第講實驗研究方法課件

第講實驗研究方法第講實驗研究方法第2節(jié)實驗研究第2節(jié)實驗研究兩條發(fā)展線索：①從自然科學實驗經由心理學而引進教育領域(物理學→生物學→實驗生理學→實驗心理學→實驗教育學);②從一般教育活動的本身分化發(fā)展而形成的教育實驗。兩種教育實驗模式:

①模仿自然科學，強調數(shù)學工具的運用和嚴格控制實驗條件，將事實與價值分開以追求結論的客觀性；②選擇教育自然環(huán)境，強調研究目的的應用性，對象的整體性以及定性說明方法。發(fā)展趨勢：日益重視哲學方法論對教育實驗的理論指導；重視研究教育理論與實踐問題；教育實驗類型豐富多樣；教育實驗技術手段在變革。兩條發(fā)展線索：①從自然科學實驗經由心理學而引進教育領域(物理實驗設計的含義實驗是一種研究情境，在此情境中至少涉及一個自變量，即實驗變量，它受到研究者的精心處理或控制。教育實驗研究法是研究者按照研究目的，合理地控制或創(chuàng)設一定的條件，人為地影響研究對象，從而驗證假設，探討教育現(xiàn)象因果關系的一種研究方法。它是一種特殊的科學實驗活動。實驗設計的含義實驗是一種研究情境，在此情境中至少涉及一個自變教育實驗研究的特點基本特點教育實驗是一種科學實驗活動，具有科學實驗活動的基本特點。教育實驗是一種特殊的實驗活動，它具有與自然科學實驗不同的獨特性。獨特性教育實驗研究的特點基本特點教育實驗是一種科學實驗活動，具有科1、教育實驗研究是一種探索性的科學實驗活動（1）用實驗結果驗證或修正研究假設（或假說），從而揭示教育現(xiàn)象中的因果關系。（2）在合理的控制條件下，通過主動采取某種干預措施，操縱自變量，改變研究對象的性質或狀態(tài)來研究教育現(xiàn)象中的因果關系。（3）通過控制無關變量來排除無關因素對探索因果關系的影響，以保證教育實驗研究的效度。1、教育實驗研究是一種探索性的科學實驗活動2、教育實驗研究是一種特殊的實驗活動（1）從總體上分析，教育實驗基本上屬于社會科學實驗范疇；（2）在研究對象上，教育實驗以人和人所從事的教育活動為研究對象；（3）在實驗物質手段上，教育實驗主要在教育和教學的自然環(huán)境狀態(tài)中進行；（4）在研究方法上，教育實驗更強調定量研究與定性研究相結合。

2、教育實驗研究是一種特殊的實驗活動教育實驗與一般科學實驗比較一般科學實驗教育實驗研究對象自然現(xiàn)象（物）教育現(xiàn)象（人）研究手段實驗室自然狀態(tài)研究過程封閉性開放性、教育性研究方法定量研究定量與定性結合測量方法結果可測量有時難測教育實驗與一般科學實驗比較一般科學實驗教育實驗研究對象自然現(xiàn)第講實驗研究方法課件自變量（刺激變量、原因變量）因變量（反應變量、結果變量）無關變量（控制變量）實驗研究的變量自變量（刺激變量、原因變量）實驗研究的變量確認的自變量是否可以操縱?確認的自變量有幾個?確認自變量的水平需要多少?控制方法:操縱與選擇

