教育研究设计方法

1、教育研究设计教育研究设计 一、教育研究设计的基本内容v明确研究目的和选择研究对象v选择研究类型和收集数据的方法v确定研究变量的理论定义与操作定义v选择研究材料和测量工具v确定研究程序与控制研究误差v考虑研究结果的统计分析方法二、研究设计的评价标准v信度信度指研究方法、程度、结果的可重复性，分为内在信度和外在信度。内在信度指在同样的条件下，资料收集、分析和解释资料的一致性。外在信度不同的研究者能否在相同或相似的背景下重复研究以及研究结果的一致性v效度指研究揭示教育规律的真实程度构想效度研究理论构想的合理性及其转化为操作定义的恰当程度统计效度其目的在于检验研究结果的分析程序与方法的有效性，主要用于

2、误差、变异来源、统计方法的适合性等问题的判定内部效度所研究的自变量与因变量之间关系的确切程度。如果自变量和因变量之间关系并不由于其他外部变量的影响而变得模糊不清或复杂化，那么这项研究就具有内部效度，这时就可以得出结论，说某种实验处理或条件确实具有某种效果。外部效度研究结果能够被推广到样本总体和其他条件中的程度。即研究结果和实验效果的普遍性或可应用性。信度与效度的关系影响内部效度的因素影响内部效度的因素 v1.历史因素历史因素。 v2.选择因素选择因素。 v3.成熟因素成熟因素。 v4.研究被试的更换和淘汰研究被试的更换和淘汰。 v5.测量和测试手段测量和测试手段。 v6.统计趋中效应统计趋中效

3、应。 v7.实验处理和程序实验处理和程序。 v8.多种研究条件和因素的交互作用多种研究条件和因素的交互作用。 影响外部效度的因素影响外部效度的因素 va.总体效度总体效度。 vb.自变量和因变量的定义和测试方式自变量和因变量的定义和测试方式。 vc.对测量的敏感化对测量的敏感化。 vd.多重实验的干扰多重实验的干扰。 ve.特异性效应特异性效应。 vf.实验者效应实验者效应。 vg.研究与实际情景的相似性研究与实际情景的相似性。 vh.被试选择和实验处理的交互作用被试选择和实验处理的交互作用。 三、研究对象的选取v总体与样本v抽样的意义加强研究效能减少研究误差深究研究对象确保研究施行v抽样方法

4、非概率抽样v方便抽样v判断抽样v配额抽样v滚雪球抽样概率抽样按随机化原则抽取样本v抽样的基本步骤界定总体确定样本容量选择抽样方法并抽取样本v具体抽样方法简单随机抽样系统抽样分层随机抽样整群抽样多阶段抽样四、研究变量的选择与控制v自变量设计v因变量设计v无关变量的控制u控制差异的基本方法u1.随机化(randomization)u2.设计中建立一些条件或因素作为自变量(inclusion)u3.保持条件或因素的不变(elimination)u4.统计调节(statistical controls)个化学测试分数差异的定量表示教学方法个化学测试分数差异的定量表示教学方法学生能力五、设计方法v实验设

5、计v准实验设计v非实验设计v实验设计实验的定义v一项实验通常是指一种研究情景,在这一研究情景中,至少控制一个自变量,并且能够把不同的实验单元随机地分 配 给 所 控 制 的 变 量 的 不 同 水 平 或 类 别 。v一种研究情景是否是一个实验,至少需要满足二个基本条件： 一是是否控制了至少一个变量二是是否把研究单元（人、家庭、小组、学校、工厂等）随机地分配给了所控制的变量的不同水平或类别 v好的实验设计的标准好的实验设计的标准1.1.充分的实验控制充分的实验控制, ,无相关变量间的干扰无相关变量间的干扰2.2.比较的基础比较的基础3.3.通过数据获得充足的信息通过数据获得充足的信息4.4.非

