第五章 准实验设计

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。

《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：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。

第五章绿色开花植物的生活方式第1节光合作用（第一课时）教学设计●教材分析及设计构想本节是北师大版义务教育教科书《生物》七年级上册第五章绿色开花植物的生活方式”第一节内容。

光合作用是绿色植物最重要的生理作用之一，光合作用的发现历经了科学家们二百多年的探索，渗透着科学研究的思想方法。

教材将光合作用的发现史列在整个章节之首，通过海尔蒙特的柳树种植实验，普利斯特利实验，及萨克斯等人的实验，让学生通过了解光合作用的发现过程来分析、讨论光合作用的原料、条件及产物，取得一定的感性认识，激励学生从科学家的创造性思维中汲取科学思维和科学方法，对接下来光合作用的场所、实质等知识的吸收、理解、运用都具有非常重要的铺垫作用。

本节课的教学中，可以让学生通过分析科学家的实验，激发学生对植物光合作用强烈的研究兴趣，来培养学生与他人合作、共同探究的能力。

通过提出问题，做出假设，设计对照实验，并用实验亲自验证自己的观点，使学生领略科学家们发现和解决问题的科学思维方式，体会和学习科学探究的一般方法。

●教学目标知识目标1．通过科学家们发现光合作用的实验，分析实验原理，明确光合作用的原料，条件和产物，以及植物生长和光合作用的关系。

2．运用实验法设计相应的探究活动，并依次进行土豆，天竺葵新鲜叶片，脱色天竺葵叶片，以及按萨克斯实验过程处理并脱色的天竺葵叶片滴加碘液的实验，体会和学习科学探究的一般方法。

能力目标1、培养学生与他人合作，共同探究的能力。

2、培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。

3、培养学生的科学素养、创新精神和实践能力。

情感、态度和价值观目标通过让学生了解光合作用的发现过程，体验科学发展的过程，学习科学家们锲而不舍，严谨求实的科学态度，养成好奇心，乐于探研，提高科学素养。

●教学重点1．通过科学家们发现光合作用的实验，分析实验原理，明确光合作用的原料，条件和产物。

2．设计“植物生长所需要的营养物质主要不是来自于土壤”，“光是普利斯特利实验成功的关键”，“光是绿色植物合成淀粉必须的条件”等实验，培养学生与他人合作、共同探究的能力，发现和解决问题的能力以及实践能力。

