第五章 教育研究的常用方法(二)实验研究法gai

1、幻灯片1第五章 教育研究的常用方法（二）-实验研究法幻灯片2本章学习内容一、教育实验法概述 二、教育实验变量的控制三、教育实验的设计 幻灯片3 第一节 教育实验法概述 一、教育实验法的特点 教育实验法的概念 教育实验法是研究者按照一定的研究目的，操纵自变量、控制无关变量、使教育行为朝着有利于因变量发生预期变化，从而验证假设探讨教育现象因果关系的一种研究方法。幻灯片4 第一节 教育实验研究法概述 教育实验法的特点 概括地说，就是预见性和控制性。 教育实验必须揭示变量间的因果关系 教育研究的其它方法不能主动操纵、干预研究对象，难以排除原因与结果之外第三变量的干扰，只能对某种可能性幻灯片5 第一节

2、教育实验研究法概述 的原因进行推测，表明“是什么”和“怎么样”的问题。只有教育实验法才能说明“为什么”问题，推论因果关系的逻辑性，即特定原因与特定结果之间的特定关系。 幻灯片6 第一节 教育实验研究法概述 教育实验必须主动变革实验对象 教育研究的其它方法都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。教育实验法却要求人为地改变研究对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。幻灯片7 第一节 教育实验研究法概述 教育实验必须人为地控制或创设条件 教育实验的精髓在于对实验条件的控制或创设，主动地操纵自变量，客观地测定因变量，严格地控制无关变量。幻灯片8 第一节 教育实验研究法概

3、述 二、教育实验法的性质 教育实验是一种科学实验活动 教育实验首先是一种科学实验，具有科学实验的特征，以区别于教育研究的其它方法。幻灯片9 第一节 教育实验研究法概述 教育实验是一种特殊的实验活动 在实验研究对象上：自然科学实验以物为研究对象，着力探讨人与物的关系，教育实验以人和人所从事的教育活动为研究对象，着力研究社会中人与人、人与社会的关系。因此，教育实验不可能象自然科学实验那样人为地改造研究对象，改变研究对象的有关属性。幻灯片10 第一节 教育实验研究法概述 在实验物质手段上：自然科学实验主要在实验室人为地严格控制条件下进行，教育实验则主要在教育教学的自然环境状态中进行。 在实验方法上：

4、自然科学实验更关注的是量的描述，教育实验则更强调的是定量研究和定性研究相结合。 幻灯片11 第一节 教育实验研究法概述 在实验结果上：自然科学实验的结果一般能客观测量，而教育实验的结果则不能完全客观测量，还涉及到对研究对象的实验道德问题。 幻灯片12 第一节 教育实验研究法概述 三、教育实验法的局限 教育实验对象的特殊性决定了教育实验比较复杂和困难，有些教育问题是无法用实验法加以解决的 由高度控制带来的“环境”失真 由实验人员和实验过程所带来的副效应 不可避免的样本不足和选择误差幻灯片13 第二节 教育实验变量的控制 一、自变量的选择与操纵 自变量的选择 影响因变量的自变量很多，一定要选择最典

5、型、最重要的自变量。 自变量的操纵 自变量的操纵主要是要保持自变量的单纯性和连续性。幻灯片14 第二节 教育实验变量的控制 二、因变量的分解与测量 因变量的分解 因变量的分解主要是列出因变量的构成因素。 因变量的测量 因变量的测量主要是确定测量因变量的指标。幻灯片15 第二节 教育实验变量的控制 三、无关变量的辨别与控制 无关变量的辨别 就是要辨明哪些变量是本研究的无关变量及其对研究结果可能产生的影响。 无关变量的控制 就是要采取措施消除或控制无关变量对研究结果可能产生的影响。这就涉及到实验效度以及如何提高实验效度等问题。幻灯片16 第二节 教育实验变量的控制 四、教育实验的效度 教育实验设计

6、质量的优劣通常用实验效度来衡量。实验效度通常有内在效度和外在效度两种。内在效度反映了实验对变量间因果关系揭示的准确程度，标志实验的认识论意义，是求真。外在效度反映了实验结果的可推广程度，标志实验的价值论意义，是求善。幻灯片17 第二节 教育实验变量的控制 内在效度及其影响因素 定义 指自变量与因变量的因果关系的真实程度。即因变量的变化在多大的程度上是由对自变量进行实验操作的结果所引起的，而不是由于其他因素的影响。为此，就必须对无关变量进行控制。如果我们能够控制所有的无关变量，能够证明因变量的变化仅仅是由于对自变量的实验操作，那么我们就得到了最好的内在效度。幻灯片18 第二节 教育实验变量的控制

7、 影响因素 偶然因素（History）：在实验过程中没有预料到的影响因变量的偶然事件。 成熟程度（Maturation）：时间在被试身上起的作用。 测验（Testing）：前测对后测的影响。幻灯片19 第二节 教育实验变量的控制 工具（instrumentation）：在实验的测量中，因为测量工具(如试卷、仪器)的不同、测试人的变化、测量评价标准不一致对实验结果的影响。 统计回归（Statistical regression）： 指被试选择有极端取样并且有两次测量时，因变量观测可能受到的一种影响，即向平均数回归。 幻灯片20 第二节 教育实验变量的控制 统计学家指出，统计回归是一种事实上存在的

