第十讲实验设计演示文稿

第十讲实验设计演示文稿现在是1页\一共有66页\编辑于星期四（优选）第十讲实验设计现在是2页\一共有66页\编辑于星期四一、教育实验研究的基本概念二、教育实验研究的基本类型三、教育实验研究的设计与实施四、教育实验研究的效度现在是3页\一共有66页\编辑于星期四一、实验的概念综合分析的思想1、几个经典实验1）斯金纳的刺激-反应实验现在是4页\一共有66页\编辑于星期四2）霍桑实验（梅奥等）从经济人到社会人3）皮革马利翁效应4）科勒的顿悟实验（对刺激反应原理的否认，否定一个因果关系。现在是5页\一共有66页\编辑于星期四思考下这些实验设计的共同点和不同点（1）因果关系的假说（2）前测。（如何判断实验的效果？）（3）实验组与对照组。（4）概念的可测量程度。（5）实验的可重复度。现在是6页\一共有66页\编辑于星期四几种经典实验的比较

经典实验因果假说前测自变量/处理因变量对照组可重复斯金纳箱证明没有灯光-声响的学习成绩灯光-声响学习成绩与外界隔绝普遍白鼠是霍桑实验修正通常照明度下的产量照明度产量随机选择工人参与实验等；实验对照组是哈佛实验证明平时成绩期望学习成绩随机选择学生；使用对照组是科勒实验证伪没有顿悟饥饿顿悟？不确定现在是7页\一共有66页\编辑于星期四2、定义定义：设计一个能够反应研究对象本质特征的情境，并使研究对象尽量不受实验变量意外因素的干扰，然后对其施以处理，以观察研究对象某种特性的变化，从而检验实验处理与研究对象该某种特性之间的因果关系假说。其他定义：处理前测后测变量——因变量自变量——实验变量控制变量无关变量现在是8页\一共有66页\编辑于星期四操纵自变量1）自变量的含义

研究者要操纵的变量（变化的措施、条件/原因变量）2）对自变量的要求●自变量与现存的变量有本质的区别以及显著的差异。●自变量可以操作，即研究者可以进行操纵。●自变量可以观察，即人们可以观察到自变量的变化。现在是9页\一共有66页\编辑于星期四3）如何操纵自变量●一是要使自变量发生合乎实验要求的变化。通常有两种变化，一种是从无到有的变化。二是在“有”的基础上，在形式上、层次上的区分。●要把自变量具体化为几个可以操作的教育方案，并且加以实施。思考：在教育研究中，诸如学生特征因素能否操作？现在是10页\一共有66页\编辑于星期四★选择自变量时需注意避免：

自变量过于含糊；自变量无效；自变量数目太多；自变量水平间隔太小或太大现在是11页\一共有66页\编辑于星期四（3）观测因变量1）因变量的含义2）因变量的观测观测什么：可能的因变量：认知（成绩）、情绪（心理状态）、技能（动作、心智）如何观测：观测的方式、过程、评定标准等幻灯片6现在是12页\一共有66页\编辑于星期四（4）控制无关变量1）无关变量的含义除自变量和因变量之外，一切对实验结果产生影响的变量，又称为控制变量。来源及其内容

实验过程—顺序、前后测、时间、场地等

研究对象(往往是学生)—成熟水平、身心特征、性别、知识基础、个性等

研究者(往往是教师)—教师期待、行为、个性等

统计因素

实验设计—自变量与因变量不合理现在是13页\一共有66页\编辑于星期四2）无关变量的控制方法

消除法；随机法；“盲被试”；统计控制；纳入法；配对法等现在是14页\一共有66页\编辑于星期四教育实验的基本原则基本原则：“最大最小控制原则”，意思是使实验变量产生最大变化，使其他干扰的变量与误差产生最小的影响。

