教育实验(12月2日)3

教育实验研究

李文静教育经济与管理教育实验变量测量与控制目录

教育实验选题与假设教育实验的类型和设计12345

教育实验概述教育实验研究的评价

1.教育实验概述

杜威与“芝加哥实验学校”

1896年，杜威创办了芝加哥大学实验学校，又被称作“杜威学校”。杜威学校做了很多种改革尝试：一是“学校组织与管理改革”，比如“按儿童的能力与兴趣分组和小班教学”、“教师民主参与行政工作和教研室制度”、“教师与家长合作”。二是“新的教师观与师生关系改革”，主要是倡导“民主”的生活方式。三是“课程与教法改革”。

杜威的实验学校，是对传统的认知主义教育的彻底批判和挑战，他的教育实验思想和实践有着重要的理论和实践意义。他立足于教育的现实场景，虽然没有象在实验室实验那样对无关变量做严格的控制，但重视对自变量的操作，有目的的变革现实，力图探讨教育发展的内在因果关系。

苏霍姆林斯基与帕夫雷什中学

1947年，苏霍姆林斯基被任命为帕夫雷什中学校长。直到去世，他一直工作在这一岗位上，历时23年。在帕夫雷什中学，苏霍姆林斯基每天起早摸黑地工作，白天从事教学和行政工作，晚上进行科研。他以帕夫雷什中学为实验基地，同时也广泛研究其他学校的经验，孜孜不倦地钻研教育理论，从理论与实践的结合上研究教育的新问题，提出自己的新观点并作出新的理论概括。

著名的教育实验——赫洛克实验

心理学家赫洛克(E.B.Hunlock)通过实验，他把被试分成四个等组，在四种不同诱因的情况下完成任务。第一组为表扬组，每次工作后予以表扬和鼓励；第二组为受训组，每次工作后严加训斥；第三组为静听组，不予评价只让其静听其它两组受表扬和挨批评；第四组为控制组，让他们与前三组隔离，不予任何评价。结果工作成绩是前三组均优于控制组，受表扬组和受训斥组明显优于静听组，而受表扬组的成绩不断上升。对象措施测查和结果教学情境评价情况测查结果内容情境评价性质评价方式100名成绩相仿的三年级小学生，随机分成四组。每天15分钟，连续5天。练习难度相等的四则运算题。甲组单独练。其它三组共同练。甲组：与其他组隔离，不作任何评价乙组：表扬丙组：批评丁组：不作批评和表扬，静听甲组：无感受乙组、丙组：直接感受丁组：替代感受同一试卷，同一内容的四则运算测验，同一时间，同一地点。乙、丙、丁组都比甲组高，而乙组比丙组高，丙组比丁组高。定义用实验的方法研究教育现象，以揭示教育活动中的因果关系，探索教育规律，以改进教育实践。（1）教育实验的特征因果性涉及各种变量间的关系，用相关分析或因果分析进行研究变革性主动操纵实验条件，进行探索和创新控制性排除其他无关因素的影响

1.教育实验概述（确定两个变量之间有因果关系必须满足三个条件：共变关系、时间顺序、控制原则）

教育实验与自然科学实验相比有其独特性，主要表现在：

教育实验的研究对象的许多属性是不能人为改变的。大多数教育现象是不确定的（随机性的），而研究中涉及的概念往往难以界定（模糊的），这就使教育实验难于精确量化，因而需要将定量方法与定性方法结合起来进行研究。教育实验的对象是人和人所从事的教育活动，涉及情感、动机、价值判断。（2）教育实验的功能和局限性

教育实验的功能检验现有的教育理论和教育方法是否有效。检验自己的经验和设想是否有效。检验他人的经验和成果是否有效。为新出现的理论假说应用于教育实践寻找可行的操作。教育实验的局限性CreativityRealityIdentity1.变量控成环境失真在教育实验中为了正确归因，必须控制无关变量，营造理想的实验环境。2.实验可能引起副效应研究者和被研究者，任何一方的态度、动机、价值观都会或多或少地影响实验结果。3.测验误差测量工具不能十分正确恰当地测量教育实验中的变量。4.选择误差样本不能很好地代表范围更大的总体，因而实验结论不足以推广到实验范围以外。

