1、第七章 實(shí)驗(yàn)法 體育科學(xué)研究方法編寫組 科學(xué)的真理不應(yīng)該在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)中和以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的理論中去找。（意大利）伽利略學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解實(shí)驗(yàn)法的基本特點(diǎn)。2.熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。3.掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。4.了解控制實(shí)驗(yàn)內(nèi)部效度的常見方法。5.學(xué)會(huì)常見的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。目 錄第一節(jié)實(shí)驗(yàn)法概述第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)研究的程序第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)研究計(jì)劃的基本內(nèi)容第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則第五節(jié) 實(shí)驗(yàn)的效度第六節(jié) 常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)法概述 實(shí)驗(yàn)法是指研究者按照研究目的，充分地控制實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，創(chuàng)設(shè)一定的實(shí)驗(yàn)條件，科學(xué)地選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以確立自變量與因變量（反應(yīng)變量）之間的因果關(guān)系的

2、一種研究方法。一、實(shí)驗(yàn)的基本要素與實(shí)驗(yàn)的基本條件 自變量（實(shí)驗(yàn)處理） 實(shí)驗(yàn)對(duì)象（被試） 因變量（觀測(cè)指標(biāo)）（一）實(shí)驗(yàn)的基本要素1.自變量（1）多數(shù)自變量是可以被研究者操縱的；（2）自變量的變化主要有以下幾種方式： 不同種類的自變量，如運(yùn)動(dòng)與營養(yǎng)補(bǔ)劑； 某種自變量的出現(xiàn)與不出現(xiàn)， 如采用有氧運(yùn) 動(dòng)模型和不運(yùn)動(dòng)； 同一種自變量的不同水平。（3）實(shí)驗(yàn)自變量的水平或類型有時(shí)被稱為實(shí)驗(yàn)處理。表7-1 實(shí)驗(yàn)處理舉例實(shí)驗(yàn)變量可能的水平動(dòng)物的服藥量5g10g15g體育教學(xué)的教學(xué)方法分組教學(xué)集體教學(xué)個(gè)別化教學(xué)訓(xùn)練時(shí)間（每天）15分鐘30分鐘60分鐘治療類型只用藥物只鍛煉藥物和鍛煉混合2.實(shí)驗(yàn)對(duì)象（1）實(shí)驗(yàn)對(duì)象是

3、研究者設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)處理的對(duì)象、應(yīng)用范圍等。（2）研究者操縱和控制自變量是通過對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理實(shí)現(xiàn)的。（3）實(shí)驗(yàn)對(duì)象是接受實(shí)驗(yàn)處理的參與者，通常稱之為被試。3.因變量（1）研究所測(cè)量的變量就是因變量。 因變量是由自變量引起變化的變量，所以自變量也被稱作原因變量，因變量則被稱為結(jié)果變量。 實(shí)驗(yàn)研究的中心目標(biāo)是探討變量之間的因果關(guān)系，其基本內(nèi)同是考察自變量對(duì)因變量的影響，即考察實(shí)驗(yàn)處理因素對(duì)因變量的影響。（2）在明確因變量的過程中，需要對(duì)因變量進(jìn)行界定，即給因變量下操作性定義，把抽象的變量轉(zhuǎn)化為可觀察的、可度量的觀測(cè)指標(biāo)。正式的實(shí)驗(yàn)包括兩個(gè)基本條件：第一，要使自變量產(chǎn)生變化。第二，要有比較，通過

4、比較自變量變化而產(chǎn)生的不同實(shí)驗(yàn)效應(yīng)來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)假設(shè)。 組間比較指實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組之間的比較方式。 組內(nèi)比較指每個(gè)或每組被試都接受所有的實(shí)驗(yàn)處理后，對(duì)同一個(gè)或同一組被試不同實(shí)驗(yàn)處理的效果之間進(jìn)行比較。 自身前后比較則是比較實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)處理前和實(shí)驗(yàn)處理結(jié)束后的數(shù)據(jù)。（二）實(shí)驗(yàn)的基本條件二、實(shí)驗(yàn)法的類型（一）實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)法與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)法是指僅限于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)方法。運(yùn)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)法是指直接在運(yùn)動(dòng)教學(xué)、訓(xùn)練場(chǎng)地進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)方法。（二）定性實(shí)驗(yàn)法與定量實(shí)驗(yàn)法定性實(shí)驗(yàn)法是指通過實(shí)驗(yàn)，根據(jù)事物的某些特征因素，判定事物的全部或部分屬性的實(shí)驗(yàn)方法。 定量實(shí)驗(yàn)法是指通過實(shí)驗(yàn)，以量化指標(biāo)反映事物變化的根本特征，

5、并進(jìn)而發(fā)現(xiàn)事物內(nèi)在規(guī)律的實(shí)驗(yàn)方法。（三）基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)法和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)法基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)法是指專門研究體育運(yùn)動(dòng)中基本理論問題的實(shí)驗(yàn)方法。應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)法是指有針對(duì)性地解決體育運(yùn)動(dòng)中當(dāng)前存在問題的實(shí)驗(yàn)方法。（四）單組實(shí)驗(yàn)法、對(duì)照組實(shí)驗(yàn)法和多組實(shí)驗(yàn)法按照組織形式不同，實(shí)驗(yàn)法可分為單組實(shí)驗(yàn)法、對(duì)照組實(shí)驗(yàn)法和多組實(shí)驗(yàn)法。第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)研究的程序點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)資料處理實(shí)驗(yàn)實(shí)施實(shí)驗(yàn)研究可分為：一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段1.根據(jù)研究目的確定研究問題。2.研究問題的確定是在分析總結(jié)前人或別人在已取得的成果和尚未解決的問題的基礎(chǔ)上，找出所要探索的研究課題的關(guān)鍵所在，或在實(shí)際研究工作中發(fā)現(xiàn)問

