第八讲 实验法

1、第八讲 实验法韩韩 琴琴山西师范大学教育科学研究院山西师范大学教育科学研究院实验研究的概念 教育科学中的实验研究是指在观察和调查的基础上，对研究的某些变量进行操纵或控制，创设一定的情景，以探求教育现象的原因、发展规律的研究方法。实验研究的特点 实验研究要操纵或控制变量，人为地创设一定的情景。(将所研究的问题从现实生活中分离出来，放到一定将所研究的问题从现实生活中分离出来，放到一定情景中进行研究显示、简化或纯化心理与教育现象、强化深情景中进行研究显示、简化或纯化心理与教育现象、强化深化心理与教育特点、再现或改变【延缓、加速、缩小、放大】心化心理与教育特点、再现或改变【延缓、加速、缩小、放大】心理

2、与教育现象、重复检验结果和理论）理与教育现象、重复检验结果和理论） 实验研究的基本目的在于揭示变量之间的因果关系（回答为什么的问题）（回答为什么的问题） 实验研究有严格的研究设计，包括被试选取、被试选取、研究的材料和工具、实验程序、设计分析方法研究的材料和工具、实验程序、设计分析方法（随机取样和随机安排、高精尖仪器、统计软件）（随机取样和随机安排、高精尖仪器、统计软件） 精确、简便、高效实验研究的类型 根据研究目的不同，可分为： 探索性实验：以探索教育、心理现象的本质、揭示变量间的因果关系为目的； 验证性实验：检验已有理论或研究为目的；实验研究的类型 根据实验揭示变量之间质和量的关系可分为：定

3、性实验和定量实验 根据实验情景不同，可分为：实验室实验和现场实验 根据实验对象（被试）的不同，可分为：动物实验和人类实验 根据实验设计的不同，可以分为：前实验、真实验和准实验。（教育科学研究中一般为准实验）前实验 前实验对任何无关变量都没有控制，因而效度很低，通常称为“非实验设计” 包括单组后测设计：X（实验处理）O（观测） X O （没有控制无关变量，效度比较低） 单组前后测设计 O1 X O2 （练习效应、成熟因素等都会对其产生影响) 静态比较组设计 X O1 （开始对无关变量进行控制，但还未达到能够正确 O2 做出结论的程度）实验研究中自变量、因变量的选择与确定 （一）自变量的选择与确定

4、 1.理论因素，这是最根本的方面 2.实验设计因素，即实验设计中是否恰当的控制了各种无关变量造成的误差（主试性别被试完成任务。被试性别） 3.可行性问题（影响因素多精选部分因素、操作困难作为无关变量进行操纵）实验研究中自变量、因变量的选择与确定 （二）因变量的选择与确定 1.因变量要具有有效性、敏感性、可信性。 2.观测因变量的方式要适当。 观测因变量的方式： 生理测试：脑电图、大脑的活动测试、肌电反射等等 行为测试：反应时、被试完成任务的时间、对刺激的选择性反应等等 言语测试：被试对其解决问题中思维模式的描述、被试陈述他们对实验目的的了解等等一个好的因变量应满足的要求一个好的因变量应满足的要

5、求实验研究中自变量、因变量的选择与确定 （二）因变量的选择与确定 1.参考前人有关研究中所用的因变量及选择原因 2.考虑实验中的被试情况、自变量、实验程序、任务和所用仪器。如：研究电视节目中成人的攻击行为对儿童攻击行为的影响，适当的测试是在特定的时间内记录被试发出的攻击反应次数 3.考虑前面阐述的因变量的有效性、敏感性、可信性 4.除了以往的经验和现成测试方式外，我们在实验中还要注意发展、运用新的因变量测试形式。确定因变量时应该注意的问题确定因变量时应该注意的问题实验设计类型的选择 1.根据研究目的确定实验情景，即确定进行实验室实验还是现场实验（现趋势：走向融合） 2.根据实验中所研究的变量的

6、多少确定采用单因素实验设计还是多因素实验设计 3.分析实验中可能出现的无关变量，选择适当的控制方法真实验设计 真实验设计是通常所说的实验设计，其本质在于对影响内部效度的无关变量采取了严格的控制并有效的操纵研究变量。 实验设计中采取了随机取样、前测、控制组等手段 真实验设计按被试接受实验处理的情况可分为：被试间设计、被试内设计、混合设计三大类。真实验-被试间设计 被试间设计：每个被试只接受一种自变量水平的实验处理，不同被试接受不同自变量水平的实验处理。 后测设计： 实验组： 随机取样 R1 X O1 控制组 ：随机取样 R2 O2 如：研究某种特殊写作训练课程对中学生写作能力的作用真实验-被试间

7、设计 前后测设计 实验组：随机取样 R1 O1 X O2 控制组 ：随机取样R2 O3 O4 视实验处理的组的多少可用t检验，可用方差分析真实验-被试间设计 所罗门四组设计：方差分析 实验组1：随机取样 R1 O1 X O2 控制组 1：随机取样R2 O3 O4 实验组2：随机取样 R3 X O5 控制组 2：随机取样R4 O6 优点：优点：综合两种设计的优点、对实验处理的效果进行了两次检验、还可以检验测验与实验的交互作用。完善、对无关变量的控制比较全面、内外效度高 缺点缺点：程序复杂、四组同质被试难选取前后测设计前后测设计后测设计后测设计真实验-被试内设计 被试内设计指每个或每组被试接受所有

