第三節(jié) 實驗研究法

第三節(jié)實驗研究法是教育研究中最重要的實證性方法，能確定事物之間的因果關(guān)系。實驗研究的概念實驗的基本含義是嘗試——操縱一個或多個自變量，以觀察，測量，確定這個自變量的效應(yīng)。實驗研究是指研究者在控制可能影響實驗結(jié)果的無關(guān)變量的情況下，探討自變量與因變量之間是否存在因果關(guān)系的一種研究方法。教育實驗研究是在教育情景中，用實驗研究的方法來探討教育現(xiàn)象的因果關(guān)系。實驗研究的特點與教育研究的其他方法比較：1.周詳?shù)挠^察（包括感官的觀察和比較判斷）2.情景的控制（實驗設(shè)計）3.無關(guān)變量的排除4.精確的數(shù)據(jù)記錄（實驗結(jié)果可以提供測量，記錄數(shù)據(jù)，以說明結(jié)果的確切性和可靠性）5.反復(fù)驗證，有高的外在效度6.使用隨機化方法以排除偏見，“時序效應(yīng)”，“工具效應(yīng)”，“學(xué)習(xí)效應(yīng)”和“測驗效應(yīng)”。與自然科學(xué)實驗比較：

實驗條件復(fù)雜，不易簡化；實驗樣品易變，不易控制；實驗條件與結(jié)果具有相似性；自變量交織，因變量多義。實驗法的類型對照實驗（通過比較找出兩種事物或現(xiàn)象的異同）析因?qū)嶒灒ㄌ剿鳟a(chǎn)生某種現(xiàn)象或結(jié)果的原因）定量實驗定性實驗試探性實驗（所知有限，尋求足以影響因變量的自變量到底有哪些。適應(yīng)于研究領(lǐng)域的空白）初步實驗（少數(shù)被試，預(yù)備的，以了解實驗步驟的可行性）驗證性實驗實驗設(shè)計的基本環(huán)節(jié)確定研究問題提出假設(shè)確定實驗的各種變量選擇被試制定實施程序和方法選擇或研制實驗評價的技術(shù)和方法設(shè)計必要的數(shù)據(jù)采集，記錄等工具和方法例子概念圖策略的實驗研究實驗設(shè)計中的注意事項充分的實驗控制（實驗設(shè)計的高度結(jié)構(gòu)化。對實驗條件的有效控制將便于研究者能解釋結(jié)果）不加人為修飾（教學(xué)情景的真實，可推廣）有比較的基礎(chǔ)。（設(shè)置對照，實驗前測等）通過數(shù)據(jù)獲得充足的信息（測量，提高對假設(shè)作出判斷的精確度）

