第三节 实验研究法

第三节实验研究法是教育研究中最重要的实证性方法，能确定事物之间的因果关系。实验研究的概念实验的基本含义是尝试——操纵一个或多个自变量，以观察，测量，确定这个自变量的效应。实验研究是指研究者在控制可能影响实验结果的无关变量的情况下，探讨自变量与因变量之间是否存在因果关系的一种研究方法。教育实验研究是在教育情景中，用实验研究的方法来探讨教育现象的因果关系。实验研究的特点与教育研究的其他方法比较：1.周详的观察（包括感官的观察和比较判断）2.情景的控制（实验设计）3.无关变量的排除4.精确的数据记录（实验结果可以提供测量，记录数据，以说明结果的确切性和可靠性）5.反复验证，有高的外在效度6.使用随机化方法以排除偏见，“时序效应”，“工具效应”，“学习效应”和“测验效应”。与自然科学实验比较：

实验条件复杂，不易简化；实验样品易变，不易控制；实验条件与结果具有相似性；自变量交织，因变量多义。实验法的类型对照实验（通过比较找出两种事物或现象的异同）析因实验（探索产生某种现象或结果的原因）定量实验定性实验试探性实验（所知有限，寻求足以影响因变量的自变量到底有哪些。适应于研究领域的空白）初步实验（少数被试，预备的，以了解实验步骤的可行性）验证性实验实验设计的基本环节确定研究问题提出假设确定实验的各种变量选择被试制定实施程序和方法选择或研制实验评价的技术和方法设计必要的数据采集，记录等工具和方法例子概念图策略的实验研究实验设计中的注意事项充分的实验控制（实验设计的高度结构化。对实验条件的有效控制将便于研究者能解释结果）不加人为修饰（教学情景的真实，可推广）有比较的基础。（设置对照，实验前测等）通过数据获得充足的信息（测量，提高对假设作出判断的精确度）

(美国)威廉.维尔斯曼.《教育研究方法论》（1997，教育科学出版社）非污染的数据（测验的有效性，工具选择正确）没有相关变量间的干扰（可能存在其他正在实施的对因变量有影响的变量，应从实验效应中剔除）具代表性，可推广。省力原则（实验设计的可选性，复杂并不值得提倡）实验设计中的几个概念常量：实验个体都具有的相同特征或条件。变量：实验个体所具有的不同特征或条件。条件变量:不以数值的方式而以条件或分类方式表现。自变量因变量实验变量：研究者所操纵的自变量，实验处理：同一实验变量被设置成不同的水平。被试有机变量是指研究中个体的先天特征，它不是可以随机分派到个体中的变量。如性别，性格，智力等。当它成为研究对象时也可以是自变量。中间变量又叫无关变量。是可以被推断但又不能被控制和测量的变量。如“不同材料对概念形成的影响研究”中，中学生对不同材料的敏感程度。对其他变量的效果的解释会带来不利影响。控制变量：可通过有意识的安排和处理控制和减少对实验结果的影响。如选择被试，随机化处理等。随机化（rendomization）是利用随机的步骤把被试随机分派到不同组别去接受不同的处理，使每一个人有相同的概率被分派到任何一组；教师、实验条件等都可以通过随机化以消除传统偏见及减弱无关变量的影响力，提高实验的内在效度。例子“研究网络环境和教室环境下对7年级学生生物学学业成绩的影响”常量：7年级学生自变量：教学环境条件变量：网络环境和教室环境因变量：生物学学业成绩实验变量：网络环境“不同教学方式对初中学生生物学态度的影响”常量：初中学生自变量：不同教学方式因变量：生物学态度实验变量：不同教学方式实验处理：讲座式，阅读式，探究式，野外考察内在效度是指一个实验研究能够多大程度上有效地解释所操纵的自变量和因变量之间存在的因果关系。外在效度是指实验结果的可推广程度。总体效度：研究结果从研究样本到研究总体的适用范围。生态效度：研究结果从研究的情景推广到其他情景中的适用范围。影响教育实验内在效度的因素主要有：

成熟；同时事件；测量工具的变化；统计回归现象（极端选样，如高分和低分组进步程度）；选样误差；被试流失；强亨利效应（JohnHenryeffect）（控制组的异常表现）；实验处理的扩散（同学交流，信息流动）；实验者偏见；统计方法选择错误（特别是误用统计检验）。影响教育实验外在效度的因素主要有：测验的反作用效果（前测对后测的影响使其无法推广到没有前测的情景）；实验安排效应(霍桑效应)（受试知道被观察而做出的特别反应）；选择与实验处理的交互作用（取样偏差）；重复实验处理的干扰（练习效应和疲劳效应）；R:随机分派E：实验组C：对照X：自变量T（O）：因变量（测验）实验设计的基本类型类型实验设计组别前测自变量后测单组单项自比实验（R）ET1XT2单组多项自比实验（R）ETX1X2C1C2单项等组对比实验（R）E(R)C(T1)(T1)XT2T2多项等组互比实验（R）E1（R）E2(R)CX1

X2TTT例子“使用新的辅助教材对学生概念掌握的影响”七年级教师对一个班45名同学采用随机选择的方法分成三个组，使用两种新的辅助教材和传统辅助教材，让学生课后学习，然后测验，以实验新的辅助教材是否优于传统教材。样本量30＜15＞10，适合采用独立样本t检验。“使用新的辅助教材对学生概念掌握的影响”组别自变量后测1班（实验组1）新的辅助教材1T2班（实验组2）新的辅助教材2T3班（控制组）传统的辅助教材T所罗门四组设计

组别前测自变量后测（R）ET1XT2（R）CT1T2（R）EXT2（R）CT2所罗门四组设计要求更多的实验样本量，将被试分成四组可以检查前测是否与实验处理交互作用。时间系列设计对一个或多个被试组或被试个体进行周期性的测量，建立基线模型，同时引进