第三章研究设计与研究计划(幻灯片)

第三章研究设计与研究计划本章概要本章主要介绍研究设计的意义、研究设计的内容（确定研究论域的范围、研究变量和研究指标的确定、样本含量的估计、无关变量及其控制等）；研究计划的制定等方面的内容。第一节研究设计一、研究设计的意义和内容在研究课题选择的系统化阶段，当确定了具体研究目标和相应的研究方法经过筛选并确定后，就应结合具体的研究目标和研究方法进行研究设计。研究设计是选题报告的重要组成部分，是对所确定的具体研究方法实施过程中各种因素的基本考虑。

一般说来，在体育科学研究中，研究的基本目的是通过一定的操作过程，进而达到对具有多个因素或现象间的某种规律性关系予以确认或揭示的描述。为了达到此目的，就需要对可能干扰该操作过程的某些因素，在操作之前予以控制。研究设计就是在运用或实施具体的研究方法之前，为保证得到正确资料或信息的一种计划性工作。而且，这一准备性工作以研究设计方案的形式，被写入选题报告并予以确定。

在体育科学研究中，无论研究者采用何种获取资料的方法，其基本的目的都是为了确认或揭示若干因素或现象间的某种规律性关系，从而依据这种在一定范围内具有普遍性的、规律性的关系来指导今后的行为。也就是说，尽管研究的过程、实施的研究方法等是在特定的时间和空间中进行的，尽管研究对象（如学生）很可能是被限定为某一地区或某一学校或某一年级的某个班级，但是作为研究的目的却不是仅仅停留在试图对特定的研究过程（含对象、方法、结果）自身的说明上，而是通过具有个别性、特殊性、局部性特征的研究，揭示具有普遍性、广泛性或者说具有可再现性、可重复性的一般意义的关系。可是，由于在运用一定的方式，对一定的对象，在一定的时间和空间获取资料时，往往会有很多因素对上述变量产生一定的影响，这种影响可能导致研究者获得的资料是有偏差的，而研究者依据这种有偏差的资料所进行的分析必然会使得研究结果与预期的研究目标相背离。那么，为了保证具体研究目标的实现，事前进行周密细致的研究设计是完全必要的。研究设计的内容主要包括以下几个方面：确定研究论域的范围；研究变量和研究指标的确定；样本含量的估计；无关变量及其控制等。二、确定研究论域的范围为了使研究者在一开始就能够准确地把握该研究的空间或时间范围，有必要在研究设计阶段就对所要考察论证的领域或范围予以明确地规定，这就是确定研究论域的基本含义。从科学研究的角度来说，人类对任何事物的认识是永无止境的。同样，对一个研究课题来说也是如此。人们不可能企图对某一个问题的一次性研究，就能把这个问题的历史、现状、发展规律和内在联系等都彻底弄清楚。我们只能通过一次又一次的不断研究，对这个问题的认识，从现象到本质，从肤浅到深刻、从模糊到清晰、从局部到整体等等，逐步地弄清楚。因此，一般地说，通过一次研究所要解决或说明的问题总是在一定范围或领域内的。另外，确定研究论域的范围还包括要限定研究课题的研究深度。因为科学研究的深度也是无止境的。在这个意义上讲，有必要强调限定研究论域的范围。当然，我们在强调限定研究论域范围的同时，也要防止研究具体目标的简单化和研究论域范围过窄的倾向。否则，会使研究成果因缺乏广度和深度而降低了研究价值。因此，在确定研究论域范围时，要恰当合理地限定研究论域的范围。

对研究论域范围的限定，一般要在研究课题的题目或前言中予以体现。常见的限定研究论域范围的方法有三种：第一种是定语限定法，即通过增加修饰定语来限定研究的范围。第二种方法是副标题法，即研究题目之下增加一个副标题来限定研究的范围。第三种方法是前言说明法，即在研究的前言部分将研究的范围开宗明义地交代清楚。三、研究对象取样方法