8、现象。在重复进行的测验中，每个被试测量的分数，出现向平均分数回归的现象，高分组的分数可能降低，低分组的分数可能上升，这些都不是由于实验操作引起的，而是由于统计回归现象，所以，如果以高分组或者低分组这样极端分数学生为被试，或者选择的被试高分或低分偏多，对因变量的观测就可能受到统计回归的影响，观测到的因变量变化并不完全是实验操作的结果。幻灯片21 第二节 教育实验变量的控制 被试的选择差（differential Selection）：被试未能随机抽样和随机分组产生的差异对实验结果的影响。 被试流失（experimental mortality）:被试偶然减员或者中途退出实验对实验结果的影响。幻灯

9、片22 第二节教育实验变量的控制 取样和成熟程度的交互作用(selection-maturation interaction)：由于取样不一带来的成熟程度的不一致对实验结果的影响。 外在效度其影响因素 定义 指实验结果推广到实验对象以外的其他对象或实验情境以外的其他情境的程度。幻灯片23 第二节教育实验变量的控制 影响因素 选择与实验处理的交互作用效应（ interaction of selection and treatment）：表现为取样偏差，没有代表性。 测验与实验处理的交互作用效应（ interaction of testing and treatment）： 表现为对测验的敏感化。

10、幻灯片24 第二节 教育实验变量的控制 实验安排的效应（ interaction of setting and treatment）： 表现由于实验情境的安排，被试知道自己正在参加实验，表现出与平时不同的行为，造成实验情境下所得到的结果和自然情境下大不相同。同时，这一效应也干扰了对自变量与因变量之间的准确归因，影响实验的内在效度。如“霍桑效应”。幻灯片25 第二节教育实验变量的控制 多重处理的干扰（ interaction of different and treatment）： 表现当被试重复接受两种或者多种实验处理时，后一实验处理将受到前一实验处理的干扰，产生练习或疲劳效应。 幻灯片26

11、第二节 教育实验变量的控制 内在效度和外在效度的关系 内在效度是实验质量的根本保证，没有内在效度就无所谓外在效度； 外在效度是实现实验研究价值的基本途径，没有外在效度，一个研究即使内在效度较高，也无法体现其应用价值； 内在效度高的实验其外在效度并不一定高，反之亦然。幻灯片27 第二节教育实验变量的控制 提高实验效度的主要措施 排除法 控制无关变量最有效的方法，就是简单地把它们从实验环境中排除，根本不让它在实验过程中出现。但是在教育实验中，很多无关变量是不能用排除法来控制的。有些可以用排除法来控制但是又破坏了外在效度，使研究结果缺乏普遍的推广意义。幻灯片28 第二节教育实验变量的控制 恒常法 在

12、实验中不能消除的无关变量可以用在整个实验过程中使之保持恒常不变的方法来控制。这样虽然是一个变量，却可以作为常量来对待。也就是说，控制组除了不接受实验处理外，其他条件都与实验组尽可能相同。 幻灯片29 第二节 教育实验变量的控制 比如，如果教师成为影响实验效果的重要因素，可以由同一位教师担任实验组和控制组的教学。如果时间对实验结果有影响，可以每次实验都在相同的时间进行，使实验的时间保持恒常。幻灯片30 第二节 教育实验变量的控制 配对法 是指使实验组与控制组在一些重要条件上相等或接近，从而控制无关变量对实验结果的影响。具体要求是：根据实验控制的目的和要求，将实验对象中条件上相等或接近者分配在一起

13、，组成对子。将对子一组一个分派给实验组与控制组。幻灯片31 第二节 教育实验变量的控制 配对法的缺点：只注意少数重要变量并通过配对加以控制，但不能保证在其他变量方面完全相等。配对变量数目较多时，很难找到几个变量都配得很好的被试，容易失去许多被试导致样本偏差，影响实验的外在效度。幻灯片32 第二节 教育实验变量的控制 随机化方法 是指被试的随机选取和随机分配。从实验研究的研究对象总体中随机选取被试，可以保证选取的样本代表总体，没有选择的偏差。随机分配是把随机选取的被试随机分配到各个实验组和控制组去，由于被试是随机分配的，可能对被试发生影响的各种无关变量在各组的分布也随机化了。幻灯片33 第二节

14、教育实验变量的控制 从理论上说，随机化是控制无关变量的最佳方法。但是，随机化所达到的是一种统计上的相等，并不是绝对的相等，由于偶然性的存在，造成无关变量的在各组之间的分布不均等也是可能的。被试数量越少，这种危险发生的可能性就越大，因此，加大样本容量，可以使各种偶然因素的作用相对抵消，避免偶然性造成的误差。 幻灯片34 第二节 教育实验变量的控制 让被试兼作自己的控制组 指被试作为同一组去接受不同的实验处理，一次一个处理，通过控制被试变量从而克服被试差异所带来的误差。幻灯片35 第二节 教育实验变量的控制 设计控制 指通过组内设计（分配自变量的顺序）使被试变量在实验中所产生的影响通过设计抵消。幻

