專題5教育實驗研究法本章要點教育實驗研究法的基本概念、特點及其類型教育實驗研究中的變量教育實驗研究的一般程序教育實驗研究的操作模式學習目標教育實驗研究的特點及其基本類型教育實驗研究的一般程序各種變量的選擇與確定各種實驗設計的操作模式第一節教育實驗研究法概述一、教育實驗研究法的基本概念與特點二、教育實驗的局限性三、教育實驗研究法的基本類型一、教育實驗研究法的基本概念與特點實驗法，就是按照特定的研究目的和理論假設，人為地控制或者創設一定的條件，從而驗證假設、探討現象之間因果關系的一種科研方法。教育實驗研究，就是研究者根據一定的目的和計劃，在控制條件下，對被試（教育對象）施加可操縱的教育影響，然后觀測被試的變化及教育效果，以此推斷所施加的教育影響同教育效果之間是否存在因果聯系的一種研究。你了解哪些教育實驗？這些實驗的假設是什么？福祿貝爾創辦幼兒園拉伊和梅伊曼創辦了實驗教育學1930年美國“八年研究”[1933-1941]：30所中學與300所學院新課程改革中小學的校本課程開發……舉例赫爾勞克（Hurlock，K.B.）實驗他把加法計算的單一作業交給三個組的學生，對三組學生的處理是，第一組教師給學生以表揚，第二組教師給學生以批評，第三組教師對學生放任自流。結果受表揚的一組學生成績最好，受批評的一組學生成績次之，被放任的一組學生成績最差。這一結果表明，評價者的態度影響學生的學習熱情，從而導致學生成績的差異。教育實驗研究的基本特點

教育性揭示教育現象或教育行為之間的因果關系對因果關系的預先設想以假設形式表現出來研究者可以操縱或控制某些變量，人為地創設一定的情境可重復性是一種特殊的實驗

對象物質手段研究方法二、教育實驗研究的局限性第一，只適合研究自變量數目少且便于操作的研究內容第二，人的主觀因素有可能使研究獲得的資料和結論受到干擾第三，受到倫理和社會因素的限制第四，樣本容量有限，不可避免地存在誤差

三、教育實驗研究的基本類型研究目的揭示變量之間質和量的關系

實驗情境實驗設計系統操縱自變量的程度和內外效度的高低研究目的探索性實驗：提出新問題、驗證新假設如果要發現造成學生網絡成癮的原因，就需要對各種可能引起學生網絡成癮的因素進行探索性實驗。驗證性實驗：重復研究，驗證一項研究在不同時間、不同地域或不同研究對象中是否會取得同樣的結果；研究課題明確，有具體的假設和方案，實驗是為了驗證假設是否成立，方案有怎樣的效果。如：如果通過訪談了解到造成學生網絡成癮的主要因素是缺乏關愛和成就感，那么就可以以這兩個因素為自變量來設計實驗，以驗證其真偽。實驗情境

實驗室實驗是在人為設計的環境下，嚴格控制外界條件進行的實驗研究——可推廣性差（內在效能高）現場實驗是在真實的教育情境中，盡可能地操縱自變量，控制無關變量，以探討自變量和因變量的因果關系（外在效度高）實驗設計系統操縱自變量的程度和內外效度的高低

