【第8组】实验法(第七章)

实验法《体育科学研究方法》第八组3126实验研究的程序实验研究计划的基本内容实验设计的原则实验的效度目录CONTENT54实验法概述常用的实验设计方法

实验法概述1实验法概述实验法是指研究者按照研究目的，充分的控制实验的环境，创设一定的实验条件，科学地选择实验对象，以确立自变量与应变量（反应变量）之间的因果关系的一种研究方法。在体育科学研究中，实验法是一种验证变量间因果关系假设的最好方法。实验的成功取决于精巧的实验设计和精密的实验操作。实验法的基本要素自变量实验对象因变量实验的基本条件21要使自变量产生变化。要有比较，通过比较自变量变化而产生的不同的实验效应来验证实验假设。实验法的类型实验法按照不同的标准，可分为不同的类型。1.实验室实验法和现场实验法按照实验环境不同，实验法可分为实验室实验法和现场实验法。2.定性实验法与定量实验法从体育科学研究的角度，基本上可以把实验法分为定性实验法和定与实验法。3.基础研究实验法与应用研究实验法根据研究问题的性质，可以把实验法分为基础研究实验法与应用研究实验法。4.单组实验法、对照组实验法和多组实验法按照组织形式的不同，实验法可分为单组实验法、对照组实验法和多组实验法。

实验研究的程序2实验准备阶段实验实施阶段实验资料处理明确研究目的，提出研究问题和假说制定研究计划建方法与建模预实验正式实验整理、分析实验资料。撰写实验研究论文。评价研究成果。

实验研究计划的基本内容3在实验研究计划中，需要明确研究问题、研究假设、被试的选择、实验处理、实验条件的控制、实验设计的方式、实验材料与工具、实验程序等方面，只有这样，才能保证实验结果具有科学性和有效性。虽然在实验开始后，可以对研究计划作必要的修改，但是如果没有一个周密的计划，很容易导致实验研究的失败。一、明确研究目的明确研究目的是进行研究的前提，因为实验研究对象，研究范围，观察指标等都是依据研究目的确定的。研究目的不明确，实验研究成功的可能性就很小。对于一项具体的实验研究来说，应该有明确而具体的研究目的，如主攻方向是什么，本研究要解决什么问题，近期目标，远期目标是什么，希望得到何种预期结果。目前国内外关于本研究的进展如何，本研究在这些相关研究中的创新是什么。一般来说，一项具体的实验研究，只能解决一两个问题，不要涉及问题太多，避免贪大求全，影响工作质量。二、确定实验对象（一）选择实验对象（被试）1.以人为实验对象2.以动物为实验对象

（1）尽量选择功能，代谢，结构及疾病性质与人类相似的动物。

（2）根据实验动物不同品种，品系的特点选择动物。

（3）根据对试验质量的要求选择标准化实验动物。

（4）选择，饲养实验动物时应考虑动物年龄，体重，性别，生理状态，健康状态及实验动物的生活环境等可能影响实验结果的因素。

（5）善待实验动物，遵守3原则（减少Reduction替代Replacement优化Rfinement）。（二）获得实验对象的知情同意（三）确定样本量大小（四）明确实验对象代表的总体三、确定实验处理因素（自变量）

实验处理因素是研究者依据实验的目的，选择并施加于被试，并使其发生变化的作用突出的刺激因素，是实验前实验对象所不具备的某些内容，结构等因素。在一项（次）实验中，实验处理因素可以是一个自变量不同的水平（单因素），也可以是多个自变量（多因素）。在考虑和确定处理因素时，应尽可能使处理因素明确而具体，以排除非处理因素对实验的干扰。在确定处理因素的数量、类型后，可参考有关资料及他人的经验，将实验处理因素具体化，即明确规定和设计处理因素的内容范围、结构、强度、施加时间、施加程序、操作方法等，并力求使其规范化、标准化，具有稳定性、客观性和可操作性从而保证实验的可行性和有连续稳定的实验效应。

如在体育实验研究中，实验处理因素可能是采用某个运动方案。如果采用运动方案，需要确定运动项目，同时要说明训练场地，所使用的器材等。四、确定观测指标（因变量）

指标是在实验观察中用来反映实验对象中某些特质，可被研究者或仪器感知的一种现象标志。实验结果是通过具体的指标观察和检测得到的，因此，选取合适的观测指标，对获取有意义的实验结果至关重要。在体育科研的试验中，观测指标常常是反映实验所导致的生理，心理和行为变化的指标。指标可分为计数指标和计量指标，或主观指标与客观指标等。（一）选择观测指标的基本条件

