教育实验法概述--刘翔

1、教育实验法概述及真实验设计20072007级博士生刘翔级博士生刘翔教育实验教育实验 定义定义1 1 是根据一定的理论假设，在教育实践中，运用必要而又是根据一定的理论假设，在教育实践中，运用必要而又合乎情理的控制方法，变革研究对象，探索教育的因果合乎情理的控制方法，变革研究对象，探索教育的因果规律的一种教育研究活动。规律的一种教育研究活动。 定义定义2 2 实验研究就是根据一定的研究假设，主动干预或控制研实验研究就是根据一定的研究假设，主动干预或控制研究对象的发生、发展过程，并通过把有干预情况下获得究对象的发生、发展过程，并通过把有干预情况下获得的事实与没有干预情况下的事实进行比较，以确认事物的

2、事实与没有干预情况下的事实进行比较，以确认事物间因果关系的方法。间因果关系的方法。历史历史 实验研究最早在物理学研究中运用，后来在自然实验研究最早在物理学研究中运用，后来在自然科学领域广泛采用，然后以生理学的实验研究为科学领域广泛采用，然后以生理学的实验研究为一个发展中介，以心理学实验为首端开始向社会一个发展中介，以心理学实验为首端开始向社会科学领域内逐渐推广。科学领域内逐渐推广。 教育实验从一开始的尝试性的实验到今天建立较教育实验从一开始的尝试性的实验到今天建立较成熟的教育实验理论，许多教育家的努力不可磨成熟的教育实验理论，许多教育家的努力不可磨灭，灭，17681768年，裴斯泰洛齐在年，裴

3、斯泰洛齐在“新庄新庄”学校里的操作学校里的操作已有了教育实验的意识，但是把教育与严格的科已有了教育实验的意识，但是把教育与严格的科学实验相连，还离不开梅伊曼、拉伊、桑代克及学实验相连，还离不开梅伊曼、拉伊、桑代克及麦柯等人的大力提倡。教育实验发展至今，已在麦柯等人的大力提倡。教育实验发展至今，已在教育研究中获得了举足轻重的地位并发挥了重要教育研究中获得了举足轻重的地位并发挥了重要的作用。的作用。教育实验的构成因素教育实验的构成因素自变量被试因变量控制控制教育实验的构成因素教育实验的构成因素自变量被试因变量教育实验的基本特点教育实验的基本特点1 1通过改变研究对象的性质或状态进通过改变研究对象的

4、性质或状态进行研究行研究 没有控制，也就没有实验。实验研究对研没有控制，也就没有实验。实验研究对研究过程中涉及的各种变量做出分析与控制，究过程中涉及的各种变量做出分析与控制，可以使人观察到自然条件下遇不到的情况，可以使人观察到自然条件下遇不到的情况，扩大研究的范围。扩大研究的范围。教育实验的基本特点教育实验的基本特点 2 2揭示变量间的因果关系揭示变量间的因果关系 探究教育的内容、方法、环境等与教育效果之间的因果探究教育的内容、方法、环境等与教育效果之间的因果关系是教育研究者最关心的问题，而要确定事物之间的关系是教育研究者最关心的问题，而要确定事物之间的因果关系，必须具备三个基本条件，即共变关

5、系、时间因果关系，必须具备三个基本条件，即共变关系、时间顺序、控制无关变量。在实验法中，实验者操纵着一个顺序、控制无关变量。在实验法中，实验者操纵着一个或几个因素，这些因素是经过判断之后以假设的形式被或几个因素，这些因素是经过判断之后以假设的形式被确认为是影响教育结果的原因，实验者同时控制与这些确认为是影响教育结果的原因，实验者同时控制与这些因素无关的其他因素，使之不影响教育结果。于是根据因素无关的其他因素，使之不影响教育结果。于是根据教育结果就可以判断实验因子是不是影响教育结果的真教育结果就可以判断实验因子是不是影响教育结果的真正原因了。实验法能够满足确定现象之间因果关系的三正原因了。实验法