前實驗：被試無法隨機分配，對無關變量不能控制，但可以操縱變化自變量準實驗：被試無法進行隨機取樣，強調對自變量進行操作控制，對無關變量有所控制真實驗：隨機抽取與分配被試，被試具有同質性；因變量、無關變量得到比較嚴格的控制；有實驗組和對照組。一個記憶實驗的分組設計一個班學生，分成二組，第一組用想象背誦法，第二組用復述（機械記憶）法記憶1篇課文，每組背誦5次，再進行檢測，考察哪種方法更有效。教材改革教育實驗實驗假設：實驗教材比全國統一教材更適合本校小學數學教學。自變量：某實驗班按照實驗教材和教學指導書進行萬以內計數教學，對比班按照全國統一的教材和教學指導書進行萬以內計數教學；因變量：分段數學成績；樣本：小學一年級兩個班各41人，條件控制：同一教師教學，作業練習時間統一，統一測試入學前數學能力和智力情況。解題思維策略訓練提高解題能力的實驗假設：系統進行解題思維策略訓練可提高學生解應用題的能力。實驗處理：實驗組用自編教材，講解6種應用題解題方法（簡化法、圖解法、結構訓練法、聯想法、假設法、對應法），每周3次，每次1節課，共7周21節課。控制組不講，只做同樣的練習。因變量：學生解應用題能力（操作定義：等值數學難題測驗）條件控制：隨機取樣；同一教師教學；前后測相同（等值難題，測驗時間與要求前后一致）；練習內容相同。第二節教育實驗研究中的變量假設被試自變量因變量無關變量教育實驗變量的選擇與確定自變量：稱刺激變量、輸入變量或實驗處理，是指在實驗中實驗者所操縱的、對被試者的反應產生影響的變量——有效性、可操作性因變量：稱反應變量、輸出變量或實驗結果，是指由操縱自變量而引起的被試的某種特定反應——可變性外依性、可測評性無關變量：稱為干擾變量、控制變量，是指在實驗中可能對實驗結果產生影響的、自變量以外的因素——潛在性、多樣性無關變量的來源第一，被試方面。主要包括：性別、知識基礎、智力水平、學習方法、家庭背景、參與動機、有關經驗、性格特點、當時的生理狀態、焦慮等。第二，主試方面。主要包括：主試的年齡、性別、外表、言談舉止、態度、暗示、“實驗者效應”等，如教師的業務水平、教學觀念、教學策略、課外作業與輔導等。第三，研究設計方面。主要包括：研究方法本身的不完善、研究被試選擇不當、測量工具不完善、研究程序安排不合理等第四，研究實施環境方面。主要包括：溫度、光線、聲音、熟悉性、桌面好壞、房間闊窄等。此外，在研究實施現場發生意外事件第五，數據處理方面。主要包括：分類不合理、評分標準不統一或評分過失、統計方法使用不當等。控制無關變量的主要方法：消除法、恒定法（如同一時間、同一房間）和平衡法。第三節教育實驗研究的一般程序準備實施總結一、實驗的準備階段

選擇和確定實驗課題

提出實驗假設*選擇實驗模式和實驗對象

制定實驗方案*(1)問題的提出。(2)實驗的理論基礎和指導思想。(3)實驗的對象和方法。(4)自變量與因變量的操縱。(5)實驗的具體步驟。(6)實驗的組織與領導二、實驗的實施階段

要體現正面教育性

被試必須保持正常狀態

必須認真考慮所采用的手段和技術會不會產生不科學的結論進行試探性的實驗

三、總結階段

整理實驗資料統計分析實驗結果撰寫實驗報告題目署名前言實驗的目標與原則實驗的內容實驗的過程與方法實驗的結果與分析討論參考文獻與附錄第四節教育實驗的操作模式*

實驗設計是指實驗的操作方法，指根據實驗研究課題的性質和實驗研究所具備的主客觀條件，對有關被試的選擇和分組、自變量的操作、因變量的測量、無關變量的控制等問題所確定的具體操作程序。實驗設計符號說明：X—一種實驗處理；O—一次測試或觀察；R—被試被隨機選擇分配和控制；Ｓ：被試教育實驗設計確定實驗處理（自變量的變化）列舉總體、樣本、實驗單位、抽樣方法及樣本大小確定因變量及適當的測量方法陳述研究假設判斷需要控制的無關因素，控制方法、控制過程和控制程度選擇實驗設計模式案例：教師情緒狀態對教學效果影響的實驗研究一、問題的提出教師的情緒狀態是影響課堂教學效果的一個重要因素，快節奏的現代社會已使這一問題在教育教學中更加明晰地凸顯出來。以往雖有研究者曾提出或關注過該領域的問題，但對二者之間關系的探討缺乏實證性研究。本研究將以實驗的方法科學論證教師的情緒狀態與課堂教學效果之間的內在關系，具有一定的理論價值和較強的現實意義。二、理論假設

