教育研究方法(1109)

1、第九章 实验研究 第一节第一节 实验研究的特性实验研究的特性 第二节第二节 弱实验设计弱实验设计 第三节第三节 真实验设计真实验设计 第四节第四节 准实验设计准实验设计 第五节第五节 因素设计因素设计 第六节第六节 单一被试研究单一被试研究 第一节 实验研究的特性 一、定义一、定义 实验研究是一种经过精心设计，并在高实验研究是一种经过精心设计，并在高 度控制的条件下，通过操纵某些因素，度控制的条件下，通过操纵某些因素， 来研究变量之间因果关系的方法。来研究变量之间因果关系的方法。 二、特性二、特性 1 1、组间比较：、组间比较： 实验组与控制组（或对照组）实验组与控制组（或对照组） 2 2、直

2、接操纵自变量：、直接操纵自变量： 研究者慎重而直接地决定自变量研究者慎重而直接地决定自变量 将采用什么形式，哪组被试接受哪一种将采用什么形式，哪组被试接受哪一种 实验处理。实验处理。 在教育研究中，经常被操纵的自变量有：教在教育研究中，经常被操纵的自变量有：教 学方法、作业的种类、学习材料、给予学生学方法、作业的种类、学习材料、给予学生 的奖励、教师的提问类型；的奖励、教师的提问类型； 不能被操纵的自变量有：性别、种族、年龄、不能被操纵的自变量有：性别、种族、年龄、 宗教信仰等宗教信仰等 经常被研究的因变量有：学习成绩、兴趣、经常被研究的因变量有：学习成绩、兴趣、 注意范围、动机、对学校或对教

3、师的态度等注意范围、动机、对学校或对教师的态度等 3 3、随机化：参加实验的每个被试都有同等的、随机化：参加实验的每个被试都有同等的 机会被分配到被比较的任何一个实验组或控机会被分配到被比较的任何一个实验组或控 制组中去。制组中去。 A A。应该在实验前进行。应该在实验前进行 B B。是将被试分配到各组中的过程，而不是结。是将被试分配到各组中的过程，而不是结 果果 C C。可以在实验开始前就直接构建完全相等的。可以在实验开始前就直接构建完全相等的 组，消除可能的影响组，消除可能的影响 三、实验研究的步骤 1 1。从一个有关因果关系的简单明白的假设开始。从一个有关因果关系的简单明白的假设开始 2

4、 2。根据实际条件决定一种合适的实验设计用来检验假设。根据实际条件决定一种合适的实验设计用来检验假设 3 3。决定如何引入实验刺激或创造一种引入自变量的背景。决定如何引入实验刺激或创造一种引入自变量的背景 4 4。制定一种有效的和可信的因变量的测量。制定一种有效的和可信的因变量的测量 5 5。建立实验背景，并对实验刺激和因变量进行预实验。建立实验背景，并对实验刺激和因变量进行预实验 6 6。选择合适的实验对象或个案。选择合适的实验对象或个案 7 7。随机分配实验对象到不同的组，并对他们进行详细的。随机分配实验对象到不同的组，并对他们进行详细的 指导指导 8 8。对所有组中的个案进行前测。对所有

5、组中的个案进行前测 9 9。对实验组进行实验刺激。对实验组进行实验刺激 1010。对所有组中的个案进行因变量的后测。对所有组中的个案进行因变量的后测 1111。告诉实验对象有关实验的真实目的和原因，询问他们。告诉实验对象有关实验的真实目的和原因，询问他们 的实际感受，尤其是当实验对象在某些方面被欺瞒时，这的实际感受，尤其是当实验对象在某些方面被欺瞒时，这 种说明就更为重要种说明就更为重要 1212。考察所收集的资料，进行不同组之间的比较，并运用。考察所收集的资料，进行不同组之间的比较，并运用 统计方法决定假设是否被证实统计方法决定假设是否被证实 四、好实验设计的标准 一个实验的质量取决于对影响

6、内部效一个实验的质量取决于对影响内部效 度的各种因素的控制程度度的各种因素的控制程度 （一）影响实验研究内部效度的因素（一）影响实验研究内部效度的因素 1 1。重大事件的影响。重大事件的影响 2 2。对样本的有差别挑选。对样本的有差别挑选 3 3。时间：为其他因素影响提供了可能。时间：为其他因素影响提供了可能 4 4。测验：练习效应、测验的等质性。测验：练习效应、测验的等质性 5 5。成熟：发育、成长。成熟：发育、成长 6 6。前后测量的环境不一致。前后测量的环境不一致 7 7。实验对象的缺失。实验对象的缺失 8 8。态度：霍桑效应。态度：霍桑效应 （二）控制无关变量 1 1、随机化：随机分配

