1、第七章 教育实验研究方法 一、教育实验研究法概述 二、教育实验的设计,一、教育实验研究法概述,什么是教育实验研究方法？研究者依据一定的理论假说，按照研究目的，科学地创设一定条件，合理地控制或平衡各种复杂变量、人为地变革或改进研究对象，从而验证假设, 探索教育因果关系的一种研究方法。,基本特点与共同特征,1. 教育实验研究是一种科学实验活动 必须揭示变量间的因果关系 通过操作自变量主动变革研究对象 必须控制条件2. 是特殊的实验活动 生动、复杂、丰富、多样,教育实验研究的目的,为了促进学生的发展而改进课程与教学模式，提高教育成效。 为了寻求教育教学的因果关系以推广到更大范围的教育实践中促进教育事
2、业。 为了丰富和发展教育理论。 为促进教师的专业发展而提供广阔的教育研究天地,教育实验研究方法的类型,按实验假设命题分，有因素型、反应型、函数型。 按实验研究对象的质和量分，有定性实验、定量实验（定性是定量的基础），有模拟实验。 由实验场所分，有自然实验，实验室实验。,按实验研究目的，有探索性、验证性按实验研究范围分，有单项实验、多项实验、综合整体实验、比较实验、常态与超常实验。 按实验控制程度，有前实验、真实验，准实验。,变量与变量类型,变量是指在性质、数量上可以变化、测量或操纵的条件、现象、事件或事物的特征。变量的基本类型主要有：自变量、因变量、中间变量、干扰变量和调节变量等。,中间变量,
3、调节变量,干扰变量,因变量,自变量,教育实验变量结构,什么是自变量？,是实验者为更好地促进学生身心的有益变化而选择、操作、引进或变革的对象，是教育实验中探索、验证或应用的变量。也称为刺激变量、输入变量和实验处理。 教育实验研究至少要操作一个自变量。没有自变量就不是教育实验研究。,教育实验中可能有哪些自变量？,作为教育实验自变量的一般有：课程标准、教材、教学指导思想、教学模式、课程与教学设计、潜在课程、教学策略、教学组织形式、教学方法、教学情境、师生关系、教师与学生的心身因素等。,自变量的特征,新颖性。理论上假设在同类研究中具有新颖性（探索性实验研究），或者应用的变量比现存流行的做法要更新颖（应
4、用性实验研究），或者在不同的情景中引用已经被有关研究证明了的具有新颖性的变量。（验证性实验研究）。 有效性。经过经验的和理论的分析、预测，能够而且应该有很大的把握确定自变量是有效的。实验之前要求多方面论证，使能够促进有效改进的把握确定得越多越好。 可操作性。只有实验者在实验情境（或自然情境）中可以操作，才能够引进实验，加以变革和研究。,以下研究题目中那些是自变量？,六课型单元教学法实验研究（黎世法） 小学数学语言符号镶嵌结构模式研究（赵宋光） 计数教学的“结构-定向”教学实验研究（冯忠良） 小学数学教学使用学具的实验研究（马云鹏） 集中识字-大量阅读-分步习作实验（张田若） 中学数学自学辅导教
5、学实验（卢仲衡） 顿悟学习实验研究（威特海默，1945）,什么是因变量？,因变量是主要通过自变量的作用而产生的反应变量或输出变量。同时也不能够绝对排除游离于实验目标之外的变化。 教育实验研究产生的因变量主要表现为：学生的发展，包括知识、技能、技巧、能力、态度、兴趣、情感、意志、思维及其整体素质多样综合的发展。还有教师的专业素养、课程教学模式和结构、教学策略和方法等的优化。,因变量的特征,可变性。是通过研究者积极促成可以朝着先进方向变化的变量，常量（研究中所有个体都具有的共同特征或条件）不能够作为因变量。 外依性。不仅可变，而且变化来自于其他因素的作用而不是自身的自然生长过程。 可测评性。对因变
6、量可以通过定性与定量的测评出实验效果。 有价值。因变量的增长方向代表了事物发展的正确方向，有很强的理论与实践的价值。,请找出以下研究题目中的自变量或因变量,小学生主体性发展实验研究（裴娣娜） 创造性思维孕育效应实验研究（Durkin，1937） 短时记忆编码实验研究（Shulman，1970-1972） 小学生运算思维品质培养实验（林崇德） 解题思维策略训练提高小学生解题思维能力的实验研究（刘电芝）,什么是调节变量？,调节变量是特殊或次要的自变量，通过调节自变量与因变量的关系而影响实验效果。 调节变量在实验中是需要积极引导的。无需为了追求纯粹的因果关系而排除调节变量对提高实验差异量的积极作用。