准备阶段（选定课题、提出假设、确定变量、实验设计）

总结阶段（整理分析、撰些实验报告）实施阶段（变量控制、操作、测量）（3）教育实验的过程2.教育实验选题与实验假设实验课题具有理论或实践意义。学校中的实验课题，一般应当时教育教学实践中面临的实际问题。例如，如何提高学业成绩又不加重学生负担，如何减轻学生课外负担，如何培养后进生学习兴趣等。实验假设推测性论断或假设性解释。实验假设的提出可以是对已有理论的继承和发展，也可以是对经验事实的提炼和筛选。如“范文在小学生习作训练中的作用”，实验假设是“利用范文仿作的小学生写作水平要高于不用范文写作学生的水平”；“改革数学单元测验方法的实验研究”，实验假设是“让学生参与单元测验的命题和阅卷可以大面积提高学生的学业成绩”。

统计假设假设性检验，是统计推断的重要内容。实验假设是研究者提出并希望其为真的假设，又称为研究假设。但在统计上并不直接检验研究假设，而是检验其对立的假设；实验前后的结果没有差异，在统计上称为原假设。如果经过经验拒绝原假设，就可以接受研究假设。例如，“范文在小学生习作训练中的作用”，原假设可陈述为：利用范文仿作的学生写作水平与不用范文写作的学生相同”。“改革数学单元测验方法的实验研究，原假设可陈述为：“可参与单元测验的命题和阅卷的学生和没有参与的学生学业成绩没有差异”。自变量的选择与操纵1因变量的分解与测量2无关变量的识别与控制3实验效度、影响因素及其控制43.教育实验的变量选择、测量和控制1.自变量的选择与操纵自变量在实验中通常称为实验因素，是由实验者主动掌握的、假定为原因的变量。一种是由实验者主动操纵而变化的变量，如学习内容、教学方法、教学组织形式、学习次数、作业量、活动方式等；另一种是由实验者主动选择而变化的变量，如学生性别、年级、智力等。如：赫洛克实验研究，要验证教师对学生作业的评价态度会影响学生作业成绩这一假设，教师对学生作业的评价态度就是这个实验的自变量。如果我们要验证某种新教法能否提高教学质量，那么，教学方法就是自变量。操纵自变量的三种方法：从无到有。如：对照组不作评价，实验组作评价。变化形式。如：表扬、批评、受忽视。把自变量具体化为几个可以操作的教育方案，并加以实施。

如：赫洛克实验中对学生作业的评价态度分为“不作任何评价”、“表扬”、“批评”、“被忽视”四种不同形式，并且设计了不同的教育方案。2.因变量的分解与测量

因变量是由自变量变化引起的与被试行为反应相关联的变量，是实验者感兴趣的指标。教育实验中最常见的因变量是考试分数、及格率、解答一定数量的题目需要的时间等等。选择何种指标作为因变量，首先既要能反应操纵自变量而引起的变化，又要能反应实验的目标。如学生的素质、能力、知识、品德、个性等，因变量往往与这些因素有关。为了便于观察和测量，一是要将因变量分解为可测量的指标，二是要定义这些指标的测量方法。如“小学生运算思维品质培养的实验研究”，将因变量思维品质分解为四个指标：敏捷性、灵活性、深刻性和独创性”。分别编制测验题目测量这些指标，根据测验分数将每个思维品质分成四等予以度量。敏捷等级为：正确-迅速、正确-不迅速、不正确-迅速、不正确-不迅速；灵活性等级为：灵活、较灵活、不太灵活、呆板；深刻性等级为：逻辑抽象性强、逻辑抽象性较强、逻辑抽象性不太强、非要直观支柱才能演算习题；独创性等级为：创造力强、创造力较强、看不出什么创造力、死板。科学地观测因变量是教育实验成功的又一关键。（1）观测哪些因变量

如：就教学效果而言，它包括学生的基础知识和基本技能的掌握，智力的发展，能力的提高，等等。究竟从哪些方面来观测教育效果，在实验前必须明确。（2）如何对因变量进行测定