8、自变量水平的实验处理的真实验设计。（每接受一种处理完就又一个测量）又称为“重复测量设计” （人组）又称为“随机区组设计”（被试同质、接受相关的实验处理）又称为“相关样本设计” 被试 实验处理 1 X1 X2 X3 X4 2 X1 X2 X3 X4 3 X1 X2 X3 X4真实验-配对组设计前测O 配对 随机分组实验组 实验处理 后测O1控制组 后测O2有被试内设计的优点：实验组和控制组同质，平衡了变量又有被试间设计的特点：每组被试接受一组实验处理现实中完全匹配的被试难找。如果前测的内容与后测的内容无关时进行的匹配是不适合的。准实验设计第二、不相等控制组前后测设计 是指包括一个实验组和一个控制

9、组，并且既有后测验也有前测验的一种设计，它往往是在做不到按随机化原则和等组法选择的等组的情况下被采用的。其基本模式为： 实验班：O1 X O2 对比班：O3 O4第三、不相等组时间系列设计1 是前述单组时间系列设计与不相等两组前后测设计的结合。其基本模式为： 实：01 X1 03 X2 05 X3 07 X4 09 X5 011 对：02 04 06 08 010 012第三、不相等组时间系列设计2 是前述单组时间系列设计与不相等两组前后测设计的结合。其基本模式为： 实验班：01 03 05 X 07 09 011 对比班：02 04 06 08 010 012第四、修补设计 是指将两个非实验

10、设计结合起来，使之成为一项准实验设计。其基本模式为： A班：X 01 B班: 02 X 03第五、平衡对抗设计 或叫拉丁方设计。所谓平衡对抗主要是设法抵消处理前后顺序的影响；而轮换设计主要是为了克服首音效应和近因效应的顺序误差而进行的设计。 其基本模式为： A B C D B D A C C A D B D C B A发展实验设计的类型（一）追踪研究设计（Longitudinal design）设计模式：以1994年出生的儿童为例， 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 1 2 3 4 5 年级发展实验设计的类型（续） （二）横断研究设计(Cross-sectional

11、design) 1993年 1993年 1993年 1993年 1993年 1 2 3 4 5 年级（三）聚合交叉设计(Longitudinal-sequential design)（四）微观发生设计(Microgenetic design) 横断研究 出生年代 5 岁 1980 10 岁 1975 15 岁 1970 20 岁 1965 纵向研究 5 岁 10 岁 15 岁 20 岁 25 岁 1960 测验年代 1965 1970 1975 1980 1985 图 纵向研究和横断研究的比较 测 1995 年 25 30 35 40 试 1990 年 20 25 30 35 年 1985 年

12、 15 20 25 30 代 1980 年 10 15 20 25 1970 1965 1960 1955 出生年代 图 交叉设计模式图 （三）聚合交叉设计 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 1 2 3 4 5 年级(四）微观发生法 以往发展研究设计： 纵向设计、横断设计、交叉设计 然而都存在问题： 这些研究设计“更像快照，而非电影

13、”微观发生法微观发生法是用于提供关于认知变化的精 细信息的一种方法。根据Siegler 和Crowley（1991）的定义，该方法有三个关键特征：（1）观察跨越从变化开始到相对稳定的整个期间；（2）观察的密度与现象的变化率高度一致；（3）对被观察行为进行精细的反复试验分析，以 便于推测产生质变和量变的过程。微观发生法 测验时距：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间间隔：可以是5分钟、10分钟等 但间隔的时间应相等，间隔时间的长度要根据研究任务来定。微观发生法的研究设计特点及对研究内容的要求 （1）它适于研究心理现象的发生过程，最宜于研究心理能力、知识、策略等的形成过程，或阶段间的转换

14、机制。 （2）该方法的长处是收集关于变化的精细信息，因而要对整个变化期间的个体进行观察，而且要求与这一期间的变化率一致的较高的观察密度。（3）反复的测量分析，明确的测量指标，明确变化的来源。（4）可以提供关于变化的定量和定性资料，但是该方法很麻烦。可以提供的信息（1）变化的路线（the path of change） （2）变化的速率（the rate of change） （3）变化的广度（the breadth of change） （4）变化模式的多样性（the variability of change patterns） （5）变化的来源（the source of change） 对微观发生法的评价微观发生法的合理性微观发生法有待解决的问题 困难： (1) 对所观察行为的精密抽样需要很大的代价。 (2) 确定合适的试验任务，对于正在进行的认知 发展的密集抽样和观察都会面临一些困难。理论难题： (1) 如何区分学习和发展的作用。 (2) 如何解决参照系的问题。 结论：微观发生法有广阔的前途 研究程序 1、实验准备：查阅资料、确定测量工具、培训主试、安排实验等； 2、正式测试（前测） 3、具体干预程序 4、后测，整理数据、编码数据 5、数据录入与