实验法教学讲解课件

实验法第一节、实验法的特点、作用与局限性第二节、常见实验法的种类第三节、实验法的四大要素第五节、实验法实施的步骤第四节、实验法的设计方案思考题实验法第一节、实验法的特点、作用与局限性第二节、常见实验法的11.主动干预，控制研究对象

实验法是对于研究对象根据研究目的，利用科学仪器和实验设备、工具等有意识地控制或变革条件或环境进行研究的方法。

一、实验法的特点第一节、实验法的特点、作用与局限性

通过对实验对象的干预和控制，保证实验条件的可比性，实验过程的一致性。1.主动干预，控制研究对象实验法是对于研究对象根据研究22.实验具有可重复性

实验应该可以以相同的方式重复进行，以便验证结果的信度和效度。凡是理论假设正确、设计严密、操作严谨，所得的实验结果，重复验证一定能成功。3.实验法能确定因果关系

判断事物间的因果关系要靠实验。2.实验具有可重复性32.实验具有缩小作用实验总是按照设计要求选择实验“样本”。“样本”是总体的缩影，通过样本实验取得的经验和规律，再进行大范围的推广应用。另外，在自然科学研究中，可以通过在实验室中模拟某一自然现象，探索规律。缩小作用可以使我们在较短时间内，获得有关研究对象的客观规律，指导实践，避免人、财、物的浪费。二、实验法的作用1.实验法具有简化和纯化的作用实验可以控制周围环境，从而尽可能摆脱各种因素的干扰，使需要认识的某种属性或联系以比较纯粹的形式呈现出来，比较容易和精确地发现支配客观事物的规律。2.实验具有缩小作用二、实验法的作用1.实验法具有简化和纯化43.实验的过滤作用实验能够对科学假设和理论进行验证，也可以说是进行了一次又一次的过滤，淘汰那些假的、不完善的，从而建立科学理论，推动科学发展。4.实验的深化作用由于实验法广泛地应用了各种科学仪器、设备和工具，从而可以获得更为丰富的感性材料，扩大和深化了人们的认识。实验的作用过滤作用深化作用缩小作用纯化作用3.实验的过滤作用4.实验的深化作用实验的作用过滤作用深化作51.实验技术的历史局限性随着实验技术手段的不断发展，许多研究问题可以有不同的实验设计。2.实验对象的质的规定的丰富性和复杂性实验对象的确定总存在一定的质的差异，由样本推导整体需要更为全面的考虑。三、实验法的局限性返回1.实验技术的历史局限性三、实验法的局限性返回6第二节、常见实验法的种类实验室实验运动生理学实验运动解剖学实验运动生化实验……现场实验体育教学实验运动训练实验……按实验的直接目的分探索性实验验证性实验按实验中量与质的关系定性实验定量实验按实验在科学认识中的作用析因实验对照实验中间实验模拟实验按实验步骤分预备实验正式实验第二节、常见实验法的种类实验室实验运动生理学实验现场实验体育7

实验的目的是为了判定某种因素是否存在，某些因素间是否有联系，某个因素是否起作用，测定某些物质的定性组成。定性实验是进行定量实验的基础，一般是先确定某些因素是否存在，不同因素间是否有联系，才能进一步安排定量实验。一、定性实验通过实验确定某一或某些因素是否对效果产生影响；主要用在社会科学实验研究、教育研究，以及自然科学中较难定量分析的研究中。实验的目的是为了判定某种因素是否存在，某些因素间是否8二、定量实验

实验目的是为了深入了解事物和现象的性质，揭露各因素之间的数量关系，确定某些因素的数值。定量实验的突出特点是测量。通过实验确定某些因素之间的内在联系，以及某一或某些因素对其他一些因素的影响程度；主要用自然科学中能够定量分析的研究中。二、定量实验实验目的是为了深入了解事物和现象的性质，9

是由已知结果去寻求某一现象发生和变化的原因、因素的实验方法。三、析因实验可以是定量的，也可以是定性的，是通过实验确定某一因素或某些因素对现有的结果是否起作用。是由已知结果去寻求某一现象发生和变化的原因、因素的实10四、比较实验

也称对照实验，是将某个要研究的事物同一个已经知道其结果的事物作对比，以便确定某种因素的影响的实验方法。比较是鉴定事物差别的主要手段，比较实验主要用于鉴别有无处理因素或几个处理因素影响效果差异，多在实践型研究中出现。四、比较实验也称对照实验，是将某个要研究的事物同一个11五、模拟实验

根据事物之间的相似性，对于不可能或不允许进行实际实验的研究对象，运用模拟的方法，在研究对象的代替物上所进行的实验，称为模拟实验。有物理模拟、数学模拟和功能模拟三种。在体育科学研究中的模拟实验主要是采用动物实验模拟人体的功能，另外在生物力学研究中还常有物理和数学模拟，在运动会组织等研究中应用数学模拟，从而揭示人体运动的内在规律。五、模拟实验根据事物之间的相似性，对于不可能或不允许12