若是口头测定，则要拟订问题和记录方式；若是笔试，则要出好测试题等。总之要准确把握被试受到自变量作用以后的变化过程的事实。选择因变量指标要满足以下条件：

（1）客观性所选的指标，应该是客观存在的，不仅能通过一定的方法和手段进行测量、记录，而且在同样方法的实验中，它仍然可作为因变量。

（2）可靠性指标测量的结果要有较高的信度，因变量在不同时间的测量要有稳定性，不同实验者的测量要有一致性。

（3）有效性指标能反映实验目标，并且可以预期它会随自变量的变化而变化。（4）可量化便于数据处理和进行统计检验。

3.无关变量的识别与控制无关变量，是指自变量以外的对因变量会造成影响的非研究变量，它与实验目的无关，与自变量无关，但与因变量有关。控制无关变量是实验设计中的关键问题。如，一个语文教师要在四年级的两个班进行不同教法的实验，这两个班原有的学习成绩是否相当，这时需要考虑的一个因素。如果两个班成绩相差大，班级就成了无关变量。控制无关变量的方法：（1）消除法（2）恒定法（3）平衡法（1）消除法通过采取一定措施，将影响研究结果的各种无关变量消除掉。它是控制无关变量最简单的方法。例如，已知教室环境会影响教学效果，就要选择安静的教室进行实验，防止环境因素干扰。又如，为了消除“霍桑效应”，可采用“双盲法”或“均衡被试法”。事实上，在教育实验中，教师的水平、态度，学生的智力、学习基础等无关变量是很难消除的。因此，在采用消除法的同时，还应当采用其他方法加以控制。（2）恒定法

采取一定措施，使某些无关变量在整个研究过程中保持相对不变。例如被试年龄、性别、身高、性格、能力、知识经验、动机、情绪、研究场所的一些条件与特征等。（3）平衡法

对某些不能被消除，又不能或不便被恒定的无关变量，通过采取某些综合平衡的措施或方式，使其影响通过平衡而抵消，从而达到控制的目的。平衡法主要采用设置对比组（对照组与实验组）的方法来实现。操纵

控制观测

其他因素无关变量

自变量被试因变量实验效度，是实验结论基于事实或证据可以被证明或解释的程度。效度包括内在效度和外在效度内在效度就实验样本而言，因变量的变化，多大程度上是由自变量引起的。换句话说，内在效度反映了对实验样本而言实验结论的真实性程度。如，假设一位体育教师要研究两种不同的训练方案对四年级学生体育技能测试成绩的影响。4.实验效度学校I教师A方案14（1）班学生28名随机指定学校I教师A方案24（2）班学生28名随机指定由体育教师A对两个班进行同样的体育技能测试教学时间为16周为什么说这个实验具有较高的内在效度呢？这是因为：如果两个班的体育技能测试成绩有差异，比如说，2班的平均分显著高于1班的平均分，我们就可以确定方案2比方案1更有效的结论。两个班的基本情况是相似的，两组被试是从各班上随机抽取的，实施与测试的教师是同一位教师，上课和训练时间相同，只有“方案”不同。外在效度外在效度是实验结论的可推广程度。由实验样本得到的实验结论推广到全体研究对象（目标总体）的有效程度。换句话说，外在效度反映了对目标总体而言实验结论的真实程度。实验的内在效度逾高，其结果愈能确认是由实验处理所造成的；实验的外在效度逾高，其结果的推论范围就愈大;内在效度低的实验其外在效度一定低，影响内在效度的无关变量一定影响外在效度。如，在一所重点中学高一年级随机抽取了入学成绩相当的2个班，同一个数学老师任教并进行“教法”实验，实验班采用“自学辅导法”，控制班采用传统的“讲授法”。学期末用同一份试题进行测验，其结果是：实验班成绩显著高于控制班，说明“自学辅导法”比“讲授法”更有效；由于两个班入学成绩相当，授课的老师相同，有相同的教学时间，用同一份试题测验，主要是“教法”不同，所以这个实验有较高的内在效度；由于两个班是随机抽取，所以实验结果对该所中学是有效的。（对条件相似的重点中学而言，结论可能也一样，具有一定的外在效度。而实验结论推广到普通中学，外在效度就会降低。