15、灯片36 第二节 教育实验变量的控制 有些实验，需要使被试先后接受不同的实验处理，这样不同的实验处理出现的顺序可能会影响实验效果的解释，实验出现先后次序的不同可能引起被试的反应也不相同，抵消法就是把实验处理排列成出现的次序机会均等的组合。比如，两个实验处理AB可以第一次先做A后作B，第二次先作B后作A，就是ABBA排列，这样就可以抵消出现的次序不同对实验结果的影响。幻灯片37 第二节 教育实验变量的控制 统计处理 如果无关变量的影响无法消除，但是可以测量，还可以运用统计方法，通过对数据的分析处理，来计算剔除无关变量影响之后实验操作和因变量之间的关系。幻灯片38 第二节 教育实验变量的控制 例如

16、，进行教学方法的实验研究，被试的智力水平是一个影响实验结果的无关变量，在无法以智力等同的被试组进行实验时，可以在实验前先测试被试智力水平。实验之后，用协方差分析方法来推断剔除智力水平对因变量的影响后教学方法的不同水平对训练效果的影响，这样虽然实验中并没有排除无关变量的影响，但是通过数据处理，在对结果的解释中可以剔除无关变量影响，从而说明实验操作与因变量的关系，达到控制无效来源提高内部效度的目的。幻灯片39 第三节 教育实验设计 一、实验设计的符号及其含义 X:研究者所操作的实验变量(实验处理) O :实验前后的一次测试或观察 R :实验对象是随机选择和随机分派到各组 C :控制的变量 :所隔开

17、的各组研究对象不等幻灯片40 第三节 教育实验设计 二、教育实验设计的类型 根据实验中自变量的多少与无关因素控制的水平等，可将教育实验设计分为单因素设计（包含一个自变量）和多因素设计（包含两个或更多的自变量）两类。单因素设计又分前实验设计、准实验设计和真实验设计三类。幻灯片41 第三节 教育实验设计 单因素设计 前实验设计 单组后测设计 模式：X O 特征：只有一组被试且不是随机选择，无控制组；仅一次实验处理；有一后测，将其作为实验处理的效应。幻灯片42 第三节 教育实验设计 单组前后测设计 模式：O1 X O2 特征：只有一组被试且不是随机选择，无控制组；仅一次实验处理；有前测后测，用前测后

18、测的差大于零作为实验处理的效应。幻灯片43 第三节 教育实验设计 优点：有前测，可在实验处理前提供被试选择的信息；前测后测被试变量同一；被试兼作控制组，便于估计被试个体态度对实验效果的影响。 缺点：没有控制组，不能控制历史、成熟和统计回归；前测可能影响后测。幻灯片44 第三节 教育实验设计 (3)固定组比较设计 模式： X O O 特征：有实验组与控制组；实验组与控制组为原组；实验组作实验处理；两组都后测。幻灯片45 第三节 教育实验设计 优点：有控制组，内部效度提高，如被试的成熟受到控制；可以控制历史因素；统计分析比前两种把握大。 缺点：被试不是随机分组，又没有前测数据，不能控制被试的差异。

19、幻灯片46 第三节 教育实验设计 准实验设计 不等控制组设计 模式： O 1 X O2 O 3 X O4 特征：有实验组与控制组且为原组；实验处理随机指派；都有前后测。幻灯片47 第三节 教育实验设计 优点：有控制组，有前后测比较，内部效度提高，可以控制成熟、历史、测验工具、统计回归等因素，一定程度控制被试的选择差异。 缺点：不随机取样分组，取样和成熟程度的交互作用可能降低实验的内部效度；前后测的交互作用，实验结果不能直接推论到无前测的情境。幻灯片48 第三节 教育实验设计 时间序列设计 基本模式：OOOOXOOOO 特征：对一个非随机取样被试组作周期性的一系列测量，在这一时间序列中施以实验处

20、理，然后观测呈现实验变量后的一系列分数是否发生非连续现象，从而推断实验处理是否产生效果。幻灯片49 第三节 教育实验设计 优点：外在效度好，推广范围广。 缺点：实验安排上的反应效果，如历史因素、霍桑效应、练习误差、多次测定中测量操作程序的变化等不容易得到很好地控制，系列前后测均有可能引起被试疲劳、敏感与练习效应。幻灯片50 第三节 教育实验设计 平衡设计 基本模式：X1OX2OX3O X3OX1OX2O X2OX3OX1O 特征：使被试变量（各组接受处理的数目相等、平衡）和顺序变量（不同顺序）可能发生的误差大约平衡，最终相互抵消。幻灯片51 第三节 教育实验设计 优点：每一组既是实验组，又是控制组，通过平衡配置，许多影响实验的无关因素相互抵消，可抵消顺序误差，控制成熟、疲劳、历史影响，从而提高了实验的敏感性。 缺点：设计本身往