6、能够满足确定现象之间因果关系的三个条件，通过它能够达到揭示事物之间因果关系的目的。个条件，通过它能够达到揭示事物之间因果关系的目的。教育实验的基本特点教育实验的基本特点3 3有严密的操作过程和论证方式有严密的操作过程和论证方式 实验法要求有假设和验证，有严格的操作实验法要求有假设和验证，有严格的操作规程、精确的测量手段和数据处理，以保规程、精确的测量手段和数据处理，以保证研究结果的准确性和客观性，并有可能证研究结果的准确性和客观性，并有可能在相同的条件下重复同一实验，越是经得在相同的条件下重复同一实验，越是经得起重复的实验，其科学性、可靠性越高，起重复的实验，其科学性、可靠性越高，科学性、可靠

7、性越高，推广的价值也就越科学性、可靠性越高，推广的价值也就越大。大。实验研究的优点实验研究的优点1 1、实验研究最合乎科学研究的标准；、实验研究最合乎科学研究的标准；2 2、实验研究能发现关于各个变量之间、实验研究能发现关于各个变量之间的因果关系，具有确定性；的因果关系，具有确定性；3 3、严谨的实验设计，能够发现问题的、严谨的实验设计，能够发现问题的真相。真相。实验研究的局限实验研究的局限 1 1、不能代替教育哲学思考和教育价值学思考；、不能代替教育哲学思考和教育价值学思考； 2 2、人类行为相当复杂，很难以实验法探讨所有变量的关、人类行为相当复杂，很难以实验法探讨所有变量的关系；系； 3

8、3、在实验过程中，被试的人格特质会影响其接受实验的、在实验过程中，被试的人格特质会影响其接受实验的态度；态度； 4 4、教育情境具有独特性，实验结果普适性较差；、教育情境具有独特性，实验结果普适性较差； 5 5、实验者与被试之间，容易产生互动，进而影响实验结、实验者与被试之间，容易产生互动，进而影响实验结果；果； 6 6、真正的实验必须以随机抽样分配样本，这样容易干扰、真正的实验必须以随机抽样分配样本，这样容易干扰正常的教学活动。正常的教学活动。教育实验的类型教育实验的类型按照实验的情境分按照实验的情境分 自然实验自然实验 实验室实验实验室实验按与知识发现关系划分按与知识发现关系划分 探索性实

9、验探索性实验 验证性实验验证性实验 应用性实验应用性实验教育实验的类型教育实验的类型 按自变量状态划分按自变量状态划分 单一变量实验单一变量实验 组合变量实验组合变量实验 按照实验的组织形式分按照实验的组织形式分 单组实验单组实验 等组实验等组实验 轮组实验轮组实验（19261926年年Mcall:How to do experiment in Mcall:How to do experiment in educationeducation）教育实验的类型教育实验的类型按照实验设计的科学性分按照实验设计的科学性分 前实验前实验 (the pre-experimental design)(the

10、 pre-experimental design) 真实验真实验 (the true experimental design)(the true experimental design) 准实验准实验 (the quesi- experimental (the quesi- experimental design)design)（19631963年年Compel and stanley:Compel and stanley:Experimental and quasi- Experimental and quasi- experimental designs for Research expe

11、rimental designs for Research on teaching on teaching ）实验研究的一般过程实验研究的一般过程 1.1.实验选题和设计实验选题和设计 选定实验课题、提出实验假设、确定实验中的自变量与选定实验课题、提出实验假设、确定实验中的自变量与因变量、对实验与测量内容下操作性定义、选择与制定因变量、对实验与测量内容下操作性定义、选择与制定控制无关变量的方法、选择被试，统一测量的工具与手控制无关变量的方法、选择被试，统一测量的工具与手段制订实验计划。段制订实验计划。 2.2.实验的实施实验的实施 根据实验设计进行前测、编组、控制实验情景、后测、根据实验设计进