与样本含量的估计㈠研究对象的取样方法在体育科学研究中，我们不可能对所有的研究对象都逐一进行研究，为了节省人力、物力和时间，往往从研究对象的总体中抽取部分研究对象作为总体的代表。被抽取的部分称为样本。为了保证样本对总体具有较好的代表性，那就必须排除研究者在抽样过程中的主观意向，严格采用随机化的抽样方法。随机抽样方法一般采用下列四种方法。⒈纯随机抽样方法⒉机械抽样方法（亦称系统抽样方法）⒊分层抽样方法⒋整群抽样方法㈡样本含量的估计在研究设计中，样本含量是一个重要的问题。所谓样本含量是指从总体中被抽取的具体研究对象的数量。样本含量对研究结果的分析、判断，对所收集的资料和事实的可靠性，乃至对研究结论的产生都有着直接的影响。所以，在进行研究设计时，应针对所确定的研究方法和研究目标的需要，对样本含量进行估计和确定。⒈估计样本含量的规则⑴指标的变异程度大，样本含量也越大。⑵精确度要求越高，样本含量相应地也要多些。⑶显著性水平α值越小，则样本含量要越大。⑷把握度（１－β）值越大，则需要的样本含量也越多。⒉样本含量的估计方法样本含量的估计方法有查表法和公式计算法。⑴查表法①属计数资料时就用《两百分数之差显著或非常显著时所需观察数表》（见表３－１和表３－２）。[第55页、56页]②属于计量资料时应使用《两均数相差的ｔ检验所需观察数表》（见表３－３）和《均数ｔ检验所需观察数表》（见表３－４）。[第57页、58页]⑵公式计算法使用公式计算法估计样本含量时，所使用的把握度（１－β）均为0.5，所以，有时计算出的样本含量数小于查表法。另外，用公式计算法估计出来的样本含量只是保证研究结果稳定的最小样本含量数。因此，为了防止在研究过程中，研究对象因各种预料不到的因素而发生样本数量减少的情况，我们在计算结果的基础上应再适当增加一些样本含量。①．计数资料的样本含量估计公式

式中，ｎ＝样本含量估计值；

tα＝常数，即给定显著性水平α条件下的ｔ值，通常取t0.05＝1.96，t0.01＝2.58；

P1＝查阅资料或预备实验的概率值；

P2＝实验结果概率估计值或预备实验的概率值；

[例题：第59页]②计量资料的样本含量估计公式Ａ．若是配对ｔ检验，样本含量估计公式为：上式中：Ｓ＝差值的标准差＝差值的平均值；ｎ＝样本含量估计值（对数）；＝常数Ｂ．若是两组独立样本均值比较ｔ检验，样本含量估计公式为：

上式中：、分别为两个独立样本均值；ｎ＝样本含量估计值；＝常数；Ｓ＝合并标准差若合并标准差为未知数，可参照前面估计样本含量的规则中合并标准差σ的计算公式求出。此处的Ｓ与前述的σ的意义、计算方法完全相同。[例题：第60页]⑶关于样本含量的一些特殊规定在体育科学研究中，根据不同的研究内容，对样本含量还有一些特殊的规定。通常，对新研制的中成药和西药的疗效研究，样本含量应不少于300例；对有关人体方面的研究，如运动饮料的饮用效果研究、运动伤病治疗方法的研究、某种练习手段对人体健康或增强体质效果的研究等，样本含量应不少于100例。对运动训练一般问题研究时，如教学方法、训练方法的研究，样本含量应不少于30例；若因客观条件限制，无法达到时（如研究国家女子排球队的有关问题，总共只有12名队员），至少样本含量也不能少于10例。如果样本含量少于10例，则因缺乏统计学意义而被视为该样本不具有代表性。四、研究变量和研究指标的确定

变量是指被研究的现象、事件或事物所反映出来的数量特征。根据不同的分类标准，变量可以分为许多类型。了解这些变量的类型有助于我们根据实际研究的需要考虑和选择所需要的变量。㈠变量的分类⒈相关变量与因果变量⒉直接测量变量与间接测量变量⒊操作性变量与非操作性变量⒋研究变量与非研究变量㈡研究变量的选择研究变量的选择和确定，应综合考虑下面三个问题：⒈根据研究目的确定研究的变量即明确研究的目的是考察变量之间的因果关系还是相关关系，是研究直接测量变量还是间接测量变量。⒉辩明无关变量研究变量是同非研究变量的比较中确定的，在选择研究变量的同时必须确认无关变量。即充分考虑哪些无关变量可能会对研究变量的研究结果产生影响而需要予以控制。⒊确定研究变量的数量一般地说，调查、观察研究所探讨的变量数目比实验研究多。