准实验设计方法嘿，咱聊聊准实验设计方法。

准实验设计方法，这玩意儿可有意思啦！就像一个神奇的魔法棒，能在研究中发挥大作用。

那它到底是啥呢？准实验设计方法呢，不像真正的实验那样可以完全控制各种条件。

但它也有自己的魅力呀！比如说，在现实生活中，很多情况没法像实验室那样弄得那么完美，这时候准实验设计方法就派上用场了。

它就像一个灵活的小助手，能在不那么理想的情况下，帮我们找到一些有用的信息。

准实验设计方法有啥特点呢？首先，它可能会利用一些自然发生的情况来进行研究。

这就好比在生活中捡宝贝，那些自然出现的情况就像是一个个小宝藏，等着我们去挖掘。

比如，某个地区实行了一项新政策，我们就可以用准实验设计方法来看看这个政策到底有没有效果。

还有啊，准实验设计方法可能会用到一些已经存在的群体。

这些群体可不是专门为实验准备的，而是本来就存在的。

就像在一个大花园里找不同的花朵，每一朵花都有自己的特点，我们可以通过观察这些不同的群体，来了解一些现象。

那准实验设计方法怎么用呢？比如说，我们想研究一种新的教学方法对学生成绩的影响。

如果不能像真正的实验那样随机分配学生，那就可以找两个本来就有一些差异的班级，一个用新的教学方法，一个用传统的教学方法，然后比较他们的成绩变化。

这就像一场小小的比赛，看看哪个班级能在这场学习的较量中更胜一筹。

准实验设计方法也有一些局限性哦。

毕竟它不能像真正的实验那样严格控制各种因素，所以结果可能不是那么确定。

但这也没关系呀，它还是能给我们提供一些参考。

就像一个不太准确的指南针，虽然不能让我们完全确定方向，但也能给我们一个大致的指引。

我的观点结论是：准实验设计方法虽有局限性但实用，利用自然情况和已有群体，为研究提供参考。

管理实验设计的主要类型准实验设计管理实验设计是科学研究中非常重要的一环，主要用于测试和验证研究假设。

准实验设计是其中的一种主要类型，本文将介绍准实验设计的概念、特点以及常见的几种准实验设计方法。

一、准实验设计的概念和特点准实验设计是研究者在实验研究中无法随机分配被试的情况下，采取的一种替代方案。

与真实实验设计相比，准实验设计在实验因果推断上存在一定的局限性，但仍然可以提供有价值的研究证据。

准实验设计的主要特点有以下几点：1. 缺乏随机分配：准实验设计无法通过随机分配被试来控制干扰变量，从而可能影响结果的解释。

2. 可控制处理变量：准实验设计通过对处理变量（即自变量）的控制，来观察其对因变量的影响，以推断因果关系。

3. 可比较组别：准实验设计通常会设置不同的组别，以比较处理变量对因变量的影响。

4. 实验环境的控制：准实验设计需要在实验环境中控制其他可能影响结果的变量，以保证结果的可靠性。

二、常见的几种准实验设计方法1. 前后测试设计：该设计方法将被试分为实验组和对照组，先在两组中进行前测，再在实验组中引入处理变量，最后在两组中进行后测，通过比较两次测试结果来推断处理变量对因变量的影响。

2. 不等价对照组设计：该设计方法在实验组和对照组之间存在某种不等价，可能是由于被试自主选择或其他非随机分配方式。

通过比较两组在处理变量引入后的结果差异，来推断处理变量对因变量的影响。

3. 单一组前后测试设计：该设计方法只有一个组别，先进行前测，再引入处理变量，最后进行后测，通过比较前后测试的结果差异，来推断处理变量对因变量的影响。

4. 时间序列设计：该设计方法通过对多个时间点上的观测，来观察因变量在时间上的变化。

可以通过引入处理变量，来观察其对时间序列的影响。

三、准实验设计的优势和局限性准实验设计相对于真实实验设计具有一定的优势和局限性。

优势：1. 可以在实际环境中进行研究，更具有外部有效性。

2. 可以控制处理变量，提高因果推断的可靠性。

用电流表准确测量水透镜（凸透镜）焦距及其应用【内容选自：人教版八年级物理上册第五章《透镜及其应用》】一、实验教学目标1、通过实验，初步了解水透镜成像的规律。

理解近视眼、远视眼的成因及矫正。

2、使学生在探究活动中学会提出问题和猜想，初步体验科学探索的过程和方法。

3、学习从物理现象中归纳科学规律的方法，乐于参与观察、实验、制作等科学实践。

教学重难点重点：对水透镜成像规律的理解和认识难点：1、指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系；2、通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。

二、教学内容设计实验器材节能灯（平行光源）、F型光源、光具座、光屏（上面载有光敏电阻）、位移传感器、水透镜、凸透镜、电流表、开关、学生电源传统实验中出现的不足1、不能随时改变凸透镜厚度判断不同透镜的折光能力2、蜡烛在燃烧的过程中污染环境3、确定凸透镜焦距的过程中产生误差4、实验中不能准确确定像点的位置5、不能形象的再现近视眼、远视眼成像规律实验改进要点1、用电流表准确测量水透镜焦距2、探究水透镜的薄厚对折光能力大小的影响。

3、在探究凸透镜成像规律时精确找到像点4、用位移传感器测量物距和像距的大小5、用水透镜模拟人眼成像规律及其近视眼、远视眼的矫正。

注：水透镜可变焦、取材便利，制作简单，成本低廉，操作方便，既可以逼真的模拟眼中晶状体的改变，形象的模拟眼睛成像的过程，也能很好的模拟近视眼和远视眼的成因及矫正。

三、实验原理利用光敏电阻和位移传感器等现代教育技术。

用电流表准确定位水透镜模糊的焦点，改变水透镜的薄厚，进而通过数据分析得出物距、像距和焦距之间的关系。

图1 实验装置拓展应用：模拟人眼成像规律及其近视眼、 远视眼的矫正。

四、实验教学内容和过程1、认识水透镜图2 水透镜2、用电流表准确地测量不同厚度水透镜焦距，进而确定水透镜的薄厚对折光能力大小的影响。

3、探究水透镜成像规律准确测量物距（u/cm ）和像距（v/cm ）,验证物距、像距和焦距之间的定量关系。