现在是15页\一共有66页\编辑于星期四教育实验的结构示意图操纵观测控制自变量被试其它因素因变量无关变量现在是16页\一共有66页\编辑于星期四3、实验控制思考：在普遍教室里就可以观察小学生的学习成绩对教师成绩的反应？斯金纳箱如何做到的实验控制？霍桑实验如何做到？现在是17页\一共有66页\编辑于星期四4、实验干扰因素坎贝尔和斯坦利，1963概况：1）不等组（实验组与控制组在变量上不相等）。2）选择偏好。（分组时可以采用自愿报名方式吗？3）自然成长因素4）突发历史事件5）实验性死亡6）对照组的污染（溢出）（7）前测影响（8）实验效应等现在是18页\一共有66页\编辑于星期四二、实验设计广义：实验设计是为指导实验而预先做的计划；狭义：实验设计是确定、安排在实验中建立某些变量所用的结构；实验法的适用论题：适用于范围有限、界定明确的概念与假设，并用于检验假设。现在是19页\一共有66页\编辑于星期四（一）实验设计的主要内容

实验变量可能的水平1、教学组织的类型A、组的教学

B、班级教学2、知识类型A、口头

B、图表3、教学形式A、讲座

B、小组讨论

C、个体化教学确定实验变量现在是20页\一共有66页\编辑于星期四前测与后测前测——在实验之前对被试进行测量或测验；后测——在实验处理后进行的测量或测验。现在是21页\一共有66页\编辑于星期四实验组与对照组概率抽样随机化

配对现在是22页\一共有66页\编辑于星期四实验法中的符号X：表示研究者所操纵的实验变量；O：表示观察分数或测量分数；R：表示受试者是随机选择和随机分派到各组；…：表示由虚线所隔开的各组研究对象之间不相等；—：表示由实验所隔开的各组研究对象之间不相等；由左至右：表示时间次序或先后；同一横行的X或0：表示这些X或0是对同一组受试者的实验处理。现在是23页\一共有66页\编辑于星期四（二）常见问题及设计逻辑（1）判断某种现象是否存在，某个因素是否起作用。（例如顿悟实验、视崖实验）作用X---被试O-----反应Y（1……n)Y与X关系？（2）确定某一种因果关系的假说是否成立。（皮革马利翁实验）（3）寻找影响某种事物发生或变化的因素。自变量：TCE(学习成绩提高的三个影响要素）TCE1-----O-----Ye1TCE2-----O-----Ye2现在是24页\一共有66页\编辑于星期四视崖实验吉布森和沃克返回现在是25页\一共有66页\编辑于星期四（三）实验法分类与常见设计模式1、根据实验操纵与控制的严密程度，分为真实验和准实验。真实验是指实验条件控制得比较严密的实验。准实验是指由于实验条件限制，所控制的无关变量不如真实验设计那样严密的设计。“准”即“类似于”、“接近于”之意。2、根据实验自变量的个数，分为单因素设计和多因素设计。单因素设计是指只有一个实验自变量的实验设计。多因素设计是指有两个或两个以上的实验自变量的实验设计。现在是26页\一共有66页\编辑于星期四3、根据接受实验群体的组织形式：单组设计、双组设计、循环组设计。单组设计是指实验对象只有一组的实验设计。双组设计是指实验对象为两个组，一个组为实验组，一个组为控制组。循环组设计中实验对象有多个组，各个组要轮换成为实验组。4、根据因变量的观测安排：后测设计、前后测设计等。后测设计就是对被试在实验之前没有进行测量，仅在实验之后进行测量的实验设计。前后测设计是指在实验之前和之后都对被试进行测量的实验设计。5、根据实验课题覆盖范围的大小：单科单项实验、综合实验和整体实验现在是27页\一共有66页\编辑于星期四教育实验举例（一）单组实验实例案例：小学高年级儿童“家庭一日小当家”活动实验研究1、研究问题与假设问题：探寻儿童家庭品德教育的有效途径假设：儿童承担家务劳动有助于儿童品德素养的提高。2、确定变量（1）自变量“家庭一日小当家”：当一天家，买洗菜、做饭、洗碗、整理房间、服侍长辈（2）因变量（哪些、如何）（1）内容：家庭劳动教育（认识、情感、行为）、照顾孝敬长辈（认识）、花钱（认识）（2）：观测方式：问卷调查、辅以观察、访谈；（3）评价标准：等级（3）无关变量：前后测3、确定实验对象和样本：某小学五年级2班全体学生50名现在是28页\一共有66页\编辑于星期四4、实验实施（1）时间1个半月，周日为活动日。（2）家长会，对被试和家长的同一要求。（3）活动后被试要写日记，作文（二次活动后）（4）通过问卷前后测发出问卷50份，收回41份；（5）部分家访、学生谈话5、实验数据分析与实验报告撰写实验结果：“家庭一日小当家”活动与学生的品德素养提高之间有因果关系，是对学生进行家庭品德教育的有效途径。现在是29页\一共有66页\编辑于星期四（二）等组实验实例实验课题名称：结构游戏对改善幼儿认知结构的作用1、假设：“结构游戏能改善幼儿的认知结构”2、确定变量（1)自变量：教师有计划指导塑料雪花片结构游戏

