第六章 实验研究法ppt课件.ppt

第六章实验研究法 实验研究法概述实验研究法设计实验研究的质量评价 第一节教育实验研究法概述 一 实验研究法的基本概念二 实验研究法的意义与局限三 实验研究法的基本类型四 实验研究的基本阶段 一 实验研究法的基本概念 一 实验研究法的含义 实验研究法是从两条基本线索发展起来的 一条是受自然科学实验方法的影响 将自然科学实验的方法直接引入教育 另一条是从一般的教育活动本身分化发展而来 从而推动着教育的变革与发展 定义 实验研究法就是指研究者在教育实践中按照研究目的 以一定的理论假设为指导 合理地创设或控制一定的条件 有计划地影响研究对象 从而验证假设 探讨教育现象之间因果关系 揭示出教育规律 进而指导教育实践的一种研究方法 赫洛克关于 教师评价态度与学生成绩之间关系 的实验实验过程 挑选106名小学生作为被试 把他们分为四个基础相等的小组 A B C D 要求他们练习难度相同的加法习题 每天15分钟 连续进行5天 但对四组采取不同的评价方式 A组 表扬 B组 训斥 C组 受忽视 D组 对照 举例 实验结果 测定四个组每次练习的平均成绩 把成绩汇总整理 制成了一个曲线图 表明 受表扬组成绩最好 其次为受训斥组 再次为受忽视组 最差的是对照组 结论 教师的评价态度对学生学习成绩的提高之间具有因果关系 而表扬比训斥对提高学习成绩更有效 问题 实验与调查 观察有和不同 调查 对已经发生的事实和现象的考察 观察 对正在发生的现象进行考察 它是在自然发生的条件下 在不干预和不控制对象的情况下 通过人的感觉器官 虽然也常常借助一定的科学仪器 来感知客观世界的事物 实验 是在人为地造成 控制或改变对象状态和条件下考察对象 也就是说 实验是在变革中认识客观世界的 因而更加充分地体现了人的主观能动性 一 实验研究法的基本概念 二 实验研究的组成 1 实验者 实验活动的主体 必须进行一系列操作性活动 控制自变量 观测因变量 控制无关变量 分析结果 2 实验对象 实验活动的客体 主要是教学过程中受教育的个体或全体 3 实验手段 刺激手段 观察手段 记录 存储与重现手段 信息处理与分析手段 一 实验研究法的基本概念 三 实验研究的基本要素 1 自变量 又称刺激变量或原因变量 是研究者主动操纵的希望影响实验结果的因素 2 因变量 又称反应变量或结果变量 是通过自变量的作用而产生变化的结果因素 3 无关变量 又称干扰变量 是研究中不属于研究的自变量却可能影响因变量 干扰实验结果的因素 二 实验研究法的意义与局限 一 实验研究法的意义 1 检验 修改和发展教育理论 2 促进教育实践的改革与发展 3 为新的教育理论假说应用于教育实践寻求操作程序 二 实验研究法的意义与局限 二 实验研究的局限性 1 只适合研究自变量数目少且便于操作的研究内容2 结论并不完全适用于实际教育情境 3 人的主观因素有可能使研究获得的资料和结论受到干扰4 受到伦理和社会因素的限制5 样本容量有限和被试抽样误差等 不可避免地存在误差 三 教育实验研究的基本类型 1 实验情境2 研究目的3 根据自变量的多少4 对实验的控制程度 1 实验情境 实验室实验是在人为设计的环境下 严格控制外界条件进行的实验研究 可推广性差 内在效能高 自然实验是在真实的教育情境中 尽可能地操纵自变量 控制无关变量 以探讨自变量和因变量的因果关系 外在效度高 2 研究目的 探索性实验 提出新问题 验证新假设如果要发现造成学生网络成瘾的原因 就需要对各种可能引起学生网络成瘾的因素进行探索性实验 验证性实验 重复研究 验证一项研究在不同时间 不同地域或不同研究对象中是否会取得同样的结果 研究课题明确 有具体的假设和方案 实验是为了验证假设是否成立 方案有怎样的效果 如 如果通过访谈了解到造成学生网络成瘾的主要因素是缺乏关爱和成就感 那么就可以以这两个因素为自变量来设计实验 以验证其真伪 3 根据自变量的多少 单因素实验 是指在实验过程中 只操纵一种自变量的实验 幼儿园区域活动中教师指导策略的实验研究多因素实验 是指在实验过程中 操纵两种或两种以上自变量的实验 以音乐主题和律动榜样为自变量 研究幼儿律动能力的发展 4 