自變量的操縱確認的自變量是否可以操縱?自變量的操縱考慮指標的敏感性\客觀性\穩(wěn)定性\經濟性盡可能采用直接測量采用權威的測量工具測量指標的合適性采用多種測驗方式因變量的測量考慮指標的敏感性\客觀性\穩(wěn)定性\經濟性因變量的測量無關變量的來源第一，被試方面。主要包括：性別、知識基礎、智力水平、學習方法、家庭背景、參與動機、有關經驗、性格特點、當時的生理狀態(tài)、焦慮等。第二，主試方面。主要包括：主試的年齡、性別、外表、言談舉止、態(tài)度、暗示、“實驗者效應”等，如教師的業(yè)務水平、教學觀念、教學策略、課外作業(yè)與輔導等。無關變量的來源第一，被試方面。主要包括：性別、知識基礎、智力無關變量的來源第三，研究設計方面。主要包括：研究方法本身的不完善、研究被試選擇不當、測量工具不完善、研究程序安排不合理等第四，研究實施環(huán)境方面。主要包括：溫度、光線、聲音、熟悉性、桌面好壞、房間闊窄等。此外，在研究實施現(xiàn)場發(fā)生意外事件第五，數(shù)據(jù)處理方面。主要包括：分類不合理、評分標準不統(tǒng)一或評分過失、統(tǒng)計方法使用不當?shù)?。無關變量的來源第三，研究設計方面。主要包括：研究方法本身的不消除無關變量的控制恒定均衡抵消盲法隨機消除無關變量的控制恒定①充分的實驗控制——指對實驗條件有足夠的控制，以便研究者能解釋結果。②不加人為修飾——實驗結果能否推廣到非實驗設定的情景。③比較的基礎——需要通過某種方式進行比較以確定是否有實驗效果。④通過數(shù)據(jù)獲得充足的信息——數(shù)據(jù)必須足以檢驗實驗假設，應有對假設做出判斷的足夠的精確度?！昂迷O計”實驗的標準①充分的實驗控制——指對實驗條件有足夠的控制，以便研究者能解⑤非污染的數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)應充分反映實驗效應。⑥無相關變量間的干擾——這一準則與充分的實驗控制密切相關。⑦代表性——研究者常希望將實驗的結果推廣到一些個體、條件、方法等中去。⑧省力原則——是指如果所有其他特征相同，我們更傾向于采用較簡單的設計而非較復雜的。“好設計”實驗的標準⑤非污染的數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)應充分反映實驗效應?！昂迷O計”實驗的標實驗設計的優(yōu)劣通常用實驗效度來衡量內在效度：研究結果能被明確解釋的程度，研究結果的可靠性外在效度：研究結果的代表性和普遍性,研究結果的推廣能力實驗設計的優(yōu)劣通常用實驗效度來衡量影響研究“內在效度”的因素偶然事件——在實驗進展過程中沒有預料到的影響因變量的事件的發(fā)生成熟程度——時間在被試身上起的作用前測效應——前一次測驗對隨后另一次測驗的影響測量手段——測量手段不統(tǒng)一會產生錯誤的結果

影響研究“內在效度”的因素偶然事件——在實驗進展過程中沒有預影響研究“內在效度”的因素統(tǒng)計回歸——挑選被試的誤差，比如用極端分數(shù)進行回歸，將對今后的測驗產生不利的影響被試的選擇差異——被試未能隨機分配或挑選，而其中一個因素起了作用從而產生了組的不對等性被試的流失——非隨機挑選的被試脫離實驗，會產生不良影響

取樣與成熟的交互作用——由于取樣不一致帶來的成熟程度的不一致

影響研究“內在效度”的因素統(tǒng)計回歸——挑選被試的誤差，比如用影響研究“外在效度”的因素測驗的交互作用——前測與實驗處理發(fā)生作用，并導致結果不能推廣到未經過前測的群體中抽樣偏差和實驗處理的交互作用——根據(jù)實驗處理的需要而挑選現(xiàn)成班級進行實驗，其結果不能推廣影響研究“外在效度”的因素測驗的交互作用——前測與實驗處理發(fā)影響研究“外在效度”的因素實驗安排的副效應——被試知道他們要參加實驗并對其具有新鮮感，也稱為霍桑效應多重處理干擾——一個被試受兩項或兩項以上的處理，(就像測量中設計的那樣)會產生一種后遺效應，導致不能推廣到單獨處理中

影響研究“外在效度”的因素實驗安排的副效應——被試知道他們要提高研究效度的措施隨機化控制設對照組控制對外部情境的控制對人為因素的控制研究設計模式的控制提高研究效度的措施隨機化控制分類方法實驗類型按控制程度前實驗、準實驗、真實驗按目的分探索性實驗、驗證性實驗、推廣性實驗按場所分現(xiàn)場實驗、實驗室實驗按方法分定量研究的實驗、定性研究實驗幾種實驗設計分類方法實驗類型按控制程度前實驗、準實驗室實驗

