(第4讲)实验研究方法.

第四章调查研究和实验研究第2节实验研究•两条发展线索：①从自然科学实验经由心理学而引进教育领域(物理学→生物学→实验生理学→实验心理学→实验教育学);②从一般教育活动的本身分化发展而形成的教育实验。•两种教育实验模式:①模仿自然科学，强调数学工具的运用和严格控制实验条件，将事实与价值分开以追求结论的客观性；②选择教育自然环境，强调研究目的的应用性，对象的整体性以及定性说明方法。•发展趋势：日益重视哲学方法论对教育实验的理论指导；重视研究教育理论与实践问题；教育实验类型丰富多样；教育实验技术手段在变革。实验设计的含义•实验是一种研究情境，在此情境中至少涉及一个自变量，即实验变量，它受到研究者的精心处理或控制。•教育实验研究法是研究者按照研究目的，合理地控制或创设一定的条件，人为地影响研究对象，从而验证假设，探讨教育现象因果关系的一种研究方法。它是一种特殊的科学实验活动。教育实验研究的特点基本特点教育实验是一种科学实验活动，具有科学实验活动的基本特点。教育实验是一种特殊的实验活动，它具有与自然科学实验不同的独特性。独特性1、教育实验研究是一种探索性的科学实验活动（1）用实验结果验证或修正研究假设（或假说），从而揭示教育现象中的因果关系。（2）在合理的控制条件下，通过主动采取某种干预措施，操纵自变量，改变研究对象的性质或状态来研究教育现象中的因果关系。（3）通过控制无关变量来排除无关因素对探索因果关系的影响，以保证教育实验研究的效度。2、教育实验研究是一种特殊的实验活动（1）从总体上分析，教育实验基本上属于社会科学实验范畴；（2）在研究对象上，教育实验以人和人所从事的教育活动为研究对象；（3）在实验物质手段上，教育实验主要在教育和教学的自然环境状态中进行；（4）在研究方法上，教育实验更强调定量研究与定性研究相结合。教育实验与一般科学实验比较一般科学实验教育实验研究对象自然现象（物）教育现象（人）研究手段实验室自然状态研究过程封闭性开放性、教育性研究方法定量研究定量与定性结合测量方法结果可测量有时难测•自变量（刺激变量、原因变量）•因变量（反应变量、结果变量）•无关变量（控制变量）实验研究的变量•确认的自变量是否可以操纵?•确认的自变量有几个?•确认自变量的水平需要多少?•控制方法:操纵与选择自变量的操纵•考虑指标的敏感性\客观性\稳定性\经济性•尽可能采用直接测量•采用权威的测量工具•测量指标的合适性•采用多种测验方式因变量的测量无关变量的来源•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。无关变量的来源•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。消除无关变量的控制恒定均衡抵消盲法随机•①充分的实验控制——指对实验条件有足够的控制，以便研究者能解释结果。•②不加人为修饰——实验结果能否推广到非实验设定的情景。•③比较的基础——需要通过某种方式进行比较以确定是否有实验效果。•④通过数据获得充足的信息——数据必须足以检验实验假设，应有对假设做出判断的足够的精确度。“好设计”实验的标准•⑤非污染的数据——数据应充分反映实验效应。•⑥无相关变量间的干扰——这一准则与充分的实验控制密切相关。•⑦代表性——研究者常希望将实验的结果推广到一些个体、条件、方法等中去。•⑧省力原则——是指如果所有其他特征相同，我们更倾向于采用较简单的设计而非较复杂的。