第七章-教育實驗法.ppt

1、第七章 教育實驗法,實驗法實例：紅色的杯子 一位日本咖啡店老板發(fā)覺不同的顏色能使人產(chǎn)生不同的感覺。于是他做了一個試驗。他請來30位試驗者，請他們每人喝4杯濃度完全相同的咖啡，但這4個裝咖啡的杯子的顏色是不同的。有紅色、黃色、青色和咖啡色。然后，咖啡店老板詢問試驗者：“哪種杯子的咖啡濃度最好？”大家異口同聲地回答：“青色樣子的咖啡太淡”，“紅色杯子的咖啡太濃”，“黃色杯子咖啡濃度正好”，還有一部分人認(rèn)為：“咖啡色杯子的咖啡太濃?！庇谑?，老板的咖啡店改用了紅色的杯子。由于減少了原料，使老板賺了錢。,教育實驗法概述,實驗法的特點與意義 實驗法是通過主動變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果聯(lián)系的

2、一種科研方法。其主要特點有： 第一，主動變革性。觀察與調(diào)查都是在不干預(yù)研究對象的前提下去認(rèn)識研究對象，發(fā)現(xiàn)其中的問題。而實驗卻要求主動操縱實驗條件，人為地改變對象的存在方式、變化過程，使它服從于科學(xué)認(rèn)識的需要。,第二，控制性?？茖W(xué)實驗要求根據(jù)研究的需要，借助各種方法技術(shù)，減少或消除各種可能影響科學(xué)性的無關(guān)因素的干擾，在簡化、純化的狀態(tài)下認(rèn)識研究對象。 第三，因果性。實驗以發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)事物之間的因果聯(lián)系為直接宗旨和主要任務(wù)，本質(zhì)上是按因果推論邏輯設(shè)計與實施的，它是揭示事物之間的因果聯(lián)系的有效工具和必要途徑。,揭示研究對象的因果聯(lián)系是科學(xué)研究的主要任務(wù)。一般認(rèn)為，要確認(rèn)A、B兩變量中，A是B的原因（

3、B是由A引起的），必須滿足三個條件： 第一，共變關(guān)系，即 A變B也變。如果A變B未變，則不能肯定A是B的原因。 第二，時間順序，即A在B前變，或與B同時變化。如果B先于A變化，則也不能肯定A是B的原因。 第三，控制原則，必須在排除A之外的一切可能對B發(fā)生影響的情況下，才能確定A是B的原因。,觀察法、調(diào)查法都是對自然發(fā)生的現(xiàn)象進(jìn)行描述、歸納與分析，不能主動操縱、干預(yù)研究對象，難以排除原因與結(jié)果之外第三變量的干擾，最終也很難確認(rèn)事物間的因果聯(lián)系只能對某種可能性的原因進(jìn)行推測。與觀察法、調(diào)查法相比較，實驗不僅常利用實驗組與控制組的對比來確定變量的共變關(guān)系，用預(yù)測與后測來了解實驗前后情況，決定變量發(fā)生

4、變化的時間順序，而且更重要的是采用各種控制方法、技術(shù)來改變研究對象的存在狀態(tài)，排除了無關(guān)因素的干擾，從而滿足了因果推論的第三個條件，成為揭示變量間的因果聯(lián)系的有效方法。,與哲學(xué)方法相比較，實驗將事物間的因果聯(lián)系以可經(jīng)驗方式顯現(xiàn)出來，最終不是靠思辨的力量而是靠事實的說服力，不是由推理的邏輯而是以操作性的實踐，不是以定性的方式而是以定量的方法來證明、確認(rèn)研究對象的因果聯(lián)系的客觀存在，保證了研究過程的可重復(fù)性、結(jié)論的可檢驗性和認(rèn)識結(jié)果的客觀性。,實驗方法也有它自身的局限性：,第一，科學(xué)研究中的許多變量是無法操縱、控制的，不能通過實驗法去研究。原因與結(jié)果處于不同層次，許多原因往往不能直接觀察到，而需在