6、題，查閱有關(guān)文獻(xiàn)，建立假說。3.研究問題是自變量和因變量因果關(guān)系假設(shè)的體現(xiàn)。（一）明確研究目的，提出研究問題和研究假說（二）制訂研究計(jì)劃 為了利用有限的條件得到明確可靠的科學(xué)結(jié)論，在研究之前，應(yīng)針對(duì)研究目的、內(nèi)容、方法、觀察指標(biāo)等進(jìn)行深入的研究和思考，制訂切實(shí)可行的計(jì)劃，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的開展。（三）建方法和建模 建方法與建模（復(fù)制動(dòng)物模型）是進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)前的重要一步，是準(zhǔn)備物質(zhì)條件、建立主要實(shí)驗(yàn)技術(shù)和復(fù)制有關(guān)動(dòng)物模型的階段。通過這一階段，對(duì)該研究的實(shí)驗(yàn)對(duì)象（被試）、自變量（實(shí)驗(yàn)處理）和因變量（觀測(cè)指標(biāo)）有一個(gè)基本的了解。二、實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段（一）預(yù)實(shí)驗(yàn)1.預(yù)實(shí)驗(yàn)的主要作用： 通過小規(guī)模實(shí)驗(yàn)，估計(jì)假說成立

7、與否及其可能性大小，樣本量大小，估計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)間的長短，對(duì)原始假說、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)操作進(jìn)行必要的修改，如修正實(shí)驗(yàn)對(duì)象的數(shù)量，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和指標(biāo)，調(diào)整處理因素的強(qiáng)度或量等，完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，為正式實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。2.預(yù)實(shí)驗(yàn)不僅是對(duì)原始假說作初步探索和進(jìn)行非正式驗(yàn)證，還是對(duì)初步確定采取怎么樣的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟進(jìn)行學(xué)習(xí)。（二）正式實(shí)驗(yàn) 正式實(shí)驗(yàn)通常是在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，盡可能消除無關(guān)因素的影響，按照研究計(jì)劃按部就班、一絲不茍地進(jìn)行觀察和記錄，積累實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)研究假說做出肯定或否定的判斷。正式實(shí)驗(yàn)不僅要按照研究計(jì)劃和研究假說設(shè)定的觀察內(nèi)容和指標(biāo)進(jìn)行觀察，同時(shí)對(duì)可能出現(xiàn)的預(yù)期之外的現(xiàn)象進(jìn)行自發(fā)性、有效的觀察。

8、三、實(shí)驗(yàn)資料處理階段（一）整理、分析實(shí)驗(yàn)資料（二）撰寫實(shí)驗(yàn)研究論文（三）評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)研究成果第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)研究計(jì)劃的基本內(nèi)容一、明確研究目的（一）明確研究目的是進(jìn)行研究的前提，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)對(duì)象、研究范圍、觀察指標(biāo)等都是由研究目的來確定的。（二）對(duì)于一項(xiàng)具體的實(shí)驗(yàn)研究來說，應(yīng)該有明確而具體的研究目的：主攻方向是什么，近期目標(biāo)、遠(yuǎn)期目標(biāo)是什么，本研究要解決什么問題，得到何種預(yù)期結(jié)果，本研究的創(chuàng)新是什么。（三）一般來說，一項(xiàng)具體的實(shí)驗(yàn)研究，只能解決一兩個(gè)問題，不要涉及問題太多，避免貪大求全，影響工作質(zhì)量。（一）選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象 實(shí)驗(yàn)對(duì)象由研究目的和方法來確定，大致可分為人和動(dòng)物。二、確定實(shí)驗(yàn)對(duì)象 1.以人為實(shí)驗(yàn)對(duì)

9、象（1）需要明確納入標(biāo)準(zhǔn)，即實(shí)驗(yàn)對(duì)象的具體條件和要求。（2）同時(shí)明確規(guī)定不適宜做實(shí)驗(yàn)對(duì)象的排除標(biāo)準(zhǔn)。（3）不能妨礙實(shí)驗(yàn)對(duì)象的正常活動(dòng)。（4）實(shí)驗(yàn)要符合當(dāng)?shù)氐姆梢?guī)范和人文道德標(biāo)準(zhǔn)。2.以動(dòng)物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象 選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的一般原則主要有以下幾條：（1）盡量選擇功能、代謝、結(jié)構(gòu)及疾病性質(zhì)與人類相似的動(dòng)物。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不同品種、品系的特點(diǎn)選擇動(dòng)物。（3）根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的要求擇標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。（4）選擇、飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)物的年齡、體重、性別、生理狀態(tài)、健康狀況及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生活環(huán)境等可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素。（5）善待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，遵守3R原則（Reduction減少、Replacement替代、R

10、efinement優(yōu)化）。（二）獲得實(shí)驗(yàn)對(duì)象知情同意 任何涉及到人的研究都必須事先征得實(shí)驗(yàn)對(duì)象或其監(jiān)護(hù)人的書面或口頭同意后才能進(jìn)行，并且應(yīng)該說明用什么方法獲得實(shí)驗(yàn)對(duì)象的知情同意。（三）確定樣本量大小1.樣本量大小取決于：處理效果：指標(biāo)越靈敏，實(shí)驗(yàn)處理效果越明顯所需樣本量越小。系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差越小所需樣本量越小。同質(zhì)性：樣本的個(gè)體間差異越小，所需樣本量就越小。資料性質(zhì)：計(jì)數(shù)資料樣本量要大一些，計(jì)量資料則樣本量要小一些。2.具體的樣本量大小并沒有明確規(guī)定。實(shí)踐中，樣本量的估算可以根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)告或相關(guān)統(tǒng)計(jì)書上的公式進(jìn)行計(jì)算。3.一般來說，研究所用的樣本量需要在估算好的樣本量的基礎(chǔ)上少量增加一些，防止

