專題三-實(shí)驗(yàn)法

專題三實(shí)驗(yàn)法一、實(shí)驗(yàn)法的基本原理

實(shí)驗(yàn)法的基本原理：首先以一個(gè)理論假設(shè)為起點(diǎn)，這個(gè)假設(shè)是一種因果關(guān)系的陳述，它假定某些自變量會(huì)導(dǎo)致某些因變量的變化。進(jìn)行如下操作：

1、在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)對(duì)因變量（Ｙ）進(jìn)行測(cè)試（即前測(cè)）；

2、引入自變量（X），讓它發(fā)揮作用和影響；

3、在實(shí)驗(yàn)結(jié)束前再測(cè)量因變量（即后測(cè)）；

4、比較前測(cè)與后測(cè)的差異值就可以檢驗(yàn)假設(shè)。

因此，實(shí)驗(yàn)通常包括三個(gè)主要的組成部分：（１）自變量和因變量；（２）實(shí)驗(yàn)組和控制組；（３）前測(cè)和后測(cè)。

二、實(shí)驗(yàn)法的含義和特征

實(shí)驗(yàn)法是研究者根據(jù)研究假設(shè)，創(chuàng)設(shè)一定的情境，控制一些無(wú)關(guān)因素，主動(dòng)地操縱某些實(shí)驗(yàn)因素，從而驗(yàn)證假設(shè)，確定實(shí)驗(yàn)因素與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間因果關(guān)系的一種研究方法。

教育實(shí)驗(yàn)法有如下特征：

第一、實(shí)驗(yàn)法以科學(xué)的假設(shè)為前提；第二、實(shí)驗(yàn)法是通過(guò)改變研究對(duì)象的性質(zhì)和狀態(tài)來(lái)研究的方法；第三，實(shí)驗(yàn)法是用來(lái)揭示變量間的因果關(guān)系的有效方法；第四，實(shí)驗(yàn)法要求有驗(yàn)證，有嚴(yán)格的操作規(guī)則，精確地測(cè)量手段和數(shù)據(jù)處理，以保證研究結(jié)果的客觀性準(zhǔn)確性。三、教育實(shí)驗(yàn)的種類

（一）前實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)和真實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)（Pre---experiment)

準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)（Quasi---experiment)

真實(shí)驗(yàn)（True---experiment)

（二）開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和改造性實(shí)驗(yàn)（三）單科單項(xiàng)試驗(yàn)、多科實(shí)驗(yàn)和整體實(shí)驗(yàn)

（四）單組實(shí)驗(yàn)、等組實(shí)驗(yàn)和輪組實(shí)驗(yàn)（五）單因素實(shí)驗(yàn)、雙因素實(shí)驗(yàn)和多因素實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)變量的確定和分解

（一）實(shí)驗(yàn)變量的分類

實(shí)驗(yàn)變量是指一個(gè)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的因素和條件如果變成了可測(cè)量的、數(shù)量化的東西。則可稱之為實(shí)驗(yàn)變量。實(shí)驗(yàn)變量分為三大類:自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量。１、自變量是呈現(xiàn)給被試的刺激變量，一種假定原因變量，是有實(shí)驗(yàn)者主動(dòng)操縱的變量。

２、因變量是指被被試對(duì)所呈現(xiàn)的刺激的反應(yīng)，是一種結(jié)果變量，是在自變量作用下可能產(chǎn)生的結(jié)果。３、無(wú)關(guān)變量指除自變量以外一切可能影響因變量數(shù)值變動(dòng)而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有可能起干擾作用的因素。

（二）實(shí)驗(yàn)自變量的確定實(shí)驗(yàn)自變量根據(jù)其表現(xiàn)形式可以分為數(shù)量的變化和性質(zhì)的變化兩種。他們都下列特點(diǎn)：

1、可變性

2、確定性

3、操作性

實(shí)驗(yàn)自變量的確定一般包括以下三個(gè)步驟：

第一、實(shí)驗(yàn)自變量的數(shù)目第二、確定每一個(gè)自變量的水平數(shù)目第三、自變量各水平的具體化（三）實(shí)驗(yàn)因變量的確立與分解

