专题5-教育实验研究法

专题5教育实验研究法本章要点教育实验研究法的基本概念、特点及其类型教育实验研究中的变量教育实验研究的一般程序教育实验研究的操作模式学习目标教育实验研究的特点及其基本类型教育实验研究的一般程序各种变量的选择与确定各种实验设计的操作模式第一节教育实验研究法概述一、教育实验研究法的基本概念与特点二、教育实验的局限性三、教育实验研究法的基本类型一、教育实验研究法的基本概念与特点实验法，就是按照特定的研究目的和理论假设，人为地控制或者创设一定的条件，从而验证假设、探讨现象之间因果关系的一种科研方法。教育实验研究，就是研究者根据一定的目的和计划，在控制条件下，对被试（教育对象）施加可操纵的教育影响，然后观测被试的变化及教育效果，以此推断所施加的教育影响同教育效果之间是否存在因果联系的一种研究。你了解哪些教育实验？这些实验的假设是什么？福禄贝尔创办幼儿园拉伊和梅伊曼创办了实验教育学1930年美国“八年研究”[1933-1941]：30所中学与300所学院新课程改革中小学的校本课程开发……举例赫尔劳克（Hurlock，K.B.）实验他把加法计算的单一作业交给三个组的学生，对三组学生的处理是，第一组教师给学生以表扬，第二组教师给学生以批评，第三组教师对学生放任自流。结果受表扬的一组学生成绩最好，受批评的一组学生成绩次之，被放任的一组学生成绩最差。这一结果表明，评价者的态度影响学生的学习热情，从而导致学生成绩的差异。教育实验研究的基本特点

教育性揭示教育现象或教育行为之间的因果关系对因果关系的预先设想以假设形式表现出来研究者可以操纵或控制某些变量，人为地创设一定的情境可重复性是一种特殊的实验

对象物质手段研究方法二、教育实验研究的局限性第一，只适合研究自变量数目少且便于操作的研究内容第二，人的主观因素有可能使研究获得的资料和结论受到干扰第三，受到伦理和社会因素的限制第四，样本容量有限，不可避免地存在误差

三、教育实验研究的基本类型研究目的揭示变量之间质和量的关系

实验情境实验设计系统操纵自变量的程度和内外效度的高低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。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）现场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）实验设计系统操纵自变量的程度和内外效度的高低

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。一个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。教材改革教育实验实验假设：实验教材比全国统一教材更适合本校小学数学教学。自变量：某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；样本：小学一年级两个班各41人，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。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21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。第二节教育实验研究中的变量假设被试自变量因变量无关变量教育实验变量的选择与确定自变量：称刺激变量、输入变量或实验处理，是指在实验中实验者所操纵的、对被试者的反应产生影响的变量——有效性、可操作性因变量：称反应变量、输出变量或实验结果，是指由操纵自变量而引起的被试的某种特定反应——可变性外依性、可测评性无关变量：称为干扰变量、控制变量，是指在实验中可能对实验结果产生影响的、自变量以外的因素——潜在性、多样性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。控制无关变量的主要方法：消除法、恒定法（如同一时间、同一房间）和平衡法。第三节教育实验研究的一般程序准备实施总结一、实验的准备阶段

选择和确定实验课题

提出实验假设*选择实验模式和实验对象

制定实验方案*(1)问题的提出。(2)实验的理论基础和指导思想。(3)实验的对象和方法。(4)自变量与因变量的操纵。(5)实验的具体步骤。(6)实验的组织与领导二、实验的实施阶段

要体现正面教育性

被试必须保持正常状态

必须认真考虑所采用的手段和技术会不会产生不科学的结论进行试探性的实验

三、总结阶段

整理实验资料统计分析实验结果撰写实验报告题目署名前言实验的目标与原则实验的内容实验的过程与方法实验的结果与分析讨论参考文献与附录第四节教育实验的操作模式*

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；Ｓ：被试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有激情）负状态（精神颓废面容憔悴萎靡不振）常态（介于正负状态之间）

2、因变量：教学效果分三方面内容：学习成绩（知识的掌握）学生非智力因素（兴趣、动机）教师情感体验（自我效能感）四、实验过程

1、被试的选择：从某大学本科三年级学生中随机抽取150名同学进行实验。

2、被试的分组：将被试随机分为正状态、负状态、常态三个组。

3、实验的实施：同一教师、同一内容、同一教学环境分别在三个组上课。

4、结果测查：考试（后附考卷）问卷调查（后附：学生课堂情感体验问卷调查表）访谈（后附：教师教学自我效能感访谈提纲）五、实验结果统计

1、三种状态下学生学习成绩

2、三种状态下学生非智力因素

3、三种状态下教师自我效能感六、实验结果分析

1、三种状态下学生学习成绩的比较

2、三种状态下学生非智力因素的比较

3、三种状态下教师自我效能感的比较

4、三种状态下性别差异比较

5、三种状态下专业差异比较

6、三种状态下成绩差异比较七、实验的基本结论

1、2、3、——八、实验干扰变量控制的说明解题思维策略训练提高小学生解题能力的实验研究研究问题：(1)以教学法形式进行解题思维策略训练的可行性；(2)影响解题思维策略训练的主要因素；(3)不同学习成绩学生解题思维策略特点及差异研究假设：专门系统地进行解题思维策略训练，可提高学生解应用题的能力。实验组——用自编教材，讲解6种应用题的方法(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，只做练习。目标总体：某市小学六年级学生。接近总体：某市某小学六年级2个班(六年级中取学习成绩最好的班和最差的班)。

