实验研究终稿.ppt

1、实验研究,小组成员：,实验研究法,实验研究方法初始于自然科学的研究。我国古代的墨经中记载的“针孔成像”、古希腊阿基米德计量“王冠”含金量，都是公认的古代科学实验的典型。 近代以来，实验法逐渐用于社会科学的研究。如心理学、教育学等，都是在一系列实验研究的基础上发展起来的。 在管理科学的发展历程中，正是一系列经典的实验研究，为现代管理学基础理论的形成和发展提供了有力支持，并使管理学逐步成长为一个相对独立的科学领域。,主要内容,实验研究的基本原理,1,实验研究的程序与基本类型,2,实验设计及实施方法,3,实验研究需要注意的问题,4,一）实验研究的相关概念 实验：设计进行理论检验或假设验证的一系列操作

2、活动； 试验：为了解某物的性能或某事的结果而进行的尝试性的活动。,一、 实验研究的基本原理,实验研究：通过人为地、系统地操作环境的方式，导致某些行为发生变化，并对其进行观察、记录和解释的科学研究方法。 是根据研究目的，运用一定的手段，主动干预和控制研究对象，以揭示某些变量之间因果关系的研究方法。 实验的基本目标是决定两个变量之间是否具有因果关系。 其特征是控制情境和变量来研究社会行为和社会现象的变化，以建立变量间的因果关系。,实验研究与自然观察的区别,实验研究的组成部分： 实验者、实验对象和实验手段,实验手段,实验者,实验对象,实验结果,二）实验研究的特点 主要特点： 一、因果性。其研究目的都

3、是揭示变量之间的因果关系。提出研究假设，作为实验设计的依据，并据此规范实验的进程和结果的解释。二、主动性。要主动干预或变革研究对象，使研究对象接受精心设计的实验处理，亦即对自变量实施操作。 三、控制性。必须控制条件，为了检验所假设的因果关系，需要控制那些无关因素（无关变量）的干扰，保证因变量的变化确实是由自变量引起的。,三）实验研究的要素 自变量与因变量 前测与后测 实验组与控制组,1、自变量与因变量 自变量：引起其他变量变化的变量，也称原因变量 ；又称做实验刺激 因变量：结果变量；是研究所测量的变量（即研究对象的某些特征由于人工操纵的自变量的引入而发生了变化） 实验研究的中心目标是探讨变量之

4、间的因果关系，其基本内容是考察自变量对因变量的影响，即考察实验刺激对研究对象的影响。,2、前测与后测 对因变量(或结果变量)进行前后两次相同的测量 前测：第一次，在给予实验刺激之前 后测：第二次，则在给予实验刺激之后 通过比较前测和后测的结果，来衡量因变量在给予实验刺激(引入自变量)前后所发生的变化，反映实验刺激对因变量所产生的影响 测量方式：自填式问卷调查,3、实验组与控制组 实验组：实验过程中接受实验刺激的那一组对象 控制组：也称为对照组，它是各方面与实验组都相同，但在实验过程中并不给予实验刺激的一组对象 通过比较对这两组对象的观察结果，来分析和说明实验刺激的作用和影响,四) 实验研究的基

5、本逻辑,测量因变量Y,引入自变量x,再测量因变量Y,结果1,比较,结果2,实验的基本条件 必须建立变量之间因果关系的假设 自变量必须能够很好的被“孤立” 自变量（实验刺激）必须是可以改变的，同时也是容易操纵的 实验程序和操作必须能够重复进行 必须具有高度的控制条件和能力,一）实验研究的一般程序 实验研究的程序可以分为准备、实施和整理汇报三个阶段以及若干步骤。 1、准备阶段 （1）确定研究问题和研究目的 （2）提出研究假设 （3）实验设计,二、实验研究的程序及基本类型,2、实施阶段 （1）选取实验对象 （2）进行实验 3、资料整理总结阶段 （1）整理汇总材料并分析 （2）撰写研究报告,二）实验研