7、，每组、随机化：随机分配，每组4040人人 2 2、保持特定变量不变：排除、保持特定变量不变：排除 3 3、将变量纳入到研究设计中：包含、将变量纳入到研究设计中：包含 4 4、配对、配对 5 5、被试内设计：接受多种处理、被试内设计：接受多种处理 6 6、协方差分析：以前测为基础，调整后测、协方差分析：以前测为基础，调整后测 成绩成绩 第二节 弱实验设计 前实验是没有对影响内部效度的因素进行内在前实验是没有对影响内部效度的因素进行内在 控制，（很难对自变量的效果做出评价）。控制，（很难对自变量的效果做出评价）。 一、一次性案例研究：一、一次性案例研究： X O 新教材新教材 成绩成绩 X表示表

8、示“实验处理实验处理”，o表示对于自变量的观表示对于自变量的观 察（测量），符号的位置表示了事件发生的顺察（测量），符号的位置表示了事件发生的顺 序序 二、单组前后测设计：二、单组前后测设计： O X O 前测前测 实验处理实验处理 后测后测 三、固定组比较设计：自然存在的组三、固定组比较设计：自然存在的组 X1 O 新教材新教材 成绩成绩 X2 O 旧教材旧教材 成绩成绩 虚线表示被比较的两个组是已经存在的，虚线表示被比较的两个组是已经存在的， 被试不是被随机分配的。被试不是被随机分配的。 四、四、 固定组前后测设计固定组前后测设计:获得量或改变量获得量或改变量 O X1 O . O X2

9、O 第三节 真实验设计 一、随机后测控制组设计一、随机后测控制组设计 实验组实验组 R X1 O 控制组控制组 R X2 O 随机分配随机分配 实验处理实验处理 后测后测 50个教师个教师 员工士气问卷员工士气问卷 到实验组到实验组 敏感性训练敏感性训练 （因变量）（因变量） 随机选择随机选择 100个教师个教师 随机分配随机分配 无实验处理无实验处理 后测后测 50个教师个教师 员工士气问卷员工士气问卷 到控制组到控制组 不接受训练不接受训练 （因变量）（因变量） 能够控制被试特征、成熟、统计回归的影响；能够控制被试特征、成熟、统计回归的影响； 没有控制：被试的流失、态度因素、实验实没有控制

10、：被试的流失、态度因素、实验实 施、数据收集者偏见、地点、历史等施、数据收集者偏见、地点、历史等 二、随机前后测控制组设计 实验组实验组 R O X1 OR O X1 O 控制组控制组 R O X2 OR O X2 O 随机分配随机分配 前测前测 实验处理实验处理 后测后测 5050个教师个教师 员工士气问卷员工士气问卷 员工士气员工士气 问卷问卷 到实验组到实验组 （因变量）（因变量） 敏感性训练敏感性训练 （因变量）（因变量） 随机选择随机选择 100100个教师个教师 随机分配随机分配 前测前测 无实验处理无实验处理 后测后测 5050个教师个教师 员工士气问卷员工士气问卷 员工士气员工

11、士气 问卷问卷 到控制组到控制组 （因变量）（因变量） 无敏感性训练无敏感性训练 （因变量）（因变量） 实验变量的影响实验变量的影响 = =实验组的差分实验组的差分- -控制组的差分控制组的差分 = =（后测（后测1-1-前测前测1 1）- -（后测（后测2-2-前测前测2 2） 三、随机所罗门四组设计 实验组实验组 R O X1 O 控制组控制组 R O X2 O 实验组实验组 R X1 O 控制组控制组 R X2 O 减少前测的影响，减少前测的影响， 样本量大，样本量大， 精力和努力大精力和努力大 举例 随机分配随机分配 前测前测 实验处理实验处理 后测后测 25个教师个教师 员工士气问卷

12、员工士气问卷 （X1） 员工士气问卷员工士气问卷 到实验组到实验组 （R组组1） （因变量）（因变量） 敏感性训练敏感性训练 （因变量）（因变量） 随机分配随机分配 前测前测 实验处理实验处理 后测后测 25个教师个教师 员工士气问卷员工士气问卷 （X2） 员工士气问卷员工士气问卷 到对照组到对照组 随机随机 （R组组2） （因变量）（因变量） 无敏感性训练无敏感性训练 （因变量）（因变量） 选择选择 100个个 随机分配随机分配 实验处理实验处理 后测后测 教师教师 25个教师个教师 （X1） 员工士气问卷员工士气问卷 到实验组到实验组 （R组组3） 敏感性训练敏感性训练 （因变量）（因变量