自然實驗

實驗室實驗是在人工特設的實驗室內或模擬生活環(huán)境，高度控制的實驗場地進行的實驗。

自然實驗是在自然常態(tài)下的教育情境中進行的實驗。

按實驗進行的場所和情境來劃分實驗室實驗自然實驗實驗室實驗是在人工特設的實驗室內或模擬探索性實驗

驗證性實驗

探索性實驗是指為了探索一個前人從未探索過的新的教育理論問題或教育實踐中的新問題，從事的一種具有開創(chuàng)性的實驗研究。

驗證性實驗是以驗證已取得的實驗成果為目標，是對已取得的認識成果用再實踐的經驗來檢驗、修訂和完善的一種實驗。

推廣性實驗目的在于研究結果的推廣，實驗關注的是結果的應用范圍（普遍性），追求的是較高的外在效度。推廣性實驗

按實驗進行的目的和功能來劃分探索性實驗驗證性實驗探索性實驗是指為了探索一個前人從未探單因素實驗

多因素實驗

單因素實驗是在實驗中只施加一種實驗因素的實驗。

多因素實驗是在實驗中施加兩種或兩種以上實驗因素的實驗。

按施加實驗因素的多寡來劃分單因素實驗多因素實驗單因素實驗是在實驗中只施加一種實驗因教育實驗設計應考慮的主要因素是哪種設計能驗明研究假設，能較好地控制外來變量，能有助于研究結果的鑒定和推廣且經濟有效。教育實驗分組設計的基本類型有前實驗設計、準實驗設計、真實實驗設計。教育實驗設計應考慮的主要因素是哪種設計能驗明研究假設，能較好教育實驗設計符號X:表示一種實驗處理，即自變量的操作O:表示測量分數(shù)或觀察結果（因變量的測量）E：實驗組C：控制組R：表示隨機選擇或隨機分派到各組——：表示上下組為等組……：表示上下組為不等組教育實驗設計符號X:表示一種實驗處理，即自變量的操作前實驗設計前實驗設計通常是一種自然描述，用來識別自然存在的臨界變量及其關系。它不是嚴格意義上的實驗，對無關變量不能控制，但可以操縱變化自變量，是真實實驗設計的組成部分或重要元素。前實驗設計前實驗設計通常是一種自然描述，用來識別自然存在的臨（1）單組后測設計基本模式：EXO只有一組被試，且非隨機選擇，一次處理，一次后測，后測結果作為因變量。不能控制無關變量的影響，因此內外在效度都不高。前實驗設計（1）單組后測設計前實驗設計（2）單組前后測設計基本模式：EO1XO2優(yōu)點：有前測，可提供被測某些信息；通過前后測，可驗明實驗處理效果；被試兼作控制組。局限：沒有真正的控制組，無法控制偶然事件、成熟程度和統(tǒng)計回歸的影響；前測可能影響后測（時間過短敏感或疲勞，時間過長個體遺忘狀況有差異）。前實驗設計（2）單組前后測設計前實驗設計（3）固定組比較設計：基本模式EXO1

………

C

O2

變型：EX1O1EX2O2EX3O3優(yōu)點：有控制對照組，對偶然事件和成熟程度有一定控制；統(tǒng)計分析把握更大局限：被試組非隨機分配，存在差異。前實驗設計（3）固定組比較設計：前實驗設計研究問題：范文模仿在小學生作文訓練中的作用及小學生在寫作訓練中模仿的特點。研究假設：利用范文仿作的小學生寫作水平要高于不用范文寫作的學生。實驗處理：給學生提供范文模仿，讓學生獨立閱讀、分析、理解范文，然后進行仿作。樣本：某小學三（下）、四（下）年級學生，4個班，共149人。因變量測定：學生獨立作文成就測驗（段落層次、用詞用句、內容、寫作手法等方面）實驗設計：單組前后測O1XO2O1學生在無范文模仿條件下作文的測試成績

O2學生在學習范文后仿作的測試成績舉例：范文在小學生習作訓練中的作用研究問題：范文模仿在小學生作文訓練中的作用及小學生在寫作訓練準實驗設計準實驗設計是指運用原始群體，而不是隨機地安排被試進行實驗處理。用于在真實的教育情境中不能用真正的實驗設計來控制無關變量，不能采用隨機方法分派被試的情況。特點：不按照隨機抽樣原則抽取被試和隨機分配被試于各實驗處理，一般是以原自然教學班為實驗單位，故有一定的外部效度，強調對自變量進行控制操作，但對無關變量控制較差。主要類型：不等控制組設計、時間序列設計、平衡設計。準實驗設計準實驗設計是指運用原始群體，而不是隨機地安排被試進（1）不等控制組前后測設計基本模式：EO1XO2

………

C

O3

O4優(yōu)點：有控制對照組，有前后測，可以控制偶然事件、成熟程度、測量手段和統(tǒng)計回歸等因素影響，一定程度上控制被試的選擇偏差，從而提高了研究的內部效度。局限：非隨機取樣分組；前后測具交叉作用，實驗結果不能直接推論到無前測的情景中。準實驗設計（1）不等控制組前后測設計準實驗設計（2）時間序列設計