6、究的类型,根据实验研究场所的不同： 1、实验室试验和实地试验 实验室试验：在实验室内进行的相对严格的实验。 优点：实验背景和变量相对容易控制，环境较为“封闭” 缺点：实验内容上局限性较大，结果的推广性、普遍性、概括性较差。 实地试验：在现实社会生活环境中进行的实验。,根据实验设计的不同： 2、标准实验与准实验 标准实验：又称真实验，实验设计必须具备以下要素：随机指派实验对象以形成两个或多个相同的组，前测和后测，封闭的实验环境，实验刺激的控制和操纵等。 准实验：半实验设计，指完整的标准实验中缺乏一个或多个“条件”和“部分”的实验。比如，有时不能完全控制对自变量的操纵，有时仅仅只能进行后测，有时不

7、能将被试者随机分配到不同的实验条件中。,根据社会科学的特殊研究需要： 3、双盲实验 双盲实验：一项实验中，实验刺激对于实验对象和参与实验的观察人员都是未知的。 究竞是实验组还是控制组被给予了实验刺激，参与实验的双方(指实验对象和实验人员)都不知道，实验刺激是由实验人员和实验对象以外的第三者任意分派和给定的。 根源是“主试效应”和“被试效应”。,三）实验过程控制 实验研究能否成功，在很大程度上取决于能否有效地控制实验过程。包括两个方面： （一）对自变量的控制。 （二）对无关变量的控制。,对自变量的控制主要是在实验激发的过程中，严格执行设计方案，有计划的、系统的安排实验激发的环境和程度，使它们有序

8、地作用于因变量。,无关变量也就是非实验因素，主要来自实验者、实验对象和实验环境三个方面。 1、实验者方面 2、实验对象方面 3、实验环境方面,（1）排除法 （2）纳入法 （3）平衡法 （4）统计分析法,四）实验误差控制的方法,（一）物理的控制（physical manipulation） 物理控制的方式从测量仪器、实验条件等方面入手。如将实验室隔音、利用单面透视玻璃等。 （二）选择的控制 为了控制无关变量的干扰，以使实验结果更准确，研究者应设法使实验组与控制组在无关变量上维持恒定的条件。主要有以下方法：,1、随机化（Randomization） 又称随机分派，即利用随机的步骤把受试者分派到不同

9、的组别去接受不同的处理，这些受试者在未被分派之前，每一个人均有同等的机率被分派到任何一组。随机化为消除传统偏见及减弱无关变量之影响的最有效方法，其目的在于提升实验研究的内在效度。,选择偏差,随机分派,2、配对法（Matching Case） 选择可能影响因变量的外在无关变量为根据，将受试者加以配对，然后再使用随机的步骤将同一配对组内的各受试者随机分派到不同的组别，如果配对得当，则实验结果较少受到无关变量的干扰，有利于提高实验研究的内在效度。配对变量一定要和因变量高度相关。,（三）统计的控制 采用共变量分析的统计控制，将实验组与控制组间的数个变量，使用统计方法将它们最初的差异予以排除，亦即采用共

10、变量分析进行统计控制，其可以控制受试者间的差异，提高实验研究的内在效度。,1 、排除法 即把干扰变量当作控制变量，如只选择男生作为研究对象，如此只出现一种性别，那在本研究中性别就不是一个变量，而是常量。但是研究结果的推广也只适用于男生。 2、（多）因子设计法 受试者的个体变量会影响实验结果时，可将其纳入实验设计中，其目的在排除个别差异变量对实验处理的混淆效果，换言之，由单因子实验设计改为多因子实验设计。除了提高实验效度，也可了解变量间的交互作用。,一）实验设计的目的 解答待决问题 控制有关变量 提高实验效度 二）影响实验设计复杂程度的因素 1、自变量的数量 2、无关变量的控制水平,三、 实验设