样本大小：94人，平均年龄12岁零3个月，其中实验班47人(男22，女25)，控制班47人(男24，女23)。

取样方法：对被选的2个班学生进行33分钟的学习能力测验，15分钟的数学基本知识测验，30分钟数学难题测验，把分数相差3分内的学生配对分组，删去4名条件相差太大的学生，随机分成2个等组，注意男女生人数大致相等。实验单位：每个独立的学生。因变量：学生解应用题的能力。操作定义：等值数学难题训练。

采用的控制方法：(1)随机指派形成被试组；(2)控制性别差异；(3)同一教师教；(4)前后测相同(等值难题，测验时间与要求前后测一致)；(5)练习时间相同。实验设计：实验组、控制组前后测设计。实例1步骤内容1研究课题：在中学进行计算机教学（CAI）的效果分析研究假设：采用CAI与不采用CAI相比，对学生的学习成绩、学习兴趣方面将产生积极影响，但对学习态度、学习认知能力影响不显著2处理1：在数学课上采用CAI，课后上机对所学内容进行练习（每人累计上机练习10课时左右）处理2：按传统教学方式，只做书面材料的练习，不使用微机3目标总体：长春市中学高中一年级学生样本大小：80人抽样方法：在接近总体中随机指派2个自然班，将每个班随机分为实验组和对比组各20名。注意男女生人数相等。步骤内容4因变量：学习成绩、学习兴趣、态度、认知能力因变量的操作定义：高一数学函数部分学习成绩测验；推理能力测验5采用的控制方法：（1）随机指派形成实验组；实验组、对比组数学知识、推理能力等初始状态前测，以保持2组均衡；（2）控制性别差异；（3）教学内容相同；（4）同一时间进行教学，作业相同，练习时间相等；（5）采用同样的后测；（6）设计了补充实验：在该校初三选一个班对照实验6实验设计：前后测等组设计，即

Ｓ１（Ｏ－Ｘ－Ｏ）Ｓ２（Ｏ－－Ｏ）

实例2：以“复习时间分配与外语复习效果”为研究主题，进行一项教育实验设计研究假设：分散复习效果优于集中复习实验处理：复习时间分配方式取样：一定数量高一学生，按智力水平、外语水平分成4个等组因变量测定：复习效果，统一测验成绩实验设计类型：多重处理设计：Ｓ１（Ｏ－Ｘ１－Ｏ）Ｓ３（Ｏ－Ｘ３－Ｏ）Ｓ２（Ｏ－Ｘ２－Ｏ）Ｓ４（Ｏ－Ｘ４－Ｏ）

控制方法：智力水平、原有成绩、复习时间总量、复习内容相同、后测相同

时间12345678处理1：20’20’20’20’20’20’-统处理2：30’30’30’30’-一处理3：40’40’40’-测处理4：120’-验一、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：Ｓ（Ｘ－Ｏ）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：Ｓ（O1－X－O2）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：Ｓ（O1－X1－O2）－（O3－X２－O4）或Ｓ（O1－X1－O2－X２－O3）比较：（O3-O2）-（O2-O1）单组前后测验设计由于只有一组被试，在研究中一些无关因素也没有得到很好的控制。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：单组前后测设计例1．在学校C中，研究两种阅读方案（A和B）对3年级学生阅读成绩的影响。研究假设：（1）对不同阅读成绩的学生，用方案A教学阅读成绩的平均增加分数与用方案B教学的平均增加分数之间没有差异。（2）按照原有的阅读成绩，对那些得分在后30%的学生用方案A来教，其平均增分大于用方案B来教的平均增分。（3）按照原有的阅读成绩，对那些得分在前30%的学生用方案B来教，其平均增分大于用方案A来教的平均增分。（4）按照原有的阅读成绩，对那些得分在中间40%的学生用方案A来教与用方案B来教其平均增分没有差异。操作性定义：

1.研究中包括的个体：所有C学校3年级的学生

2.方案A：从Y出版社买来的材料以及活动建议

3.方案B：从X出版社买来的材料以及活动建议自变量：阅读材料——A和B因变量：阅读分数的增加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：Ｓ（Ｏ－Ｏ－Ｏ－Ｘ－Ｏ－Ｏ－Ｏ）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。等组设计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：S1（O1－X－O2）S2（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。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。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：等组设计真实验设计真实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：RS1（O1－Ｘ－O2）RS2（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－X１，在另一个组运用方法2－X２。可以表示为：设计方式：RＳ1（Ｏ1－Ｘ1－Ｏ2）

RＳ2（Ｏ3－Ｘ2－Ｏ4）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