1、教師的情緒狀態對教學效果有影響

2、教師的積極情緒狀態有助于提高教學效果

3、教師的消極情緒狀態降低教學效果三、自變量與因變量的說明1、自變量：教師情緒狀態分三級水平：正狀態（精神飽滿面帶微笑富有激情）負狀態（精神頹廢面容憔悴萎靡不振）常態（介于正負狀態之間）

2、因變量：教學效果分三方面內容：學習成績（知識的掌握）學生非智力因素（興趣、動機）教師情感體驗（自我效能感）四、實驗過程

1、被試的選擇：從某大學本科三年級學生中隨機抽取150名同學進行實驗。

2、被試的分組：將被試隨機分為正狀態、負狀態、常態三個組。

3、實驗的實施：同一教師、同一內容、同一教學環境分別在三個組上課。

4、結果測查：考試（后附考卷）問卷調查（后附：學生課堂情感體驗問卷調查表）訪談（后附：教師教學自我效能感訪談提綱）五、實驗結果統計

1、三種狀態下學生學習成績

2、三種狀態下學生非智力因素

3、三種狀態下教師自我效能感六、實驗結果分析

1、三種狀態下學生學習成績的比較

2、三種狀態下學生非智力因素的比較

3、三種狀態下教師自我效能感的比較

4、三種狀態下性別差異比較

5、三種狀態下專業差異比較

6、三種狀態下成績差異比較七、實驗的基本結論

1、2、3、——八、實驗干擾變量控制的說明解題思維策略訓練提高小學生解題能力的實驗研究研究問題：(1)以教學法形式進行解題思維策略訓練的可行性；(2)影響解題思維策略訓練的主要因素；(3)不同學習成績學生解題思維策略特點及差異研究假設：專門系統地進行解題思維策略訓練，可提高學生解應用題的能力。實驗組——用自編教材，講解6種應用題的方法(簡化法圖解法、結構訓練法、聯想法、假設法、對應法)，每周3次，每次1節課，共7周20節課。控制組——不講，只做練習。目標總體：某市小學六年級學生。接近總體：某市某小學六年級2個班(六年級中取學習成績最好的班和最差的班)。

樣本大小：94人，平均年齡12歲零3個月，其中實驗班47人(男22，女25)，控制班47人(男24，女23)。

取樣方法：對被選的2個班學生進行33分鐘的學習能力測驗，15分鐘的數學基本知識測驗，30分鐘數學難題測驗，把分數相差3分內的學生配對分組，刪去4名條件相差太大的學生，隨機分成2個等組，注意男女生人數大致相等。實驗單位：每個獨立的學生。因變量：學生解應用題的能力。操作定義：等值數學難題訓練。

采用的控制方法：(1)隨機指派形成被試組；(2)控制性別差異；(3)同一教師教；(4)前后測相同(等值難題，測驗時間與要求前后測一致)；(5)練習時間相同。實驗設計：實驗組、控制組前后測設計。實例1步驟內容1研究課題：在中學進行計算機教學（CAI）的效果分析研究假設：采用CAI與不采用CAI相比，對學生的學習成績、學習興趣方面將產生積極影響，但對學習態度、學習認知能力影響不顯著2處理1：在數學課上采用CAI，課后上機對所學內容進行練習（每人累計上機練習10課時左右）處理2：按傳統教學方式，只做書面材料的練習，不使用微機3目標總體：長春市中學高中一年級學生樣本大小：80人抽樣方法：在接近總體中隨機指派2個自然班，將每個班隨機分為實驗組和對比組各20名。注意男女生人數相等。步驟內容4因變量：學習成績、學習興趣、態度、認知能力因變量的操作定義：高一數學函數部分學習成績測驗；推理能力測驗5采用的控制方法：（1）隨機指派形成實驗組；實驗組、對比組數學知識、推理能力等初始狀態前測，以保持2組均衡；（2）控制性別差異；（3）教學內容相同；（4）同一時間進行教學，作業相同，練習時間相等；（5）采用同樣的后測；（6）設計了補充實驗：在該校初三選一個班對照實驗6實驗設計：前后測等組設計，即