对实验的控制程度 前实验 被试无法随机分配 对无关变量不能控制 但可以操纵变化自变量 往往不设对照组 准实验 被试无法进行随机取样 强调对自变量进行操作控制 对无关变量有所控制真实验 随机抽取与分配被试 被试具有同质性 因变量 无关变量得到比较严格的控制 有实验组和对照组 四 实验研究的基本阶段 准备阶段实施阶段总结 推广阶段 第二节实验研究法设计 一 研究假设二 被试选择与分配三 变量控制四 实验模式设计 教育实验设计的一般步骤 一 研究假设 研究假设是根据一定的科学知识和事实 对所研究问题的规律或原因做出的一种推测性论断和假定性解释 是在进行研究之前预先设想的 暂定的结论 是对课题设计的主要变量之间相互关系的设想 具有假定性和科学性 举例 例如 普通小学的学生学习成绩与教师文化水平的关系 这一研究课题 需要给出下列变量的操作定义 普通小学 指国内城 乡普通小学 学生 包括上述小学里一到六年级的全部学生学习成绩 指各年级单科考试标准化成绩教师文化程度 小学教师分为初中学历 高中学历 大专学历 大学学历 在此基础上 可以提出如下一组假设 1 在教师教学态度与教学经验相近的条件下 小学生的学习成绩与教师文化程度相关 2 教师与小学生学习成绩的关系 与学校所在地无直接关系 3 小学教师至少要具有高中文化水平 才能满足使学生学习成绩达到及格标准的要求 4 小学教师文化程度达到大专 对学生学习成绩提高有作用 二 实验研究设计中的被试选择与分配 被试的选择要根据所要研究的问题及其适用范围来进行选择 要考虑代表性 要考虑采取简单随机抽样还是其他的抽样方式 是否设置控制组 如果设置控制组 如何确定配置实验组与控制组等 根据实验研究中是否设置控制组以及实验组与控制组形成的方式 实验研究设计可分为单组设计 固定组设计 等组设计和轮组设计 1 单组实验模式 是向一个 或一组 实验对象0 施加实验因素X 然后测定对象所产生的变化 以确定对象所产生的变化 以确定实验因素的效果如何 举例 选择一个班级和两种不同的教法进行两次教学 先用新教法进行第一次实验教学 结束时对这个班进行测验 然后用传统教法进行第二次实验教学 结束时再对这个班进行测验 最后把两次测验的结果加以比较 得出新教法与传统教法的差异 2 等组实验 以两个或两个以上条件相同的实验组 等组 为实验对象 使之分别接受不同的实验因素的作用 然后将各个实验因素所产生的效果加以测量和比较 具体地说 是将试验者分为人数相等 能力相同的两个组 其它条件如教师能力 教材内容 教学时间 教学环境等也都应当相同 随机地确定其中一组为实验组 另一组为对照组 给出两个或两个以上的实验因素 分别应用于这两组学生 经过一段时间 再测定两个实验因素所产生的结果 以求得结论 3轮组实验 仍用上例说明 通过实验比较两种教学方法的教学效果 设有甲 乙两个班 选用轮组实验 先在甲班用新教学方法进行教学 乙班用传统教学方法进行教学 然后测定甲 乙两个班的成绩 再进行第二轮实验 在乙班用新教学方法进行教学 甲班用传统教学方法进行教学 同样测定甲 乙两个班的成绩 最后把甲 乙两个班接受新教学方法教学的测验成绩合并为新教学方法成绩 把甲 乙两个班用传统教学方法教学的测验成绩合并为传统教学方法成绩 通过比较得出新教学方法同教学效果的关系 三 实验研究设计中的变量控制1 自变量的确定 实验研究设计中 确定自变量就是对自变量进行明确的定义和说明 要具体到可操作的程度 1 确定积极地 与因变量存在因果关系的并能促进因变量发生更大变化的变量 2 下操作性定义和规定自变量实验处理方法 使之具体化例 P129 5 6岁幼儿韵律活动的实验研究法 2 因变量的确定 给因变量下操作性定义并进行分解 即明确从哪些方面来观测因变量 并将因变量进一步分解到可观测的指标化状态 在此基础上才能进一步确定因变量的测量方法 如何下操作性定义 1 条件描述法 2 指标描述法 3 行为描述法 3 无关变量的控制 1 无关变量的来源 第一 被试方面 主要包括 性别 知识基础 智力水平 学习方法 家庭背景 参与动机 有关经验 性格特点 当时的生理状态 焦虑等 第二 主试方面 主要包括 主试的年龄 性别 外表 言谈举止 