7、 为了避免把调节变量的作用归因于自变量的作用，应该尽早发现调节变量，在实验班和控制班同样引进较合理的调节变量。也可以通过新的实验设计对调节变量加以平衡、对比或验证。例如：教材、教法、组织形式等实验，考试标准与方法是调节变量。某种创新教学方法实验，教师是重要的调节变量。,什么是中间变量？,中间变量是在自变量比较综合概括的实验中隐蔽在其后(中介环节)的变量。通过中间变量的中介作用，自变量得以影响因变量。 中间变量和调节变量都是积极可引导的，但是中间变量是实验所必需的中介，调节变量则未必是实验所必需的。例如：研究民主的教学环境对学生才能的影响，那么，师生关系，学生的学习活动和认知作用等，就是民主的教
8、学环境影响到学生能力的必要中间变量。,什么是干扰变量？,干扰变量又称“控制变量”。指那些对实验效果产生干扰作用的因素。 干扰变量的干扰作用有两方面：干扰实验的改进提高成效；干扰自变量和因变量之间因果关系的正确归因。 就干扰变量的性质而言，有消极或积极、有害或有利之分。,积极与消极的干扰变量特征,消极的干扰变量削弱降低实验的成效。如实验场地光线不够，噪音，偶发事件干扰，实验过程中长官意志指挥，实验时间急迫等，需要加以排除、化解、避免、预防。 积极的干扰变量不破坏实验的效果，而是在干扰实验的归因。如成熟、测验、工具（含实验者效应）、统计回归、历史、实验安排（如霍桑效应，见教材P265-272 ）等
9、，可以采用平衡设计的控制方法。,仔细阅读下列案例，指出这项实验的： （1）自变量和因变量？（2）实验的类型？ （3）可能有那些影响因素影响实验结果（举出3个）,在某小学二年级已有的五个教学班中，用抽签的方法抽取两个班，随机决定其中一个班为实验班，另一个班为对比班，在两个班使用同样的教材、以同样的进度进行数学教学。在实验班每节课进行5分钟的口算练习，持续两个月后用统一测验的方法检测出实验班学生思维的 敏捷性水平明显优于对比班。,二、教育实验的设计,什么是教育实验设计？广义的教育实验设计是指对教育实验的整个过程的规划（提出问题、提炼假说、确定实验的各种变量、选择和研究评价技术和方法)。 狭义的教育
10、实验设计是指根据某一实验的具体目的和要求，对各种变量进行精心安排，以获取预期结果的一种模式。包括构造、安排自变量的呈现方式、因变量的指标及测定方法、控制无关变量的具体措施，确定取样大小及其方法，安排实验的具体步骤及选择适当的统计方法。,为什么要进行教育实验设计？,教育实验设计使实验变异量达到最大，即加大自变量的作用，使实验与不实验之间的效果差别更大。 教育实验设计控制干扰变量，有益于研究者解释理解实验所得数据和正确归因。 教育实验设计有益于以最小的人力物力消耗获得最大最有效的信息资料。 教育实验设计规定实验效果的评价方法，它制约着实验结果的处理，是影响实验的内在效度和外在效度的关键因素。,实验
11、的基本要素:,1.自变量与因变量实验研究的目的是考察一个或几个自变量与一个或几个因变量之间的因果关系。 2.前测与后测在实验刺激前的测试称为前测，实验刺激后的测试称之为后测。在一次实验中，需要对因变量进行前后两次相同的测量，教育实验的效果通过前测和后测的差异来作出解释。,3.实验组与控制组 接受实验处理的一组称之为实验组，未接受实验处理的一组称之为控制组。 控制组由一组与实验组尽可能相似的学生组成，与实验组同时接受测量，但不接受实验处理。 控制组根据随机控制的程度可分为两种： 一是通过随机分配而形成的等值组，称为等值或“真实”控制组。 一是非随机分配而形成的控制组，称为不等控制组。,教育实验研
12、究的效度,内在效度内在效度指自变量与因变量的因果关系的真实程度,有效性，即研究的结果。没有内在效度的实验研究是没有价值的，内在效度决定了实验结果的解释。,外在效度外在效度涉及教育实验研究结果的概括化、一般化和应用范围，表明实验结果的可推广程度。外在效度分两类： 总体效度：指实验结果从特定的研究样本推广到更大的被试群体中去的适用范围； 生态效度：指实验结果从研究者创设的实验情境推广到其他教育情境中去的范围。,提高实验效度的主要措施,主要通过随机设置控制组；设计控制；统计处理控制等方法控制无关变量。尽可能地协调实验的内在效度和生态效度的矛盾，使实验情境尽量接近真实教育环境，实验具有可重复性。,教育