Ｓ１（Ｏ－Ｘ－Ｏ）Ｓ２（Ｏ－－Ｏ）

實例2：以“復習時間分配與外語復習效果”為研究主題，進行一項教育實驗設計研究假設：分散復習效果優于集中復習實驗處理：復習時間分配方式取樣：一定數量高一學生，按智力水平、外語水平分成4個等組因變量測定：復習效果，統一測驗成績實驗設計類型：多重處理設計：Ｓ１（Ｏ－Ｘ１－Ｏ）Ｓ３（Ｏ－Ｘ３－Ｏ）Ｓ２（Ｏ－Ｘ２－Ｏ）Ｓ４（Ｏ－Ｘ４－Ｏ）

控制方法：智力水平、原有成績、復習時間總量、復習內容相同、后測相同

時間12345678處理1：20’20’20’20’20’20’-統處理2：30’30’30’30’-一處理3：40’40’40’-測處理4：120’-驗一、單組實驗概念：因素與水平（處理）1.單組后測設計2.單組前后測設計3.時間序列設計1.單組后測設計只有一個被試組且不是隨機選擇，對其先實施實驗處理，然后進行因變量的測量，用測量的成績來描述實驗的效果。設計方式是：Ｓ（Ｘ－Ｏ）這是比較粗糙的一種設計方法，有許多無關因素對實驗效果的影響可能無法排除，實驗內在效度低。在某些特定的情況下，可以采用這種設計方法，如在無法設定控制組的情況下，而對因變量的測量有常模參照時，就可以用這一設計模式。案例：情景作文一位語文教師深感小學生作文言之無物，于是設計了“情景作文”方法在班上試行，經一段時間后發現學生作文質量有較普遍的提高。假設：運用“情景作文”教學法可提高學生的作文質量處理：在作文課上，教師運用“情景作文”法進行教學因變量測定：作文測驗實驗設計：單組后測2.單組前后測驗設計對一組被試先進行前測驗；然后實施實驗處理；最后進行后測驗。比較前后測的成績來確定實驗的效果——后測對前測具有顯著性的增值作為實驗處理的效應。設計方式：Ｓ（O1－X－O2）情景作文一位語文教師深感小學生作文言之無物，于是設計了“情景作文”方法在班上試行，經一段時間后發現學生作文質量有較普遍的提高。假設：運用“情景作文”教學法可提高學生的作文質量處理：在作文課上，教師運用“情景作文”法進行教學因變量測定：作文測驗實驗設計：單組前后測前測：在原來作文教學方法下對學生的寫作能力進行測驗使用新方法一個月后進行寫作能力測試兩個實驗處理的單組前后測驗設計對一組被試先進行一種方法的前后測驗實驗。然后再對同一組被試進行另一種方法的前后測驗實驗。用兩次所得的結果比較兩種方法的優劣。設計的方式可以表示成：設計方式：Ｓ（O1－X1－O2）－（O3－X２－O4）或Ｓ（O1－X1－O2－X２－O3）比較：（O3-O2）-（O2-O1）單組前后測驗設計由于只有一組被試，在研究中一些無關因素也沒有得到很好的控制。案例：文章的生字密度對學生閱讀理解的影響假設：閱讀理解隨著文章中生字密度的增加而下降自變量：生字密度實驗處理：5：1；10：1因變量：閱讀理解測驗分數被試：二年級三班40名學生控制變量：文章的長度、文章主題的熟悉程度、文章類型、被試閱讀能力等。實驗設計：單組前后測設計例1．在學校C中，研究兩種閱讀方案（A和B）對3年級學生閱讀成績的影響。研究假設：（1）對不同閱讀成績的學生，用方案A教學閱讀成績的平均增加分數與用方案B教學的平均增加分數之間沒有差異。（2）按照原有的閱讀成績，對那些得分在后30%的學生用方案A來教，其平均增分大于用方案B來教的平均增分。（3）按照原有的閱讀成績，對那些得分在前30%的學生用方案B來教，其平均增分大于用方案A來教的平均增分。（4）按照原有的閱讀成績，對那些得分在中間40%的學生用方案A來教與用方案B來教其平均增分沒有差異。操作性定義：