(2)因变量：儿童的认知结构（创造意识、作品复杂性、作品独创性）(3)无关变量：两名教师均为中专毕业的中青年教师。3、实验对象和样本：某幼儿园大班幼儿一个班为实验班，另一班为控制班。现在是30页\一共有66页\编辑于星期四4、实施：（1）前测：让两班学生自由玩耍雪花片，教师只介绍游戏材料名称，进行创造意识和作品复杂性方面的观察、记录、评分，两班无显著差异。（2）教育实验：控制班和实验班每周玩塑料片的时间、数量相同，控制班教师不指导，实验班老师指导：教师师范、引导幼儿观察、想象、创造、启发、交流等。（3)后测：两个半月的实验后后测。方法如前测，增加独创性指标。5、实验结果：实验班在三项得分上高于控制班，有显著差异。

现在是31页\一共有66页\编辑于星期四（三）轮组实验案例课题：电化手段在生物学实验教学中的应用1、提出假设:电化手段有助于提高实验教学效果2、确定变量自变量:电化手段与传统教学手段因变量:教学效果无关变量:教师、环境、测试内容、评分标准、时间、学生基础、学生性别等3、选择实验对象高一两个班，男女生比例一致，学生背景、基础相似现在是32页\一共有66页\编辑于星期四4、实施实验(1)控制无关变量:同一教师执教；环境一样；测试、评分标准相同；时间相同。(2)具体实验步骤:第一次实验：高一（2）班为对照班，用6分钟讲解实验的内容、方法、步骤，然后给学生25分钟自己动手做实验；高一（3）班为实验班,实施前,先让学生看有关实验内容的录像(6分钟),看录像时,对不清除的内容定格并适当讲解,同样给学生25分钟做实验.30分钟后,两班进行测试,并发下调查题,考完后,两个班的卷子大乱,流水批改,得到成绩.现在是33页\一共有66页\编辑于星期四第二次实验:处理方式相同,只是实验班和对照班对调.4.实验结果分析两种教学手段的教学效果比较,具有显著性差异.现在是34页\一共有66页\编辑于星期四例：创建自主型作文教学模式假设：自主性作文教学模式对学生作文水平的影响自变量：教学模式因变量：作文水平中间变量：学生能力、学生兴趣、教学实施条件……现在是35页\一共有66页\编辑于星期四（一）仅施后测的实验设计

G1XO1（实验组）

G2—O2（控制组）问题：这个进步是否由实验导致的呢？还是原来这个班整体的作文水平就要略高于对照班？现在是36页\一共有66页\编辑于星期四（二）前测—后测实验设计

G1O1XO2（实验组）

G2O3—O4（控制组）问题：前测可能带有暗示作用，干扰实验效果。

现在是37页\一共有66页\编辑于星期四（三）所罗门四组设计

G1O1XO3（实验组）

G2O2—O4（控制组）

G3XO5（实验组）

G4—O6（控制组）现在是38页\一共有66页\编辑于星期四（四）因素设计

因素设计——包含两个或两个以上的自变量，并且自变量之间会发生相互作用。例：一名教师想了解两种不同的教材的教学效果，一种新教材，一种旧教材（或江苏版；人教版）。参加实验的学生能力各异，新旧教材对不同能力水平的效果也可能不一致，也就是说教材类型和能力水平可能产生交互作用。假设：新旧（或不同版本）教材对不同能力水平高中生语文学习成绩的影响现在是39页\一共有66页\编辑于星期四实验设计：

