A central question in educational research is how classroom climate variables, such as teaching quality, goal structures, or interpersonal teacher behavior, are related to critical student outcomes, such as students’ achievement and motivation. Student ratings are frequently used to measure classroom climate. When using student ratings to assess classroom climate, researchers first ask students to rate classroom climate characteristics and then aggregate the ratings on the class level. Multilevel latent variable modeling is then used to determine whether class-mean ratings of classroom climate are predictive of student outcomes and to correct for unreliability so that the relations can be estimated without bias. In this article, we adopt an optimal design perspective on this specific strategy. Specifically, after briefly recapping a prominent model in climate research, we show and explain (a) how statistical power can be maximized by choosing optimal numbers of classes and students per class given a fixed budget for conducting a study and (b) how the budget required to achieve a prespecified level of power can be minimized. Moreover, we present an example from research on teaching quality to illustrate the procedures and to provide guidance to researchers who are interested in studying the role of classroom climate. Also, we present a Shiny App that can be used to help find optimal designs for classroom climate studies. The app can be accessed at https://psychtools.shinyapps.io/optimalDesignsClassroomClimate

教育研究的一个核心问题是课堂气氛变量，如教学质量、目标结构或教师人际关系，如何与关键的学生成果（如学生的成就和动机）相关。学生评分经常被用来衡量课堂气氛。在使用学生评分来评估课堂气氛时，研究人员首先要求学生对课堂气氛特征进行评分，然后在班级级别上汇总评分。然后使用多级潜在变量模型来确定课堂气氛的班级平均评分是否可以预测学生的成绩，并纠正不可靠性，以便可以在没有偏见的情况下估计这些关系。在本文中，我们对这一特定策略采用了优化设计的观点。具体来说，在简要回顾了气候研究中的一个重要模型之后，我们展示并解释了 (a) 如何通过选择最佳班级数量和每班学生数量来最大化统计能力，并且给定进行研究的固定预算，以及 (b) 预算需要如何达到预先指定的功率水平可以最小化。此外，我们还提供了一个教学质量研究的例子，以说明程序并为有兴趣研究课堂气氛作用的研究人员提供指导。此外，我们还提供了一个闪亮的应用程序，可用于帮助找到课堂气候研究的最佳设计。该应用程序可以在 https://psychtools.shinyapps.io/optimalDesignsClassroomClimate 访问 我们展示并解释了 (a) 如何在给定固定预算的情况下通过选择最佳班级数量和每班学生的最佳数量来最大化统计能力，以及 (b) 如何最小化达到预先指定的权力水平所需的预算。此外，我们还提供了一个教学质量研究的例子，以说明程序并为有兴趣研究课堂气氛作用的研究人员提供指导。此外，我们还提供了一个闪亮的应用程序，可用于帮助找到课堂气候研究的最佳设计。该应用程序可以在 https://psychtools.shinyapps.io/optimalDesignsClassroomClimate 访问 我们展示并解释了 (a) 如何在给定固定预算的情况下通过选择最佳班级数量和每班学生的最佳数量来最大化统计能力，以及 (b) 如何最小化达到预先指定的权力水平所需的预算。此外，我们还提供了一个教学质量研究的例子，以说明程序并为有兴趣研究课堂气氛作用的研究人员提供指导。此外，我们还提供了一个闪亮的应用程序，可用于帮助找到课堂气候研究的最佳设计。该应用程序可以在 https://psychtools.shinyapps.io/optimalDesignsClassroomClimate 访问 我们提供了一个教学质量研究的例子来说明程序并为有兴趣研究课堂气氛作用的研究人员提供指导。此外，我们还提供了一个闪亮的应用程序，可用于帮助找到课堂气候研究的最佳设计。该应用程序可以在 https://psychtools.shinyapps.io/optimalDesignsClassroomClimate 访问 我们提供了一个教学质量研究的例子来说明程序并为有兴趣研究课堂气氛作用的研究人员提供指导。此外，我们还提供了一个闪亮的应用程序，可用于帮助找到课堂气候研究的最佳设计。该应用程序可以在 https://psychtools.shinyapps.io/optimalDesignsClassroomClimate 访问