11、研究過程中可能出現(xiàn)樣本丟失而造成樣本量不足。（四）明確實(shí)驗(yàn)對(duì)象代表的總體1.實(shí)驗(yàn)對(duì)象要代表研究總體。 絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)研究是通過樣本推斷總體，即從眾多實(shí)驗(yàn)對(duì)象的總體中抽取部分單位作為樣本進(jìn)行觀察研究，進(jìn)而說明總體情況。這些樣本是實(shí)驗(yàn)的具體參加者、被試，通過被試得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其外推程度同樣本特征與總體特征的相似程度有關(guān)。2.隨機(jī)抽樣是保證樣本代表總體的一種重要的方法，也是提高實(shí)驗(yàn)外部效度的一種重要方法。為了保證組間均衡性，在分組時(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)象也要進(jìn)行隨機(jī)分配。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，需要說明實(shí)驗(yàn)的抽樣方案和分組方案。三、確定實(shí)驗(yàn)處理因素（自變量）（一）實(shí)驗(yàn)處理因素是研究者依據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的，選擇并施加于被試，并使其

12、發(fā)生變化的作用突出的刺激因素，是實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)對(duì)象所不具備的某些內(nèi)容、結(jié)構(gòu)等因素。（二）實(shí)驗(yàn)處理因素可以是一個(gè)自變量不同的水平（單因素），也可以是多個(gè)自變量（多因素）。（三）將實(shí)驗(yàn)處理因素具體化，即明確規(guī)定和設(shè)計(jì)處理因素的內(nèi)容范圍、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、施加時(shí)間、施加程序、操作方法等，并力求使其規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，具有穩(wěn)定性、客觀性和可操作性，從而保證實(shí)驗(yàn)的可行性和有連續(xù)穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。四、確定觀測(cè)指標(biāo)（因變量）（一）指標(biāo)是在實(shí)驗(yàn)觀察中用來反映實(shí)驗(yàn)對(duì)象中某些特征的、可被研究者或儀器感知的一種現(xiàn)象標(biāo)志。（二）指標(biāo)可分為計(jì)數(shù)指標(biāo)和計(jì)量指標(biāo)，或主觀指標(biāo)與客觀指標(biāo)等。（三）選擇觀測(cè)指標(biāo)的基本條件: 1.準(zhǔn)確性和精確性

13、2.特異性和靈敏性 3.客觀性和標(biāo)準(zhǔn)化 4.可行性、代表性和認(rèn)可性（四）確定指標(biāo)觀測(cè)的方法、所需儀器、試劑或工具。 五、確定統(tǒng)計(jì)方法 在研究設(shè)計(jì)中要考慮好最后用什么方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。因?yàn)檠芯績(jī)?nèi)容、觀察指標(biāo)、資料收集方式等均與統(tǒng)計(jì)方法密切相關(guān)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法要求有目的地收集數(shù)據(jù)，又可對(duì)收集資料的方法及內(nèi)容提出進(jìn)一步的要求。 六、擬定研究記錄 原始記錄必須寫明實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)操作者、實(shí)驗(yàn)日期，記錄好觀察測(cè)量的結(jié)果和數(shù)據(jù)，把實(shí)驗(yàn)中的原始資料或數(shù)據(jù)完整地收集下來，圖形、圖片一定要整理保存。規(guī)定填寫的項(xiàng)目要及時(shí)、完整、整潔、準(zhǔn)確地填寫好，嚴(yán)禁撕頁或涂改，并保存好。七、誤差的控制

14、與組織實(shí)施的設(shè)計(jì)（一）控制誤差1.誤差來源 誤差是指研究觀察結(jié)果與真實(shí)情況之間的差異，即樣本統(tǒng)計(jì)量與總體相應(yīng)參數(shù)間的差異，包括隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差（1）隨機(jī)誤差指由于多種無法控制及不能預(yù)料的因素引起的一類表現(xiàn)不恒定、隨機(jī)變化的誤差，包括隨機(jī)測(cè)量誤差和抽樣誤差。（2）系統(tǒng)誤差是在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量的真值之差。包括儀器誤差、方法誤差、操作誤差、試劑誤差和心理偏差等。2.誤差控制 減少誤差的主要方法： （1）可采用標(biāo)準(zhǔn)化措施（使實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、操作規(guī)程等諸多因素標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化）； （2）可采用均衡性措施（使非特異因素、外附因素等盡可能均勻分配到不同的

15、樣本，使組間齊同）； （3）可采用分層化措施。（二）確定研究時(shí)間1.研究時(shí)間包括研究期限和具體實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排。2.研究期限應(yīng)根據(jù)研究需要等確定。3.研究的具體時(shí)間安排指研究的時(shí)間進(jìn)度，主要依據(jù)研究要求、內(nèi)容、及主客觀條件來確定。4.研究時(shí)間的確定，一定要留有余地，以防意料不到的情況出現(xiàn)。（三）做好組織工作 在研究設(shè)計(jì)時(shí)，必須思考整個(gè)實(shí)驗(yàn)的組織工作，如經(jīng)費(fèi)預(yù)算、研究人員分工、實(shí)驗(yàn)物質(zhì)條件準(zhǔn)備（如安排實(shí)驗(yàn)室或訓(xùn)練場(chǎng)地器械、實(shí)驗(yàn)對(duì)象及實(shí)驗(yàn)儀器等現(xiàn)實(shí)問題）等。經(jīng)費(fèi)預(yù)算包括購置必要的儀器設(shè)備、消耗用品（動(dòng)物、試劑等）、交通等后勤開支、實(shí)驗(yàn)對(duì)象補(bǔ)貼等，要依據(jù)財(cái)力安排研究工作。第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則一、對(duì)照

16、原則 通過對(duì)照，可以消除非處理因素的影響，找出綜合因素的主要矛盾，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法的可靠性。常用的對(duì)照方式可分為：1.空白對(duì)照 對(duì)照組不施加任何處理因素。如觀察運(yùn)動(dòng)對(duì)心血管的影響，實(shí)驗(yàn)組采用某種運(yùn)動(dòng)模式，而空白對(duì)照組不運(yùn)動(dòng)。2.假處理對(duì)照（實(shí)驗(yàn)對(duì)照）（1）對(duì)照組不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)特定的處理，其他處理相同。 如賴氨酸添加實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組給予添加賴氨酸的面包，而對(duì)照組為不加賴氨酸的面包。當(dāng)處理因素的時(shí)間需伴隨其他因素時(shí)（如面包、注射），若這些因素有可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)設(shè)立假處理對(duì)照，以保證組間的均衡性。類似的假處理還有假照射、假手術(shù)等。（2）安慰劑對(duì)照也是一種假處理對(duì)照，即對(duì)照組采用一種無藥理作用、無害的安慰劑