實(shí)驗(yàn)因變量的指標(biāo)應(yīng)具有下面的特點(diǎn)：

1、因變量的變化發(fā)生與自變量之后或與自變量同時(shí)發(fā)生

2、具有可觀測(cè)性

3、與實(shí)驗(yàn)自變量的相關(guān)性

實(shí)驗(yàn)因變量的確立與分解分為三個(gè)步驟：

第一、依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，尋找因變量。第二、分解因變量，尋找具體指標(biāo)第三、確立具體指標(biāo)的觀測(cè)方法五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了便于介紹，首先對(duì)幾個(gè)概念加以界定

實(shí)驗(yàn)因素

非實(shí)驗(yàn)因素

實(shí)驗(yàn)因素的水平

實(shí)驗(yàn)處理

實(shí)驗(yàn)效果

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1、教育實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教育實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是研究者針對(duì)實(shí)驗(yàn)課題，為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)假設(shè)，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程所做的周密而詳細(xì)地安排計(jì)劃。

（一）教育實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)效度一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該具備如下條件：

1、充分的實(shí)驗(yàn)控制

2、不加人為的修飾

3、比較的基礎(chǔ)

4、非污染的數(shù)據(jù)

5、代表性

6、省力原則

2、實(shí)驗(yàn)效度（１）內(nèi)在效度內(nèi)在效度是指自變量和因變量相關(guān)聯(lián)的因果推論效度。它解釋的是實(shí)驗(yàn)自變量是否可以使因變量產(chǎn)生差異?？藏悹柡退固估J(rèn)為有八類因素影響實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在效度（１）偶然因素（２）成熟（３）測(cè)驗(yàn)（４）測(cè)量手段（５）統(tǒng)計(jì)回歸（６）被試選擇的差異（７）被試的流失（８）取樣——成熟程度交互作用（２）外在效度

外在效度是指實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可推廣度。涉及到教育實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果的概括化、一般化和應(yīng)用范圍問(wèn)題，即實(shí)驗(yàn)可以推廣到怎樣程度的總體、變量和情境等?？藏悹柡退固估J(rèn)為有四類因素影響教育實(shí)驗(yàn)的外在效度：（１）測(cè)驗(yàn)的交互作用；（２）抽樣誤差和實(shí)驗(yàn)處理的交互作用；（３）實(shí)驗(yàn)安排效應(yīng)；（４）多重處理干擾。提高外在效度的措施主要有：（１）使被試取樣具有代表性；（２）使實(shí)驗(yàn)情境與教育教學(xué)環(huán)境盡量接近；（３）在各種不同條件下進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。

１、隨機(jī)分派實(shí)驗(yàn)組控制組后測(cè)設(shè)計(jì)

在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組中，一個(gè)組施加實(shí)驗(yàn)因素，作為實(shí)驗(yàn)組。一個(gè)組保持原來(lái)狀態(tài)，作為控制組，則其模式為：

RＳ1

ＸO1RＳ2—

O2

這是一中最常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，它具有較高的內(nèi)、外在效度，能較好地控制住影響內(nèi)在效度的八個(gè)因素，影響外在效度的四個(gè)因素。而且，尚可避免因前測(cè)所產(chǎn)生的“測(cè)驗(yàn)的反作用效果”（二）真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)無(wú)法找到合適的前測(cè)，或當(dāng)前測(cè)可能對(duì)實(shí)驗(yàn)處理有影響時(shí)，最好使用這種設(shè)計(jì)。在選擇這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該考慮不進(jìn)行前測(cè)的三個(gè)不利因素：第一，隨機(jī)分派不可能完全消除實(shí)驗(yàn)組和控制組的初始差異，只有被試數(shù)量眾多時(shí)，隨機(jī)分派才在均等組方面最有效，所以如果能找到大規(guī)模樣本時(shí)，最好使用這一設(shè)計(jì)。第二，無(wú)法確定實(shí)驗(yàn)處理是否對(duì)不同層次的研究對(duì)象有不同的效果。如果有前測(cè)時(shí)，則可以據(jù)之形成不同的組別，從事進(jìn)行一步的分析。第三，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)相當(dāng)大的被試差異性消耗時(shí)，不應(yīng)該使用這種設(shè)計(jì)。

２、隨機(jī)分派實(shí)驗(yàn)組控制組前后測(cè)設(shè)計(jì)