5、事物的深層結(jié)構(gòu)和內(nèi)在機(jī)制上加以理解性解釋。 第二，實驗控制有時使實驗情境與實際生活情境存在一些差距，從實驗情景中獲得的結(jié)論并不完全適用于實際生活情景，它還需要通過廣泛的實踐作進(jìn)一步的檢驗。 第三，實驗過程本身離不開理論假設(shè)的引導(dǎo)，離不開對研究對象的觀測，從某種意義上來說，實驗是觀察調(diào)查與理性思辨的綜合運(yùn)用。,實驗中的主試與被試 1、主試 就是實驗者，即主持實驗的人，他發(fā)出刺激給被試，通過實驗收集資料 2、被試 是實驗對象，接受主試發(fā)出的刺激并作出反應(yīng)。人與動物都可以作為被試,第一節(jié) 教育實驗中各種變量的控制,什么是變量 變量（variable）是指可以在性質(zhì)上或是在數(shù)量上加以改變的任務(wù)的屬性。

6、 變量包括作業(yè)變量（刺激變量）、環(huán)境變量、機(jī)體變量 在一個具體的實驗中，變量分為自變量、因變量和無關(guān)變量。,實驗研究的邏輯框架與基本構(gòu)成,1.邏輯框架,操縱,自變量,控制,保持恒定,觀測,個體變量,因變量,自變量實驗條件; 因變量所需測定的特征或方面 無關(guān)變量對因變量有一定影響，但與該次實驗研究目的無關(guān)的變量 被試變量被試個體固有的特征，如年齡、性別、智力水平等，有時可以做自變量,2、實驗研究的主要功能性操作有： (1)操縱自變量 即有系統(tǒng)的對被試施以不同的實驗條件，藉以觀測與比較不同實驗條件下因變量的系統(tǒng)變化差異 (2)控制無關(guān)變量,(3)使被試變量保持恒定 即控制被試之間或處于不同實驗條件

7、下的各組（如實驗組、控制組）之間差異，以確保自變量的變化是因變量變化的原因 (4)觀測因變量的變化,一、自變量及其控制 （一）、什么是自變量（刺激變量、獨立變量） 是在實驗中主試者可以操縱和控制其變化的變量 （二）、自變量的類型 1、課題方面的自變量：教學(xué)材料的長度、難度，物理、化學(xué)刺激，符號刺激 2、環(huán)境變量：環(huán)境的任何變化特性都可作為自變量使用，時間是最常用的環(huán)境變量,3、被試變量：被試者本身具有的特性。但一般情況下，單獨的被試者變量研究不能得出因果關(guān)系而常得出相關(guān)關(guān)系，如年齡、性別 4、暫時被試變量：暫時被試變量因主試者可以控制，所以可以作為單獨的變量在因果實驗中使用并可得出因果關(guān)系的結(jié)

8、論，如定勢、動機(jī)、疲勞,（三）、自變量的控制,1、給自變量規(guī)定操作定義,規(guī)定變量操作定義的好處 A、可以使研究者的思考具體而清晰 B、操作定義可以增進(jìn)科學(xué)研究者之間溝通的正確性，避免含糊不清 C、操作定義可減少一門學(xué)科所用概念或變量的數(shù)目。因為只有在操作定義明顯不同時，研究者才會增加新概念或新變量,2、規(guī)定自變量的不同水平 檢查點或?qū)嶒炋幚?二、因變量及其控制 A、什么是因變量（反應(yīng)變量、依從變量） 是研究者（主試）操縱自變量的影響效果所觀察或所測量出的因素。 當(dāng)主試者引入、除去或改變自變量時，這種因素會跟著出現(xiàn)、消失或改變 B、因變量的種類,3、因變量的控制,三、無關(guān)變 量的控制,控制變量：