17、的對(duì)照。 安慰劑在外形、顏色、劑量和處置上均與實(shí)驗(yàn)藥物相近，但不含任何有效成分。安慰劑對(duì)照有助于避免對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組產(chǎn)生不同的心理作用，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.自身對(duì)照 對(duì)照與處理在同一受試對(duì)象中進(jìn)行，比較受試對(duì)象接受處理因素前、后觀察指標(biāo)的差別。4.相互對(duì)照 幾種處理（或水平）互為對(duì)照。如采用不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)方案的組別之間互為對(duì)照。5.歷史對(duì)照 用以往的研究結(jié)果或歷史文獻(xiàn)資料為對(duì)照。二、隨機(jī)化原則 隨機(jī)化是指總體中每一個(gè)體都有同等的機(jī)會(huì)被抽取作為受試對(duì)象，或每一受試對(duì)象有同等機(jī)會(huì)被分配到不同處理組。即從制取樣本、實(shí)驗(yàn)分組到實(shí)驗(yàn)過程中的操作程序都要具有隨機(jī)性，其目的是為了使總體中的每個(gè)單位都具有同等被抽

18、取的機(jī)會(huì)，從而保證樣本對(duì)總體有較好的代表性，避免人為造成各組之間的非均衡性。三、重復(fù)原則1.每一實(shí)驗(yàn)應(yīng)有足夠的數(shù)量的樣本例數(shù)或重復(fù)次數(shù)（重復(fù)實(shí)驗(yàn)、重復(fù)測(cè)量和重復(fù)取樣）；2.最重要的具體實(shí)施是確定樣本量；3.樣本量過小或過大都不合適；4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是要做實(shí)驗(yàn)的重復(fù)次數(shù)減少到不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最小限度。四、盲法原則 所謂盲法原則，就是“不知道”原則。盲法包括單盲、雙盲和三盲，其中使用較多的盲法是單盲和雙盲。1.單盲 單盲指研究者知道分組情況，而被試不知道自己屬于實(shí)驗(yàn)組還是對(duì)照組。單盲法可以控制被試期待心理對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。2.雙盲 雙盲指研究者和被試都不知道哪個(gè)是實(shí)驗(yàn)組，哪個(gè)是對(duì)照組，需要第三方來

19、負(fù)責(zé)安排、控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)。雙盲法可以控制研究者和被試主觀偏向所帶來的誤差。五、齊同原則 齊同是指除處理因素外，不同比較組實(shí)驗(yàn)對(duì)象的其他因素或條件相同，即組間要有良好的可比性。齊同包括以下幾個(gè)方面：1.各組被試的條件應(yīng)相同2.對(duì)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的觀察方式要相同3.其他對(duì)研究效應(yīng)有影響的因素也應(yīng)相同第五節(jié) 實(shí)驗(yàn)的效度一、內(nèi)部效度 內(nèi)部效度是指實(shí)驗(yàn)中的自變量與因變量之間的因果關(guān)系的明確程度，即實(shí)驗(yàn)研究的有效性，如結(jié)果的可信度、真實(shí)性和有效性等。1.被試特征 點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本2.被試缺失7.突發(fā)事件3.被試環(huán)境6.前測(cè)效應(yīng)5.數(shù)據(jù)采集者4.被試態(tài)度（一）影響內(nèi)部效度的主要因素8.

20、生長發(fā)育（二）控制影響內(nèi)部效度因素的方法 控制影響內(nèi)部效度因素就是對(duì)無關(guān)變量進(jìn)行控制。在研究中，除了實(shí)驗(yàn)處理外，還混雜著其他變量的干擾，這些變量的存在影響了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度，這些變量通稱為無關(guān)變量。自變量無關(guān)變量因變量原因結(jié)果 控制無關(guān)變量主要有以下的幾種基本方法：1.對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化 如保證實(shí)驗(yàn)處理的方式、收集數(shù)據(jù)的方式規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、恒定性等。2.收集更多有關(guān)被試的信息 即得到充分的與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的被試特征的信息，并在分析和解釋結(jié)果時(shí)運(yùn)用這些信息。3.收集更多有關(guān)研究細(xì)節(jié)的信息 即研究在哪里和何時(shí)進(jìn)行的、所發(fā)生的無關(guān)事件等。4.選擇一種適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以在很大程度上控制這些影

21、響內(nèi)部效度的因素。二、外部效度 實(shí)驗(yàn)的外部效度是指研究結(jié)果能夠推廣到樣本所來自的總體和推廣到其它的總體中的程度，即研究結(jié)果和變量條件、時(shí)間和背景的代表性和普遍適用性。外部效度可以分為總體效度和生態(tài)效度兩類。影響外部效度的因素主要有以下幾種： 1.前測(cè)效應(yīng) 2.被試選擇 3.實(shí)驗(yàn)情境三、結(jié)構(gòu)效度 結(jié)構(gòu)效度是指關(guān)于關(guān)系變量及變量之間關(guān)系構(gòu)想的準(zhǔn)確性，以及實(shí)驗(yàn)變量在實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作定義與推理時(shí)的定義的一致性程度。提高結(jié)構(gòu)效度需要對(duì)實(shí)驗(yàn)中的自變量和因變量進(jìn)行定義以及在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中說明的這些變量是如何被操控的。 影響結(jié)構(gòu)效度的因素主要有以下幾種：1.對(duì)自變量或因變量定義不充分2.混淆結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的水平3.單一方

