高三化学实验专题复习—实验法(上)课件.ppt

第八章实验法 上 一 实验的概念广义的实验是指人们尝试一种新方法或新程序的效果 狭义的实验是指在可控制的条件下 系统地操作和控制变量 来发现变量间关系的过程 所谓变量是指实验现象随条件 情景的不同在数量 类型上的变化 二 实验的类型1 依据实验的场所可分为实验室实验 自然实验 2 依据实验的精确程度可分为真实验 准实验 3 依据对研究课题的认识程度可分为探索性实验 验证性实验 4 依据自变量的多少可分为单因子实验 多因子实验 5 依据变量的纯正性可分为分析型实验 复合型实验 三 实验的构成要素1 自变量 由实验者操纵变化的量 其目标为有效地操纵 2 因变量 由自变量直接引起变化的量 其目标为客观地观测 3 无关变量 跟实验目标无关的变量 其目标是严密控制 自变量和无关变量也称为独立变量 因变量也称为依存变量 独立变量和依存变量可能存在下列关系 在教育实验中独立变量的类型主要有四类 1 作业变量 呈现某种刺激使被试作出反应如 积木 玩具 智力测验 字词表 字母表 操作箱 各种成就测验 2 环境变量 被试在实验时周围相对稳定的事物 或称正统化条件 如温度 湿度 光照 实验室条件 3 被试的稳定性特征变量 如性别 种族 籍贯 血型 视力 个性特征 4 被试的暂时性特征变量 如单耳听 双耳分听 脑损伤 感觉缺失 大麻不同剂量的感知状态 因变量的类型 1 行为反应 如各科学习成绩 各种生理反应 如血压 心率 皮温 脑电 皮电 回答次数 反应速度 2 主观体验 是被试的主观感受 因为单纯的外部行为可能会作出不同的推测 如流泪 四 实验中自变量的选择自变量是实验者在实验中可以操纵的事物 条件 特征 对自变量的选择应注意以下几点 1 自变量是实验者能够直接操纵的 有的研究概念含义不明确 就需要以严格的操作定义来加以介定 如手的动作稳定性 以九洞仪直径的例数来定义 2 自变量本身是可以变化的 这种变化可以是质的变化 也可以是量的变化 质变如学习方法 教学方法 性别 量的变化如年龄 刺激强度 学习时间等 3 自变量的变化能引起因变量的变化 自变量变化的效果不能在因变量上反应出来 这样的自变量是不恰当的 4 自变量要有一定的变化范围 选择自变量时要确定变化点和变化间距 变化间距太小不会引起变化效果 变化点太少看不出变化的趋势 五 无关变量的控制方法1 消除法 客观物理条件 如声 光 电可采用此法 2 恒定法 让变量保持相同的条件 3 平衡法 4 系统变化法5 随机化法6 匹配法7 兼作组法 既作实验组 又作控制组 8 抵消平衡法 六 因变量的选择选择因变量的基本依据是 1 可测性 因变量可以通过直接或间接的手段测得 2 有效性 因变量应具有内部有效性和外部有效性 内部有效性是指因变量的变化确实是由自变量的变化引起 若自变量没有参与而因变量也发生变化 说明实验中的无关变量没有控制好 无关变量在干扰自变量 外部有效性是指从部分被试那里得来的结果 能否代表此类被试总体中的其它被试 外部有效性反映的是实验结果的可推广性 3 可靠性 在所有条件不变或相同的情况下 因变量重复测量的结果是否相同或相近 若测量结果间的差异越大 则其可靠性越差 4 灵敏性 是指因变量对自变量的变化是否敏感 是否能精确地反映其变化的差异 5 数量化 反映因变量的指标能否数量化 是评价因变量分辩度的重要指标 因变量的分辨指标至少有分辩 有 与 无 的能力 七 变量的操作定义变量选定以后就需要对变量下操作定义 即用看得见 摸得着的可度量的事物 事件 现象对变量作具体的规定和说明 从而使变量成为一种直观的 可感知 可操作的规定 下操作定义的意义表现在 1 提高研究结果的可比性 2 保证研究结果的可重复性 3 提高研究成果的客观性 变量操作定义的方法 1 根据测量工具来操作定义 2 根据直观的经验事实或客观现象来下操作定义 3 根据某一测量标准来下操作定义 4 根据心理 行为的评定来下操作定义 实验法 下 一 实验设计实验设计就是确定 安排实验中变量 关系 结构的计划方案及其统计分析方法 二 因素及其水平因素就是实验中独立变量的个数 因素的水平 独立变量的每个特定的值 因素的水平既可以是数量的 如50 100温度 也可以是性质类别的 如男 女 三 处理与处理水平的结合处理 独立变量的特定操作条件 处理水平 自变量操作条件的交叉 四 主效应 简单效应 交互作用主效应 实验中由一个自变量的不同水平所引起的变异叫因素的主效应 交互作用 一个因素的水平在另一个因素的不同水平上变化趋势的不一致称为交互作用 一致时表明两因素的相互独立 简单效应 一个因素的所有水平在另一个因素的某一水平的变异称该因素在某一水平的简单效应 五 处理效应和误差变异处理效应是指实验的总变异中由自变量引起的变异 包括主效应 简单效应 交互作用 误差变异 不能由自变量解释的那部分变异 包括单元内误差 残差 单元内误差 是指接受同一实验处理的被试间的变异 残差 误差变异中除了单元内误差之外的误差 六 嵌套当一个因素a的每一个水平仅与另一个因素b某一水平相结合 就称为a因素嵌套于b因素 记为a b a1a2a3a4b1s1s2b2s3s4 七 实验设计的类型根据自变量的多少 将实验设计分为单因素实验设计和多因素实验设计 单因素实验设计是指在一个实验中只有一个自变量 被试接受一个自变量的不同水平的实验处理 多因素的实验设计是指实验中有两个或两个以上的自变量 被试接受自变量水平结合的实验处理 八 简单实验设计主要有以下类型 1 后测控制组设计 rg1 o1rg2 o2变式rg1 1o1rg2 2o2rgk kok 2 前后测控制组设计rg1o1 o2rg2o3 o4 变式 前后测实验组设计rg1o1x1o2rg2o3x2o4 rgko2k 1xko2k 4 时序设计rg1x1o1 o2 o3rg2 o4 o5 o6rg1o1x1o2 o3 04rg2o5 o6 07 o8 3 soloman重迭实验设计rg1o1 o2rg2o3 o4rg3 o5rg4 o6 九 复杂实验设计主要包括三大类型 即被试间设计 被试内设计和混合实验设计 1 被试间设计 是指实验中的每个被试只接受一种水平或一种水平结合的实验处理 因而也称为非重复测量实验设计 自变量称为被试间变量 2 被试内设计 是指让一个被试接受一个自变量所有水平的处理或所有水平结合的实验处理 这种自变量称为被试内变量 3 混合实验设计 设计中即有被试间变量 又有被试内变量 完全随机 n npq a1a1a2a2b1b2b1b2s1s2s3s4s5s6s7s8s9s10s11s12s13s14s15s16 被试内 n n a1a1a2a2b1b2b1b2s1s1s1s1s2s2s2s