9、又稱無關(guān)變量，是與某特定研究目標(biāo)無關(guān)的非研究變量。 它與具體實驗?zāi)康臒o關(guān)，與實驗所要檢驗的、被表述為假設(shè)的因果關(guān)系無關(guān)；但對結(jié)果可能產(chǎn)生影響，干擾研究者對自變量的操縱和對因變量的觀測，干擾實驗研究本身的效果。 又稱無關(guān)變量，是與某特定研究目標(biāo)無關(guān)的非研究變量。 它與具體實驗?zāi)康臒o關(guān)，與實驗所要檢驗的、被表述為假設(shè)的因果關(guān)系無關(guān)；但對結(jié)果可能產(chǎn)生影響，干擾研究者對自變量的操縱和對因變量的觀測，干擾實驗研究本身的效果。,例如：“在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力的實驗研究” 本課題是通過在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生主動參與，創(chuàng)設(shè)和諧的學(xué)習(xí)情境，鼓勵學(xué)生一題多解、敢于標(biāo)新立異，訓(xùn)練學(xué)生的思維等，通過這一系列措施來

10、培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。 在實驗研究中有兩個重要的變量，自變量和因變量。 自變量是研究者采取的一系列措施，如教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)環(huán)境等，是刺激變量； 因變量是由自變量引起變化的變量，即被試的反應(yīng)變量，通過研究者采取的一系列措施，學(xué)生的思維能力得到提高。,例：兩種教學(xué)方法對學(xué)習(xí)效果的影響,自變量和無關(guān)變量 因變量 談話法 學(xué)習(xí)成績 自變量 探究法 學(xué)習(xí)興趣、情感 智力 教學(xué)秩序 創(chuàng)造力 無關(guān)變量 教師教學(xué)水平 學(xué)習(xí)時間 學(xué)生已有的知識智力基礎(chǔ),第二節(jié) 教育實驗的類型,一、實驗組、控制組比較設(shè)計，又稱組間設(shè)計 二、事前測定和事后測定比較設(shè)計 三、隨機(jī)化設(shè)計及區(qū)組設(shè)計 四、單因素與多因素實驗設(shè)計 五

11、、前實驗設(shè)計、相關(guān)設(shè)計、準(zhǔn)實 驗設(shè)計及真正的實驗設(shè)計,1、前實驗設(shè)計,（1）、單組后測設(shè)計 只有一組非隨機(jī)選擇的被試，無對照組，只給予一次實驗處理，有一個后測，以后測結(jié)果作為實驗處理效應(yīng)。其基本模式為： （G） X O 其中，G代表小組，X代表自變量，O代表后測（以下同） 示例：一位語文教師深感小學(xué)生作文言之無物，于是設(shè)計了“情景作文”方法（X）在班上試行，經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)學(xué)生作文質(zhì)量（O）有較普遍的提高。,2、單組前后測設(shè)計 只有一組非隨機(jī)選擇的被試，無對照組，只給予一次實驗處理，有前測和后測，用前后測的差異來作為實驗處理效應(yīng)。 基本模式：G： O1 X O2,2、單組前后測設(shè)計 優(yōu)點 有前

12、測，可以在實驗處理前提供被試的某些信息； 通過前后測，可以提供實驗處理前后兩次觀測條件下行為變化的直接數(shù)據(jù)，能明顯驗證實驗處理的效果； 被試兼作控制組，便于估計被試個體態(tài)度對實驗結(jié)果的影響。,2、單組前后測設(shè)計 局限 沒有控制組，不能控制歷史、成熟及統(tǒng)計回歸；,2、單組前后測設(shè)計 （示例） 范文在習(xí)作訓(xùn)練中的作用 某學(xué)校4個班149名學(xué)生，給學(xué)生提供范文模仿，讓學(xué)生獨立閱讀，分析、理解范文，然后進(jìn)行仿寫。 嘗試進(jìn)行實驗設(shè)計，并說明各個變量及實驗結(jié)果的解釋。,研究問題：范文模仿在小學(xué)生作文訓(xùn)練中的作用及小學(xué)生在寫作訓(xùn)練中模仿的特點 研究假設(shè)：利用范文仿作的小學(xué)生寫作水平要高于不用范文寫作的學(xué)生

