专题七：教育实验研究法概要

专题七：教育实验研究法学习要点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一、教育实验研究法概述推荐录像：小孩不笨教育实验研究法的基本概念与特点教育实验的局限性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。举例：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……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。黑龙江安宁实验小学尹玉兰老师班里有一名留级女生，学习吃力，常常受到批评，精神压力大，每天总是用怯生生的目光注视着老师。一天，她的字写的特别认真，尹老师面带笑容地说：“来，握握手，祝贺你取得的进步。”放学后，她跑回家，兴奋地告诉妈妈：“今天老师和我握手了，我敢和老师说话了。”从此以后，孩子的目光不再躲避老师，每天有说有笑，学习也变得主动了。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1.只适合研究自变量数目少且便于操作的研究内容2.人的主观因素有可能使研究获得的资料和结论受到干扰3.受到伦理和社会因素的限制4.样本容量有限，不可避免地存在误差实验者对变量的控制实验者干扰因素实验因素（自变量）反应变量（因变量）实验对象操纵测量控制排除XOY（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1.探索性实验：提出新问题、验证新假设。2.鉴别性研究：对原有的几种做法加以比较，以确定最优的方案。3.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。实验情境1.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）2.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1.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。2.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。3.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，分成两组，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。二、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。自变量的选择与确定因变量的选择与确定无关变量的消除与控制无关变量的来源1.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。2.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。3.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。4.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。5.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。三、教育实验研究的一般程序准备总结实施（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①题目②署名③前言④实验的目标与原则⑤实验的内容⑥实验的过程与方法⑦实验的结果与分析⑧讨论⑨参考文献与附录四、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1.陈述研究假设2.确定实验处理（自变量的变化）3.列举总体、样本、实验单位、抽样方法及样本大小4.确定因变量及适当的测量方法5.判断需要控制的无关因素，控制方法、控制过程和控制程度6.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现出来。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自变量：教师情绪状态①正状态（精神饱满、面带微笑、富有激情）②负状态（精神颓废、面容憔悴、萎靡不振）③常态（介于正负状态之间）因变量：教学效果①学习成绩（知识的掌握）②学生非智力因素（兴趣、动机）③教师情感体验（自我效能感）四．实验过程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。被试的分组：将被试随机分为正状态、负状态、常态三个组。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。结果测查：考试（考卷）、问卷调查（学生课堂情感体验问卷调查表）、访谈（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标胶6.三种状态下成绩差异比较七．实验的基本结论八．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人，女25人），控制班47人（男24人，女23人）。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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。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。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。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采用的控制方法：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；控制性别差异；教学内容相同；同一时间进行教学，作业相同，练习时间相等；采用同样的后测；设计了补充实验：在该校初三选一个班对照实验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：复习时间分配方式时间12345678处理1：20‘20‘20‘20‘20‘20‘-统一测验处理2：30’30’30’30’-处理3：40’40’40’-处理4：120‘-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。（一）单组实验概念：因素与水平（