1，准确性和精确性

2，特异性和灵敏性

3，客观性和标准化

4，可行性，代表性和认可性（二）确定指标观测的方法，所需仪器，试剂或工具五、确定统计方法

在研究设计中，要考虑好最后用什么方法进行统计分析，因为研究内容，观察指标，资料收集方式等均与统计方法密切相关。根据统计方法要求有目的的收集资料，还可对收集资料的方法及内容提出进一步的要求。如果事先先不考虑统计分析方法，就可能导致数据资料无法分析，或是收集了不需要的资料，造成人力、物力的浪费。

研究者设法取得原始资料或数据后，就要运用实验设计时确定的统计方法来进行统计指标的计算，如算出各种数据的均值或百分数（率或比）。若是计数指标，一般用百分数表示：若为计量指标，则计算出均值，最好还标明均值或百分数对估计总体的可能程度。比较两组以上计数值之差异是否显著，以此推论事物的一般规律，或否定原先假说，或上升为结论或理论。六、拟定研究记录

观察和记录在科学实验活动中占有十分重要的地位。实验中，应重视原始记录。原始记录必须写明实验题目，实验对象，试验方法，实验条件，实验操作者，实验日期，记录好观察测量的结果和数据，把实验中的原始资料或数据完整的收集下来，图形。图片一定要好好整理保存。规定填写的项目要及时，完整，整洁，准确的填写好，严禁撕页或涂改，并保存好。

在实验设计中应该预先拟定研究记录，用来记录文字，数据，表格，声像等资料。按照原始记录的内容和要求准备好实验记录本，设计原始记录方式，如制作所需表格，安排图片等资料的留存位置等。设计时，不要忽略被试辅助变量（如动物不同时段的体重，食量，水消耗，血液学特征等）观察资料的记录位置。七、误差的控制与组织实施的设计（一）控制误差

1，误差来源2，误差控制（二）确定研究时间（三）做好组织工作

实验设计的原则4

科学研究的过程本身就是科学，实验设计的基本原则体现了逻辑思维的严密性，是保证实验结果准确的基本准则。在实验设计中，必须要充分遵循这些基本原则，才能保证实验研究的科学性。实验设计的原则32415对照原则随机化原则重复原则盲法原则齐同原则

常用对照方式分为：1.空白对照2.假处理对照（实验对照）3.自身对照4.相互对照5.历史对照对照原则1随机化是指总体中每一个体都有同等的机会被抽取作为受试对象，或每一受试对象有同等机会被分配到不同处理组。即从直取样本、实验分组到实验过程中的操作程序都要具有随机性，其目的是为了使总体中的每个单位都具有同等被抽取的机会，从而保证样本对总体有较好的代表性，避免人为造成各组之间的非均衡性。随机化包括随机抽样和随机分组。2随机化原则

实验者可以通过重复实验的方法，逐步消除系统误差和偶然误差，不断提高实验结果的可靠性，不断补充、修正和完善假说。只有经过多次重复实验，才能显示出实验的一致性和稳定性，并提高实验结果的可靠性和真实性。3重复原则盲法原则即“不知道”原则。盲法包括单盲、双盲和三盲，其中使用较多的盲法是单盲和双盲。1.单盲单盲指研究者知道分组情况，而被试不知道自己属于实验组还是对照组。2.双盲双盲指研究者和被实验者都不知道哪个是实验组，哪个是对照组，需要第三方来安排、控制整个实验。与盲法实验相对应的是开放实验，即研究者和被试都清楚分组情况。开放实验简便易行，但容易产生误差。4盲法原则

齐同是指除处理因素外，不同比较组实验对象的其他因素或条件相同，即组间要有良好的可比性。齐同包括以下几个方面：1.各组被试的条件应相同2.对实验效应的观察方式要相同3其他对研究效应应有影响的因素也应相同5齐同原则

实验的效度5

效度是指所测量到的结果反映所想要考察内容的程度。测量结果与要考察的内容的真实情况越吻合，则效度越高；反之，则效度越低。实验效度是指实验方法达到实验目的的程度。由于不同的研究者在设计上和无关变量的控制程度上不同，实验的效度也会有很大的不同。实验效度分为内部效度、外部效度、结构效度和统计结论效度。内部效度外部效度统计结论效度结构效度1234

内部效度是指试验中的自变量与因变量之间的因果关系的明确程度，即实验研究的有效性，如结果的可信度、真实性和有效性等。（一）影响内部效度的主要因素1、被试特征研究者要尽最大努力控制无关变量，保证组间齐同。消除和减小被试特征所导致的影响有很多种办法，下面列举几个常见的办法：（1）随机化（2）明确进入标准（3）吧被试特征作为研究的一个自变量（4）实验设计（5）统计手段1内部效度2、被试缺失3、被试环境4、被试态度5、数据采集者1内部效度6、前测效应7、突发事件8、生长发育

（二）控制影响内部效度因素的方法控制影响内部效度因素就是对无关变量进行控制。在研究中，除了实验处理外，还混杂着其他变量的干扰，这些变量的存在会影响实验的内部效度，这些变量统称为无关变量。控制无关变量主要有以下的几种方法：1、对实验条件进行标准化2、收集更多有关被试的信息3、收集更多有关研究细节的信息4、选择一种适当的实验设计1内部效度