12、行前测、编组、控制实验情景、后测、记录实验情况。记录实验情况。 3.3.数据分析和报告结果数据分析和报告结果 核算实验结果、数据整理和分析（包括统计检验）、得核算实验结果、数据整理和分析（包括统计检验）、得出实验结论、评价实验、撰写实验报告。出实验结论、评价实验、撰写实验报告。真实验设计定义定义1 1 是指能随机分配被试到实验组和控制组，是指能随机分配被试到实验组和控制组，并对无关变量具有一定控制的实验设计。并对无关变量具有一定控制的实验设计。定义定义2 2 能够严格控制无效变异来源的实验设计，能够严格控制无效变异来源的实验设计，称为真实验设计或实验设计称为真实验设计或实验设计实验组实验组实验

13、前实验前实验后实验后控制组控制组实验组实验组控制组控制组前测前测后测后测无无关关变变量量自自变变量量因因变变量量因因变变量量自自变变量量特点特点能随机选取和分配被试；能够在有效能随机选取和分配被试；能够在有效控制无关因素干扰的基础上操纵自变控制无关因素干扰的基础上操纵自变量的变化；能精确测量因变量的变化。量的变化；能精确测量因变量的变化。实验组与控制组实验组与控制组利用随机取样或测量配对选择而形成利用随机取样或测量配对选择而形成的两个条件相等的样本组，其中一组的两个条件相等的样本组，其中一组按受实验因素作用，即实验组，另一按受实验因素作用，即实验组，另一个组将不按受实验因素的作用，只作个组将不

14、按受实验因素的作用，只作为比较标准，即控制组。教育技术最为比较标准，即控制组。教育技术最常用的模式有三种：即单组实验、等常用的模式有三种：即单组实验、等组实验和循环实验（轮组实验）模式。组实验和循环实验（轮组实验）模式。单组实验单组实验单组实验是指同一实验因素单组实验是指同一实验因素X X，只对同，只对同一组（或一个）实验对象一组（或一个）实验对象O O施加作用，施加作用，然后测定对象所产生的变化，以确定然后测定对象所产生的变化，以确定实验因素效果如何。实验因素效果如何。单组实验通常采用前测与后测比较的单组实验通常采用前测与后测比较的方法来研究实验因素的效果。方法来研究实验因素的效果。实验结果

15、的处理，常采用实验结果的处理，常采用T T检验的方法检验的方法等组实验等组实验以两个或两个以上条件相同的实验组以两个或两个以上条件相同的实验组（等组）为实验对象，使之分别接受（等组）为实验对象，使之分别接受不同的实验因素的作用（不同的实验因素的作用（X1X1和和X2X2），），然后将各个实验因素所产生的效果加然后将各个实验因素所产生的效果加以测量和比较。以测量和比较。结果处理：结果处理：F F检验和方差分析检验和方差分析等组的选择方法：随机取样和测量配等组的选择方法：随机取样和测量配对法。对法。这种设计的内部效度较高。这种设计的内部效度较高。轮组实验轮组实验 各个实验因素轮换作用于各个实验组，

16、各实验组各个实验因素轮换作用于各个实验组，各实验组条件并不均等，然后，根据各个实验因素作用所条件并不均等，然后，根据各个实验因素作用所引起的变化总和来决定实验结果。引起的变化总和来决定实验结果。 是一种重复测量实验，有时也称为混合实验设计是一种重复测量实验，有时也称为混合实验设计或者被试内实验设计。或者被试内实验设计。 结果处理结果处理 方差分析方差分析 优点优点 不要求各组均等；不要求各组均等； 实验中，各因素对实验对象的作用次数增多，平均效果实验中，各因素对实验对象的作用次数增多，平均效果正确性增长。正确性增长。 可减少无关因素的影响。可减少无关因素的影响。等组实验设计分类等组实验设计分类

17、随机后测有控制组设计随机后测有控制组设计随机前后测有控制组设计随机前后测有控制组设计索洛门四组设计索洛门四组设计随机后测有控制组设计步骤随机后测有控制组设计步骤(A)(A)用随机方法选择受试者，并随机分用随机方法选择受试者，并随机分派为实验组与控制组。派为实验组与控制组。(B)(B)实验组接受实验处理，控制组则否。实验组接受实验处理，控制组则否。(C)(C)实验处理后两组均接受后测。实验处理后两组均接受后测。随机后测有控制组设计随机后测有控制组设计R R X XO1O1( (实验组实验组) )- R RO2O2( (控制组控制组) )随机后测有控制组设计随机后测有控制组设计优点优点 消除前测与

