专题三-实验法

专题三实验法一、实验法的基本原理

实验法的基本原理：首先以一个理论假设为起点，这个假设是一种因果关系的陈述，它假定某些自变量会导致某些因变量的变化。进行如下操作：

1、在实验开始时对因变量（Ｙ）进行测试（即前测）；

2、引入自变量（X），让它发挥作用和影响；

3、在实验结束前再测量因变量（即后测）；

4、比较前测与后测的差异值就可以检验假设。

因此，实验通常包括三个主要的组成部分：（１）自变量和因变量；（２）实验组和控制组；（３）前测和后测。

二、实验法的含义和特征

实验法是研究者根据研究假设，创设一定的情境，控制一些无关因素，主动地操纵某些实验因素，从而验证假设，确定实验因素与实验结果之间因果关系的一种研究方法。

教育实验法有如下特征：

第一、实验法以科学的假设为前提；第二、实验法是通过改变研究对象的性质和状态来研究的方法；第三，实验法是用来揭示变量间的因果关系的有效方法；第四，实验法要求有验证，有严格的操作规则，精确地测量手段和数据处理，以保证研究结果的客观性准确性。三、教育实验的种类

（一）前实验、准实验和真实验前实验（Pre---experiment)

准实验（Quasi---experiment)

真实验（True---experiment)

（二）开创性实验、验证性实验和改造性实验（三）单科单项试验、多科实验和整体实验

（四）单组实验、等组实验和轮组实验（五）单因素实验、双因素实验和多因素实验四、实验变量的确定和分解

（一）实验变量的分类

实验变量是指一个与实验有关的因素和条件如果变成了可测量的、数量化的东西。则可称之为实验变量。实验变量分为三大类:自变量、因变量、无关变量。１、自变量是呈现给被试的刺激变量，一种假定原因变量，是有实验者主动操纵的变量。

２、因变量是指被被试对所呈现的刺激的反应，是一种结果变量，是在自变量作用下可能产生的结果。３、无关变量指除自变量以外一切可能影响因变量数值变动而对实验结果有可能起干扰作用的因素。

（二）实验自变量的确定实验自变量根据其表现形式可以分为数量的变化和性质的变化两种。他们都下列特点：

1、可变性

2、确定性

3、操作性

实验自变量的确定一般包括以下三个步骤：

第一、实验自变量的数目第二、确定每一个自变量的水平数目第三、自变量各水平的具体化（三）实验因变量的确立与分解

实验因变量的指标应具有下面的特点：

1、因变量的变化发生与自变量之后或与自变量同时发生

2、具有可观测性

3、与实验自变量的相关性

实验因变量的确立与分解分为三个步骤：

第一、依据实验目的，寻找因变量。第二、分解因变量，寻找具体指标第三、确立具体指标的观测方法五、实验设计

为了便于介绍，首先对几个概念加以界定

实验因素

非实验因素

实验因素的水平

实验处理

实验效果

实验结论

1、教育实验设计教育实验设计是研究者针对实验课题，为验证实验假设，对整个实验过程所做的周密而详细地安排计划。

（一）教育实验设计与实验效度一个好的实验设计应该具备如下条件：

1、充分的实验控制

2、不加人为的修饰

3、比较的基础

4、非污染的数据

5、代表性

6、省力原则

2、实验效度（１）内在效度内在效度是指自变量和因变量相关联的因果推论效度。它解释的是实验自变量是否可以使因变量产生差异。坎贝尔和斯坦利认为有八类因素影响实验的内在效度（１）偶然因素（２）成熟（３）测验（４）测量手段（５）统计回归（６）被试选择的差异（７）被试的流失（８）取样——成熟程度交互作用（２）外在效度

外在效度是指实验结果的可推广度。涉及到教育实验研究结果的概括化、一般化和应用范围问题，即实验可以推广到怎样程度的总体、变量和情境等。坎贝尔和斯坦利认为有四类因素影响教育实验的外在效度：（１）测验的交互作用；（２）抽样误差和实验处理的交互作用；（３）实验安排效应；（４）多重处理干扰。提高外在效度的措施主要有：（１）使被试取样具有代表性；（２）使实验情境与教育教学环境尽量接近；（３）在各种不同条件下进行重复性实验。

１、随机分派实验组控制组后测设计

在两个实验组中，一个组施加实验因素，作为实验组。一个组保持原来状态，作为控制组，则其模式为：

RＳ1

ＸO1RＳ2—

O2

这是一中最常用的实验设计，它具有较高的内、外在效度，能较好地控制住影响内在效度的八个因素，影响外在效度的四个因素。而且，尚可避免因前测所产生的“测验的反作用效果”（二）真实验设计当无法找到合适的前测，或当前测可能对实验处理有影响时，最好使用这种设计。在选择这种实验设计之前，应该考虑不进行前测的三个不利因素：第一，随机分派不可能完全消除实验组和控制组的初始差异，只有被试数量众多时，随机分派才在均等组方面最有效，所以如果能找到大规模样本时，最好使用这一设计。第二，无法确定实验处理是否对不同层次的研究对象有不同的效果。如果有前测时，则可以据之形成不同的组别，从事进行一步的分析。第三，当在实验过程中出现相当大的被试差异性消耗时，不应该使用这种设计。