6、污染的数据非污染的数据5.5.代表性代表性6.6.省力原则省力原则v实验设计方法(1)仅施后测控制组设计仅施后测控制组设计v前测是指在实验处理之前对被试进行的测量或测验v后测是指在实验处理后进行的测量或测试。不是所有的设计均需前测,但后测是决定实验处理效果所必须的 两个组的设计可以用下列符号表示： RG1X O1 RG2 O2G(roup)表示组R(andom)表示随机抽取或分至各组的人数X表示实验处理,短线“一”表示无实验处理O表示对相关变量的测量 v扩展到多组的情况： RG1X1O1RG2X2 O2 RGkXk OkRGk+1 Ok+1v一名4年级教师做一个有关辅助教学材料对阅读行为影响的

7、实验,使用两种辅助教学材料,以及传统材料,他们构成3种独立(实验)变量水平 随机抽样 后测RG1 组1 15名被试用第一种类型的辅助教材(X1) O1阅读测试成绩(因变量)RG2 组2 15名被试用第二种类型的辅助教材(X2) O2RG3 组3 15名披试用传统教材 (-) O3 8周教学 v(2)前测前测-后测控制组设计后测控制组设计 在实施实验处理之前加上测量的话,仅施后测控制组设计就被扩展为前测一后测控制组设计了 前测是要得出什么?v前测得分可能作为分析中的一项统计控制量。在一些实验中,尤其是在教学领域,要分析得分一一后测与前测间得分的差异 v最简单的前测一后测控制组设计形式：RG1 O

8、1 X O2RG2 O3 O4v前测一后测控制组设计扩展到多组的情况： RG1 O1 X1 O1RG2 O3 X2 O4 RGk O2k-1 Xk O2kRGk+1 O2k+1 - O2k+2v仅施后测控制组设计与前测后测控制组设计在效度方面的比较：这一设计的内部效度与前一设计相同二者在外部效度方面存在差别,由于在这一设计中使用了前测,因此我们很难猜测被试对没有前测的情景是如何反应的v例如,研究者可能想探讨游说活动对态度的影响。在实验处理前对被试的态度进行测量就会使他们变得敏感起来,从而使他们采用与无前测的情景不同的反应模式对待游说活动。在这种情况下,实验的结果就很难被推广到真实的生活情景中去

9、,因为在真实的生活情景中通常是不会施加前测的 v前测可能通过如下二种途径影响被试在后测中的表现：（1）直接影响后测结果,作为后测的预热活动使被试对后测敏感化；v（2）与处理产生相互作用,因此会加速或阻碍处理的影响,其相互作用的大小则视乎所研究的问题而定。v一名研究者对几何概念的教学所用时间的长短对有关空间关系的测验成绩的影响感兴趣。研究问题陈述如下：有关几何概念教学的时间量对同一年级学生在空间关系知识方面的得分影响的研究。这一问题显然包含了一个实验的研究,因为教学时间量是研究者控制的变量 v我们可以采用两种大体相近的空间关系测验一个作为前测,另一个作为后测。实验设置如下：随机抽取某一年级正在学

10、习几何课程的40名学生。40名学生分成4组,每组10名。实验处理实施如下：vG1接受15分钟为一单元的立体几何概念教学；vG2接受2个15分钟为一单元的立体几何概念教学；vG3接受3个15分钟为一单元的立体几何概念教学；vG4(控制组)不接受立体几何概念教学。vG1,G2,G3的成员在一导师辅导的情境下个别地接受教学对各组每一成员的教学应是一致的；需要改变的仅是教学时间长短；整个教学花一周多的时间。教学前,先对学生进行前测,教学结束后不久,对学生后测 v(3)所罗门四组设计所罗门四组设计以最简单的形式把前测后测控制组设计和仅施后测控制组设计组合起来可得到一种新的设计,这是所罗门(Solomon