11、计及其实施方法,坎贝尔（Campbell）和斯坦利（Stanlet）根据这两个方面把实验设计划分为两大类： 1、只有一个自变量的单因素设计，其中包括前实验设计、准实验设计和真实验设计； 2、有多个自变量的多因素设计。,基本的实验设计分类,一、前实验设计(preexperimental design)，又称限度控制的实验设计或弱实验设计 前实验是指不能随机分派被试，可以进行观察和比较，但对无关干扰和混淆因素缺乏控制，误差程度较高的一种实验。 此实验设计，主要特征是使用单一实验组(缺少控制组)，或使用不相等的实验组做实验，其内在效度很低，它经常是唯一可行的选择，但是无法明确确立因果关系，种类如下：

12、 （一）单组后测设计:1、设计模式: X O,2、特征：只有一个实验组且不是随机选择，无控制组；实验中只给予一次实验处理；只有一个后测 这种实验设计，由于不能控制无关变量的影响，内外在效度都不高 缺点：缺乏对照组 没有前测，即没有其它的结果可供比较，充其量仅能视为暂时达成的因果结论，没有前测也难以下结论说行为已完全改变,例子：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。,（

13、二）单组前后测设计:,1、设计模式:O1 X O2 2、特征：只有一个实验组且不是随机选择，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、成熟及统计回归产生的误差；前测可能影响后测，产生实验误差。 本实验设计缺乏控制组做比较，且有前测经验影响，故产生许多影响因素混淆实验结果，影响本设计最严重的因素

14、是临时变故，因为缺乏控制组或比较组，研究者无法确定在前测与后测之间是否有其它事件介入，影响了实验结果,例子：范文在习作训练中的作用 某学校4个班共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:单组前后测设计O1 X O2，O1为学生在无范文条件下的作文成绩，O2为学生学习范文后的仿写作文成绩。,（三）静态组比较设计：,1、设计模式: X O1 O2 2.特征：静态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

15、于被试不是随机分组，又没有一个前测数据，因此判断实验组与控制组是否相等比较困难。 多增设一组以兹比较，但两组受试者在各方面特质并不相等，意即未使用随机抽样选取受试者，也未随机分派至两组。,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。,二、真实验设计(true experimental design) 又称适当控制实验设计 真实验是能随机分派被试，完全控制无关干扰来源，能系统地操作自变量的实验。 相对于前实验和准实验，真实验的

16、实验效度高，误差程度低。 此种设计几乎控制了所有影响内在效度的因素 设计特征：实验组，控制组 随机抽样及随机分派受试者 （一）等组前后测设计： 设计模式: R O1 X O2 (实验组) R O3 O4 (控制组),2.特点：随机分派； 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。,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

17、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：等值数学难题测验平均分数） 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进行t检验（前测随机等组处理）,（二）等组后测设计:此实验设计除无须施予前测外，与前一等组前后测设计无异，此设计可避免因前测经验所产生的实验误差 1、 设计模式: R X O1 O2 2.特点：随机

18、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。,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。,（三）所罗门四组设计:,1、 设计模式: R O1 X O2(实验组) R O3 O4(控制组) R X O5(实验组) R O6(控

19、制组) 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；两组有前后测，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：可以将前测的干扰分离出来，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

20、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。,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。,三、准实验设计,准实验研究是指在无须随机安排被试时，运用原始群体，在较为自然的情况下进行实验处理的研究方法。 对比起真实验研究，准实验研究有以下特点： （1）降低控制水平，增强现实性。 准实验设计是将真实验的方法用

21、于解决实际问题的一种研究方法，它不能完全控制研究的条件，在某些方面降低了控制水平。虽然如此，它却是在接近现实的条件下，尽可能地运用真实验设计的原则和要求，最大限度地控制因素，,进行实验处理实施的。因此准实验研究的实验结果较容易与现实情况联系起来，即现实性较强。相对而言，真实验设计的控制水平很高，操纵和测定变量很精确，但是它对于实验者和被试的要求较高，带来操作上很大的困难，现实性比较低。,（2）研究进行的环境不同 准实验研究进行的环境是现实的和自然的，与现实的联系也就密切得多。而实验研究的环境与实际生活中的情况相差很大，完全是一个“人工制作”的环境，与现实的联系较难。 （3）效度 准实验设计利用