经历成熟样本选择测验被试中途退出实验重复实验的干扰实验参与人员的态度5.实验效度的影响因素及其控制使用对照组，让实验组和对照组同时经历相同的事件使用与实验组有相同成熟和发展的对照组从研究总体中随机抽样或选择有代表性的样本不做专门的前测、测验安排在正常教学中进行、增加一个无前测的对照组增加被试人数不让实验组知道他们正在作为被试进行实验4.教育实验的类型和设计1教育实验的类型2教育实验设计的基本类型1.教育实验的类型实验操纵与控制的严密程度：真实验、准实验和前实验

真实验：指能随机分派被试，完全控制无关干扰因素，能系统地操作实验因素，从而使内外在效度都很高的实验。

准实验：不能随机分派被试，无法像真实验那样完全控制误差来源，只尽可能予以控制的实验。

前实验：可以进行观察和比较，但缺乏控制无关干扰因素的措施，从而无法验证实验使用的因素同实验结果之间的因果关系，也很难将实验结果推论到实验以外的其他群体或情境，内外效度都很差的实验。实验自变量的个数：单因素设计和多因素设计

单因素设计：只有一个实验自变量的实验设计。多因素设计：有两个或两个以上的实验自变量的实验设计。接受实验群体的组织形式

单组设计：实验对象只有一组的实验设计。

双组设计：实验对象为两个组，一个组为实验组，一个组为控制组。

循环组设计：实验对象有多个组，各个组要轮换成为实验组。

教育实验实例（一）单组实验实例案例：小学高年级儿童“家庭一日小当家”活动实验研究1.研究问题与假设问题：探寻儿童家庭品德教育的有效途径假设：儿童承担家务劳动有助于儿童品德素养的提高。2.确定变量（1）自变量“家庭一日小当家”：当一天家，买洗菜、做饭、洗碗、整理房间、服侍长辈（2）因变量（哪些、如何）（1）内容：家庭劳动教育（认识、情感、行为）、照顾孝敬长辈（认识）、花钱（认识）（2）：观测方式：问卷调查、辅以观察、访谈；（3）评价标准：等级（3）无关变量：前后测3.确定实验对象和样本：某小学五年级2班全体学生50名4.实验实施

（1）时间1个半月，周日为活动日。（2）家长会，对被试和家长的同一要求。（3）活动后被试要写日记，作文（二次活动后）（4）通过问卷前后测发出问卷50份，收回41份；（5）部分家访、学生谈话5.实验数据分析与实验报告撰写

实验结果：“家庭一日小当家”活动与学生的品德素养提高之间有因果关系，是对学生进行家庭品德教育的有效途径。（二）等组实验实例实验课题名称：结构游戏对改善幼儿认知结构的作用1.假设：“结构游戏能改善幼儿的认知结构”2.确定变量（1)自变量：教师有计划指导塑料雪花片结构游戏

(2)因变量：儿童的认知结构（创造意识、作品复杂性、作品独创性）

(3)无关变量：两名教师均为中专毕业的中青年教师。3.实验对象和样本：某幼儿园大班幼儿一个班为实验班，另一班为控制班。4.实施：

（1）前测：让两班学生自由玩耍雪花片，教师只介绍游戏材料名称，进行创造意识和作品复杂性方面的观察、记录、评分，两班无显著差异。

（2）教育实验：控制班和实验班每周玩塑料片的时间、数量相同，控制班教师不指导，实验班老师指导：教师师范、引导幼儿观察、想象、创造、启发、交流等。

（3)后测：两个半月的实验后后测。方法如前测，增加独创性指标。5.实验结果：实验班在三项得分上高于控制班，有显著差异。（三）轮组实验案例课题：电化手段在生物学实验教学中的应用1.提出假设:电化手段有助于提高实验教学效果2.确定变量自变量:电化手段与传统教学手段因变量:教学效果无关变量:教师、环境、测试内容、评分标准、时间、学生基础、学生性别等3.选择实验对象高一两个班，男女生比例一致，学生背景、基础相似4.实施实验(1)控制无关变量:同一教师执教；环境一样；测试、评分标准相同；时间相同。(2)具体实验步骤:

第一次实验：高一（2）班为对照班，用6分钟讲解实验的内容、方法、步骤，然后给学生25分钟自己动手做实验；高一（3）班为实验班,实施前,先让学生看有关实验内容的录像(6分钟),看录像时,对不清除的内容定格并适当讲解,同样给学生25分钟做实验.