1.研究中包括的個體：所有C學校3年級的學生

2.方案A：從Y出版社買來的材料以及活動建議

3.方案B：從X出版社買來的材料以及活動建議自變量：閱讀材料——A和B因變量：閱讀分數的增加3、時間序列設計是按一定時間間隔對一組被試進行一系列測驗，而把實驗處理安排在這一系列測驗的某兩個之間。實驗的效果是通過比較實驗處理前后各個測驗結果的差異得到的。設計方式是：Ｓ（Ｏ－Ｏ－Ｏ－Ｘ－Ｏ－Ｏ－Ｏ）特點：對一個非隨機取樣的被試組作周期性的一系列測量，觀察在施以實驗處理前后的一系列測量分數是否發生非連續性變化的現象，從而推斷實驗處理是否產生效果——時間系列設計包含有重復測量，并且在多次測量之間插入一次實驗處理榜樣和強化對道德判斷的影響某校一個班40人，在實驗前，老師連續4次（1周1次）測量學生的誠信觀念，然后施加實驗影響，即老師在1周內每天給學生介紹一個講誠信的故事，當學生作出正確道德判斷時，立即給予表揚（強化），1周過后連續4次（1周1次）復測學生的誠信觀念。統計分析：比較前4次和后4次測試的結果是否連續，如果有跳躍上升，則說明實驗處理有效。等組設計等組設計是對兩個自然組（實驗組與控制組）分別進行前后測驗，被試不是隨機分配，實驗處理隨機指派。設計方式：S1（O1－X－O2）S2（O3－－O4）比較方法：一是如果兩個組前測沒有差異，則通過比較后測成績來說明實驗處理的效果；二是如果前測不相等，則通過將兩組前后測成績的變化來進行比較，即O2—O1和O4－O3

比較，以此估計自變量的效果。這種設計方法在教育實驗研究中被普遍采用。這種實驗設計能夠控制一些無關變量的影響，但是，不能保證被試的代表性。等組設計舉例：記數教學樣本：某小學一年級兩個班各41人自變量：實驗班按照實驗教材和教學指導書進行萬以內計數教學，對比班按照全國統一的教材和教學指導書進行萬以內計數教學；因變量：分段數學成績；條件控制：同一教師教學，作業練習時間統一，統一測試入學前數學能力和智力情況。案例：文章的生字密度對學生閱讀理解的影響假設：閱讀理解隨著文章中生字密度的增加而下降自變量：生字密度實驗處理：5：1；10：1因變量：閱讀理解測驗分數被試：二年級三班40名學生控制變量：文章的長度、文章主題的熟悉程度、文章類型、被試閱讀能力等。實驗設計：等組設計真實驗設計真實實驗設計是被試為隨機抽樣和隨機分組，并且都有一個控制組的設計。這種設計不僅保證被試具有代表性，對無關變量也進行了有效的控制，因此，具有很好的內在效度和外在效度。真實驗設計的四種常見表現形式前后測驗等組設計只有后測驗的等組設計多重處理設計前后測驗等組設計最基本、最常用的一種設計方法。設計方法：隨機選取被試，并把被試隨機地分成兩個組，實驗組接受實驗因子處理，控制組不接受實驗因子處理；對兩個組都進行前、后測驗。設計的方式：RS1（O1－Ｘ－O2）RS2（O3－－O4）“R”代表隨機選擇樣本。使實驗組和控制組的條件盡可能地接近；對兩個組進行前后測驗的時間和內容都應該相同。這種設計與不等控制組設計有什么區別？等組前后測驗的設計可以擴展到兩個實驗因子的情況。即在一個組運用方法1－X１，在另一個組運用方法2－X２。可以表示為：設計方式：RＳ1（Ｏ1－Ｘ1－Ｏ2）

RＳ2（Ｏ3－Ｘ2－Ｏ4）這種方式的設計實際上是對兩種不同方法的對比研究。操作方式與一般等組設計基本相同。只不過不是