22、原始组进行研究，缺少随机组合，无法证明实验组是否为较大群体的随机样本，同时任何因素都可能对原始群体起作用，所以因被试挑选带来的偏差将损害研究结果的可推广性，,从而影响了准实验研究的内在效度，因此在内在的效度上，真实验优于准实验设计。但由于准实验的环境自然而现实，它在外部效度上能够且应该优于真实验设计。因此，在考虑准实验研究的效度时应该对它的特点有清楚地认识，并注意确定实验组间的对等性，同时在罗辑上对可能有的代表性和可推广性加以论证，避开其不足之处。,一家儿童电视节目制作公司制作了一个以开发儿童智力为目标系列儿童电视节目。公司想研究这个节目是否能起到开发儿童智力的作用。一开始，研究被设计成随机实

23、验，来自不同地区的近千名儿童被随机分成试验组（观看节目）和对照组（不观看节目），试验组的儿童每周至少有3天看这个节目，6个月后，将收集有关受试儿童智力发展状况的数据。然而，由于该节目广泛流行，对照组的许多孩子已经看过这个节目。于是，随机实验被改为准实验，具体做法是将受试儿童按实际观看节目的次数分为4组，6个月后检验看节目多的孩子是否比看节目少的孩子智力成长速度更快。,（一）不相等控制组前后测设计:,这种准实验设计方法通常应用的情况是，需要安排两组被试作为实验组和控制组进行研究，但又不能按照随机化原则重新选择被试样本和分配被试。这一种典型的准实验设计方法，用于针对不同被试组在一开始就不相等时，进

24、行实验组和控制后测结果的比较。,不对等组前后测设计优点 有控制组，有前后测，可以控制成熟、历史、工具、统计回归等因素的影响。 局限： 不是随机分组，选择与成熟交互作用会降低实验效度； 前后测交互作用,（二）对抗平衡设计: 也称轮组设计，是对不同的组，以不同的顺序，轮流施加不同的实验处理的实验设计。即将不同的实验处理轮流地施予各组，根据每个处理的总和效果来确定实验处理的效应。 这种实验设计的用意有两个： 一是为了平衡被试组的差异。 二是为了平衡实验顺序效应。 1、设计模式: 被试组1：X1 O1 X2 O2 被试组2：X2 O3 X1 O4,例：某位小学教师为了比较两种教学法对科学学习的成效，而

25、采用对抗平衡研究。该位教师选择两班，以及在难度、长度等可供比较的两个学科单元，该两个单元涉及的概念的难度和复杂性须力求相等。在第一次复制期间，第一班采用A方法较第一个单元，第二班以B方法教第一个单元。第一个单元结束，两组施与成就测验。接着，第一班以B方法教第二个单元，第二班以A方法教第二个单元，但二个单元结束，两组均接受测验。,（三）时间序列设计: 时间系列设计就是对一个或多个原始的被试组进行反复测量，并在至少一个组的两次测量之间插入实验处理。 优点：能在实验处理以前评估被试的成熟趋势，并在较长时间跨度上检查自变量与因变量之间的关系，有利于做出更肯定的因果判断。,1、单组时间系列设计 一个单组

26、时间系列设计可以简单地图解如下： G O1O2O3XO4O5 时间系列设计的一个特征就是可能的结果模式有很多。这就产生了一个内在效度的问题，尤其是仅有一个被试组的实验，对于实验结果可能有其他解释，而未必是实验处理的效果。,如在一个班级中每4个星期一次的测验下图表示了3种可能出现的结果模式,对于A模式的解释是：这项实验处理显然是有效的。 从表现上看，B模式好像没有什么实验处理的效果。最后两次测量间出现的明显上升，则可能说明这一实验处理不是无效，而是迟效。 C模式的不规则曲线，几乎排除了对实验处理做出结论的可能性。,时间系列设计中的多次观测是颇有用处的，它不仅能使研究者据此确定实验处理的可能效果，