22、法偏差四、統(tǒng)計(jì)結(jié)論效度 統(tǒng)計(jì)結(jié)論效度是指做出實(shí)驗(yàn)組和控制組之間存在統(tǒng)計(jì)上的顯著差異的結(jié)論的效度。如果統(tǒng)計(jì)結(jié)論錯(cuò)誤，就會(huì)對(duì)自變量是否影響因變量做出錯(cuò)誤的結(jié)論。 影響統(tǒng)計(jì)結(jié)論效度的因素主要有以下幾種：1.樣本量過小2.違反統(tǒng)計(jì)假設(shè)3.偶然發(fā)現(xiàn)和錯(cuò)誤率問題4.測(cè)量的信、效度第六節(jié) 常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法一、弱實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 弱實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，又被稱作非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是因?yàn)檫@類設(shè)計(jì)沒有對(duì)影響內(nèi)部效度的無關(guān)因素進(jìn)行內(nèi)在控制。除了自變量外，有很多因素可以影響到結(jié)果，所以很難對(duì)自變量的效果做出評(píng)價(jià)。但弱實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以使研究者對(duì)變量之間存在的相關(guān)關(guān)系作出因果關(guān)系的假設(shè)，為后續(xù)的真實(shí)驗(yàn)提供必要的補(bǔ)充。（一）單組后測(cè)設(shè)計(jì)單組被試XO后

23、 對(duì)觀測(cè)指標(biāo)在實(shí)施處理因素前進(jìn)行觀察和測(cè)量，此為前測(cè)；對(duì)觀測(cè)指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)處理結(jié)束時(shí)進(jìn)行觀察和測(cè)量，此為后測(cè)。這種設(shè)計(jì)最明顯的弱點(diǎn)是它缺乏任何控制，研究者無法知道所獲得的結(jié)果有沒有產(chǎn)生變化，也無法知道這個(gè)結(jié)果是由實(shí)驗(yàn)處理所導(dǎo)致的，還是其他因素導(dǎo)致的。 只有一組接受一種實(shí)驗(yàn)處理，并對(duì)因變量進(jìn)行后測(cè)。我們用X代表某種實(shí)驗(yàn)處理，O代表測(cè)試結(jié)果（后同），這種設(shè)計(jì)如表7-2所示：表7-2 單組后測(cè)設(shè)計(jì)（二）單組前后測(cè)設(shè)計(jì) 單組前后測(cè)設(shè)計(jì)中，單組被試在實(shí)驗(yàn)處理前和實(shí)驗(yàn)處理后都接受觀察或測(cè)量。這種設(shè)計(jì)如表7-3所示：?jiǎn)谓M被試O前XO后表7-3 單組前后測(cè)設(shè)計(jì) 這種設(shè)計(jì)要優(yōu)于單組后測(cè)設(shè)計(jì)，研究者至少知道因變量是否

24、發(fā)生了變化，但仍有無關(guān)因素沒有得到控制。研究者無法知道前后測(cè)之間的差異是實(shí)驗(yàn)處理導(dǎo)致的，還是其他因素造成的。（三）固定組比較設(shè)計(jì) 固定組設(shè)計(jì)就是使用兩個(gè)已經(jīng)存在或自然形成的組，如固定組是已經(jīng)存在的兩個(gè)班級(jí)。其中一個(gè)組不接受實(shí)驗(yàn)處理，作為對(duì)照組，另一個(gè)接受實(shí)驗(yàn)處理，作為實(shí)驗(yàn)組。這樣就矯正了單組設(shè)計(jì)中實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異是來自于實(shí)驗(yàn)處理還是無關(guān)因素的問題。這種設(shè)計(jì)如表7-4所示：固定組1XO后固定組2O后表7-4 固定組比較設(shè)計(jì) 由于被比較的兩個(gè)組是已經(jīng)存在的，也就是說，被試不是被隨機(jī)分配到這兩個(gè)組中去的，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)受到這兩個(gè)組不同的被試特征的影響，而且，也比較容易受到被試流失因素和被試環(huán)境因素的影

25、響。（四）固定組前后測(cè)設(shè)計(jì) 固定組前后測(cè)設(shè)計(jì)對(duì)兩個(gè)固定組都要進(jìn)行前測(cè)和后測(cè)。這種設(shè)計(jì)如表7-5所示：固定組1（實(shí)驗(yàn)組）O前XO后固定組2（對(duì)照組）O前O后表7-5 固定組前后測(cè)設(shè)計(jì) 在進(jìn)行分析時(shí)，用后測(cè)減去前測(cè)得到的差（即獲得量或改變量）作為分析數(shù)據(jù)，比較兩個(gè)固定組差值之間是否不同。這種分析雖然對(duì)被試特征因素進(jìn)行了一定的控制，因?yàn)榉治龅氖潜辉囎陨淼母淖?，但是仍然不能完全排除被試特征因素的影響，因?yàn)檫@種改變量可能與初始情況（前測(cè)）有關(guān)，可能出現(xiàn)好的更好（或差的更差）的情況。為了優(yōu)化這個(gè)設(shè)計(jì)，可以利用前測(cè)來進(jìn)行組的配對(duì)，這種設(shè)計(jì)就變成配對(duì)前后測(cè)對(duì)照組設(shè)計(jì)（準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有介紹）。二、真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 真實(shí)驗(yàn)

26、設(shè)計(jì)最重要的是遵循隨機(jī)化原則，隨機(jī)原則是實(shí)現(xiàn)不同組間齊同的必須措施，能有效地控制被試特征因素對(duì)內(nèi)部效度的影響。（一）隨機(jī)化分組1.完全隨機(jī)化 實(shí)踐中常用的完全隨機(jī)化方法有抽簽法、隨機(jī)數(shù)表法、隨機(jī)排列表法、計(jì)算機(jī)隨機(jī)法等。下面介紹一種完全隨機(jī)化方法隨機(jī)數(shù)表法 隨機(jī)數(shù)表法可將實(shí)驗(yàn)對(duì)象按一定的順序（如身高、體重等）排隊(duì)編號(hào)，然后在隨機(jī)表上隨機(jī)選擇起點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的數(shù)量具體要求，將此隨機(jī)數(shù)字自左向右依次讀取，最后把隨機(jī)數(shù)字為奇數(shù)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象分為一組，偶數(shù)的分為另一組。若兩組的實(shí)驗(yàn)對(duì)象不相等，則可再次使用隨機(jī)數(shù)字表分配，直到兩組的實(shí)驗(yàn)對(duì)象數(shù)相等為止。隨機(jī)數(shù)表法舉例例如，試把體重在一定范圍內(nèi)的20名被試用