基本模式：OOOOXOOOO優(yōu)點：外在效度較好，推論范圍廣。局限：系列的前后測均有可能引起被試的疲勞或敏感。

準實驗設計（2）時間序列設計

準實驗設計第講實驗研究方法課件（3）平衡設計

基本模式：X1OX2OX3O

X3OX2OX1OX2OX3OX1O優(yōu)點：每一組既是實驗組，又是對照組，許多影響實驗的無關因素互相抵消了，從而提高了實驗的敏感性。局限：不同實驗處理間可能有交互作用，被試與實驗間也有交互作用，使得實驗處理間的交互作用更為復雜，應用要慎重。準實驗設計（3）平衡設計

準實驗設計舉例：元認知訓練對提高中學生解答數(shù)學應用題能力的實驗研究研究問題：思維策略的元認知訓練是否有助于提高學生解決數(shù)學應用題的思維能力。實驗處理：1.實驗組的兩個班接受思維策略訓練和元認知調控訓練2.對比組的兩個班不接受思維策略訓練和元認知調控訓練，只完成與實驗組相同的練習題。樣本：西師附中初二年級四個班學生，共218名學生,男生116名,女生102名因變量測定：測驗題的成績實驗設計：不等控制組設計舉例：元認知訓練對提高中學生解答數(shù)學應用題能力的實驗研究真實實驗設計真實實驗設計中的自變量、因變量、無關變量都能得到比較嚴格的控制，能較好地控制內外部無效因素，并有效地操縱研究變量。都有一個控制組，被試隨機選擇并隨機分派到組。真實實驗設計真實實驗設計中的自變量、因變量、無關變量都能得到（1）實驗組、控制組前后測設計

基本模式：EO1XO2R——————CO3O4優(yōu)點：由于利用隨機分派方法分出兩個等組，就可以控制“偶然事件”、“被試缺失”等因素對實驗結果的干擾；都進行了前后測，便于作對照比較。局限：可能產生前測與實驗處理的交互作用而影響外在效度。真實實驗設計（1）實驗組、控制組前后測設計

真實實驗設計（2）實驗組、控制組后測設計

基本模式：EXO2R————CO4優(yōu)點：能消除前測與后測、前測與自變量的交互影響，內在效度較高，節(jié)省人力和物力。局限：不能對被試的缺失加以控制。真實實驗設計（2）實驗組、控制組后測設計

真實實驗設計研究問題：

學生的創(chuàng)造力是否可以通過策略的訓練而提高研究假設：虛無假設———實驗班和對照班在創(chuàng)造力水平上沒有顯著差異(即聯(lián)想策略學習與傳統(tǒng)教學下的知識學習之間在培養(yǎng)創(chuàng)造力上沒有差別)；備擇假設———實驗班和對照班在創(chuàng)造力水平上有顯著差異。實驗處理：1.實驗班上，教師在教學中運用聯(lián)想策略進行教授2.對照班則按傳統(tǒng)的教學方法進行教授樣本大?。汉祥L沙達益女子?？茖W校2002級兩個班63人（這兩個班原為一個班，因人數(shù)增多隨機分為兩個班，兩個班的入學成績、學習態(tài)度、紀律狀況等方面都比較接近。其中甲班有31人，乙班有32人。隨機認定甲班為對照班，乙班為實驗班）因變量：創(chuàng)造力水平操作定義：《創(chuàng)造力測試》問卷的得分條件控制：（1）隨機取樣（2）同一教師教（3）前后測相同（4）教學內容和認知方面的要求是一樣的