為了防止或避免隨機(jī)分組的兩組不相等?？稍趯?shí)驗(yàn)前進(jìn)行前測(cè)，則其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式為：ＲＳ1

Ｏ1ＸＯ2ＲＳ2

Ｏ3

—Ｏ4

這種設(shè)計(jì)也稱為典型的或傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。主要優(yōu)點(diǎn)是：第一，由于采用相等的控制組，這種設(shè)計(jì)可以使“歷史”、“成熟”、“測(cè)驗(yàn)”、“工具”、“統(tǒng)計(jì)回歸”等因素在兩組完全一樣；第二，由于采用隨機(jī)分組方法，兩組在各方面的特質(zhì)相等，故可以控制“差異的選擇”、“被試的流失”和“選擇與成熟等因素的交互作用”。主要缺點(diǎn)是：第一、受試者經(jīng)過(guò)前測(cè)可能會(huì)對(duì)自變量的引入產(chǎn)生敏感，從而影響和降低實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在效度；第二、在外在效度方面，由于采用前測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能受到“測(cè)驗(yàn)的反作用或交互作用效果”因素的干擾。（三）準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

１、非隨機(jī)分派控制組后測(cè)設(shè)計(jì)（靜止組比較設(shè)計(jì)）特點(diǎn)為：實(shí)驗(yàn)組和控制組非隨機(jī)取樣獲得；只有后測(cè)。模式為：

S1XO1S2—O2

這種設(shè)計(jì)并不常用，主要威脅是：各組之間的后測(cè)值的差異可歸因于各組特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)處理。２、非隨機(jī)分派控制組前后測(cè)設(shè)計(jì)

在原有環(huán)境下選擇兩個(gè)自然教學(xué)班、年級(jí)或?qū)W校；隨機(jī)分派實(shí)驗(yàn)處理；都實(shí)行前后測(cè)。模式為：

S1O1XO2S2O3—O4

非隨機(jī)分派控制組前后測(cè)設(shè)計(jì)

在教育實(shí)驗(yàn)中最為普遍。優(yōu)點(diǎn)：由于有控制組，有前后測(cè)比較，因此可以控制成熟、歷史、測(cè)驗(yàn)、工具、統(tǒng)計(jì)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(nèi)部效度不足之處：第一、不是隨機(jī)分組，選擇與成熟交互作用可能降低實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在效度。第二、前后測(cè)的交互作用。（四）前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法１、單組后測(cè)設(shè)計(jì)

只有一組被試且不是隨機(jī)選擇，無(wú)控制對(duì)照組；實(shí)驗(yàn)中只給予一次實(shí)驗(yàn)處理，有一個(gè)后側(cè)，將后測(cè)的結(jié)果作為實(shí)驗(yàn)處理的效應(yīng)。模式為：

SXO

這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)由于不能控制“歷史”、“成熟”、“選擇的差異”和“被試的流失”“”等無(wú)關(guān)變量，許多因素會(huì)混淆實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此內(nèi)外在效度不高。

２、單組前后測(cè)設(shè)計(jì)

只有一個(gè)被試組且不是隨機(jī)選擇，無(wú)控制對(duì)照組；僅一次實(shí)驗(yàn)處理；有前測(cè)和后測(cè)，用前后測(cè)的差作為實(shí)驗(yàn)處理的效應(yīng)。模式為：

SO1XO2

優(yōu)點(diǎn)：第一、有了前測(cè)，可以在處理前提供有關(guān)選擇被試的某些信息；第二、通過(guò)前后測(cè)能明顯地驗(yàn)明實(shí)驗(yàn)處理的效果；第三、被試兼作控制組便于估計(jì)被試個(gè)體態(tài)度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。缺點(diǎn)：第一、由于沒(méi)有控制組做比較，不能控制歷史、成熟、工具、統(tǒng)計(jì)回歸和選擇與成熟的交互作用的干擾；第二、前測(cè)可能影響后測(cè)，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差。六、教育實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

（一）前測(cè)前測(cè)在教育實(shí)驗(yàn)中有極其重要的作用：其一、可以使實(shí)驗(yàn)者了解被試在實(shí)驗(yàn)之前某些特質(zhì)的水平；其二，可以利用前測(cè)抽取被試；其三，可以利用前測(cè)進(jìn)行分組；其四，有了前測(cè)，可以求出實(shí)驗(yàn)因素作用于被試所引起的變化量。