是在科学研究中，检验实验设计方案实施前的小规模或简单的实验，以便修改和完善实验设计。六、预备性实验返回通常所说的预实验，是相对于正式实验而言的，对于较大的实验和初次进行的实验一般需要进行预实验，以保证实验的成功率。实验设计预实验正式实验是在科学研究中，检验实验设计方案实施前的小规模或简单13定性实验性质上确定某因素的作用定量实验数量上确定某因素的作用析因实验由果到因寻找原因的实验比较实验差异其中某一因素的实验模拟实验模拟某因素的作用的实验预备性实验正式实验前的小范围实验定性实验性质上确定某因素的作用定量实验数量上确定某因素的作用14第三节、实验法的要素一、处理因素（自变量X）和实验效应（因变量O）1.处理因素是依据实验目的由研究者经过选择，可以控制并施加于实验对象的刺激因素。

施加因素与非施加因素单因素与多因素主要因素与次要因素因素与施加方法的标准化第三节、实验法的要素一、处理因素（自变量X）和实验效应（因变15

在体育科学研究中处理因素可以是物理的，如运动强度等，也可以是社会的或是教育的，如教师行为等。在实验中必须突出施加因素，而排除其它非施加因素的影响。每次实验只观察一个因素效应的实验，称为单因素设计，因素的变化称为“水平”，即单因素多水平研究。在一次实验中观察多种因素的效应，称为多因素设计。多因素中存在主要因素和次要因素，因素之间也可能发生相互作用。施加因素必须有明确的概念内涵和操作方法，这是实验可重复的必要条件。在体育科学研究中处理因素可以是物理的，如运动强度等，162.受试对象受试对象可以是人或动物，也可以是取自人和动物的材料，如器官、组织切片和细胞等。在体育科研中，经常选用动物作为受试对象进行有关的模拟实验研究，如运动医学、运动生理学的研究。

受试对象应具备对施加因素有一定的特异性，对处理因素的反应稳定和实验条件能保证实验顺利进行等条件。选择受试对象需考虑种族、地域、性别、年龄等一般条件，还要考虑社会因素的影响。受试对象应考虑集中性、代表性和随机性。受试对象的例数多少，要根据研究题目的需要、指标的性质、误差的大小以及受试对象对施加因素效应反应的强弱而定。2.受试对象受试对象应具备对施加因素有一定的特异性，173.实验效应和观察指标实验效应是指特异的对实验处理因素的反应，实验效应通常通过具体的指标观察和检测出来。

指标有计数指标(完成、未完成等，计算频率、百分比等)和计量指标(身高、跳远成绩，计算平均数等)。指标应具备的条件：

(1)指标的有效性－－保证研究过程达到课题研究的目标。

(2)指标的客观性－－实验中尽可能使用客观指标来反映研究的结果。

(3)指标的精确性和灵敏性。

(4)指标的可操作性和可标准化性。3.实验效应和观察指标指标有计数指标(完成、18二、实验组(G1)和对照组（G0）三、前测（M1）和后测（M2）四、随机分组（R）

即实验对象。实验组和对照组之间在实验对象、实验条件、实验操作等应尽可能一致。

实验前的测量和实验中（或实验后）的测量也应该尽可能一致，同时要考虑到前测对后测的影响。

实验结果的统计处理一般建立在随机分组的前提下。返回二、实验组(G1)和对照组（G0）三、前测（M1）和后测（M19第四节、实验法设计方案一、实验设计的原则1.对照原则无处理对照（空白对照）不同方法对照自身对照2.随机化原则完全随机设计的随机化配对设计的随机化3.重复性原则实验本身的可重复实验结果的可重复4.均衡性原则实验组与对照组样本均衡第四节、实验法设计方案一、实验设计的原则1.对照原则2.随机20二、实验设计的基本内容1.题目2.实验目的3.实验日期与时间4.受试对象5.实验条件的控制6.实验内容和方法7.实验观察的效应指标8.实验记录9.数据处理方法10.预期研究结果11.其他（场地、器材等）研究方法二、实验设计的基本内容1.题目研究方法21三、实验设计方案G0OM1OM2RG1OM1XOM21.经典实验设计方案含义：将研究对象随机（R）分成对照组（G0）和实验组（G1），随后对两组分别测量实验效应指标（OM1）；实验组施加处理因素（X）；观察测量实验后的实验效应指标（OM2）三、实验设计方案G0OM122①单组前、后测方案