13、實驗處理：給學(xué)生提供范文模仿，讓學(xué)生獨立閱讀、分析、理解范文，然后進(jìn)行模仿 樣本：浙江黃巖解放路小學(xué)三、四年級學(xué)生，4個班，共149人 因變量測定：學(xué)生獨立作文成就測驗（段落層次、用詞用句、內(nèi)容、寫作手法等方面） 實驗設(shè)計：單組前后側(cè)O1XO2 O1學(xué)生在無范文模仿條件下作文的測試成績 O2學(xué)生在學(xué)習(xí)范文后仿作的測試成就,3、固定組比較設(shè)計 在這種設(shè)計中，有一個組為控制組，一個組為實驗組。在實驗中對實驗組施以自變量，控制組則做為比較組存在。實驗結(jié)束后對各組進(jìn)行后測，根據(jù)實驗組與控制組因變量的差異，得出實驗的結(jié)論。其基本模式為： G1： X O1 G2： C O2 其中，C代表控制組（其他同前）

14、。,3、固定組比較設(shè)計 優(yōu)點 使用了控制組，成熟等因素受到一定控制； 其它與實驗處理同時發(fā)生的變量影響，則對兩組產(chǎn)生的影響是一致的，可以得到抵消，可以控制歷史因素。,3、固定組比較設(shè)計（非對等組后測設(shè)計） 局限 被試不是隨機(jī)分配，沒有前測數(shù)據(jù)，判斷被試的同質(zhì)性是困難的，無法控制被試的差異。,3、固定組比較設(shè)計 例子：學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)的比較實驗 某校2個班，在第一班由教師每周上1節(jié)學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)課（X），第二班不開展任何學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)活動（C），一學(xué)期結(jié)束時，比較兩個班學(xué)生的學(xué)業(yè)成績（ O1- O2 ）。,前實驗設(shè)計：小結(jié),被試不是隨機(jī)分配的，難以推廣到總體。 不能控制無關(guān)變量的干擾，難以確定實驗效果

15、就是實驗處理作用的結(jié)果。,準(zhǔn)實驗設(shè)計 準(zhǔn)實驗設(shè)計是在不能隨機(jī)分派被試，無法完全控制誤差來源時，盡可能加強(qiáng)條件控制的實驗。 不等控制組設(shè)計 時間序列設(shè)計 平衡設(shè)計,準(zhǔn)實驗設(shè)計 1不等控制組設(shè)計 在這種設(shè)計中、至少有兩個實驗組，其中一個為控制組。實驗前對各組進(jìn)行測試，測試的結(jié)果做為前測成績，實驗結(jié)束后，再進(jìn)行后測，通過各組后測成績與前測成績的差，判斷自變量對因變量的作用效果如何，其基本模式為： G1： O1 X O3 G2： O2 C O4,準(zhǔn)實驗設(shè)計 1不等控制組設(shè)計（非對等組前后測設(shè)計） 優(yōu)點 有控制組，有前后測，可以控制成熟、歷史、練習(xí)效應(yīng)、工具、統(tǒng)計回歸等因素影響。 局限 不是隨機(jī)分組，選

16、擇與成熟交互作用會降低實驗效度； 前后測交互作用。,準(zhǔn)實驗設(shè)計 1不等控制組設(shè)計 舉例：記數(shù)教學(xué)的結(jié)構(gòu)定向教育實驗 某小學(xué)一年級兩個班各41人，實驗班按照實驗教材和教學(xué)指導(dǎo)書進(jìn)行萬以內(nèi)計數(shù)教學(xué)，對比班按照全國統(tǒng)一的教材和教學(xué)指導(dǎo)書進(jìn)行萬以內(nèi)計數(shù)教學(xué)；因變量：分段數(shù)學(xué)成績；條件控制：同一教師教學(xué)，作業(yè)練習(xí)時間統(tǒng)一，統(tǒng)一測試入學(xué)前數(shù)學(xué)能力和智力情況。統(tǒng)計分析：實驗班和對比班因變量增值比較，即O3-O4和 (O3-O1)-(O4-O2) ，對兩組增值分?jǐn)?shù)平均差進(jìn)行t檢驗以考核其差異的顯著性。,準(zhǔn)實驗設(shè)計 2時間序列設(shè)計 對一非隨機(jī)取樣的被試組作周期性系列測量，在這一時間序列中施加實驗處理，然后觀測呈