27、隨機(jī)數(shù)表法分成甲、乙兩組。 首先稱量被試體重，然后按體重編為1-20號(hào)。 然后在隨機(jī)數(shù)目表中任一數(shù)字開始，如自第3行第6列的數(shù)字56開始自左向右取20個(gè)數(shù)目，按編號(hào)和隨機(jī)數(shù)目表上查得的20個(gè)數(shù)目對(duì)應(yīng)排列，并令隨機(jī)數(shù)目屬于單數(shù)的歸于甲組，屬于雙數(shù)的歸于乙組，結(jié)果如表7-6所示：甲組4、5、8、10、11、12、15、178名乙組1、2、3、6、7、9、13、14、16、18、19、2012名表7-6 完全隨機(jī)分組結(jié)果1 為使兩組被試相等，須把乙組中的2名用隨機(jī)法改為甲組?？山又褂们懊嬗眠^的隨機(jī)數(shù)目，按順序在第4行第1列開始查找第21和22位數(shù)字為12和56，為使乙組中12名被試都有改為甲組的機(jī)

28、會(huì)，故用12除12得余數(shù)為0，因?yàn)闆]有0號(hào)，故后推一個(gè)數(shù)字為56和85，用12除56得余數(shù)8，則應(yīng)將乙組中第8名被試改為甲組，12除85得余數(shù)為1，則應(yīng)將乙組中第1名被試改為甲組。 隨機(jī)數(shù)表法使被試完全有均等的機(jī)會(huì)被分配到各組而不受任何固定因素的影響，但分配的結(jié)果，各組數(shù)目常不相等，而需要經(jīng)過調(diào)整，平均體重亦有一定差別。 還有一種簡(jiǎn)單的隨機(jī)數(shù)表分配方法，就是從在隨機(jī)數(shù)目表中任一數(shù)字開始取數(shù)，大于20的舍去，這樣取到一個(gè)隨機(jī)序列的120的數(shù)字，與編號(hào)的被試一一對(duì)應(yīng)，然后單號(hào)歸于甲組，雙號(hào)歸于乙組。分配情況見表7-7：被試編號(hào)1234567891011121314151617181920隨機(jī)數(shù)字0

29、713141012050309061801161720041119150802組別甲甲乙乙乙甲甲甲乙乙甲乙甲乙乙甲甲甲乙乙表7-7 完全隨機(jī)分組結(jié)果2 確定哪一組為實(shí)驗(yàn)組、哪一組為對(duì)照組也需要用完全隨機(jī)化方法，如抽簽法。2.配伍組隨機(jī)化（區(qū)組隨機(jī)化） （1）配伍組隨機(jī)化也叫做區(qū)組隨機(jī)化，是將被試按照一定條件劃分為配伍組或區(qū)組，再將每一配伍組（區(qū)組）的各被試隨機(jī)分配到各個(gè)處理組去。每個(gè)配伍組（區(qū)組）的例數(shù)等于處理組個(gè)數(shù)。劃分配伍組（區(qū)組）的條件是影響實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的非處理因素。 （2）這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是能縮小受試對(duì)象間的個(gè)體差異，可提高各處理組間的均衡性，從而減少實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)效率。因此，配伍組設(shè)計(jì)

30、主要應(yīng)用于被試個(gè)體差異較大（如年齡、體重等差異較大）、個(gè)體因素對(duì)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)有明顯影響、被試的選取條件未控制。例如，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)里，常按月齡、性別體重等條件進(jìn)行劃分配伍組（區(qū)組）；在人群實(shí)驗(yàn)中，常根據(jù)性別、年齡、生活或工作條件等劃分配伍組（區(qū)組）。例如，將18個(gè)被試用配伍組法分配到A、B、C 三個(gè)組。 先把18個(gè)被試按條件每三個(gè)編為一個(gè)配伍組，并編號(hào)，13為第一配伍組，46為第二配伍組，以此類推。查隨機(jī)數(shù)表，隨機(jī)指定6行，每行只取隨機(jī)數(shù)1-3，其余舍掉，依次標(biāo)在各配伍組被試編號(hào)下。預(yù)先規(guī)定隨機(jī)數(shù)字為1歸入A組，為2歸入B組，為3歸入C組。分配結(jié)果如表7-8所示：被試編號(hào)1234567891011121

31、21415161718隨機(jī)數(shù)字123231312312213321組別ABCBCACABCABBACCBA配對(duì)設(shè)計(jì)是最簡(jiǎn)單的配伍組法設(shè)計(jì)。表7-8 配伍組隨機(jī)化分組3.其他隨機(jī)化分組（1）分段（或分層）隨機(jī)化法。 分段（或分層）隨機(jī)化法是按實(shí)驗(yàn)對(duì)象特征，即可能產(chǎn)生混雜作用的某些因素（如年齡、性別、種族、文化程度、居住條件等）先進(jìn)行分層，然后在每層內(nèi)隨機(jī)地分組，最后把實(shí)驗(yàn)對(duì)象分別合并為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。（2）分層區(qū)組隨機(jī)化法。 分層區(qū)組隨機(jī)化法是區(qū)組隨機(jī)化法和分層隨機(jī)化法相結(jié)合的一種方法。（3）動(dòng)態(tài)隨機(jī)化法。 動(dòng)態(tài)隨機(jī)化法指在分組過程中被試分到各組的概率不是固定不變的，而是根據(jù)一定的條件進(jìn)行調(diào)整的

