第十章-教育实验法PPT课件

第十章教育实验法,.,2,本章内容简介,教育实验法概述教育实验的三种基本方法教育实验法的基本程序教育实验控制,.,3,.,4,实验人员给一些4岁小孩子每人一颗非常好吃的软糖，同时告诉孩子们可以吃糖，如果马上吃，只能吃一颗；如果等20分钟，则能吃两颗。有些孩子急不可待，马上把糖吃掉了。另一些孩子却能等待对他们来说是无尽期的20分钟，为了使自己耐住性子，他们闭上眼睛不看糖，或头枕双臂、自言自语、唱歌，有的甚至睡着了，他们终于吃到了两颗糖。在美味的奶糖面前，任何孩子都将经受考验。,.,5,这个实验用于分析孩子承受延迟满足的能力，所谓的延迟满足，就是能够等待自己需要的东西的到来，而不是想到什么就要什么，这是一个很通俗的解释。这个实验后来一直继续了下去，那些在他们几岁时就能等待吃两颗糖的孩子，到了青少年时期仍能等待，而不急于求成；而那些急不可待，只吃了一颗糖的孩子，在青少年时期更容易有固执、优柔寡断和压抑等个性表现。当这些孩子长到上中学时，就会表现出某些明显的差异。对这些孩子的父母及教师的一次调查表明，那些在4岁时能以坚忍换得第二颗软糖的孩子常成为适应性较强，冒险精神较强，比较受人喜欢，比较自信，比较独立的少年；而那些在早年已经不起软糖诱惑的孩子则更可能成为孤僻、易受挫、固执的少年，他们往往屈从于压力并逃避挑战。对这些孩子分两级进行学术能力倾向测试的结果表明，那些在软糖实验中坚持时间较长的孩子的平均得分高达210分。,.,6,研究人员在十几年以后再考察当年那些孩子现在的表现，研究发现，那些能够为获得更多的软糖而等待得更久的孩子要比那些缺乏耐心的孩子更容易获得成功，他们的学习成绩要相对好一些。在后来的几十年的跟踪观察中，发现有耐心的孩子在事业上的表现也较为出色。,.,7,第一节教育实验法概述,一、教育实验法的概念研究者按照研究目的，合理地控制或创设一定条件，人为地变革研究对象，从而验证研究假设，探讨教育现象因果关系，揭示教育规律的一种研究方法。,.,8,.,9,二、教育实验法的特点,（一）教育实验法的优点1.有目的的控制变量2.能够揭示变量之间的因果关系3.能够主动创设实验情境4.有严格的实验设计和确定的实验程序5.具有可重复性,.,10,（二）局限,1.教育科学研究中的许多变量是无法操纵、控制的，不能通过实验法去研究；2.实验控制有时使实验情境与实际生活情境存在一些差距，从实验情境中获得结论不能完全运用到生活中，还需要通过进一步检验；3.实验过程本身离不开理论假设的引导，离不开对研究对象的观测。,.,11,小知识：,.,12,三、教育实验的基本类型,（一）按教育实验进行的场所分为现场实验和实验室实验1.实验室实验实验室实验是在实验室内或模拟生活环境或在高度控制的试验场地中操纵自变量，控制无关变量，探究自变量与因变量的关系的研究。,.,13,2.现场实验,教育科学研究的现场实验室在真实的教育情境中，尽可能地操纵自变量，控制无关变量，以探讨自变量与因变量的因果关系。,吊桥效应,.,14,（二）根据不同的实验设计、系统操纵自变量的程度和内外效度的高低，可把实验分为前实验、准实验和真实验,1.前实验一种很不规范的实验，它指可进行观察比较，但控制较弱的实验；前实验无法随机分配被试，不能有效地控制无关变量，误差高，效度低，往往不能说明因果关系，常被称为“非实验设计”。2.准实验准实验是无法对被试进行随机取样，一般按现存班级进行实验，能对一部分无关变量进行控制，无法完全控制无关变量的实验。3.真实验真实验能够随机抽取与分配被试，被试具有同质性，能够系统操纵自变量，严格控制无关因素，内部效度高，能够准确揭示自变量与因变量的因果关系。,.,15,（三）按照研究层次，教育实验分为因素型实验、函数型实验,1.因素型实验因素型实验是在控制条件下，操纵某些变量，以观察被试的心理或行为变化，从而探测这些操纵的因素是否是被试心理或行为变化的“因”，其目的在于探测“因”；2.函数型实验函数型实验，也是在控制了某些条件下，操纵某些因素的水平，以观测被试某些心理或行为水平，以建立二者的函数关系，因为要建立函数关系，所以研究者对自变量的操纵就要更为系统一些，或说更为细致一些、水平更多一些，其目的更在于建立“函数”关系。