“好设计”实验的标准•实验设计的优劣通常用实验效度来衡量•内在效度：研究结果能被明确解释的程度，研究结果的可靠性•外在效度：研究结果的代表性和普遍性,研究结果的推广能力影响研究“内在效度”的因素•偶然事件——在实验进展过程中没有预料到的影响因变量的事件的发生•成熟程度——时间在被试身上起的作用•前测效应——前一次测验对随后另一次测验的影响•测量手段——测量手段不统一会产生错误的结果影响研究“内在效度”的因素•统计回归——挑选被试的误差，比如用极端分数进行回归，将对今后的测验产生不利的影响•被试的选择差异——被试未能随机分配或挑选，而其中一个因素起了作用从而产生了组的不对等性•被试的流失——非随机挑选的被试脱离实验，会产生不良影响•取样与成熟的交互作用——由于取样不一致带来的成熟程度的不一致影响研究“外在效度”的因素•测验的交互作用——前测与实验处理发生作用，并导致结果不能推广到未经过前测的群体中•抽样偏差和实验处理的交互作用——根据实验处理的需要而挑选现成班级进行实验，其结果不能推广影响研究“外在效度”的因素•实验安排的副效应——被试知道他们要参加实验并对其具有新鲜感，也称为霍桑效应•多重处理干扰——一个被试受两项或两项以上的处理，(就像测量中设计的那样)会产生一种后遗效应，导致不能推广到单独处理中提高研究效度的措施•随机化控制•设对照组控制•对外部情境的控制•对人为因素的控制•研究设计模式的控制分类方法实验类型按控制程度前实验、准实验、真实验按目的分探索性实验、验证性实验、推广性实验按场所分现场实验、实验室实验按方法分定量研究的实验、定性研究实验几种实验设计实验室实验自然实验实验室实验是在人工特设的实验室内或模拟生活环境，高度控制的实验场地进行的实验。自然实验是在自然常态下的教育情境中进行的实验。按实验进行的场所和情境来划分探索性实验验证性实验探索性实验是指为了探索一个前人从未探索过的新的教育理论问题或教育实践中的新问题，从事的一种具有开创性的实验研究。验证性实验是以验证已取得的实验成果为目标，是对已取得的认识成果用再实践的经验来检验、修订和完善的一种实验。推广性实验目的在于研究结果的推广，实验关注的是结果的应用范围（普遍性），追求的是较高的外在效度。推广性实验按实验进行的目的和功能来划分单因素实验多因素实验单因素实验是在实验中只施加一种实验因素的实验。多因素实验是在实验中施加两种或两种以上实验因素的实验。按施加实验因素的多寡来划分•教育实验设计应考虑的主要因素是哪种设计能验明研究假设，能较好地控制外来变量，能有助于研究结果的鉴定和推广且经济有效。教育实验分组设计的基本类型有前实验设计、准实验设计、真实实验设计。教育实验设计符号X:表示一种实验处理，即自变量的操作O:表示测量分数或观察结果（因变量的测量）E：实验组C：控制组R：表示随机选择或随机分派到各组——：表示上下组为等组……：表示上下组为不等组前实验设计•前实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。它不是严格意义上的实验，对无关变量不能控制，但可以操纵变化自变量，是真实实验设计的组成部分或重要元素。（1）单组后测设计基本模式：EXO只有一组被试，且非随机选择，一次处理，一次后测，后测结果作为因变量。不能控制无关变量的影响，因此内外在效度都不高。前实验设计（2）单组前后测设计基本模式：EO1XO2优点：有前测，可提供被测某些信息；通过前后测，可验明实验处理效果；被试兼作控制组。局限：没有真正的控制组，无法控制偶然事件、成熟程度和统计回归的影响；前测可能影响后测（时间过短敏感或疲劳，时间过长个体遗忘状况有差异）。前实验设计（3）固定组比较设计：基本模式EXO1………CO2变型：EX1O1EX2O2EX3O3优点：有控制对照组，对偶然事件和成熟程度有一定控制；统计分析把握更大局限：被试组非随机分配，存在差异。前实验设计•研究问题：范文模仿在小学生作文训练中的作用及小学生在写作训练中模仿的特点。•研究假设：利用范文仿作的小学生写作水平要高于不用范文写作的学生。•实验处理：给学生提供范文模仿，让学生独立阅读、分析、理解范文，然后进行仿作。•样本：某小学三（下）、四（下）年级学生，4个班，共149人。