态度 暗示 实验者效应 等 如教师的业务水平 教学观念 教学策略 课外作业与辅导等 第三 研究设计方面 主要包括 研究方法本身的不完善 研究被试选择不当 测量工具不完善 研究程序安排不合理等第四 研究实施环境方面 主要包括 温度 光线 声音 熟悉性 桌面好坏 房间阔窄等 此外 在研究实施现场发生意外事件第五 数据处理方面 主要包括 分类不合理 评分标准不统一或评分过失 统计方法使用不当等 2 无关变量的控制 随机化消除法平衡法恒定法抵消法纳入法盲法统计处理 四 实验模式设计 实验设计是指实验的操作方法 指根据实验研究课题的性质和实验研究所具备的主客观条件 对有关被试的选择和分组 自变量的操作 因变量的测量 无关变量的控制等问题所确定的具体操作程序 实验设计符号说明 X 一种实验处理 O 一次测试或观察 R 被试被随机选择分配和控制 G 表示组 实验组或控制组 实验设计是指实验的操作方法 指根据实验研究课题的性质和实验研究所具备的主客观条件 对有关被试的选择和分组 自变量的操作 因变量的测量 无关变量的控制等问题所确定的具体操作程序 实验设计符号说明 X 一种实验处理 O 一次测试或观察 R 被试被随机选择分配和控制 被试 一 单组实验 概念 因素与水平 处理 1 单组后测设计2 单组前后测设计3 时间序列设计 1 单组后测设计 只有一个被试组且不是随机选择 对其先实施实验处理 然后进行因变量的测量 用测量的成绩来描述实验的效果 设计方式是 GXO这是比较粗糙的一种设计方法 有许多无关因素对实验效果的影响可能无法排除 实验内在效度低 在某些特定的情况下 可以采用这种设计方法 如在无法设定控制组的情况下 而对因变量的测量有常模参照时 就可以用这一设计模式 案例 情景作文 一位语文教师深感小学生作文言之无物 于是设计了 情景作文 方法在班上试行 经一段时间后发现学生作文质量有较普遍的提高 假设 运用 情景作文 教学法可提高学生的作文质量处理 在作文课上 教师运用 情景作文 法进行教学因变量测定 作文测验实验设计 单组后测 2 单组前后测验设计 对一组被试先进行前测验 然后实施实验处理 最后进行后测验 比较前后测的成绩来确定实验的效果 后测对前测具有显著性的增值作为实验处理的效应 设计方式 GO1XO2 情景作文 一位语文教师深感小学生作文言之无物 于是设计了 情景作文 方法在班上试行 经一段时间后发现学生作文质量有较普遍的提高 假设 运用 情景作文 教学法可提高学生的作文质量处理 在作文课上 教师运用 情景作文 法进行教学因变量测定 作文测验实验设计 单组前后测前测 在原来作文教学方法下对学生的写作能力进行测验后测 使用新方法一个月后进行写作能力测试 两个实验处理的单组前后测验设计 对一组被试先进行一种方法的前后测验实验 然后再对同一组被试进行另一种方法的前后测验实验 用两次所得的结果比较两种方法的优劣 设计的方式可以表示成 设计方式 GO1X1O2 O3X O4比较 O4 O3 O2 O1 单组前后测验设计由于只有一组被试 前一实验处理有可能对后一实验处理产生影响 从而影响实验结果的准确性 案例 文章的生字密度对学生阅读理解的影响 假设 阅读理解随着文章中生字密度的增加而下降自变量 生字密度实验处理 5 1 10 1因变量 阅读理解测验分数被试 二年级三班40名学生控制变量 文章的长度 文章主题的熟悉程度 文章类型 被试阅读能力等 实验设计 单组前后测设计 3 时间序列设计 是按一定时间间隔对一组被试进行一系列测验 而把实验处理安排在这一系列测验的某两个之间 实验的效果是通过比较实验处理前后各个测验结果的差异得到的 设计方式是 GO1O2XO3O4特点 对一个非随机取样的被试组作周期性的一系列测量 观察在施以实验处理前后的一系列测量分数是否发生非连续性变化的现象 从而推断实验处理是否产生效果 时间系列设计包含有重复测量 并且在多次测量之间插入一次实验处理 榜样和强化对道德判断的影响 某校一个班40人 在实验前 老师连续4次 1周1次 测量学生的诚信观念 然后施加实验影响 即老师在1周内每天给学生介绍一个讲诚信的故事 当学生作出正确道德判断时 立即给予表扬 强化 1周过后连续4次 