17、現(xiàn)實驗變量后的一系列測量分?jǐn)?shù)是否出現(xiàn)非連續(xù)性現(xiàn)象，從而推斷實驗處理效果。 基本模式：G：O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8,準(zhǔn)實驗設(shè)計 2時間序列設(shè)計 優(yōu)點 外在效度好，能控制歷史和工具的影響。 局限 受霍桑效應(yīng)、練習(xí)效應(yīng)、測量程序變化等因素影響。,準(zhǔn)實驗設(shè)計 2時間序列設(shè)計：示例 榜樣和強(qiáng)化對道德判斷的影響 某校一個班40人，在實驗前，老師連續(xù)4次（1周1次）測量學(xué)生的誠信觀念，然后施加實驗影響，即老師在1周內(nèi)每天給學(xué)生介紹一個講誠信的故事，當(dāng)學(xué)生作出正確道德判斷時，立即給予表揚(yáng)（強(qiáng)化），1周過后連續(xù)4次（1周1次）復(fù)測學(xué)生的誠信觀念。統(tǒng)計分析：比較前4次和后4次測試的結(jié)果是

18、否連續(xù)，如果有跳躍上升，則說明實驗處理有效。,準(zhǔn)實驗設(shè)計,3平衡設(shè)計 即固定組循環(huán)設(shè)計，有不同組和不同的實驗處理，每組按照不同順序循環(huán)接受實驗處理，比較各種實驗處理的平均成績。每組既是實驗組，又是對照組。 基本模式：,G1： X1 O X2 O X3O,G2： X3O X1 O X2 O G2： X2 O X3O X1 O,準(zhǔn)實驗設(shè)計,3平衡設(shè)計 優(yōu)點 通過平衡設(shè)計，提高實驗效度。 局限 實驗處理間交叉作用。,準(zhǔn)實驗設(shè)計,3平衡設(shè)計 舉例：朗讀法與默讀法教學(xué)效果比較研究 選定二年級兩個班作為實驗班（G1和G2），實驗開始時，先測量兩班的語文成績，（O1、O4），然后一班進(jìn)行朗讀訓(xùn)練（X1），另

19、一班進(jìn)行默讀訓(xùn)練（X2）。經(jīng)過一學(xué)期，進(jìn)行一次后測（O2、O5），分別與前測進(jìn)行對比（O2-O1、O5-O4）。交換實驗處理，經(jīng)過一學(xué)期后，再進(jìn)行一次后測（O3、O6）。比較（O2-O1）-（O6-O5）與（O5-O4）-（O3-O2），如前者高，說明朗讀效果好，反之，默讀效果好。,準(zhǔn)實驗設(shè)計：小結(jié),從以上實驗設(shè)計中可以看出，準(zhǔn)實驗設(shè)計因不能隨機(jī)取樣，使各樣本之間存在很大差異，不易控制。但是，準(zhǔn)實驗設(shè)計不打破教學(xué)班的原有編制，可以使學(xué)校的教學(xué)工作按正常教學(xué)秩序進(jìn)行，因此準(zhǔn)實驗設(shè)計是應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)常的一種教育實驗設(shè)計。,真 實 驗 設(shè) 計,真實驗設(shè)計：是指能隨機(jī)分配被試到實驗組和控制組，并對無

20、關(guān)變量具有一定控制的實驗設(shè)計。 隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計 隨機(jī)后測有控制組設(shè)計 索洛門四組設(shè)計,真 實 驗 設(shè) 計,1、隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計 隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計：隨機(jī)分組；實驗組接受實驗處理，控制組則不給予實驗處理；兩組均進(jìn)行前后測。 基本模式：RG1： O1 X O2 RG2： O3 C O4,真 實 驗 設(shè) 計,1、隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計 優(yōu)點 因為是隨機(jī)分配，可以控制選擇、被試缺失等因素； 有控制組，可以控制成熟、練習(xí)、統(tǒng)計回歸等因素。 局限 前測與實驗處理產(chǎn)生交互影響。,真 實 驗 設(shè) 計,1、隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計 ：示例 題目：解題思維策略訓(xùn)練提高解題能力的實驗 試進(jìn)行隨機(jī)前后