(美國)威廉.維爾斯曼.《教育研究方法論》（1997，教育科學(xué)出版社）非污染的數(shù)據(jù)（測驗的有效性，工具選擇正確）沒有相關(guān)變量間的干擾（可能存在其他正在實施的對因變量有影響的變量，應(yīng)從實驗效應(yīng)中剔除）具代表性，可推廣。省力原則（實驗設(shè)計的可選性，復(fù)雜并不值得提倡）實驗設(shè)計中的幾個概念常量：實驗個體都具有的相同特征或條件。變量：實驗個體所具有的不同特征或條件。條件變量:不以數(shù)值的方式而以條件或分類方式表現(xiàn)。自變量因變量實驗變量：研究者所操縱的自變量，實驗處理：同一實驗變量被設(shè)置成不同的水平。被試有機變量是指研究中個體的先天特征，它不是可以隨機分派到個體中的變量。如性別，性格，智力等。當(dāng)它成為研究對象時也可以是自變量。中間變量又叫無關(guān)變量。是可以被推斷但又不能被控制和測量的變量。如“不同材料對概念形成的影響研究”中，中學(xué)生對不同材料的敏感程度。對其他變量的效果的解釋會帶來不利影響?？刂谱兞浚嚎赏ㄟ^有意識的安排和處理控制和減少對實驗結(jié)果的影響。如選擇被試，隨機化處理等。隨機化（rendomization）是利用隨機的步驟把被試隨機分派到不同組別去接受不同的處理，使每一個人有相同的概率被分派到任何一組；教師、實驗條件等都可以通過隨機化以消除傳統(tǒng)偏見及減弱無關(guān)變量的影響力，提高實驗的內(nèi)在效度。例子“研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和教室環(huán)境下對7年級學(xué)生生物學(xué)學(xué)業(yè)成績的影響”常量：7年級學(xué)生自變量：教學(xué)環(huán)境條件變量：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和教室環(huán)境因變量：生物學(xué)學(xué)業(yè)成績實驗變量：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境“不同教學(xué)方式對初中學(xué)生生物學(xué)態(tài)度的影響”常量：初中學(xué)生自變量：不同教學(xué)方式因變量：生物學(xué)態(tài)度實驗變量：不同教學(xué)方式實驗處理：講座式，閱讀式，探究式，野外考察內(nèi)在效度是指一個實驗研究能夠多大程度上有效地解釋所操縱的自變量和因變量之間存在的因果關(guān)系。外在效度是指實驗結(jié)果的可推廣程度。總體效度：研究結(jié)果從研究樣本到研究總體的適用范圍。生態(tài)效度：研究結(jié)果從研究的情景推廣到其他情景中的適用范圍。影響教育實驗內(nèi)在效度的因素主要有：

成熟；同時事件；測量工具的變化；統(tǒng)計回歸現(xiàn)象（極端選樣，如高分和低分組進步程度）；選樣誤差；被試流失；強亨利效應(yīng)（JohnHenryeffect）（控制組的異常表現(xiàn)）；實驗處理的擴散（同學(xué)交流，信息流動）；實驗者偏見；統(tǒng)計方法選擇錯誤（特別是誤用統(tǒng)計檢驗）。影響教育實驗外在效度的因素主要有：測驗的反作用效果（前測對后測的影響使其無法推廣到?jīng)]有前測的情景）；實驗安排效應(yīng)(霍桑效應(yīng))（受試知道被觀察而做出的特別反應(yīng)）；選擇與實驗處理的交互作用（取樣偏差）；重復(fù)實驗處理的干擾（練習(xí)效應(yīng)和疲勞效應(yīng)）；R:隨機分派E：實驗組C：對照X：自變量T（O）：因變量（測驗）實驗設(shè)計的基本類型類型實驗設(shè)計組別前測自變量后測單組單項自比實驗（R）ET1XT2單組多項自比實驗（R）ETX1X2C1C2單項等組對比實驗（R）E(R)C(T1)(T1)XT2T2多項等組互比實驗（R）E1（R）E2(R)CX1

X2TTT例子“使用新的輔助教材對學(xué)生概念掌握的影響”七年級教師對一個班45名同學(xué)采用隨機選擇的方法分成三個組，使用兩種新的輔助教材和傳統(tǒng)輔助教材，讓學(xué)生課后學(xué)習(xí)，然后測驗，以實驗新的輔助教材是否優(yōu)于傳統(tǒng)教材。樣本量30＜15＞10，適合采用獨立樣本t檢驗?！笆褂眯碌妮o助教材對學(xué)生概念掌握的影響”組別自變量后測1班（實驗組1）新的輔助教材1T2班（實驗組2）新的輔助教材2T3班（控制組）傳統(tǒng)的輔助教材T所羅門四組設(shè)計

組別前測自變量后測（R）ET1XT2（R）CT1T2（R）EXT2（R）CT2所羅門四組設(shè)計要求更多的實驗樣本量，將被試分成四組可以檢查前測是否與實驗處理交互作用。時間系列設(shè)計對一個或多個被試組或被試個體進行周期性的測量，建立基線模型，同時引進