11、,1949)提出来的,因此称之为所罗门设计。该设计有四个组,包括控制组、实验组各二组,而实验组接受的实验处理是相同的。两种类型的组中各有一组接受前测,实验结束对4组都进行后测。每组被试都是随机分布的。v所罗门4组设计可以图示如下：RG1 O1 X O2RG2 O3 O4RG3 X O5RG4 O6v因为对一些组进行了前测而一些组不测,所罗门4组设计的优点在于能使研究者检验前测带来的可能效应。前测影响后测得分,前测与实验处理相互作用都是可能的。也就是说,实验处理的效应对前测过和没有前测过的组是不同的。例如,一位教育心理学教师要做一个有关观看解决问题的电影对逻辑推理测验成绩的影响的研究。实验处理是

12、看一场30分钟的电影。实验被试是在教育心理学专业的大学高年级学生。教师想进行前测和后测,这样至少可获得一些用于分析的数据。但还需考虑的是,前测可能引起对电影一定的反应,作了前测的被试可能得到要从电影中学点什么的暗示。这就是为什么要用所罗门4组设计而不是仅施后测设计,也不是前测一后测设计的缘故。 32名学生分成4组,每组随机分得8人。对第一组和第二组中的16名同学同时进行前测,第二天,实验组的16名学生看电影。之后,对所有32名学生进行后测。前测和后测平行进行,但参加的是不同的逻辑推理测验。这样,教师就能检验前测带来的可能效应和前测与实验处理相互间的作用 v(4)因素设计因素设计因素设计的基本构

13、造是,每一自变量的所有水平与其他自变量的水平结合使用。设计至少需要两个自变量,每个变量至少有两种层次(从理论上讲,可以有任意数目的自变量,而且每一自变量可以有任意数目的水平)。最低限度的因素设计称为一个二乘二（22）因素设计,可以用图表示如下：RG1 A1B1 O1RG2 A1B2 O2RG3 A2B1 O3RG4 A2B2 O4v在因素设计中,我们估计自变量的主效应和相互作用效应。这可以用下图来加以说明,的主效应指不考虑时,和之间的差异。也就是说只考虑行之间的平均数的差异,就象列不存在似的；同样,的主效应是指列的平均数之间的差异,就象行不存在一样。相互作用则是指二个因素不同类别组合的效应。在

14、本质上,它是二个因素的相互作用效应,独立于它们的主效应。 v一名教师想了解两种不同的中国历史教材的教学效果。一种图文并茂,另一种抽象且用详细的文字描述。参加实验的学生能力各异,且对学生进行了知识倾向测试。知识倾向作为控制变量；另外不同类型的教材对不同能力水平的效果也可能不一致。也就是说,教材的类型和能力水平可能产生交互作用。所研究的问题可陈述如下：一项有关使用图文并茂的教材对高、中、低能力水平的高中生中国历史学习成绩产生的效果的研究 v准实验设计准实验设计 在进行教育研究时,被试的挑选和组合不可能总是随机的。在教育领域中,有许多被试是既定的,如由一个班级里的学生自然而完整地形成被试群体。当这种

15、保持原样的组运用于一个实验中时,我们便称此实验为准实验研究。这种研究能够为教育作出有价值的贡献,但有一点很重要：研究者对实验结 果 的 解 释 和 推 广 应 该 特 别 慎 重 。 缺少随机组合本身潜在地影响着实验的效度无论是内在的还是外在的效度 v仅施后测、非对等控制组设计仅施后测、非对等控制组设计 当运用“非对等”这一术语时，它意味着随机意义上的非对等，但并不是说试验组间不可能在相关变量或特征上具有相似点。的确，就准实验设计来说，对其结果效度的可信性，很大程度上取决于保证实验组阔的相似性。非对等控制组仅施后测设计的最简单形式：G1 X O1G2 O2仅施后测、非对等控制组设计的扩展形式：