21、測有控制組實驗設(shè)計 假設(shè)：系統(tǒng)進(jìn)行解題思維策略訓(xùn)練可提高學(xué)生解應(yīng)用題的能力。 實驗設(shè)計模式： RG1： O1 X O3 RG2： O2 C O4,真 實 驗 設(shè) 計,1、隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計 ：示例 實驗處理：實驗組用自編教材，講解6種應(yīng)用題解題方法（簡化法、圖解法、結(jié)構(gòu)訓(xùn)練法、聯(lián)想法、假設(shè)法、對應(yīng)法），每周3次，每次1節(jié)課，共7周20節(jié)課。控制組不講，只做同樣的練習(xí)。 因變量：學(xué)生解應(yīng)用題能力（操作定義：等值數(shù)學(xué)難題測驗）,真 實 驗 設(shè) 計,1、隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計 ：示例 實驗處理：實驗組用自編教材，講解6種應(yīng)用題解題方法（簡化法、圖解法、結(jié)構(gòu)訓(xùn)練法、聯(lián)想法、假設(shè)法、對應(yīng)法），每周3

22、次，每次1節(jié)課，共7周20節(jié)課?？刂平M不講，只做同樣的練習(xí)。 因變量：學(xué)生解應(yīng)用題能力（操作定義：等值數(shù)學(xué)難題測驗）,真 實 驗 設(shè) 計,1、隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計 ：示例 條件控制：隨機(jī)取樣；同一教師教學(xué)；前后測相同（等值難題，測驗時間與要求前后一致）；練習(xí)內(nèi)容相同。 統(tǒng)計分析：對 (O3-O4)-(O1-O2)進(jìn)行顯著性檢驗，即對實驗組和對照組前后測成績平均分?jǐn)?shù)參數(shù)進(jìn)行t檢驗（前測隨機(jī)等組處理）,真 實 驗 設(shè) 計,2、隨機(jī)后測有控制組設(shè)計 隨機(jī)后測有控制組設(shè)計：隨機(jī)化選擇被試和分組；實驗組接受實驗處理，兩組均只有后測。 基本模式：RG1： X O1 RG2： C O2,真 實 驗 設(shè) 計

23、,2、隨機(jī)后測有控制組設(shè)計 優(yōu)點 消除前測與后測、前測與實驗處理的交互作用； 可以控制歷史、成熟、練習(xí)與統(tǒng)計回歸的影響。 局限 不能對被試缺失加以控制,真 實 驗 設(shè) 計,2、隨機(jī)后測有控制組設(shè)計：示例 電視教學(xué)對初一學(xué)生英語成績的影響 某校初一的兩個班，按照入學(xué)成績隨機(jī)分成兩個等組，隨機(jī)指派一個為實驗班（RG1），在實驗班英語教學(xué)中使用電視教學(xué)（X），而對照班（RG2）按常規(guī)進(jìn)行教學(xué)（C）。其他條件均相同。一學(xué)期后，進(jìn)行后測，比較電視教學(xué)與常規(guī)教學(xué)的效果。,真 實 驗 設(shè) 計,3所羅門四組設(shè)計 所羅門四組設(shè)計：是隨機(jī)后測有控制組設(shè)計和隨機(jī)前后測有控制組設(shè)計的綜合設(shè)計。這種設(shè)計共有四個組；兩個控制組、兩個實驗組，實驗組和控制組各有一組接受前測，四組都接受后測。 基本模式： RG1： O1 X O2 RG2： O3 C O4 RG3： X O5 RG4： C O6,真 實 驗 設(shè) 計,3所羅門四組設(shè)計 優(yōu)點 將前測反復(fù)效應(yīng)分離出來； 可以做四組比較； 運(yùn)用2X2方差分析處理結(jié)果。 局限 同質(zhì)的四組被試很難做到。,真實驗設(shè)計：小結(jié),從上面幾種設(shè)計可以看到，真實驗的實驗效度很高，但是