13、） 随机分配随机分配 实验处理实验处理 后测后测 25个教师个教师 （X2） 员工士气问卷员工士气问卷 到对照组到对照组 （R组组4） 无敏感性训练无敏感性训练 （因变量）（因变量） 计算 实验组实验组1 1 前测前测65 65 实验刺激实验刺激 后测后测95 95 控制组控制组1 1 前测前测65 65 后测后测7070 实验组实验组2 2 实验刺激实验刺激 后测后测8585 控制组控制组2 2 后测后测 6868 实验组总的影响实验组总的影响=95-65=30=95-65=30 前测的影响前测的影响=70-65=5=70-65=5 实验刺激的影响实验刺激的影响=85-65=20=85-65

14、=20 外部因素的影响外部因素的影响=68-65=3=68-65=3 交互作用的影响交互作用的影响= =实验组总影响实验组总影响- -前测影响前测影响- -实验刺激影响实验刺激影响 =30-5-20-3=2=30-5-20-3=2 前测、实验刺激的实际影响需要减去外部影响前测、实验刺激的实际影响需要减去外部影响 四、随机区组设计 1、使用配对的随机后测控制组设计：使用配对的随机后测控制组设计： Mr X1 O Mr X2 O 2、使用配对的随机前后测控制组设计：、使用配对的随机前后测控制组设计： O Mr X1 O O Mr X2 O 配对 手工配对：将特定变量上得分相似的手工配对：将特定变量

15、上得分相似的2人匹配人匹配 为一对；为一对； 统计配对：根据因变量与配对变量的相关，统计配对：根据因变量与配对变量的相关， 每个被试都得到一个在因变量上的预测分；每个被试都得到一个在因变量上的预测分； 用预测得分与实际得分的差来比较两个组。用预测得分与实际得分的差来比较两个组。 第四节 准实验设计 不包括对于被试的随机分配，在自然组不包括对于被试的随机分配，在自然组 （一）纯配对设计（一）纯配对设计 1 1、纯配对后测控制组设计：、纯配对后测控制组设计： 实验组实验组 M X1 OM X1 O 控制组控制组 M X2 OM X2 O 2 2、纯配对前后测控制组设计：、纯配对前后测控制组设计：

16、实验组实验组 O M X1 OO M X1 O 控制组控制组 O M X2 OO M X2 O （二）平衡设计 使实验组和控制组达到均等的技术，每个组使实验组和控制组达到均等的技术，每个组 中的被试都要接受所有的实验处理，但是接中的被试都要接受所有的实验处理，但是接 受的顺序不同。受的顺序不同。 三种处理的平衡设计三种处理的平衡设计 组组1 X1 O X2 O X3 O 组组2 X2 O X3 O X1 O 组组3 X3 O X1 O X2 O （三）时间系列设计 基本时间序列设计基本时间序列设计 O1 O2 O3 O4 O5 X O6 O7 O8 O9 O10 研究研究A 研究研究B 研究研

17、究C 研究研究D 分析分数模式来决定实验的处理分析分数模式来决定实验的处理 第五节 因素设计 扩展了可考察变量关系的数量 能够考察变量之间的交互作用 实验组 R O X1 Y1 O 控制组 R O X2 Y1 O 实验组 R O X1 Y2 O 控制组 R O X2 Y2 O 例 1。班级大小和方法没有交互作用 班级大小班级大小探究法探究法 （X1） 讲授法讲授法 （X2） 平均平均 小（小（Y1）463842 大（大（Y2）403236 平均平均4335 无交互作用图示 探究法 讲授法 50 45 40 35 30 小大 班级大小 成 绩 2。班级大小和方法之间有交互作用 班级大小班级大小探

18、究法探究法 （X1） 讲授法讲授法 （X2） 平均平均 小（小（Y1） 484245 大（大（Y2） 323836 平均平均4040 交互作用图 探究法 讲授法 50 45 40 35 30 小大 班级大小 成 绩 第六节第六节 单一被试研究单一被试研究 一、定义一、定义 二、图示二、图示 三、三、A-BA-B设计设计 四、四、A-B-A-BA-B-A-B 五五 、A-B-AA-B-A设计设计 六六 、B-A-BB-A-B设计设计 七、七、A-B-C-BA-B-C-B设计设计 八、多基线设计八、多基线设计 一、定义 单一被试研究是对一个被试进行研究的单一被试研究是对一个被试进行研究的 方法。方