,.,16,（四）按照实验中分配被试的方式，分为单组实验法、等组实验法、轮组实验法,.,17,四、教育实验法的功能,心理学家罗西与亨里曾做过一个著名的心理实验。他们把一班的学生分为三组，每天学习后受测验。研究者对第一组每日告知其学习成绩；对第二组每周告知其学习成就；而对第三组，则没有进行任何报告。这样进行了八周以后，调整了方式，除了第二组学生仍旧每周知道自己的学习成绩以外，第一与第三两组的情况对调，即研究者对第一组不再报告学习成绩，而对第三组每天学习与测验之后，告知其学习的成绩。如此再进行八周之后，发现除第二组学生的成绩稳步地前进，继续保有常态的学习进度以外，第一与第三两组的情况大为转变，即第一组的成绩逐步下降，而第三组的成绩则突然上升。,.,18,（一）发展教育科学理论（二）探索教育规律（三）提高教育质量,.,19,第二节教育实验的三种基本方法,一、单组实验法1.定义单组实验法是向一个实验样本施加某一种或数种实验变量，借以确定实验变量的效果如何的实验方法。,.,20,另一种程序：,比较方法：（后测2后测1）（后测1前测）,2.单组实验程序设计有两种,一种程序是：,比较方法：后测前测,.,21,3.单组实验法特点,（1）优点简单易行，只要有一个被试组就能进行实验。由于整个实验都是在一个被试组内完成的，教师、组内气氛、学生家庭条件等因素都是相同的，对实验效果影响比较一致，可以通过前后对比消除。,.,22,（2）缺点,很难克服“时序效应”。前一次实验容易对后一次实验产生影响。前后两次测验的难度往往难以完全相同，这也会影响实验结果的可靠性。,.,23,4.采用单组实验法的条件,后一实验因子在实验对象中所产生的变化，必须不受以前实验因子的影响。由其他额外因子所产生的影响，在实验的前一阶段与后一阶段应是一样的或无关紧要的。测验必须准确。,.,24,二、等组实验法,（一）定义等组实验法是以不同的自变量分别施行两个或两个以上情况基本相同或相等的组，然后比较其所发生的变化。,.,25,（二）实验程序,比较方法：（后测1前测1）（后测2前测2）,比较方法：（后测1前测1）（后测2前测2）,一种程序：,另一种程序：,.,26,（三）等组实验法的条件,等组实验法最重要的条件是各组必须尽量均等。均等的含义是指各组除了实验因子外，所有能影响实验的其他因素，特别是实验对象的原有水平必须基本相同或相等。,.,27,（四）等组实验法的特点,1.优点（1）用等组平衡的方式控制了无关变量。（2）可以免去某一实验因子对另一实验因子的迁移影响。（3）两组所用的测验单位（即分数难度）容易相等。（4）实验周期短，有的等组实验甚至在一个上午就可以完成。2.缺点组成等组本身很难，并且要使实验组和控制组除实验因子外的其他因子全部相同，在实际中也很难做到。,.,28,三、轮组实验法（循环实验法）,（一）定义轮组实验法是把各实验变量（不管是几个）轮换施行于各组（各组不必均等），然后根据每个实验变量所发生变化的总和来决定实验结果。,.,29,（二）实验程序,第一轮实验组1：前测实验变量甲后测（实验效果甲1）实验组2：前测实验变量乙后测（实验效果乙1）第二轮实验组1：前测实验变量乙后测（实验效果乙2）实验组2：前测实验变量甲后测（实验效果甲2）比较方法：（甲1+甲2）（乙1+乙2）,.,30,（三）轮组实验的特点,1.优点（1）不需要设立等组，弥补了等组实验中难以配置等组的不足。（2）可以减少无关的混杂因子的干扰。（3）实验结果的正确性增加。2.缺点（1）实验周期较长。（2）要准备两种教学内容，并且要使它们在性质上与难度上相同，较难做到。（3）要准备两套难度相同的测试题，同样较难做到。,.,31,第二节教育实验的构成因素,一、被试（subject)与分组（matchgroup)被试指参加实验研究的对象。分组方式：固定组(G_group)随机组(RG_randomgroup)实验组（X_experimentgroup）控制组（C_controlgroup）,.,32,二、变量1.变量，变量也叫因子、因素或条件，是实验中对实验对象发生影响的因素和实验对象在这些影响下发生变化的因素。2.自变量，自变量是实验者对被试施加的实验影响，它是实验设计所期望的现象产生和变化的条件或原因。（新颖性、有效性、可操作性）3.