18、后测、前测与实验处理的交互消除前测与后测、前测与实验处理的交互作用；作用； 可以控制历史、成熟、练习与统计回归的可以控制历史、成熟、练习与统计回归的影响。影响。局限局限 不能对被试缺失加以控制不能对被试缺失加以控制随机后测有控制组设计：示例随机后测有控制组设计：示例电视教学对初一学生英语成绩的影响电视教学对初一学生英语成绩的影响某校初一的两个班，按照入学成绩随某校初一的两个班，按照入学成绩随机分成两个等组，随机指派一个为实机分成两个等组，随机指派一个为实验班（验班（RG1RG1），在实验班英语教学中使），在实验班英语教学中使用电视教学（用电视教学（X X），而对照班（），而对照班（RG2RG2

19、）按常规进行教学（按常规进行教学（C C）。其他条件均相）。其他条件均相同。一学期后，进行后测，比较电视同。一学期后，进行后测，比较电视教学与常规教学的效果。教学与常规教学的效果。随机前后测有控制组设计步骤随机前后测有控制组设计步骤(A)(A)用随机方法选择受试者，并随机分用随机方法选择受试者，并随机分派为实验组与控制组。派为实验组与控制组。(B)(B)实验处理前两组均接受前测。实验处理前两组均接受前测。(C)(C)实验组接受实验处理，控制组则否。实验组接受实验处理，控制组则否。(D)(D)实验处理后两组均接受后测。实验处理后两组均接受后测。随机前后测有控制组模式随机前后测有控制组模式R R

20、O1O1X XO2O2( (实验组实验组) )- R RO3O3O4O4( (控制组控制组) )随机前后测有控制组设计随机前后测有控制组设计优点优点 因为是随机分配，可以控制选择、被试缺因为是随机分配，可以控制选择、被试缺失等因素；失等因素； 有控制组，可以控制成熟、练习、统计回有控制组，可以控制成熟、练习、统计回归等因素。归等因素。局限局限 前测与实验处理产生交互影响。前测与实验处理产生交互影响。随机前后测有控制组设计：示例随机前后测有控制组设计：示例题目：解题思维策略训练提高解题能题目：解题思维策略训练提高解题能力的实验力的实验试进行随机前后测有控制组实验设计试进行随机前后测有控制组实验设

21、计随机前后测有控制组设计：示例随机前后测有控制组设计：示例假设：系统进行解题思维策略训练可假设：系统进行解题思维策略训练可提高学生解应用题的能力。提高学生解应用题的能力。实验设计模式：实验设计模式：RG1： O1 X O3RG2： O2 C O4随机前后测有控制组设计：示例随机前后测有控制组设计：示例实验处理实验处理 实验组用自编教材，讲解实验组用自编教材，讲解6 6种应用题解题种应用题解题方法（简化法、图解法、结构训练法、联方法（简化法、图解法、结构训练法、联想法、假设法、对应法），每周想法、假设法、对应法），每周3 3次，每次，每次次1 1节课，共节课，共7 7周周2020节课。控制组不讲

22、，只节课。控制组不讲，只做同样的练习。做同样的练习。因变量因变量 学生解应用题能力（操作定义：等值数学学生解应用题能力（操作定义：等值数学难题测验）难题测验）随机前后测有控制组设计：示例随机前后测有控制组设计：示例条件控制条件控制 随机取样；同一教师教学；前后测相同随机取样；同一教师教学；前后测相同（等值难题，测验时间与要求前后一致）；（等值难题，测验时间与要求前后一致）；练习内容相同。练习内容相同。统计分析统计分析 对对 (O3-O4)-(O1-O2)(O3-O4)-(O1-O2)进行显著性检验，即进行显著性检验，即对实验组和对照组前后测成绩平均分数参对实验组和对照组前后测成绩平均分数参数进行数进行t t检验（前测随机等组处理）检验（前测随机等组处理）索洛门四组设计设计步骤索洛门四组设计设计步骤(A)(A)用随机方法选