纵向研究设计是对同一研究对象在不同的年龄或阶段进行长期的反复观测的方法，故也叫做追踪研究设计。纵向研究投计是发展心理学在研究方法上的一个特色。科学儿童心理学的奠基人普莱尔是最早运用系统追踪观察法进行纵向研究的儿童心理学家。他长期地一天三次对其子进行观察，并辅之简单实验，深入细致地记录了大量的观察事实，即所谓的儿童传记。通过这种纵向的系统观察，普莱尔撰写了《儿童心理》一书。这是世界上第一部儿童心理学的经典之作。
纵向研究设计要求在所研究的时间内反复观察和测量同一群体。它可以得到同一群体在某一或某些心理发展领域前后一贯的材料，有助于更为精确地了解该群体的心理发展过程或变化趋势。因此，纵向研究设计的优点是能系统地、详尽地了解心理发展的连续过程和从量变到质变的规律。
相对于横断研究设计，在过去的发展心理学研究中，纵向研究设计用得不多，其原因主要有三点：一是样本的流失，随着研究时间的延续，部分被试可能会因各种原因退出研究，从而造成样本的丢失；二是反复测查可能影响被试的发展，影响被试的情绪，从而影响到某些数据的可靠性；三是花费天而且耗时，长期追踪要经历时代、社会、环境的变化，这通常会造成变量的增多。
近年来，纵向研究设计越来越受到重视，开成为发展心理学研分法演变的一个重要方面，其主要原因是随着心理发展研究的深入，人们重视心理发展的连续性和系统性，重视揭示心理发展过程中的因果关系，重视对心理发展机制的探索，这些都是横断研究设计无法做到的。与此同时，现代统计方法的进步和计算机的广泛应用，使得对纵向研究结果的分析更加科学。揭示更多信息，克服横断研究设计中的一些不足，这是纵向研究设计得以广泛运用的另一个原因。
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