２、随机分派实验组控制组前后测设计

为了防止或避免随机分组的两组不相等。可在实验前进行前测，则其实验设计模式为：ＲＳ1

Ｏ1ＸＯ2ＲＳ2

Ｏ3

—Ｏ4

这种设计也称为典型的或传统的实验设计。主要优点是：第一，由于采用相等的控制组，这种设计可以使“历史”、“成熟”、“测验”、“工具”、“统计回归”等因素在两组完全一样；第二，由于采用随机分组方法，两组在各方面的特质相等，故可以控制“差异的选择”、“被试的流失”和“选择与成熟等因素的交互作用”。主要缺点是：第一、受试者经过前测可能会对自变量的引入产生敏感，从而影响和降低实验的内在效度；第二、在外在效度方面，由于采用前测，实验结果可能受到“测验的反作用或交互作用效果”因素的干扰。（三）准实验设计

１、非随机分派控制组后测设计（静止组比较设计）特点为：实验组和控制组非随机取样获得；只有后测。模式为：

S1XO1S2—O2

这种设计并不常用，主要威胁是：各组之间的后测值的差异可归因于各组特点以及实验处理。２、非随机分派控制组前后测设计

在原有环境下选择两个自然教学班、年级或学校；随机分派实验处理；都实行前后测。模式为：

S1O1XO2S2O3—O4

非随机分派控制组前后测设计

在教育实验中最为普遍。优点：由于有控制组，有前后测比较，因此可以控制成熟、历史、测验、工具、统计回归等因素影响，一定程度上控制被试的选择偏差，从而提高了研究的内部效度不足之处：第一、不是随机分组，选择与成熟交互作用可能降低实验的内在效度。第二、前后测的交互作用。（四）前实验设计方法１、单组后测设计

只有一组被试且不是随机选择，无控制对照组；实验中只给予一次实验处理，有一个后侧，将后测的结果作为实验处理的效应。模式为：

SXO

这种实验设计由于不能控制“历史”、“成熟”、“选择的差异”和“被试的流失”“”等无关变量，许多因素会混淆实验结果，因此内外在效度不高。

２、单组前后测设计

只有一个被试组且不是随机选择，无控制对照组；仅一次实验处理；有前测和后测，用前后测的差作为实验处理的效应。模式为：

SO1XO2

优点：第一、有了前测，可以在处理前提供有关选择被试的某些信息；第二、通过前后测能明显地验明实验处理的效果；第三、被试兼作控制组便于估计被试个体态度对实验结果的影响。缺点：第一、由于没有控制组做比较，不能控制历史、成熟、工具、统计回归和选择与成熟的交互作用的干扰；第二、前测可能影响后测，产生实验误差。六、教育实验的实施

（一）前测前测在教育实验中有极其重要的作用：其一、可以使实验者了解被试在实验之前某些特质的水平；其二，可以利用前测抽取被试；其三，可以利用前测进行分组；其四，有了前测，可以求出实验因素作用于被试所引起的变化量。

第一，前测必须测出实验所研究的特质第二，前测要尽量采用标准化测验第三，测验人员要尽量避免一切偏向的发生第四，妥善安排测验的坐次，防止被试作弊

（二）实验分组１、随机化分组所谓随机化分组就是利用随机过程把被试分成几个相等的组。随机化分组主要有以下两种方法：抽签法和利用随机数字表

采用随机化分组应注意以下两个问题：

其一、随机化分组只有在被试人数数量足够大时才能应用；其二、利用随机化分组必须保证真正的随机。

２、测量分组测量分组就是实验者利用被试的前测成绩，把被试分成若干等组的一种分组方法测量分组一般分为如下步骤：第一步，对被试进行前测。第二步，按照前测成绩，把被试排列成一定的顺序。第三步，根据被试排列顺序的位置，把被试分成若干相等的组。第四步，检验所分各组是否相等。

如果要把被试分成两个组，其模式为：

S11、4、5、8、9、…、；

S22、3、6、7、10、…、；

３、匹配分组

匹配分组是实验者及其助理人员，按照一定的标准，对全体实验对象一一地进行多方面的考察，然后将几个情况基本相同的被试分别分配到不同的被试组中

（三）教育实验情境的控制

教育实验情境的控制，就是实验者根据实验的目的和要求，来操纵实验因素，有效地消除、均衡和排除非实验因素的影响。

1、教育实验情境控制的对象（1）随机性非实验因素随机性非实验因素，其随机性有两方面的含义：一方面是指这类非实验因素是随机出现的，毫无规律性；另一方面是指这类非实验因素对实验结果发生作用的性质是随机的。

（2）恒定性非实验因素恒定性非实验因素，其恒定性也有两方面的含义：一方面指这类非实验因素一旦发生作用，则至始至终影响着实验，除非加以控制；另一方面是指这类非实验因素对实验影响的性质是恒定不变的2、控制教育实验情境的基本方法（1）消除法消除法就是在实验的过程中，采用一定的措施，避免非实验因素的发生，是一种“防患于未然”的控制方法。（2）均衡法均衡法就是在实验中使某一个或几个非实验因素在实验组和控制组产生相同的影响。

（3）测量减除法把这些非实验因素的影响测量出来，在计算实验因素的效果时，将其扣除。

3、几种常见的非实验因素及其控制（1）实验者的偏向（2）实验助理人员的偏向对实验组产生积极的期望效应——罗森塔尔效应，或称谓皮格马利翁效应；对控制组产生消极的影响——