•因变量测定：学生独立作文成就测验（段落层次、用词用句、内容、写作手法等方面）•实验设计：单组前后测O1XO2O1学生在无范文模仿条件下作文的测试成绩O2学生在学习范文后仿作的测试成绩举例：范文在小学生习作训练中的作用准实验设计•准实验设计是指运用原始群体，而不是随机地安排被试进行实验处理。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，不能采用随机方法分派被试的情况。•特点：不按照随机抽样原则抽取被试和随机分配被试于各实验处理，一般是以原自然教学班为实验单位，故有一定的外部效度，强调对自变量进行控制操作，但对无关变量控制较差。主要类型：不等控制组设计、时间序列设计、平衡设计。（1）不等控制组前后测设计基本模式：EO1XO2………CO3O4优点：有控制对照组，有前后测，可以控制偶然事件、成熟程度、测量手段和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：非随机取样分组；前后测具交叉作用，实验结果不能直接推论到无前测的情景中。准实验设计（2）时间序列设计基本模式：OOOOXOOOO优点：外在效度较好，推论范围广。局限：系列的前后测均有可能引起被试的疲劳或敏感。准实验设计（3）平衡设计基本模式：X1OX2OX3OX3OX2OX1OX2OX3OX1O优点：每一组既是实验组，又是对照组，许多影响实验的无关因素互相抵消了，从而提高了实验的敏感性。局限：不同实验处理间可能有交互作用，被试与实验间也有交互作用，使得实验处理间的交互作用更为复杂，应用要慎重。准实验设计•举例：元认知训练对提高中学生解答数学应用题能力的实验研究•研究问题：思维策略的元认知训练是否有助于提高学生解决数学应用题的思维能力。•实验处理：1.实验组的两个班接受思维策略训练和元认知调控训练2.对比组的两个班不接受思维策略训练和元认知调控训练，只完成与实验组相同的练习题。•样本：西师附中初二年级四个班学生，共218名学生,男生116名,女生102名•因变量测定：测验题的成绩•实验设计：不等控制组设计真实实验设计•真实实验设计中的自变量、因变量、无关变量都能得到比较严格的控制，能较好地控制内外部无效因素，并有效地操纵研究变量。都有一个控制组，被试随机选择并随机分派到组。（1）实验组、控制组前后测设计基本模式：EO1XO2R——————CO3O4优点：由于利用随机分派方法分出两个等组，就可以控制“偶然事件”、“被试缺失”等因素对实验结果的干扰；都进行了前后测，便于作对照比较。局限：可能产生前测与实验处理的交互作用而影响外在效度。真实实验设计（2）实验组、控制组后测设计基本模式：EXO2R————CO4优点：能消除前测与后测、前测与自变量的交互影响，内在效度较高，节省人力和物力。局限：不能对被试的缺失加以控制。真实实验设计•研究问题：学生的创造力是否可以通过策略的训练而提高•研究假设：虚无假设———实验班和对照班在创造力水平上没有显著差异(即联想策略学习与传统教学下的知识学习之间在培养创造力上没有差别)；备择假设———实验班和对照班在创造力水平上有显著差异。•实验处理：1.实验班上，教师在教学中运用联想策略进行教授2.对照班则按传统的教学方法进行教授•样本大小：湖南长沙达益女子专科学校2002级两个班63人（这两个班原为一个班，因人数增多随机分为两个班，两个班的入学成绩、学习态度、纪律状况等方面都比较接近。其中甲班有31人，乙班有32人。随机认定甲班为对照班，乙班为实验班）•因变量：创造力水平•操作定义：《创造力测试》问卷的得分•条件控制：（1）随机取样（2）同一教师教（3）前后测相同（4）教学内容和认知方面的要求是一样的•实验设计：ROXO•ROO举例：联想策略与学生创造力培养的实验研究被试分配无关变量控制结果推论前实验不随机分配不控制变量