第一，前測(cè)必須測(cè)出實(shí)驗(yàn)所研究的特質(zhì)第二，前測(cè)要盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)驗(yàn)第三，測(cè)驗(yàn)人員要盡量避免一切偏向的發(fā)生第四，妥善安排測(cè)驗(yàn)的坐次，防止被試作弊

（二）實(shí)驗(yàn)分組１、隨機(jī)化分組所謂隨機(jī)化分組就是利用隨機(jī)過(guò)程把被試分成幾個(gè)相等的組。隨機(jī)化分組主要有以下兩種方法：抽簽法和利用隨機(jī)數(shù)字表

采用隨機(jī)化分組應(yīng)注意以下兩個(gè)問(wèn)題：

其一、隨機(jī)化分組只有在被試人數(shù)數(shù)量足夠大時(shí)才能應(yīng)用；其二、利用隨機(jī)化分組必須保證真正的隨機(jī)。

２、測(cè)量分組測(cè)量分組就是實(shí)驗(yàn)者利用被試的前測(cè)成績(jī)，把被試分成若干等組的一種分組方法測(cè)量分組一般分為如下步驟：第一步，對(duì)被試進(jìn)行前測(cè)。第二步，按照前測(cè)成績(jī)，把被試排列成一定的順序。第三步，根據(jù)被試排列順序的位置，把被試分成若干相等的組。第四步，檢驗(yàn)所分各組是否相等。

如果要把被試分成兩個(gè)組，其模式為：

S11、4、5、8、9、…、；

S22、3、6、7、10、…、；

３、匹配分組

匹配分組是實(shí)驗(yàn)者及其助理人員，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)全體實(shí)驗(yàn)對(duì)象一一地進(jìn)行多方面的考察，然后將幾個(gè)情況基本相同的被試分別分配到不同的被試組中

（三）教育實(shí)驗(yàn)情境的控制

教育實(shí)驗(yàn)情境的控制，就是實(shí)驗(yàn)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，來(lái)操縱實(shí)驗(yàn)因素，有效地消除、均衡和排除非實(shí)驗(yàn)因素的影響。

1、教育實(shí)驗(yàn)情境控制的對(duì)象（1）隨機(jī)性非實(shí)驗(yàn)因素隨機(jī)性非實(shí)驗(yàn)因素，其隨機(jī)性有兩方面的含義：一方面是指這類非實(shí)驗(yàn)因素是隨機(jī)出現(xiàn)的，毫無(wú)規(guī)律性；另一方面是指這類非實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生作用的性質(zhì)是隨機(jī)的。

（2）恒定性非實(shí)驗(yàn)因素恒定性非實(shí)驗(yàn)因素，其恒定性也有兩方面的含義：一方面指這類非實(shí)驗(yàn)因素一旦發(fā)生作用，則至始至終影響著實(shí)驗(yàn)，除非加以控制；另一方面是指這類非實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的性質(zhì)是恒定不變的2、控制教育實(shí)驗(yàn)情境的基本方法（1）消除法消除法就是在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，采用一定的措施，避免非實(shí)驗(yàn)因素的發(fā)生，是一種“防患于未然”的控制方法。（2）均衡法均衡法就是在實(shí)驗(yàn)中使某一個(gè)或幾個(gè)非實(shí)驗(yàn)因素在實(shí)驗(yàn)組和控制組產(chǎn)生相同的影響。

（3）測(cè)量減除法把這些非實(shí)驗(yàn)因素的影響測(cè)量出來(lái)，在計(jì)算實(shí)驗(yàn)因素的效果時(shí)，將其扣除。

3、幾種常見(jiàn)的非實(shí)驗(yàn)因素及其控制（1）實(shí)驗(yàn)者的偏向（2）實(shí)驗(yàn)助理人員的偏向?qū)?shí)驗(yàn)組產(chǎn)生積極的期望效應(yīng)——羅森塔爾效應(yīng)，或稱謂皮格馬利翁效應(yīng)；對(duì)控制組產(chǎn)生消極的影響——