因变量，因变量是自变过作用的结果，是实验者观察和记录的内容，即实验者期望产生的现象。（可变性、外依性、可测评性、先进性）,.,33,4.无关变量干扰变量（无关变量）：多样性、复杂性、二重性（新鲜感有正负作用）5.其他变量调节变量：（特殊的变量或次要的变量，教材的实验，方法可能为调节变量）潜在性、间接性、可引导性,.,34,教育实验法,.,35,第三节教育实验研究的效度,.,36,第三节教育实验研究的效度,.,37,一、教育实验研究效度的含义,教育实验研究的效度是指,.,38,二、教育实验研究的内在效度,内在效度是指自变量与因变量的因果联系的真实程度，即研究的结果。也就是说，内在效度表明的是因变量Y的变化在多大程度上来自自变量X。内在效度决定了实验结果的解释，没有内在效度的实验研究是没有价值的。坎贝尔和斯坦利认为影响内在效度的因素主要有八个：,.,39,测验,被试选择,历史,成熟,工具,统计回归,被试的缺失,选择和成熟的交互作用及其他,内在效度影响因素,内在效度影响因素,.,40,三、教育实验研究的外在效度,外在效度涉及教育实验研究结果的概括性、一般化和应用范围问题，表明实验结果的可推广程度，研究结果是否能被正确地应用到其他非实验情景、其他变量条件及其他时间、地点、总体中去的程度。坎贝尔和斯坦利认为影响外在效度的因素主要有四个：,.,41,测验和处理的交互作用效应,选择和实验处理的交互作用效应,实验安排的反作用效果（霍桑效应）,多重实验处理的干扰,外在效度影响因素,.,42,内在效度是外在效度的必要条件，但内在效度的研究结果不一定具有很高的外在效度，但内、外在效度有时会互相影响,.,43,第四节教育实验设计及其类型,.,44,第四节教育实验设计及其基本类型,一、教育实验设计的基本内涵二、教育实验设计的一般步骤三、教育实验设计的基本类型四、教育实验设计的主要格式五、实验变量控制,.,45,一、教育实验设计的基本内涵,在确定研究课题的基础上，研究者必须科学的确定和描述教育实验进行过程的一系列活动，论述它的内容和方法，这就是教育实验的设计。,.,46,第一步,第二步,陈述研究问题，并提出研究假设,确定实验处理,选择因变量及适当的测量手段,判定需要控制的无关变量，控制方法，控制过程和控制程度,第三步,列举实验群体、样本、实验单位、抽样方法及样本大小,第五步,第六步,第四步,选择合适的实验设计,.,47,二、教育实验设计的一般步骤,第一步陈述研究问题，并提出研究假设。第二步确定实验处理第三步列举实验群体、样本、实验单位、抽样方法及样本大小第四步选择因变量及适当的测量手段第五步判定实验需要控制的无关变量，选择控制方法，设计控制过程和预测控制程度第六步选择合适的实验设计，并提出伴随这个设计的统计假设。,.,48,三、教育实验设计的基本类型,坎贝尔和斯坦利的分类：前实验设计单因素设计（只有一个变量）准实验设计真实验设计多因素设计（两个或者多个变量）,.,49,（1）前实验设计。前试验设计通常是一种自然描述，用来识别自然存在的临界变量及其关系。对无关变量不能控制，但是能够操纵自变量。这种实验设计有三种表现形式：单组后测设计、单组前后测设计、固定组比较设计。,.,50,（2）准实验设计。准实验设计用于在真实的教育情境中，不能用真正的实验设计来控制无关变量，不能采用随机化方法分派被试的情况。特点是：不能按照随机抽样原则抽取被试和随机分配被试与各实验处理。一般以原自然教学班为实验单位。这种实验设计的表现形式有多种，主要有：非随机分派控制组前后测设计、时间序列设计。,.,51,（3）真实验设计。真实验设计使实验中的自变量、因变量、无关变量都能得到严格的控制，即能够较好的控制内外部无效因素，并有效地操控实验变量。主要有三种类型：实验组、控制组前后测设计（随机分派控制组前后测设计），实验组、控制组后测设计（随机分派控制组后测设计），所罗门四组设计。,.,52,四、教育实验设计的主要格式,实验设计时使用的一些符号：X表示一种实验处理，是指操纵的实验变量C表示控制的变量O表示以此测试或观察，是实验处理前或后的观察R表示被试已被随机选择分配或控制.