制了历史因素的影响，其内部效度较高。
局限性：其外部效度可能受到实验安排的霍桑效 应、重复测量的练习效应、疲劳效应的影响。
32
（三）相等时间样本设计
适用情况：一般适用于一次实验处理对被 试心理、行为只有暂时影响的研究。某些 研究为了检查行为矫正或心理治疗的效果 时常用这种设计，这种研究也通常应用于 小样本研究中。
真实验的前测：只是为评估实验处理的变 化提供一个基线，或者是为了在随机抽样 之外进一步控制被试选择的偏差，因此， 在真实验的情况下，由于随机取样和设置 控制组，前测可以省略。
准实验的前测：是必要的，只有通过前测 才能控制被试的选择偏差。
30
（二）时间序列设计
它是指实施处理前和实施处理后都进行一系列 的观测的研究设计。标准的时间序列研究是指先进 行一系列的观测，接着引入一种处理或者加入其他 事件，然后再进行第二个系列的观测。时间序列设 计的目的是通过比较处理前和处理后的观测值来评 估干预处理或事件的影响。其设计模式如下：
姓名
原始数据表 高照明度工效 中等照明度工效 低照明度工效
1 张明 56 2 刘修 67 3 刘冬 53 4 黄卫 61 5 李家 45
…… 27 张岩 68
64
43
68
52
70
47
74
58
59
43
71
65
不同照明条件对工作效率影响研究结果的正式表格与统计分析
不同照明条件下工作效率比较
照明条件
制造零件数
21
（一）被试间设计
3. 所罗门四组设计
形式：实验组1 RG1 前测○1 × 后测○2
控制组1 RG2 前测○3 —— 后测○4
实验组2 RG3
× 后测○5
控制组2 RG4
—— 后测○6
将后测设计和前后测设计加以合并，因而 又称“重叠实验设计”。
22
3. 所罗门四组设计 优点：除了具有上述两种设计的优点外，对实验处
• 狭义实验设计：特指实验实施处理的一个
计划方案以及与计划方案有关的统计分析。 着重于解决从如何建立统计假说到做出结 论这一段。
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一、前实验设计及结果分析
前实验是最原始的一种实验研究，它对任何变量都 没有控制，研究效度很低。但由于它具备实验研究 的二个基本元素：实验处理与测量，而成为其它实 验研究的基础。
Ol O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8
31
（三）相等时间样本设计
形式：——A 测○1 ×B 测○2 ——A 测○3 ×B 测○4
注：A是测量基线阶段，获得基线水平；B是实验处理阶段。
是指对一组被试抽取两个相等的时间样本，前一 个时间样本里不出现实验变量，而在另一个时间 样本里出现实验变量。
准实验设计运用原始群体（比如一个班级、一个 部门、一个小组）作为被试，而不是随机安排被 试进行处理，一般无法对被试进行随机取样，这 样虽然可以设立控制组，但却都是静态的或不相 等的。尽管如此，但准实验设计力图通过程序的 改变尤其是测量的调整来提高它对无关变量的控 制能力。
28
（一）非等控制组前后测设计
课题选择与问题提出 实验设计的确定 数据的采集与分析 撰写论文并发表
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第二节 实验研究的类型
按实验场地：实验室实验与现场实验 按自变量的数量：单因素与多因素实验 按实验设计不同水平：前实验、真实验、准实验
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第三节 实验研究的设计方法
• 广义实验设计：指科学研究的一般程序的
控制组 RG2 —— 后测○2 优点：采用了随机取样的方法，有效地控制了选
择、选择与成熟交互作用等无关变量对实验结果 的干扰；在实验处理之前没有前测，可避免练习 效应的影响；控制组的设置控制了历史、成熟、 测验和统计回归等无关变量的影响。 局限性：因为没有前测，因而不能进行实验处理 前后差异的比较。 统计思路：应使用独立样本t检验对○1和○2做差 异检验。
第二篇 科研课题的选择、确定与研究设计
第九章 实验研究
a 第一节 实验研究概述 a 第二节 实验研究的类型 a 第三节 实验研究的设计方法 a 第四节 实验研究的结果分析 a 第五节 实验研究的评价
下页
第一节 实验研究概述
一、实验研究的含义
实验研究（experiment research）是指在观察 和调查的基础上，对研究的某些变量进行操纵和控 制，创设一定情景，以探求心理现象的原因、发展 规律的研究方式，其目的在于揭示变量之间的因果 关系。
实验者对三类变量的控制关系
（二）前测和后测
在实验因素未对实验对象施加作用之前，事先对 因变量进行测量，即前测；在实验因素对实验对象施 加作用之后所进行测量，即后测。如下图所示