1周1次 复测学生的诚信观念 统计分析 比较前4次和后4次测试的结果是否连续 如果有跳跃上升 则说明实验处理有效 4 不等组后测设计 根据现有的自然组确定实验组和控制组 实验组施以实验处理 控制组不施以实验处理 实验处理结束时 对两个组进行后测 比较测定的结果 设计方式 G1XO G2 O 5 不等组前后测设计 不等组设计是对两个自然组 实验组与控制组 分别进行前后测验 被试不是随机分配 实验处理随机指派 设计方式 G1 O1 X O2 G2 O3 O4 比较方法 一是如果两个组前测没有差异 则通过比较后测成绩来说明实验处理的效果 二是如果前测不相等 则通过将两组前后测成绩的变化来进行比较 即O2 O1和O4 O3比较 以此估计自变量的效果 这种设计方法在教育实验研究中被普遍采用 这种实验设计能够控制一些无关变量的影响 但是 不能保证被试的代表性 不等组设计举例 记数教学 样本 某小学一年级两个班各41人自变量 实验班按照实验教材和教学指导书进行万以内计数教学 对比班按照全国统一的教材和教学指导书进行万以内计数教学 因变量 分段数学成绩 条件控制 同一教师教学 作业练习时间统一 统一测试入学前数学能力和智力情况 6 真实验设计 真实验设计是被试为随机抽样和随机分组 并且都有一个控制组的设计 这种设计不仅保证被试具有代表性 对无关变量也进行了有效的控制 因此 具有很好的内在效度和外在效度 真实验设计的四种常见表现形式前后测验等组设计只有后测验的等组设计多重处理设计 1 前后测验等组设计 最基本 最常用的一种设计方法 设计方法 随机选取被试 并把被试随机地分成两个组 实验组接受实验因子处理 控制组不接受实验因子处理 对两个组都进行前 后测验 设计的方式 RG1 O1 O2 RG2 O3 O4 R 代表随机选择样本 使实验组和控制组的条件尽可能地接近 对两个组进行前后测验的时间和内容都应该相同 这种设计与不等控制组设计有什么区别 等组前后测验的设计可以扩展到两个实验因子的情况 即在一个组运用方法1 X 在另一个组运用方法2 X 可以表示为 设计方式 R 1 1 1 2 R 2 3 2 4 这种方式的设计实际上是对两种不同方法的对比研究 操作方式与一般等组设计基本相同 只不过不是实验班与普通班进行对比 而是两个组互相对比 2 只有后测的等组设计 这种实验设计的方法与前后测验的等组设计类似 只是缺少前测验 具体的为 设计方式 RS1 X O1 RS2 O2 这种设计方法由于没有前测验 如果实验组与对照组有很大差异的话 就会影响实验的效果 研究者如果不能说明实验组和对照组无显著差异 就不宜运用这种设计方法 当不能选择适当的前测验或前测验可能影响实验处理的效果 并且样本之间无显著差异时 可以选择这种设计方法 配对分组 3 多重处理设计 多重处理设计是有三个或三个以上被试组时的实验设计 设计方法是 随机选取被试 并将被试分成与实验处理个数相同的组 对所有被试进行前测验 也可以不做前测验 分别在每一组被试中实施一种实验处理 对各组进行后测验 基本设计方式 RG O1 O2 RG O3 O4 RG O5 O6 RG O7 8 多重处理设计可以同时比较几种不同的实验处理 可以提高研究的效率 其局限性在于可能产生前后测验的交互作用 教育实验设计 确定实验处理 自变量的变化 列举总体 样本 实验单位 抽样方法及样本大小 确定因变量及适当的测量方法 陈述研究假设 判断需要控制的无关因素 控制方法 控制过程和控制程度 选择实验设计模式 案例 教师情绪状态对教学效果影响的实验研究 一 问题的提出教师的情绪状态是影响课堂教学效果的一个重要因素 快节奏的现代社会已使这一问题在教育教学中更加明晰地凸显出来 以往虽有研究者曾提出或关注过该领域的问题 但对二者之间关系的探讨缺乏实证性研究 本研究将以实验的方法科学论证教师的情绪状态与课堂教学效果之间的内在关系 具有一定的理论价值和较强的现实意义 二 理论假设1 教师的情绪状态对教学效果有影响2 教师的积极情绪状态有助于提高教学效果3 教师的消极情绪状态降低教学效果 三 自变量与因变量的说明 1 自变量 教师情绪状态分三级水平 正状态 精神饱满面带微笑富