表示不等组间水平的线,.,53,单组后测设计前实验设计单组前后测设计固定组比较设计,单因素设计,.,54,前实验设计（1）单组后测设计的格式及优缺点1基本模式：XO2特征：只有一个被试且不是随机选择，无控制对照组；实验中只给予一次实验处理；有一个后测这种实验设计，由于不能控制无关变量的影响一次内外在效度都不高,.,55,前实验设计举例1,例子：一记忆实验的分组设计一个班学生，分成二组，第一组用想象背诵法，第二组用复述（机械记忆）法记忆1篇课文，每组背诵5次，再进行检测，考察哪种方法更有效。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。,返回,.,56,前实验设计：（2）单组前后测设计的格式及优缺点1.基本模式：O1XO22.特征：只有一个被试组且不是随机选择，无控制组；仅一次实验处理；有前测和后测，用前后测的差大于零来作为实验处理效应。3.优点：因为有前测可以在处理前提供有关选择被试的某些信息；通过前后测，可以提供每一被试在实验处理前后两次观测条件下行为变化的直接数据，能明显的验明实验处理的效果；被试兼做控制组，便于估计被试个体态度对实验结果的影响。4.局限：由于没有控制组作比较，不能控制历史、成熟及统计回归；前测可能影响后测，产生实验误差。,.,57,前实验设计举例2,例子：范文在习作训练中的作用某学校4个班149名学生，给学生提供范文模仿，让学生独立阅读，分析、理解范文，然后进行仿写。因变量：学生作文成绩；实验设计:单组前后测O1XO2，O1为学生在无范文条件下作文成绩，O2为学生学习范文后的仿写作文成绩。,返回,.,58,前实验设计：（3）固定组比较设计1.基本模式：XOO2.特征：固定组比较设计中既有实验组又有控制组，所有被试在原有的教育环境中产生，而不经过随机选择。使用了不接受实验处理的控制组，以便于与接受实验处理的实验组对应比较。3.局限：由于被试不是随机分组，又没有一个前测数据，因此判断被试组是否相等是困难的。,.,59,前实验设计举例3,返回,例子：传统讲授法与新的自学辅导法对学生自学能力发展的比较研究，进行一段时间教学后，在两个班同时进行内容难度与范围基本一致的测验，从两个班学生的成绩对比中，分析两种教学方法在发展学生自学能力方面的不同特点、意义和效果。,.,60,非随机分派控制组前后测设计准实验设计时间序列设计,单因素设计,.,61,准实验设计：非随机分派控制组前后测设计的格式及优缺点1.基本模式：O1XO2.O3O42.特征：有两个组（实验组和被试组），一般在原有环境下自然教学班、年级、学校中进行，不是随机取样分组，因此控制组与实验组不等，但是实验处理可以随机指派；都有前后测。3.优点：由于有控制组，有前后测比较，因此可以控制成熟、历史、测验、工具、统计回归等因素的影响，能在一定程度上控制被试的选择偏差，从而提高了研究的内部效度。4.局限：不是随机取样分组，选择与成熟交互作用可能会降低实验的内在效度；前后测的交互作用，实验结果不能推广到没有前测的情境中，对实验结果的解释要慎重。,.,62,准实验设计举例1,例子：记数教学的结构定向教育实验某小学一年级两个班各41人，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。统计分析：实验班和对比班因变量增值比较，即O2-O4和(O2-O1)-(O4-O3)，对两组增值分数平均差进行t检验以考核其差异的显著性。,返回,.,63,准实验设计：时间序列设计基本模式：OOOOXOOOO时间序列设计是对一个非随机取样的被试组做周期性的一系列测量，在这一时间序列中施以实验处理，然后观测呈现实验变量后的一系列测量分数是否发生非连续性现象，从而推断实验处理是否产生效果。,.,64,准实验设计举例2,时间序列设计：对一非随机取样的被试组作周期性系列测量，在这一时间序列中施加实验处理，然后观测呈现实验变量后的一系列测量分数是否出现非连续性现象，从而推断实验处理效果。OOOOOOOXOOOOOOO例子：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。,返回,.,65,从以上实验设计中可以看出，准实验设计因不能随机取样，使各样本之间存在很大差异，不易控制。但是，准实验设计不打破教学班的原有编制，可以使学校的教学工作按正常教学秩序进行，因此准实验设计是应用最广泛、最经常的一种教育实验设计。