13、实验设计的主要步骤,见教材：P276-278,三、教育实验的一般程序,一个完整的实验一般经过三个阶段,即：以理论设想为主的准备阶段 以实证验证为主的实施阶段 以理论概括为主的总结阶段,教育实验的一般程序,准备设计阶段,实施阶段,总结评价阶段,推广阶段,选定研究问题，提出假说,明确自变量或实验处理,界定取样范围和方法,确定因变量及其测评工具,确定控制变量的方法,选择实验设计类型并制订实验方案,系统操作，严格控制干扰变量,调节实验进程,记录实验情况，积累原始资料,分析整理资料，形成结论,撰写实验报告,一、教育实验的准备设计阶段,（一）明确教育实验研究的目的与问题 研究目的：探索；验证与应用；决策与
14、推广 研究问题表现为对实验自变量和因变量之间关系的推测。 具体表现为： 1.自变量A对因变量有无影响？ 2.在多个自变量中哪个自变量是主要影响因素？ 3.多个自变量之间有无交互影响？,如何找到教育实验研究的课题？ 对教育实验结果的不一致来发现问题。 如集中识字与分散识字都有助于提高识字效果，原因何在？识字方法的效果与学生认知方式有关。 基于教育改革的要求提出实验课题 基于日常的课堂教学行为观察来提出实验课题。,（二）形成假设 假设是对问题答案的推测，表明的是自变量和因变量之间预期关系。 假设形成的方式 归纳与演绎,（三）界定自变量，确定实验处理 注意：好的自变量的特征： 1.新颖性 2.有效性
15、 3.可操作性,如:高二化学合作探究式学习对化学学习成绩和学习动机影响的研究自变量：合作探究式学习操作定义：六个步骤: 教师提出探究主题，全班讨论分成子课题并形成合作研究小组 小组设计探究方案 小组执行探究方案 小组设计如何向全班呈现研究结果 小组向全班汇报 教师和学生对小组汇报结果进行评价,（四）界定取样范围及方法 程序：确定总体，确定样本大小，确定取样方法 （五）因变量的界定 因变量的特征： 1.可变性 2.外依性 3.可测评性 4.先进性,（六）无关变量的控制 1、为保证内在效度要加强控制无关变量。但是，教育实验不可能控制所有因素，只能考虑影响较大的因素。具体说来包括： （1）成熟态度偏
16、向以及被试的选择 （2）统计回归，前测过优或过劣，后测向群体平均值靠拢的倾向 （3）研究者或实验教师自身素质水平,2、控制无关变量的具体方法： 排除法（或者改变或者消除）、 随机法、 纳入法、 组间平衡法、配对法 实验设计控制法,（七）进行实验设计，选择实验 设计模式，制订实验方案,二、教育实验的观察实施阶段,要保证实施措施真正有效贯彻执行，必须做到系统操作、严格控制无关变量，同时实验者要经常到现场亲自指导，可调节实验进程。不能设计方案后，就只等着分析数据。要注意观察记录情况、收集原始资料。,实施阶段的主要工作：1.实验的前测 前测的种类：学科成绩测量；智力测量；特殊能力测量；人格测量 注意的
17、问题：保证测出要测出的内容。尽量用标准化的量具，避免测量中的偏向 2.实验的分组 分组的方式：随机法；测量法；匹配法。 3.实验情境的控制 实验人员的培训 课堂的观察与指导,4.实验的后测 注意后测的时间和工具5.实验的记录 数据材料的记录 事实材料的记录 测量；观察记录；访谈；实验日记,三、总结阶段，实验报告的撰写,（一）数据的分析整理统计检验的目的是为了说明实验的结果是由自变量引起的还是有随机误差引起的。,统计检验的手段：在教育实验中，对实验结果的统计检验，一般用t检验，F检验和卡方X2检验。t检验用于比较两个平均数之间的差异的显著性，如样本平均数与总体的平均数的差异显著性;同一组对象实验前后得分平均数的差异显著性;或两组样本平均数差异的显著性。,F检验。主要用于两个以上变量的平均数的差异检验。目的在于分析实验数据中不同来源的变异对总变异的贡献大小，从而确定是严重的自变量是否对因变量有重要影响。F检验有单因素方差分析与多因素方差分析。卡方X2检验，是比较观察次数与理论次数之间差异的统计方法。,思考与练习,设计一项教育实验，具体说明以下问题： 研究的问题；理论构思与假设 自变量及其操作定义 因变量及其操作定义，测评工具 控制变量与控制方法 工具的选取或编制 对象的选取与设计类型 资料的收集方法 资料的处理方法 研究结果的呈现方式,