G1OM1XOM22.前实验方案③静止组比较方案

G0OM2G1XOM2②一次性个案研究

G1XOM2①单组前、后测方案2.前实验方案③静止组比较方案②一次性个案23①双组单后测方案

G0OM2RG1XOM23.类似实验方案③相等时间序列方案G1OM1XOM2XOM3XOM4XOM5②间断时间序列方案G1OM11OM12OM13XOM21OM22OM23①双组单后测方案3.类似实验方案③相等时间序列方案②间断时间24④所罗门四组设计方案

G0OM2G1OM1XOM2RG2OM1OM2G3XOM2G0之OM2与G3之OM2比－－处理因素的作用G1组内OM1与OM2比－－处理前后的比较G1与G2之OM2比－－有前测的处理因素作用G3之OM2与G2之OM1比－－无前测的处理因素作用④所罗门四组设计方案G0之OM2与G3之OM2比－－处理因素25①析因分析设计最简单的是2×2析因设计，即两个处理因素、两种处理水平。如，有两个因素A和B,每个因素取2个水平：A1、A2,B1、B2，将2个因素和2个水平进行组合、交叉分组，实验组合数为2×2＝4。

4种实验组合（即4种处理）分别为A1B1、A1B2、A2B1和A2B2。4.多因素、多水平的实验设计A1B1A1B2A2B1A2B2①析因分析设计4.多因素、多水平的实验设计A1B1A1B2A26②拉丁方设计

3×3拉丁方实验方案

4×4拉丁方实验方案

5×5拉丁方实验方案

如研究5种饮料（A、B、C、D、E）对马拉松运动员极点出现的时间影响，用5×5拉丁方实验方案②拉丁方设计如研究5种饮料（A、B、C、D、E27③正交设计选择正交表，首先看“水平数”如各因素均为两水平，就选取两水平正交表，如L4（23），L8（27）……；如各因素均为三水平，就选取三水平正交表，如L9（34），L18（37）……。其次，根据研究因素数、需要考虑的交互作用及误差等选择相应列数的正交表。第三，表头设计－－将研究因素、交互作用（或误差）等合理地安排在正交表中。第四，根据正交表安排实验③正交设计28

最简单的正交设计表是L4（23）设计表；4表示需要做4次实验，3表示有3个处理因素，2表示每个处理因素分两个水平。最简单的正交设计表是L4（23）设计表；4表示需要做291.拟定实验设计2.考虑组织形式（单组、分组）3.准备实验用具（仪器、表格）4.条件控制5.预实验、修改方案6.正式实验7.数据统计处理，形成结果8.分析讨论，获得结论第五节、实验法实施的步骤1.拟定实验设计第五节、实验法实施的步骤305.就以下三个问题的一个做一分详细的实验设计方案。(1)屏气练习对低水平有O2能力者耐力跑成绩影响。(2)12分钟跑与台阶试验推测V02max相关分析。(3)就“中学生体育锻炼与健康的关系”设计教学实验。

思考练习题1.实验法在科学研究中的作用主要体现在哪些方面？2.如何认识实验法的局限性？3.按照不同的分类实验法有哪几种？4.实验法中处理因素的实施需要考虑哪些方面？5.就以下三个问题的一个做一分详细的实验设计方案。思考练习题31（1）实验法具有简化和纯化的作用:实验可以控制周围环境，从而尽可能摆脱各种因素的干扰，使需要认识的某种属性或联系以比较纯粹的形式呈现出来，比较容易和精确地发现支配客观事物的规律。（2）实验具有缩小作用:实验总是按照设计要求选择实验“样本”。“样本”是总体的缩影，通过样本实验取得的经验和规律，再进行大范围的推广应用。（3）实验的过滤作用:实验能够对科学假设和理论进行验证，也可以说是进行了一次又一次的过滤，淘汰那些假的、不完善的，从而建立科学理论，推动科学发展。（4）实验的深化作用:由于实验法广泛地应用了各种科学仪器、设备和工具，从而可以获得更为丰富的感性材料，扩大和深化了人们的认识。1.实验法在科学研究中的作用主要体现在哪些方面？（1）实验法具有简化和纯化的作用:实验可以控制周围环境，从而32（1）实验技术的历史局限性随着实验技术手段的不断发展，许多研究问题可以有不同的实验设计。（2）实验对象的质的规定的丰富性和复杂性实验对象的确定总存在一定的质的差异，由样本推导整体需要更为全面的考虑。2.如何认识实验法的局限性？（1）实验技术的历史局限性2.如何认识实验法的局限性？333.按照不同的分类实验法有哪几种？实验室实验运动生理学实验运动解剖学实验运动生化实验……现场实验体育教学实验运动训练实验……按实验的直接目的分探索性实验验证性实验按实验中量与质的关系定性实验定量实验按实验在科学认识中的作用析因实验对照实验中间实