前测（因变量Y）
引入自变量X
后测（因变量Y'）
比较测量的两次结果
（三）实验组和控制组
❖ 利用随机取样或匹配选择而形成的两个条件相等 的样本组，其中一组接受实验因素的作用，即实 验组。另外一组将不接受实验因素的作用，只作 为比较标准，即控制组。
注意：在进行相等时间样本设计实验研究 时同样要注意基线的确定，即在A阶段的测 量。在每次实施实验处理前都要保证被试 行为反应的稳定性，方能确定被试的行为 变化源于实验处理。
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自然观察与实验研究的区别
第一节 实验研究概述
二、实验研究的基本要素
自变量、因变量和额外变量 前测与后测 实验组与控制组 假设
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（一）自变量、因变量和额外变量
如在训练鸽子绿灯亮时啄键、红灯亮时停止的 实验中，对作出正确反应的鸽子给予玉米的奖励。
自变量：灯的颜色——红色或绿色， 因变量：鸽子啄键次数， 额外变量：食物剥夺时间、键的大小、红灯绿灯 的强度等。
单组后测设计： 单组前后测设计： 静态组比较设计：
一、前实验设计及结果分析
（一）单组后测设计
形式：G × 后测○ 过程：对一组被试实施实验处理，然后再对这组被
试进行观测，以评价实验处理的效应。 局限性：没有控制无关变量的干扰和影响，因而难
以下结论认为实验处理引起了实验结果。
15
一、前实验设计及结果分析
被试内设计需采用重复测量方差分析进行统计处理。
24
不同照明条件对工作效率的影响研究：
研究3种照明条件下工人车零件的效率。被试30人，每个被试接 受全部3种处理。为了消除顺序误差，需要将3种处理作拉丁方设 计以使顺序得到平衡。因此，要将被试分为3个小组，每小组被 试分别接受1种顺序的3种处理：
顺序小组1
统计检验
高明度组 中等明度组 低明度组
78.6513.24 57.5514.12 67.5517.12
F＝7.876**
三、准实验设计及其统计思路
准实验设计：是介于前实验设计和真实验设计之 间的实验设计，它对无关变量的控制比前实验设 计要更严格一些，能对一部分无关变量进行控制， 但却不如真实验设计对无关变量控制的充分和广 泛。
①
②
③
顺序小组2 ③③
①
注： ①表示高照明度 ②表示中照明度 ③表示低照明度
不同照明条件对工作效率的影响研究：
研究3种照明条件下工人车零件的效率。被试30人，每个被试接受全部3 种处理。为了消除顺序误差，需要将3种处理作拉丁方设计以使顺序得到平 衡。因此，要将被试分为3个小组，每小组被试分别接受1种顺序的3种处 理：
统计思路：应使用独立样本t检验。
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二、真实验设计及结果分析
真实验设计：即通常所说的实验设计。 本质特征：内部效度高。对影响内部效度的
无关变量采取了严格的控制并有效地操纵研 究变量。 实验设计中综合采取了随机取样、前测和控 制组等手段。
根据被试接受实验处理的分组情况可将真实验划为：
被试间实验设计：指实验中每个（组）被 试只接受一种自变量水平或自变量水平的 结合。
商、性别、年龄等）来比较两个静态组，如果两个组是相等 的，或偏差不至于影响实验结果，则可以开始实验。
局限性：如果通过比较发现两个组的前测是不相等的，则必 须寻找另外的设计。
统计思路：对前测的○1—○3和后测的○2—○4，都分别是
采用独立样本t检验。
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（一）非等控制组前后测设计
说明：前测在真实验前后测设计中与准实 验前后测设计中作用是不同的。
形式：实验组 G1 前测○1 × 后测○2
控制组 G2 前测○3 —— 后测○4
优点：由于设置了控制组和前后测的结合，就控制了历史、 成熟、测验等因素。
无关变量的控制：由于实验组与控制组不是随机选取，所以 可能存在取样偏差，要解决这个问题只能通过用前测来保证 在因变量上静态组之间是相等的。研究者通过前测分数 （○1—○3）比较和一些对实验处理有潜在影响的变量（智
（三）实验组和控制组
（四）假设
❖ 实验假设是用来说明某种现象尚未得到证实的论 断。实验研究不同于描述性的研究方法，其最大 的特点就是能够对因果关系进行比较准确的定位， 能够对各种可能的因果关系进行检验，并进行选 择。因此，实验研究首先要有一个或几个有待检 验的假设。
第一节 实验研究概述
三、实验研究的程序
16
一、前实验设计及结果分析
（三）静态组比较后测设计
形式：实验组G1 × 后测○1 控制组G2 —— 后测○2
过程：与接受实验处理的实验组相对照，设置了一个不接 受实验处理的控制组，比较两组后测的结果，以分析实验 处理的效应。