实验的外部效度是指研究结果能够推广到样本所来自的总体和推广到其他的总体中的程度，即实验结果和变量条件、时间和背景的代表性和普遍适用性。外部效度可以分为总体效度和生态效度两种。总体效度是指研究结果能够适应于本来的总体的程度与能力，或者对总的普遍意义。要是研究结果适用于总体，就必须从总体中随机选取样本，其结果就难以对总体特征进行过概括。生态效度是指研究结果可以对外推于其他研究条件和情景的程度和能力，即实验结果的普遍代表性和适用性。要使研究结果能够适用于其他研究条件和情景，剧必须特别设计研究条件与情景，保证对其他条件、情景有代表性。影响统计结论的因素主要有以下几种：1、前测效应2、被试选择3、实验情景2外部效度

结构效度是指关于关系变量及变量之间关系构想的准确性，以及实验变量在实验的操作定义与推理时的定义的一致性程度。提高结构效度需要对实验中的自变量和因变量进行定义以及在实验设计中说明这些变量是如何被操控的。影响结构效度的因素主要有以下几种：1、对自变量或因变量定义不充分2、混淆结构和结构的水平3、单一方法偏差3结构效度

统计结论效度是指做出实验组合控制组之间存在统计上的显著差异结论的效度。如果统计结论错误，就会对自变量是否影响因变量做出错误的结论。影响统计结论效度的因素主要有以下几种：1、样本量过小2、违反统计假设3、偶然发现和错误率问题4、测量的信、效度4统计结论效度

常用的实验设计方法6标题TITLE3214弱实验设计真实验设计准实验设计实验设计流程图（一）.单组后侧设计：只有一组接受一种实验处理，并对因变量进行后测。对观测指标在实施处理因素前进行观察和测量，此为前测；对观测指标在实验处理结束时进行观察和测量，此为后测。这种设计最明显的弱点是缺乏任何控制，研究者无法知道所获得的结果有没有产生变化，也无法知道这个结果是由实验处理所导致的，还是由其他因素导致的。（二）.单组前后测设计：在单组前后测设计中，单组被试在实验处理前和实验处理后都接受观察或测量。这种设计要优于单组后测设计，研究者至少知道因变量是否发生了变化，但仍有无关因素没有得到控制。研究者无法知道前后测之间的差异是由实验处理导致的，还是由其他因素造成的。弱实验设计1（三）.固定组比较设计：固定组比较设计就是使用两个已经存在或自然形成的组，如固定组是已经存在的两个班级。其中一个组不接受实验处理，作为对照组，另一组接受实验处理，作为实验组，这样就矫正了单组设计中实验结果的差异是来自实验处理还是无关因素的问题。（四）.固定组前后测设计：固定组前后测设计对两个固定组都要进行前测和后测。在进行分析时，用后测减去前测得到的差（即获得量或改变量）作为分析数据，比较两个固定组差值之间是否不同。为了优化这个设计，可以利用前测来进行组的配对，这种设计就变成配对前后测对照组设计。弱实验设计1（一）.随机化分组

1.完全随机化2.配伍组随机化3.其他随机化分组法（二）.单因素实验设计

1.随机后测对照组设计

2.随机前后测对照组设计

3.随机化所罗门4组设计4.单因素随机区组实验设计5.拉丁方实验设计（三）.多因素实验设计

1.析因实验设计2.裂区试验设计（完全随机裂区实验设计、随机区组裂区法）3.正交实验设计2真实验设计

准实验设计是将真实验的方法用于解决实际问题的一种研究方法，它不能完全控制研究的条件，在某些方面降低了控制水平，比如准实验的被试不遵循随机化原则。准实验的实验假设不一定是因果关系假设，也可能是相关关系假设。3准实验设计（一）配对设计

研究者把实验组和对照组中的被试按照特定的条件进行配对，但不能保证这些被试其他特征也是均等的，配对方法有手工配对和统计配对两种。（二）平衡对抗设计平衡对抗设计是力图使实验组和对照组达到均衡的技术。在这种设计中，每个组的被试都要接受所有的实验处理，但是接受顺序不同。（三）时间序列设计时间序列设计则是在实验处理前后的一段时间内接受多次观察和测量。这种设计能很好地控制了生长发育因素对内部效度的影响，但不能很好地控制突发事件(前后测之间的时段内可能发生意外事件)、实验操作(如更换了测量工具)和前测效应(练习效应)等因素对内部效度的影响。3准实验设计

进行实验设计的几个关键因素是被试、自变量、因变量、无关变量的控制。在明确实验设计思想和统计检验原理的基础上，可根据实验设计的程序变化思路和流程图完成具体