（一）单因素实验设计(One-factor experimental design)： 1、完全随机化设计（单因素）[Complete randomalized design（one-factor）]：用随机化的方法给处理指派实验序号和实验对象的实验设计。在此种实验设计中仅有一个实验因素，分处K个水平（K>2），用随机化的方法经被试分为K组，每个实验组被随机的指派接受一种实验处理。
（1）实验组、控制组，前测——后测控制组设计（pretest-posttest control group design）：用随机化方法经将被试分为两组，使两组被试完全相等。在两组未进行实验前都进行测定看看两组在因变量方向上是否真的相等。实验开始前，实验组给以处理，控制组不给实验处理，最后两组再进行一次测定。
优点：能够较明显的检查出实验效果如何；对被试者的需要量较少
缺点：每个被试需花费较多时间，容易产生疲劳；前后测之间存在时间按间隔：较长，带来较大外来影响顺序误差，前面的观测影响后面观测的结果
（2）实验组、控制组，仅为后测控制组设计（posttest-only control group design）：当每组的受试者至少达十五名，为了执行真正的实验设计，实施前测并不是重要的。除了无需施予前测外，与前测——后测控制组设计相当。
使用仅为后测控制组设计的条件：a、实施前测成本增加，或因前测而对处理产生影响，致使不便于实施前测或前测不可行之时；b、受试者的身份需要保密之时。
使用前测——后测控制组设计时机：a、在处理条件之间有些微差异；b、可能有些许被试亡失；c、没有必要匿名；d、前测为受试者的例行工作的一部分。
（3）四组设计，又称所罗门设四组实验计（Solomon four-group design）：是指将被试随机取样，并随机分成四组，两组为实验组，两组为控制组，两组中有一组有前测，一组无前测。这实际上是将以上两种实验设计方案和在一起。
优点：可是研究者检查前测的可能效果，将事前测定的反作用效果分离出来，对实验处理的效果更加清楚，对无关变变量的控制比较完善。
缺点：所选被试较多，实验经费较大。
完全随机化设计的缺点：在完全随机化设计（单因素）中，我们是将实验数据的总变异分解为由处理不同造成的组间变异和由误差因素造成的组内差异。在此，我们实际上是把组内差异理解为实验误差。而忽视了实验组内被试内的个别差异。因此，完全随机化实验设计把可以控制的个别差异作为随机误差而不加以控制，增大了实验误差。随机区组实验设计（单因素）就是要从实验误差中将被试的个别差异区分出来，增加实验数据的有效信息，降低实验误差。
2、随机区组设计（Random-groups design）：在实验中将实验对象按一定的标准划分为数个区组，使得区组内的实验对象的个别差异尽可能小，既保证区组内的同质性，并使每个区组均接受所有实验处理，且各个区组内每个处理仅有一次观测，其顺序是随机决定的。
随机区组设计遵循原则：a、重复：设置的区组要有两个或两个以上；b、局部控制：确保同一区组被试的同质性；c、随机化：每一区组必须接受所有处理，并且在每一区组中接受处理的顺序必须是随机决定的。
（二）多因素实验设计（multifactors experimental design）：在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，各因素的各水平相互结合构成多种组合处理的一种实验设计。包括Xa和Xb两个自变量的设计，叫做双向析因设计，简写为A*B因素设计。（A*B*C因素设计）
例子：有三种小学语文教材，为检验其在不同教学方法中的教学效果，采用四种教学方法，即课堂系统讲授、通过典型课文进行重点讲授、课堂系统讲授结合学生游戏和活动、通过典型课文进行重点讲授结合学生游戏和活动。利用交叉分组的方法得到十二个处理（3*4），经过一段教学后，在每个处理中抽取被试进行测试。
（1）完全随机化多因素实验设计（Complete randomalized multifactors experimental design）：根据自变量及每个自变量的变化水平(处理)的多少进行随机分组。在2×2因素设计中，有两个自变量因素A、B，每个因素又有两种水平，共有 4种可能的处理，即A B 、A B A B 、A B 。这就必须随机地把被试分为4组,每组接受一种处理，
（2）随机化完全区组多因素实验设计（（Random-groups multifactors experimental design）：需在2×2因素设计中选一组被试，让每一个被试都接受4种处理,在次序上哪个人先接受哪种处理用随机法决定,这样，每一个人的4种处理结果就是一个区组。
（3）拉丁方实验设计（Latin-square experimental design）：实验中采用循环法平衡实验顺序对实验结果的影响，就是实验顺序、被试差异，都作为自变量因素来处理。只要实验中自变量的个数（因素）与实验处理水平相同，而这些自变量间没有交互作用存在时，都可采用拉丁方实验设计。
表中a1、a2、a3为实验处理的三个水平，c1、c2、c3为被试的三种不同类型，存在个体差异。
特点：a、每个因素在每个被试的实验次数相同b、每个顺序在每个因素的实验次数相同 c、每个顺序在每个被试的实验次数相同
能够抵消实验中的因实验顺序、被试差异等所造成的无关变量效果。