优点：使历史、测量工具和统计回归等因素的影响都得到 了控制。
局限性：实验组和控制组被试的选取和分配不是随机的， 而且没有前测，这样就导致了实验组与控制组后测结果的 差异不能肯定地归因于实验处理。
（二）单组前后测设计
形式：G 前测○1 × 后测○2 过程：通过前测可以获得所抽取样本的最初水平
或心理特征，与后测结果进行比较，以分析实验 处理的效应。 局限性：后测表现出来的变化可能是由于练习效 应造成的，也可能是实验过程中的历史、成熟等 干扰因素带来的，研究结论仍缺乏可靠性。 统计思路：应使用配对（相关）样本t检验
23
（二）被试内设计
被试内设计(within-subjects design)是指通过观 察和测量同一个被试接受所有处理条件，比较两个 或更多的不同处理条件。被试内实验设计通常也叫 做重复测量设计(repeated-measures design)。 因为每个被试参与所有的实验处理，使实验处理之 间有相关，因此又可称为相关组设计。
理的效果进行了两次检验，可以确认实验处理的效 果；还可以检验测验与实验处理的交互作用。是一 种比较完善的真实验设计，对无关变量的控制比较 全面，实验的内部效度和外部效度都很高。 局限性：唯一不足的是在于四组同质的被试较难选 取，实验程序也比较复杂。 统计思路：对于比较○2—○4，○5—○6，○1— ○3要使用独立样本t检验；○2—○1，○4—○3要 使用配对样本t检验；若想比较有无前测与实验处 理的交互作用，就需要做方差分析，其自变量是： 前测A（有、无）、实验处理B（有、无），因变 量是四次后测的结果，方差分析应采用2×2两因素 方差分析。
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（一）被试间设计
2. 实验组控制组（等组）前后测设计 形式：实验组 RG1 前测○1 × 后测○2
控制组 RG2 前测○3 —— 后测○4 优点：可以对实验组前后测的差异（○2—○1）和控
制组前后测的差异（○4—○3）进行比较。同时还具 有后测设计的其他优点。 局限性：前测可能导致练习效应，对结果产生影响。 统计思路：可以先比较实验组与控制组的前测 （○1—○3），如果二者基本相等，就可以比较后测 （○2—○4），这时应使用独立样本t检验；反之， 就要比较实验组和控制组各自前后测的变化的幅度， 即（○2—○1）与（○4—○3）的比较，这时应使用 配对（相关）样本t检验。如果有多个实验处理组， 可以用方差分析。
被试内实验设计：指由一个被试接受所有 的自变量水平或自变量水平的结合，它是 重复测量实验设计的一种形式（完全重复 测量）。
混合实验设计：指在一个实验设计中既有 被试内自变量，又有被试间自变量，它属 于多因素实验设计。
19
（一）被试间设计
1. 实验组控制组（等组）后测设计 形式：实验组 RG1 × 后测○1
优点：通过比较多次测量的差异，检验实验处理 的效果，也可以对实验安排的顺序效应进行分析； 有效地控制了历史因素的影响，其内部效度较高。
局限性：其外部效度可能受到实验安排的霍桑效 应、重复测量的练习效应、疲劳效应的影响。
32
（三）相等时间样本设计
适用情况：一般适用于一次实验处理对被 试心理、行为只有暂时影响的研究。某些 研究为了检查行为矫正或心理治疗的效果 时常用这种设计，这种研究也通常应用于 小样本研究中。
真实验的前测：只是为评估实验处理的变 化提供一个基线，或者是为了在随机抽样 之外进一步控制被试选择的偏差，因此， 在真实验的情况下，由于随机取样和设置 控制组，前测可以省略。
准实验的前测：是必要的，只有通过前测 才能控制被试的选择偏差。
30
（二）时间序列设计
它是指实施处理前和实施处理后都进行一系列 的观测的研究设计。标准的时间序列研究是指先进 行一系列的观测，接着引入一种处理或者加入其他 事件，然后再进行第二个系列的观测。时间序列设 计的目的是通过比较处理前和处理后的观测值来评 估干预处理或事件的影响。其设计模式如下：
姓名
原始数据表 高照明度工效 中等照明度工效 低照明度工效
1 张明 56 2 刘修 67 3 刘冬 53 4 黄卫 61 5 李家 45
…… 27 张岩 68
64
43
68
52
70
47
74
58
59
43
71
65
不同照明条件对工作效率影响研究结果的正式表格与统计分析
不同照明条件下工作效率比较
照明条件
制造零件数
21
（一）被试间设计
3. 所罗门四组设计
形式：实验组1 RG1 前测○1 × 后测○2
控制组1 RG2 前测○3 —— 后测○4
实验组2 RG3
× 后测○5
控制组2 RG4
—— 后测○6
将后测设计和前后测设计加以合并，因而 又称“重叠实验设计”。
22
3. 所罗门四组设计 优点：除了具有上述两种设计的优点外，对实验处