32、方法。（二）單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.單因素設(shè)計(jì)指實(shí)驗(yàn)中只操縱一個(gè)自變量（可為多個(gè)不同水平）的設(shè)計(jì)，其他實(shí)驗(yàn)因素保持不變，從而研究該實(shí)驗(yàn)因素（自變量）與實(shí)驗(yàn)結(jié)果（因變量）之間關(guān)系的方法。 2.真實(shí)驗(yàn)的單因素設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組都是隨機(jī)分配被試的方式進(jìn)行分組。各個(gè)處理組樣本例數(shù)可以相等，也可以不等，可進(jìn)行兩組或多組設(shè)計(jì)。1.隨機(jī)后測(cè)對(duì)照組設(shè)計(jì)三級(jí)標(biāo)題例如，欲研究某個(gè)運(yùn)動(dòng)方案對(duì)糖尿病小鼠的療效，以血糖作為實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的觀測(cè)指標(biāo)，被試糖尿病小白鼠已用完全隨機(jī)法分成甲、乙兩組，試用后測(cè)對(duì)照組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。乙組（實(shí)驗(yàn)組）XO后甲組（對(duì)照組）O后表7-9隨機(jī)后測(cè)對(duì)照組設(shè)計(jì) 這種設(shè)計(jì)，通過隨機(jī)分配，很好地控制了被試特

33、征等可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，但還有一些可能影響內(nèi)部效度的因素沒有得到控制，如被試的流失，這可能導(dǎo)致兩個(gè)組的特征不再相似，而這又會(huì)相應(yīng)地影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，也可能存在實(shí)驗(yàn)操作、突發(fā)事件等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)部效度的影響。另外，由于實(shí)驗(yàn)前沒有對(duì)兩組被試進(jìn)行前測(cè)，無法表明隨機(jī)分配后，兩個(gè)組是否真的均衡。2.隨機(jī)前后測(cè)對(duì)照組設(shè)計(jì) 與隨機(jī)前測(cè)對(duì)照組設(shè)計(jì)相比，隨機(jī)前后測(cè)對(duì)照組設(shè)計(jì)使用了前測(cè)，即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在實(shí)施處理因素前都接受一次測(cè)量，在實(shí)驗(yàn)處理結(jié)束時(shí)都接受第二次測(cè)量，需注意兩組的觀察和測(cè)量都要同時(shí)進(jìn)行。仍使用上例，設(shè)計(jì)如表7-10所示：乙組（實(shí)驗(yàn)組）O前XO后甲組（對(duì)照組）O前O后表7-10 隨機(jī)前后測(cè)對(duì)照組

34、設(shè)計(jì) 進(jìn)行前測(cè)，可以使研究者檢查隨機(jī)分配是否成功地使兩個(gè)組達(dá)到均衡，特別是當(dāng)每個(gè)組的被試比較少時(shí)，這個(gè)前測(cè)是非常必要的。如果前測(cè)表明兩個(gè)組并不均衡，研究者需要采用配對(duì)技術(shù)等，使兩個(gè)組達(dá)到均衡后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理。3.隨機(jī)化所羅門四組設(shè)計(jì) 隨機(jī)前后測(cè)設(shè)計(jì)不足的是，前測(cè)與實(shí)驗(yàn)處理之間可能產(chǎn)生交互作用效應(yīng)，就是說，實(shí)驗(yàn)組可能從前測(cè)中受到影響，在后測(cè)中比對(duì)照組表現(xiàn)更好（或更差）。隨機(jī)所羅門4組設(shè)計(jì)的目的就是減少前測(cè)可能導(dǎo)致的影響。但缺點(diǎn)是被試要分為4個(gè)組，所需樣本量增大，實(shí)驗(yàn)工作量增加一倍。這種設(shè)計(jì)如表7-11所示：實(shí)驗(yàn)組1O前XO后對(duì)照組1O前O后實(shí)驗(yàn)組2XO后對(duì)照組2O后表7-11 隨機(jī)化所羅門四組

35、設(shè)計(jì)4.單因素隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 在有些實(shí)驗(yàn)中，各區(qū)組之間的差別對(duì)因變量有明顯的影響，這個(gè)差別又不是研究者關(guān)注的內(nèi)容，這時(shí)劃分區(qū)組后，各區(qū)組被試不再隨機(jī)分配，而是作為一個(gè)整體，把區(qū)組劃分條件作為一個(gè)協(xié)變量引入到實(shí)驗(yàn)中，通過統(tǒng)計(jì)處理，消除協(xié)變量的影響。 由上可見，隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在考察自變量影響效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，考慮到一個(gè)額外變量的影響，將這個(gè)額外變量作為協(xié)變量，對(duì)其在各種實(shí)驗(yàn)處理?xiàng)l件下產(chǎn)生的影響進(jìn)行平衡，同時(shí)將該協(xié)變量引起的變異從誤差項(xiàng)中分離出來，以防止這些無關(guān)變量降低實(shí)驗(yàn)研究的內(nèi)部效度。例：考察三個(gè)體育教學(xué)方案的優(yōu)劣，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 處理因素體育教案有三個(gè)水平：X1、X2、X3。如果認(rèn)為被試體育成

36、績(jī)的不同可能會(huì)引起因變量的變化，就可以將體育成績(jī)作為協(xié)變量，這樣就可以形成一個(gè)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。隨機(jī)抽取同質(zhì)被試，按照體育成績(jī)分成三個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組內(nèi)再隨機(jī)分三個(gè)小組，如表7-12所示：區(qū)組X1X2X3區(qū)組平均優(yōu)O11O12O13O1中021O22O23O2差O31O32O33O3結(jié)果OA1OA2OA3表7-12 單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)5.拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的一種特殊排列，也可以平衡無關(guān)變量。一般來說，區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)多用于平衡一個(gè)無關(guān)變量，拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以平衡兩個(gè)（或以上）無關(guān)變量。 依然用上例， 現(xiàn)在做進(jìn)一步假設(shè)：假如，被試來自不同的班級(jí)也可能會(huì)引起因變量變化。這樣需要對(duì)班