27、而且在效果可能不出现时，使研究者避免做出草率的推论。,2、 多组时间系列设计 单组时间系列设计可以扩展，使其包括两个或两个以上的组。这时就称作多组时间系列设计，这种设计包含两个或两个以上的原始被试组，其中一个小组可以作为一个控制组，应至少对一个小组插入实验处理，这种情况的设计例子可以图解如下：,两个或两个以上小组得出的结果巩固了多组时间系列设计的地位，因为它为实验提供了比较，因而也就增强了实验的内在效度。,四、 实验研究所要注意的问题,一、实验研究效度,（一）实验研究的效度及其影响因素 1）内在效度及其影响因素 定义： 实验的内在效度（internal validity）是指实验结果被明确解释

28、的程度。内在效度的高低也就是实验控制水平的高低、内在质量的高低，是外在效度的前提。,内在效度影响因素,内在效度影响因素,坎布尔（Campbell）和斯坦利(Stanley)概括出七种干扰内部效度的因素：,1历史（history） 在实验过程中可能发生某种外部事件于扰所研究的对象。许多实验设计中，在进行实验处理前测量因变量值为O1，实验后再测量因变量为O2， O1和O2的差别即反映实验处理带来的变化。如果在两次测量之间，外界环境发生某种研究者事前末曾估计到的事件并干扰了实验结果，这就是历史效应。,2成熟程度（maturation） 成熟程度是指受试者随着实验进程的推移而产生的心理、生理和思维的变

29、化，如饥饿、疲倦、操作熟练程度等，会影响实验结果。 3测试经验（testing） 这类误差产生在被试者要接受多次测试的情况下。受试者在多次测试中产生学习效果，并影响到下次测试结果。,4测试工具（instrumentation） 以上三种影响因素都来自于被测试者，而实验的组织者及实验过程本身在实验开始和终止期间也会发生变化，包括实验组织人员的疲倦、实验组织人员对结果的主观预期，以及实验方法变更、实验组织人员变化等。由于这类原因所引起的偏差称为测试工具偏差。 5统计回归（statistical regression） 当实验者根据某项心理特质的极端分数而选择研究对象时，统计回归的问题就易于产生，尤

30、以在有前后测的实验设计中为然。统计回归现象，是指受试者的测量分数在第二次测量时，有向团体平均数回归（趋近）的倾向。,6选择（selection） 在采用两组或多组的实验研究中，研究者必须考虑不同组别受试者在各项特质上是否一样。如果实验组和控制组在许多方面的特质原来就不相等，所得实验效果就不得归因于纯由实验处理所造成，因为选择的偏差可能混淆实验的处理效果。欲使研究不同组别的各方面特质达到相等，以减少选择的偏差，最有效的方法是利用随机分派的方式，决定哪些人为实验组，哪些人为控制组。 7实验消耗（experimental attrition） 实验消耗指实验过程中，各组成员的减员或变化将造成效度的降

31、低。实验组的受试者可能不乐于接受某种控制，或者因为时间过长而离开，引起实验组和控制组的外部变异。,2）外在效度及其影响因素,（1）定义实验的外在效度（external validity）是指实验结论的可推广度。它是实验推广价值高低的标志。 实验研究结果体现的变量之间的因果或相关关系，只有具备概括性或可推广性才称得上有价值。 （2）外在效度的影响因素： 1测量效应 实验中的前测可能使受试者对于自变量的变化产生不同的反应，并影响其在后测中的表现。当研究结果推广到未曾接受前测的总体中，便会产生误差。,2样本的代表性 受试者是否有代表性是外部效度的关键问题。实际上，实验研究中要在任何已知总体中找到真正有代表性的样本并不容易。受试者一般是自愿参与的，多少受到某种利益或兴趣的驱使，同时，研究者也总是选取易于接近和便于合作的受试者，由于主观