30分钟后,两班进行测试,并发下调查题,考完后,两个班的卷子打乱,流水批改，得到成绩。

第二次实验：处理方式相同,只是实验班和对照班对调。5.实验结果分析

两种教学手段的教学效果比较,具有显著性差异。2.教育实验设计的基本类型教育实验设计的一般符号：X：表示一种实验处理，即实验变量。O：表示对因变量的观察和测定，包括前测和后测E：代表实验组。C：代表控制组（对照组），即不引入自变量的一组。R：代表随机选择或随机分配的被试。——：上下为等组。……：上下不等组。教育实验设计的类型

前实验设计：单组前后测设计、固定组比较设计

准实验设计：不相等实验组对照组前测后测设计、时间序列设计

真实验设计：实验组对照前测后测设计、实验组对照组后测设计、所罗门四组设计单组前后测设计基本模式：

O1XO2特点：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；有前测和后侧，用前后测的差大于零来作为实验处理效应。优点：

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，可以提供每一个被试者在实验处理前后的行为变化，从而验明实验处理的效果；被试兼作控制组，便于估计被试个体态度对实验结果的影响；

1.前实验设计局限：因没有控制组做比较，会受历史、成熟及统计回归等因素影响。前测可能影响后测，产生实验误差。一般有两种情况：一是前后测相距时间如果很短，被试可能由于前测产生的练习效应，对后测内容敏感以及疲劳效应等而影响实验的结果；

二是如果前后测相距时间过长，那么会出现保持与遗忘的个别差异的问题，致使不易分辨出确实是由自变量引起的反应变量，还是受无关变量干扰的结果。固定组比较设计非随机分派一组控制仅后测设计基本模式：实验组

XO1…对照组O2特征：无前测，仅后测有控制组，不是使用随机分派的方式分组而成

优点：

由于使用了控制对照组，所以在有关内部效度方面，如被试的成熟，会受到一定的控制。如果有其它与处理同时发生的变量影响了后测的成绩，则对两个组的后测的影响很可能是一样的，说明可以控制历史因素。要比上一种（单组前后测设计）的统计分析把握性大一些，在教育研究中，常常采用整组比较设计。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。也就是说，被试的差异没有控制，在研究结论中一定要加以说明。不相等实验组对照组前后测设计基本模式：2.准实验设计实验组O1

XO2…………对照组O3O4特点：有实验组和对照组，并且每组都有前测、后测。一般在原有环境下按自然教学班、年级或学校进行，不是随机取样分组，因此对照组与实验组是不等组。由于不能以随机等组或配对方法分配被试，只能试图去寻找与实验组大致相当的对照组。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、统计回归等因素影响，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。局限

第一，不是随机取样分组，选择与成熟交互作用呵能会降低实验的内在效度。

第二，前后测的交互作用。因此，实验结果不能直接推论到无前测的情境中，对实验结果的解释要慎重。要尽可能从同总体中抽取样本，以避免被试差异所带来的实验误差。时间序列设计在实验处理之前，对受试者进行一系列定时的重复观测；在实验处理之后，再做同样的一系列定时重复观测，并对前后系列观测结果加以比较，分析自变量与因变量的关系。基本模式：

O1O2O3O4XO5O6O7如，一位小学语文教师想研究一下某种新的识字教学法是否可以提高教学效果。于是他连续地运用旧的教学法进行了四个周的识字教学并对每一周的教学效果进行检测。其检测的方法是：第一周教给学生50个生字；第二周教给学生50个生字，同时检测上一周的学习效果；第三周学习50个生字，同时检测第二周所学生字的效果；第四周学习50个生字，同时检测第三周的学习效果；

从第五周开始改用新的教学方法学习50个生字，同时检测第四周学习的效果，依此类推，第五到第八周都采用新的识字教学法。则八周识字教学的效果记录如下：周次1

2

3

4

5

6

7

8检测分数30

28

35

45

67

70

85

86真实验设计是在随机化原则的基础上，选择和分配被试，从而基本控制欲实验目的无关的变量对实验结果的影响，使实验结果能客观地反映实验处理的效果。实验组对照组前测后测设计基本模式：RO1XO2RO3O4特点：随机分组；有实验组和对照组，实验组接受实验处理，对照组则不给予实验处理；两组均进行前测和后测3.真实验设计如，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