37、級(jí)這個(gè)無關(guān)變量進(jìn)行平衡處理，研究中采用班級(jí)和體育成績(jī)兩方面因素的平衡方法安排實(shí)驗(yàn)，構(gòu)成了一個(gè)單因素的拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)模式如表7-13所示：表7-13 拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)區(qū)組班級(jí)1班級(jí)2班級(jí)3區(qū)組平均優(yōu)X1X2X3O優(yōu)中X2X3X1O中差X3X1X2O差區(qū)組平均 O班1 O班2 O班3（三）多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 多因素設(shè)計(jì)指實(shí)驗(yàn)中操縱2個(gè)或2個(gè)以上自變量（每個(gè)自變量可包括多個(gè)不同水平）的設(shè)計(jì)。 真實(shí)驗(yàn)的多因素設(shè)計(jì)，進(jìn)行分組時(shí)也遵循隨機(jī)化原則。 多因素設(shè)計(jì)不僅可檢驗(yàn)每個(gè)因素各水平的差異，而且可以檢驗(yàn)各因素間的交互作用。兩個(gè)或多個(gè)因素間如存在交互作用，表示各因素不是各自獨(dú)立的，而是一個(gè)因素的水平有改變時(shí)，

38、另一個(gè)或幾個(gè)因素的效應(yīng)也相應(yīng)有所改變；反之，如不存在交互作用，則表示各因素具有獨(dú)立性，一個(gè)因素的水平改變不影響其他因素的效應(yīng)。1.析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì) 例如，欲研究某個(gè)運(yùn)動(dòng)方案（一個(gè)自變量的兩個(gè)水平為采用運(yùn)動(dòng)方案不運(yùn)動(dòng)）和某個(gè)營養(yǎng)方案（另一個(gè)自變量的兩個(gè)水平為采用某營養(yǎng)方案和常規(guī)營養(yǎng)方案）對(duì)糖尿病小鼠的療效，以血糖（因變量）作為觀測(cè)指標(biāo)，被試為同質(zhì)的糖尿病小白鼠40只，試作出析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)。 首先，我們明確實(shí)驗(yàn)處理因素組合的數(shù)量。實(shí)驗(yàn)處理因素的數(shù)量是因素個(gè)數(shù)與水平個(gè)數(shù)的乘積，本例中有兩個(gè)自變量（2個(gè)因素），每個(gè)自變量有2個(gè)水平，因此有22共4個(gè)組。 其次，把受試對(duì)象用隨機(jī)化技術(shù)分組。本例被試可以隨機(jī)分為

39、4組。我們用X代表運(yùn)動(dòng)方案，用X代表營養(yǎng)方案實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如表7-14所示：表7-14 析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)X1X2X1X1+X1X2+X1X2X1+X2X2+X22.裂區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1）完全隨機(jī)裂區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 首先，要把兩個(gè)自變量分為一級(jí)處理因素和二級(jí)處理因素。設(shè)計(jì)中應(yīng)把主要分析的因素、實(shí)驗(yàn)操作難度大、變異大的因素作為一級(jí)處理因素。然后按一級(jí)處理因素的水平數(shù)進(jìn)行完全隨機(jī)化分組（裂區(qū)）。 其次，按照二級(jí)處理因素的水平數(shù)把已分好的各組再進(jìn)行完全隨機(jī)化分組，這種設(shè)計(jì)相當(dāng)于幾個(gè)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的組合。我們用A、B表示兩個(gè)不同的自變量，用1、2表示自變量的水平，如表7-15所示：表7-15 完全隨機(jī)裂區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)ABB1

40、 隨機(jī)分配 B2A1A1-B1B2-A1A1-B2B1-A1A2A2-B1B2-A2A2-B2B1-A2（2）隨機(jī)區(qū)組裂區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 即幾個(gè)隨機(jī)區(qū)組法設(shè)計(jì)的組合。其基本步驟也是先劃分區(qū)組，然后按照一級(jí)實(shí)驗(yàn)單位將各區(qū)組被試按一級(jí)處理因素的水平數(shù)隨機(jī)分組，再將一級(jí)處理單位隨機(jī)分到二級(jí)實(shí)驗(yàn)單位接受B因素各水平處理。如2個(gè)處理因素隨機(jī)區(qū)組裂區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì)如表7-16所示：表7-16 隨機(jī)區(qū)組裂區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)區(qū)組AB B1 隨機(jī)分配 B2區(qū)組1A1A1-B1B2-A1B1-A1A1-B2A2A2-B1B2-A2B1-A2A2-B2區(qū)組2A1A1-B1B2-A1B1-A1A1-B2A2A2-B1B2-

41、A2B1-A2A2-B23.正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 正交實(shí)驗(yàn)的基本特點(diǎn)是用部分實(shí)驗(yàn)代替全面實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，了解全面實(shí)驗(yàn)的情況。 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用一套現(xiàn)成規(guī)格化的表格，合理安排多種處理因素和不同水平，以便能經(jīng)濟(jì)、快速地取得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象ABAB1A1B1A1B1 (1,1)2A1B2A1B2 (1,2)3A2B1A2B1 (2,1)4A2B2A2B2 (2,2)表7-17 L4（23）實(shí)驗(yàn)安排表 例如，欲研究某個(gè)運(yùn)動(dòng)方案和某個(gè)治療藥物對(duì)糖尿病小鼠的療效，以血糖測(cè)定作為實(shí)驗(yàn)效應(yīng)，被試為某品系、體重在一定范圍內(nèi)的糖尿病小白鼠，試作出正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。首先，擬定影響觀察指標(biāo)的因素和水平。因素A：水平1（A1）某運(yùn)動(dòng)方案 水平2（A2）不運(yùn)動(dòng)因素B：水平1（B1）某藥物 水平2（B2）不使用這種藥物因素C：水平1（C1）雄性小白鼠 水平2（C2）雌性小白鼠 選擇合適的正交表。根據(jù)題意，除了要分析A、B、C的主效應(yīng)外，還要分析交互作用AB、AC，主效應(yīng)有3個(gè)，分析的交互作用有兩個(gè)，一共5個(gè)因素，每個(gè)因素兩水平，顯然L4（23）不夠用，可選擇L