研究指标是用来具体测量研究变量特性（如类别、状态、水平、速度等）的测量手段、方法或测试项目。同一研究变量可以根据研究的需要用数个研究指标来代表。根据研究指标的特性，可以分为定类指标、定序指标、定距指标。⒈定类指标定类指标是指反映研究变量的性质和类别的指标。它给研究对象以定性标志，以识别或分类研究为目的，如性别、职业、儿童所在家庭父母婚姻的完整性等。定类指标可以用一定的数字来代表不同类别的事物，如用“0”代表正常家庭，用“1”代表离异家庭。定类指标只能用于计算频率和比例。⒉定序指标定序指标是指反映研究变量所具有的不同等级或顺序的指标。如，研究学生对体育课的态度倾向时，可以将其分为五种级别：即非常喜欢、比较喜欢、一般、不太喜欢、很不喜欢。定序指标可以衡量研究变量在高低、先后、大小、强弱程度上的区别。可计算等级相关系数等。

⒊定距指标定距指标是反映研究变量在数量上的差别和间隔距离的指标。它除了反映变量在具体数量的距离差异外，其数字特性比定序指标高。对于定距指标可以采用平均数、标准差、ｔ检验、Ｆ检验等统计方法进行处理。㈣研究变量与指标操作定义的设计所谓操作定义就是用可感知、可度量的具体的事物、事件、现象或方法对变量或指标作出具体的界定和说明。比如，有人对学生体质进行研究，在操作定义上将体质的各项指标归为“形态、机能、身体素质”等三类，每类中又有若干子类，比如在“形态”类中包括有“身高、坐高、体重、胸围”。这样，研究者或读者就能够准确地把握该研究中所指的“体质”、“形态”的含义。又如，以“超过本人最大力量75％以上的负荷进行的力量训练”作为“大强度力量训练”的操作定义。这样，尽管在理论上对“大强度”的理解有可能存在不同的认识，但是，在这里，由于在操作定义予以明确的界定，使得人们能够准确地把握该研究中“大强度”所指的范围。可以说，操作定义的最大特征在于界定变量或指标的外延和反映其可观测性。

确定操作定义的意义在于：第一，它有利于保证研究的客观性。由于操作定义是用看得见、摸得着的具体事物、现象或方法来界定、说明研究变量或指标，从而使得研究变量或指标成为可直接感知、操作的对象。第二，它有助于进行假设的检验。检验研究假设就是要看它对变量间关系的预测是否正确。因此自然就要涉及对变量的测量。如果不能给变量作出明确的操作定义，也就不可能对研究假设进行检验。第三，它有利于提高研究结果的可比性。如果研究变量、指标无明确的、统一的操作定义，那么在不同研究点或不同时间所得到的研究结果就无法进行比较。五、无关变量的控制㈠无关变量的主要类别⒈被试方面的无关变量。⑴参与研究的动机。⑵焦虑。⑶有关经验。⑷生理状态。⑸受试的反作用：当受试者知道研究的目的或自己正被研究时，可能会对研究产生许多心理反作用，并由此影响研究结果。著名的“霍桑效应”与“安慰剂效应”即是此种反作用的典型表现。⒉主试方面存在的无关变量研究表明，研究者的年龄、性别、外表、言谈举止、态度、暗示等都有可能影响研究结果。此外，由于研究者知晓研究目的，还可能自觉不自觉地产生“实验者效应”，而干扰研究结果。⒊研究设计方面存在的无关变量。例如：⑴研究方法本身不完善；⑵测量仪器、设备的安排、布置、调整不当；⑶测量工具不完善，如问卷中题目用词摸棱两可、难度不当、指导语不明确；⑷被试的选取、研究时间与环境的选取等方面存在的不足；⑸研究程序安排不当。⒋研究实施环境条件方面的无关变量研究实施环境中的许多因素均可能影响被试的行为与操作水平，如温度、光线、声音、布置、熟悉性、桌面是否平整、空间的阔窄等。此外，在研究实施现场发生的意外事件，如停电、有人大声说话、仪器发生故障等，也都可能影响研究水平。㈡无关变量的控制⒈常见的观测误差⑴随机误差。⑵系统误差。⑶过失误差。⑷抽样误差。⒉控制无关变量的措施⑴遵循随机原则和组间均衡的原则。⑵“双盲对照”方法。⑶样本含量要满足研究工作的需要。⑷选择仪器的允许测试精度能够满足研究工作的需要，并在使用前进行认真的校验。⑸通过预备性研究来制定详细的实施细则，并在正式测试之前举办学习班，以规范和统一测试工作的各项细节。第二节研究计划一、研究计划的制定研究计划一般是在研究课题以及研究方法已经确定之后开始制订的，它是选题报告的组成部分。当然，在选题报告通过论证并得到批准后，还可以进一步制定更加详细的研究计划，以便有条不紊地进行研究课题的全部研究工作。

制订研究计划的目的是为了保证研究工作所涉及的各个方面按照一定的顺序展开。研究计划的内容是整个课