19、法。 特点：特点： 定量研究、实验研究定量研究、实验研究 优点：优点： 在难以使用分组设计的情况下可以使用。在难以使用分组设计的情况下可以使用。 非常适合行为改善研究，如课堂管理、非常适合行为改善研究，如课堂管理、 技能培养、咨询等技能培养、咨询等 二、图示二、图示 主要用线性图来呈现数据，并证明特定干预主要用线性图来呈现数据，并证明特定干预 或处理的效果。或处理的效果。 因变量是用纵轴（因变量是用纵轴（y y轴）表示。轴）表示。 横坐标用来表示时间序列。横坐标用来表示时间序列。 状态线：基线、自变量、状态变化线状态线：基线、自变量、状态变化线 圆点为数据点。圆点为数据点。 图题在图的下方。图

20、题在图的下方。 10 8 6 4 2 0 012345678910 1112 正确反应率正确反应率 基线和自助状态下正确反应的百分数基线和自助状态下正确反应的百分数 时间时间 基线基线自助自助教学 三、三、A-B设计设计 这是最简单的。用被试内设计，使同一个被试接这是最简单的。用被试内设计，使同一个被试接 受两个时段或两种条件的观察。受两个时段或两种条件的观察。 1 1）研究者先挑出一位实验参与者、一个或多个目）研究者先挑出一位实验参与者、一个或多个目 标行为、目标行为的测量方法以及一种实验处理。标行为、目标行为的测量方法以及一种实验处理。 2 2）在基线阶段对目标行为进行反复测量。）在基线阶

21、段对目标行为进行反复测量。 3 3）在对目标行为测量的同时研究者继续进行实验）在对目标行为测量的同时研究者继续进行实验 处理。处理。 基线时段是处理前状态，基线时段是处理前状态， 是第一种状态，用是第一种状态，用A A表表 示示 。 B B表示一种处理或干预状态。表示一种处理或干预状态。 缺点：缺点：A-BA-B设计不能对各种影响内部效度的因素设计不能对各种影响内部效度的因素进进 行控制，不能确定自变量对因变量的影响。行控制，不能确定自变量对因变量的影响。 四、A-B-A设计 研究者只是在研究者只是在A-BA-B设计中简单地加入了另一设计中简单地加入了另一 个基线时段。第二基线一般包括撤消处理

22、个基线时段。第二基线一般包括撤消处理. . A-B-AA-B-A具有高度内部效度。具有高度内部效度。 缺点：实验往往以负效应结束，会造成道缺点：实验往往以负效应结束，会造成道 德问题。德问题。 图例图例 1234567891011121314 150 7 8 6 5 4 3 2 1 0 A 基线基线 B 表扬表扬 A 基线基线 回答的频率回答的频率 基线和表扬情况下回答的频率基线和表扬情况下回答的频率 周周 五、五、A-B-A-B设计设计 有两个基线时段和两个处理时段。这种设计有两个基线时段和两个处理时段。这种设计 使实验效果显示了两次，巩固了关于实验处使实验效果显示了两次，巩固了关于实验处

23、理有效性的结论。理有效性的结论。 优点：避免了使被试留在无干预状态的道德优点：避免了使被试留在无干预状态的道德 问题。问题。 缺点：数据收集者偏见和工具效应缺点：数据收集者偏见和工具效应 六六 、B-A-B设计设计 在被试的行为十分恶劣，以至研究者不能等在被试的行为十分恶劣，以至研究者不能等 待基线建立时，可使用。待基线建立时，可使用。 图例 12345678910111213 1415160 16 8 4 12 24 32 22 28B放学后留校放学后留校A基线基线B放学后留校放学后留校 打斗次数打斗次数 放学后留校情况下打斗次数放学后留校情况下打斗次数 周周 七、A-B-C-B设计 C指指

24、B的条件下所进行的干预的一种变化。在的条件下所进行的干预的一种变化。在 C状态下对干预进行改变，以此对被试在状态下对干预进行改变，以此对被试在B时时 段中所受到的特别关注进行控制。段中所受到的特别关注进行控制。 图例 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 02468101214161820 基线基线选择性表扬选择性表扬 非选择非选择 性表扬性表扬 选择性选择性 表扬表扬 关注任务时间的百分比关注任务时间的百分比 选择性表扬下关注任务时间的百分比选择性表扬下关注任务时间的百分比 周周 数据分析 图示能够在每个阶段内分析出目标行为水图示能够在每个阶段内分析出目标行为水 平的数值和斜度的方向。可计算各相邻阶平的数值和斜度的方向。可计算各相邻阶 段的数据。段的数据。 还可以计算非重叠数据的百分率：将超出还可以计算非重叠数据的百分率：将超出 最高（或最低）基线数据点的处理数据点最高（或最低）基线数据点的处理数据点 的数目除以处理数据点的总数。的数目除以处理数据点的总数。 注意 40 30 20 10 0 34 32 30 28 26 0 前测前测后测后测前测前测后测后测 AB 八、多基线设计（略）八