教材（自变量M）

M1M2自变量A高高能力被试者20名高能力被试者20名因变量能力水平

中中能力被试者20名中能力被试者20名学业成绩

低低能力被试者20名低能力被试者20名

M1M2高A1G1O1G2O2中A2G3O3G4O4低A3G5O5G6O6现在是40页\一共有66页\编辑于星期四准实验设计准实验研究指实验直接运用于自然环境或对象，而不是随机或配对安排被试。现在是41页\一共有66页\编辑于星期四例：一项关于多种教学方法对生物考试成绩影响的实验研究平行班（4个班）查阅：1、班级中，男生和女生的比例是否大致相当。2、上一年期末的成绩，1、2、4班大约相同，3班略高。3、尽管现在的学校大部分不是按学生能力分班，但是其中3班的班主任是生物老师。……现在是42页\一共有66页\编辑于星期四实验设计现成教学班实验变量后期测试

G11班方法1O1G22班方法2O2G33班方法3O3G44班一贯传统方法O4假设后期测试结果：O1=O2,O1和O2大于O4，而O3又大于O1和O2现在是43页\一共有66页\编辑于星期四（一）时间系列设计

1、单组时间系列设计

GO1—O2—O3—X—O4—O5—O6XG1成绩现在是44页\一共有66页\编辑于星期四变形：多次随机加入GO1—O2—X—O3—X—O4—O5—O6连续增加GO1—O2—O3—X—O4—X—O5—X—O6现在是45页\一共有66页\编辑于星期四2、多组时间系列设计例：一个老师教高一年级3个班的化学，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化学成绩影响的研究

现在是46页\一共有66页\编辑于星期四实验设计G1O1—O2—O3—X1—O4—O5—O6G2O7—O8—O9—X2—O10—O11—O12G3O13—O14—O15———O16—O17—O18

现在是47页\一共有66页\编辑于星期四结果一：G1G3XG2现在是48页\一共有66页\编辑于星期四结果二：G1G3G2现在是49页\一共有66页\编辑于星期四（二）单个被试设计A—B设计A—B—A设计A—B—A—B设计

现在是50页\一共有66页\编辑于星期四1）解决一年级乱举手的问题a-b设计实验法现在是51页\一共有66页\编辑于星期四2）Walker&Buckly﹝1968﹞采用A-B-A设计研究个性化教学方法对上课注意力不集中男生的影响现在是52页\一共有66页\编辑于星期四3）纠正学生在课堂上随意说话的坏习惯，就可以进入a-b-a-b实验。

现在是53页\一共有66页\编辑于星期四三、实验设计的关键：控制差异

学生能力

教学方法随机或固有差异（情绪、动机、风格、突发事件、家庭背景等）现在是54页\一共有66页\编辑于星期四控制差异的方法（一）随机性例：用随机方法控制能力水平方法（自变量）因变量

M1随机安排的30名学生同一教师M2随机安排的30名学生化学测试成绩

M3随机安排的30名学生经过一学期的教学现在是55页\一共有66页\编辑于星期四（二）设定自变量因子例：把能力水平作为自变量的研究设计方法能力水平因变量

M1高15名较高能力的学生

低15名较低能力的学生同一教师M2高15名较高能力的学生化学测试的成

低15名较低能力的学生

M3高15名较高能力的学生

低15名较低能力的学生现在是56页\一共有66页\编辑于星期四（三）保持因子不变（四）统计控制最初的因变量分数去除控制变量，因变量分数的变化控制变量的分数控制差异的方法现在是57页\一共有66页\编辑于星期四例：如果不是90名学生，而是一个更大规模的高中，有至少180名学生参加测试，还是3种教学方法，并将教学方法作为自变量，由于有6个教学班（每班30人），所以使用了两名教师T1和T2；学生的学科背景有些差异（来自不同组合），在一个地区共有这样的学校3所，与其它两所学校相比，这所学校相对处于生源较好的地位。（五）控制方法的组合运用现在是58页\一共有66页\编辑于星期四（五）控制方法的组合运用

变量控制方法1、学生的学科背景随机化，让参加该研究的180名学生随机分布，每种方法有60人。2、教师建立自变量，每一个教师用3种方法教学3、学校仅在一个学校的学生中做实验4、能力水平统计控制（运用智商测试成绩）现在是59页\一共有66页\编辑于星期四

*由不同控制方法组合控制的研究设计方法教师根据学科背景随机安排的学生因变量