,.,66,实验组、控制组前后测设计（随机分派控制组前后测设计）真实验设计实验组、控制组后测设计（随机分派控制组后测设计）所罗门四组设计,单因素设计,.,67,真实验设计:(一)随机分派控制组后测设计的格式及优缺点1.基本模式：RXO1RO22.特点：随机化选择被试和分组，仅实验组接受实验处理，两组均只有后测，没有前测。3.优点：能消除前测和后测、前测与自变量的交互影响，内在效度较高，既具有前一设计的优点，又避免了联系效应的影响，节省了人力和物力。4.局限：不能对被试的缺失加以控制。,.,68,真实验设计举例1,随机后测有控制组设计：随机化选择被试和分组；实验组接受实验处理，两组均只有后测。例子：电视教学对初一学生英语成绩的影响某校初一2个班，按照入学成绩分成两个等组，随机指派一个为实验班，在实验班英语教学中使用电视教学，而对照班按常规进行教学。其他条件均相同。一学期后，进行后测，比较电视教学与常规教学的效果。,返回,.,69,真实验设计:（二）随机分派控制组前后测设计的格式及优缺点1.基本模式：RO1XO2RO3O42.特点：随机分组；仅实验组接受实验处理；两组均进行前后测。3.优点：由于利用随机分派方法分出两个等组，就可以控制选择、被试缺失等因素对实验结果的干扰；都有前后测，便于作对照比较。4.局限：可能产生前测与实验处理的交互作用效果而影响外在效度。,.,70,真实验设计举例2,例子：解题思维策略训练提高解题能力的实验假设：系统进行解题思维策略训练可提高学生解应用题的能力。实验处理：实验组用自编教材，讲解6种应用题解题方法（简化法、图解法、结构训练法、联想法、假设法、对应法），每周3次，每次1节课，共7周20节课。控制组不讲，只做同样的练习。因变量：学生解应用题能力（操作定义：等值数学难题测验）条件控制：随机取样；同一教师教学；前后测相同（等值难题，测验时间与要求前后一致）；练习内容相同。统计分析：对(O2-O1)-(O4-O3)进行显著性检验，即对实验组和对照组前后测成绩平均分数参数进行t检验（前测随机等组处理）,返回,.,71,真实验设计:（三）所罗门四组设计1.基本模式：RO1XO2RO3O4RXO5RO6定义：这一设计是把实验组、控制组前后测设计与只有后测的设计加以组合，将有无前测这一变量纳入实验设计中，将其变量所造成的差异数部分从总变异数中排除出去，以检验实验处理所产生的影响是否显著。其内外在效度较高，是一种较理想的实验设计。2.特点：随机选择被试和分组；两组有前测，两组有后测；一个前测组和一个无前测组接受实验处理；四个组都有后测。3.优点：可以将前测的反复效应分离出来，综合以上两种设计的优点，克服二者的缺点；实验者等于重复做了四个实验，可以作出四种比较。其中，1、3组为实验组，2、4组为控制组。在分析实验结果时，通过O2与O4，O5与O6的差别可以看到实验变量X的作用效果如何，同时通过O2与O5，O4与O6的比较，可以检查出前测对后测及实验变量的影响，这正是所罗门四组设计的优点所在。4.局限：很难找到四组同质的被试；被试的数目多时，数据分析比较困难。,.,72,真实验设计举例3,例子：参考真实验设计举例1的例子给例1（解题思维策略训练提高解题能力的实验）另加上两个班，不进行前测，其中一个班与例1实验班进行同样的实验处理，另一个班按照常规教学，对每班均进行后测。进行相关的统计分析。,返回,.,73,从上面几种设计可以看到，真实验的实验效度很高，但是因为教育实验一般不能打乱正常的教学秩序，大多是在确定的班级、确定的学校中进行，随机取样很难做到，况且对无关变量（诸如学生的疲劳、学习兴趣等）也很难完全控制，因此在教学实践中真实验的应用很受限制。,.,74,五、变量控制,（一）被试的分配（二）自变量的选择与操作（三）因变量的观测（四）无关变量的控制,.,75,1.单组法2.等组法3.轮组法,返回,.,76,1.自变量的表述要清晰、准确；2.自变量应是可以改变的条件；3.一次实验中自变量不宜太多；4.自变量的确定，必须以研究的目的和假设为依据,返回,.,77,（一）无关变量控制的意义实际影响实验效果的因素除了实验因子外，还有很多非实验因子，若不采取措施控制它们，则随着自变量操纵的渐次展开，诸多无关因子