16、G1 X1 O1G2 X2 O2 Gk Xk OkGk+1 - Ok+1采用非对等控制组仅施后测设计的实验效度一般是较低的。这一难点可能产生于实施实验处理前挑选被试的偏差和缺少前测。除非能获得可以提供有关各试验组相似程度这样的现成资料，否则不应该采用这种实验设计.一位高中老师，教授高二个班的物理课，在研究采用3种不同的新方法和传统方法(控制)对本课程实验部分教学的影响。这位老师对4个班级分别采用一种不同的教学方法。因变量是对该课程中的实验内容实施期末考核的成绩。研究的问题可以陈述如下：一项关于教学方法对高二年级物理实验考核成绩影响的实验研究。 v实验设计可以图解如下 :v通过查阅材料，获得了以

17、下信息：1.在班级中，男生和女生的比例大略相等。2.学生在高一时的物理成绩，1、2和4班的大约相同，而3班学生成绩稍微高些，对于诸如数学等其他学科，高一时的学生成绩情况相同。3.尽管这所学校大部分不是按学生能力分班，但有一个英语快班；因为受课程安排时间的限制，3班的许多学生也在英语快班里学习。v在这项研究里，教学时间和教师是常量。1班和4班上午上物理实验课；另两个班下午上物理实验课。v假设后期测试呈现出以下实验结果模式：=；和大于，而又大于和。可能的解释是什么？ v前测后测、非对等控制组设计 k 2k-1k 2kk+1 2k+1 k+1 2k+2在4年级进行一项采用两种新的阅读方案的教学实验，

18、研究各方案对学生阅读成绩可能产生的影响，这项设计的实验处理是新的阅读方案；传统的方案作为控制处理。同一城区的30个小学4年级班级参加实验，不进行随机挑选和组合。每种方案都有10名教师报名参加，即两种新方案和一种传统方案各由10名教师来施行。当然，每名教师只能施行一种方案。先用阅读成绩测验A卷对学生进行前测；然后用这3种教学方案教学一学期；随后对学生采用阅读成绩测验B卷进行后测。 v时间系列设计时间系列设计包括一组准实验设计，这组设计涉及到对一个或多个原始小组的反复测量，并在至少一个实验组的两次测量之间进行一次实验处理。时间系列设计对那种过一段时间自然地周期性地对因变量进行测量的情景是有效的，如

19、对一个班级的反复测试。观察测量应该是一致的，但因为存在多个因变量，要达到一致性可能是不容易的。(1)单组时间系列设计一个单组时间系列设计可以简单地图解如下： O6O5O4O3O2O1121086420ABCXv多组时间系列设计单组时间系列设计可以扩展，使其包括两个或两个以上的组。这种实验设计通常包括一个控制组,这种情况的设计例子可以图解如下： v一个老师教初一3个班的代数，他决定进行一项研究，其研究问题可以陈述如下：一项关于不同反馈类型对代数成绩影响的研究。v在一个学期中，这位老师进行了5次同等难度的一小时代数测验。尽管随着教学的进展，这些测验涵盖了不同的教学内容，但因为老师精心采用了难度水平

20、大致相等的题目设计试卷，因而每次测验具有大体相同的难度。在第2次和第3次测验之间，教师给1班以正反馈(X1)；给2班以负反馈(X2)，对第3班不做任何反馈(控制处理)。这项实验可用下图表示：v单个被试设计教育究中大多数实验研究涉及的是包含多个被试的群体,换言之，我们试图通过实验获得可用于群体而不是个体的实验结果。然而，对于有些实验情境，采用个体被试是合适而且是必要的一一本质上讲，样本就是一个。在这些单个被试情境中，基本的试验方法是研究在实验条件和非实验条件下的个体。 单个被试研究有助于教师从事个别学生的研究(可能的行动研究)。 v(1)设计我们一组相对独特的符号来表示单组被试设计，和用来表示实验条件：表示基线条件，表示实验处理条件。既然实验使用单个被试，就不需要被试组符号。设计是最简单的单组被试设计。一般说来，这种设计可以图示如下：一位新老师陷入课