實驗設計：ROXOR

O

O舉例：聯(lián)想策略與學生創(chuàng)造力培養(yǎng)的實驗研究研究問題：

學生的創(chuàng)造力是否可以通過策略的訓練而提高舉例：聯(lián)被試分配無關變量控制結果推論前實驗不隨機分配不控制變量無法推論誤差大準實驗不隨機分配不完全控制無關變量能得出因果關系可推廣真實驗隨機分配完全控制無關變量準確得出因果關系無法推廣前實驗、準實驗、真實驗區(qū)別被試分配無關變量控制結果推論前實驗不隨機分配不控制變量無法推因素設計是指在同一實驗研究中，操縱兩個或多個變量(因素)的設計，也稱析因設計。因素設計的特點是將實驗中每個變量的各個水平都結合起來進行實驗，設計至少需要兩個自變量，每一自變量至少有兩種層次。這種設計不是單因素設計的簡單組合，而是更真切表現(xiàn)教育實際現(xiàn)象和過程中各種因素之間的復雜關系，有更好的外在效度。因素設計只需一個設計，經濟方便，并非要對每一自變量都提供不同的設計，且可以研究變量間的交互作用。理論上，因素設計可以有任意數(shù)目的自變量，而且每一自變量可以有任意數(shù)目的水平，但隨著自變量和水平的增加，分組的數(shù)目也迅速增加，交互作用就更復雜，解釋起來也更困難。因素設計因素設計是指在同一實驗研究中，操縱兩個或多個變量(因素)的設教育實驗的優(yōu)缺點教育實驗的優(yōu)缺點能確立因果關系，認識事物的規(guī)律能重復驗證，結果客觀、準確、可靠能對變量控制，提高研究的效度能為理論的構建提供佐證和說明能將實驗變量和其他變量的影響區(qū)分效益較高，省時、省力、省費用嚴密的邏輯性是其他方法難以比擬的教育實驗的優(yōu)點能確立因果關系，認識事物的規(guī)律教育實驗的優(yōu)點應用范圍有限，有些問題難以用實驗實驗的結果在現(xiàn)實中不一定實現(xiàn)教育實驗往往缺乏生態(tài)效應可能會受到法律和倫理道德的限制影響結果的變數(shù)太多，難以全部控制實驗研究的局限性應用范圍有限，有些問題難以用實驗實驗研究的局限性實驗報告的寫作框架問題的提出研究方法與材料研究結果討論與分析結論實驗報告的寫作框架問題的提出整理分析數(shù)據(jù)資料教育實驗研究總結核心工作是對教育研究數(shù)據(jù)資料進行分析。資料的整理分析，是要將研究所獲得的原始資料按研究目的進行審視、匯總、分類、補充和評價，從而使資料能系統(tǒng)的、完整的反應所研究事物發(fā)展的過程。否則，研究過程中所收集、積累的這些資料只是一大堆雜亂無章的材料堆積，是不能說明問題的。整理分析數(shù)據(jù)資料教育實驗研究總結核心工作是對教育研究數(shù)據(jù)資料資料整理分析的目的：驗證假設探索規(guī)律尋找問題資料整理分析的目的：驗證假設定量分析與定性分析相結合1、定量分析包括（1）對得到的數(shù)據(jù)資料加以分類（2）對各類數(shù)據(jù)資料進行統(tǒng)計處理與統(tǒng)計檢驗基本統(tǒng)計量平均數(shù)、標準差、差異系數(shù)、顯著性檢驗、Χ2檢驗要求：數(shù)據(jù)完備、翔實；統(tǒng)計準確、科學定量分析與定性分析相結合1、定量分析包括定量分析與定性分析相結合2、定性分析包括（1）對統(tǒng)計處理的結果加以解釋、驗證研究假設（2）對描述性資料進行質的分析方法：分類、分析、歸納、抽象、概括要求：以事實為根據(jù)概括要準確、揭示本質（3）對研究中存在問題的反思定量分析與定性分析相結合2、定性分析包括教育實驗研究成果的形式（1）實驗研究報告（2）學術論文（3）學術專著成果表述教育實驗研究成果的形式成果表述課題名稱：

“初中二年級數(shù)學利用CAI教學的實驗研究”思考:研究的目的是什么？實例課題名稱：思考:研究的目的是什么？實例研究的具體問題初中二年級數(shù)學利用CAI教學的效果分析⑴CAI教學與學生學習成績的關系⑵CAI教學與學生學習興趣的關系⑶CAI教學與學生思維發(fā)展的關系研究的具體問題初中二年級數(shù)學利用CAI教學的效果分析⑴CA問題假設CAI教學比傳統(tǒng)教學學生學習成績和學習興趣有明顯提高，但對學生思維能力發(fā)展影響不顯著。問題假設CAI教學比傳統(tǒng)教學學生學習成績和學習興趣有明顯提高自變量與因變量自變量：采用現(xiàn)行初二數(shù)學教材CAI軟件教學因變量：學生成績：學校期末考試成績學習興趣：問卷調查結果思維水平：《瑞文推理能力測驗》結果自變量與因變量自變量：無關變量控制平衡參與實驗的教師的水平與工作態(tài)度平衡實驗班與控制班的時間投入采取合適的實驗設計無關變量控制平衡參與實驗的教師的水平與工作態(tài)度樣本和時間樣本：本校初二全體四個自然班，隨機產生兩個實驗班和兩個控制班

時間：

一年（兩個學期）