教育科學定量研究的幾個問題

1、教育科學定量研究的幾個問題辛辛 濤濤教育部基礎教育質(zhì)量監(jiān)測中心教育部基礎教育質(zhì)量監(jiān)測中心提綱一：我國教育科學研究要強調(diào)定量研究一：我國教育科學研究要強調(diào)定量研究二：可操作、可重復是其基本特征二：可操作、可重復是其基本特征三：程序性是定量研究的一般要求三：程序性是定量研究的一般要求四：探尋因果關系是定量研究的核心追求四：探尋因果關系是定量研究的核心追求五：教育科學研究可以獲得變量間的因果關系嗎五：教育科學研究可以獲得變量間的因果關系嗎23一、我國教育科學研究要強調(diào)定量研究一、我國教育科學研究要強調(diào)定量研究教育科學的兩大研究范式教育科學的兩大研究范式 “自然主義范式自然主義范式”（定性研究）（定性

2、研究）從人文學科推衍出來，關注整體和定性的從人文學科推衍出來，關注整體和定性的信息以及理解的方法信息以及理解的方法 “實證主義范式實證主義范式”（定量研究）（定量研究）模仿自然科學，強調(diào)適合用數(shù)學工具來分模仿自然科學，強調(diào)適合用數(shù)學工具來分析的、經(jīng)驗的、量化的觀察；研究的任務在析的、經(jīng)驗的、量化的觀察；研究的任務在于確立因果關系，作出解釋于確立因果關系，作出解釋量化研究與質(zhì)性研究量化研究與質(zhì)性研究比較比較量化研究量化研究質(zhì)性研究質(zhì)性研究哲學基礎研究范式邏輯過程理論模式主要目標分析方法主要方式資料收集技術研究特征研究對象研究報告 實證主義科學范式演繹推理理論檢驗相關關系因果聯(lián)系統(tǒng)計分析實驗、調(diào)查

3、量表問卷結構觀察客觀個人或代表人群樣本客觀公正 人文主義自然范式歸納推理理論建構深入理解社會現(xiàn)象文字描述實地研究參與觀察、深度訪談主觀個案詮釋性報告反映建構 我國教育科學研究的傳統(tǒng)我國教育科學研究的傳統(tǒng) 我國教育研究有很長的質(zhì)性研究的歷史我國教育研究有很長的質(zhì)性研究的歷史 量化研究一直沒有成為研究的主流量化研究一直沒有成為研究的主流 請牢記請牢記: :沒有數(shù)據(jù)的支撐，你只是一個持有觀點的普通人沒有數(shù)據(jù)的支撐，你只是一個持有觀點的普通人7二、可操作、可重復是定量研究基本特征二、可操作、可重復是定量研究基本特征 客觀的實證性的證據(jù)客觀的實證性的證據(jù): Show me: Show me 可重復性可重

4、復性: Let me see for myself“: Let me see for myself“ 容許質(zhì)疑：很多觀念會被拒絕容許質(zhì)疑：很多觀念會被拒絕 科學的假設科學的假設 操作性原則操作性原則 決定性原則決定性原則 不變性原則不變性原則目前教育科學研究的一些問題目前教育科學研究的一些問題 需要解決的問題不明確。如：需要解決的問題不明確。如： 實施開放式教學，培養(yǎng)創(chuàng)新精神的研究實施開放式教學，培養(yǎng)創(chuàng)新精神的研究 高中物理教學中增加實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力高中物理教學中增加實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的研究的研究 指導學生學習方略，優(yōu)化學生學習行為的研究指導學生學習方略，優(yōu)化學生學習行為的研究和實驗

5、和實驗目前教育科學研究的一些問題目前教育科學研究的一些問題 課題名稱外延太大，研究對象不清楚。如：課題名稱外延太大，研究對象不清楚。如： 幼兒創(chuàng)新教育研究幼兒創(chuàng)新教育研究 關于素質(zhì)教育的評價體系的研究關于素質(zhì)教育的評價體系的研究 教學心理學應用研究教學心理學應用研究 教學方法的研究教學方法的研究 研究范圍不清。如：研究范圍不清。如： 校本課程建設研究校本課程建設研究 學科教學中滲透環(huán)境教育的研究學科教學中滲透環(huán)境教育的研究操作化是定量研究的前提操作化是定量研究的前提 操作化是量化研究的基本要求，體現(xiàn)在眾多方面：操作化是量化研究的基本要求，體現(xiàn)在眾多方面： 課題的選擇與命名課題的選擇與命名 研究

6、假設的提出研究假設的提出 變量的操作化定義等變量的操作化定義等 布里奇曼指出：一個概念或變量不應以屬性來定義布里奇曼指出：一個概念或變量不應以屬性來定義，而應以實際的操作來確定，采用測量它的操作方，而應以實際的操作來確定，采用測量它的操作方法來界定。法來界定。觀察、概念、構念、定義觀察、概念、構念、定義圖 購買和蒐集資料的關係研究概念圖觀察概念構念真實(reality)和事實(facts) 購 買 蒐集情報 滿 意 度 品牌認知(comprehension) 態(tài) 度 (attitude) 假定的關係操作性定義 操作性定義抽象化抽象化低低高高資料來源：Davis & Cosenza (1

7、993), “ Business Research for Decision Making”, 3rd edition, p.26觀察、概念、構念、定義觀察、概念、構念、定義表 2-1 概念及構念的組成定義及操作性定義說明定義組成定義操作性定義概念購 買藉由付錢或付出其他等值物品去取得物品或服務的一種行動名冊上在過去一年中有購買FORD汽車且已付款者搜尋情報為了決策目的而蓄意的搜尋資訊藉由五個項目，以李克特五點量表來評分構念滿 意 度產(chǎn)品效益能滿足預期效益的程度事前預期效益和試後效益評價的差異品牌認知一個特定產(chǎn)品的特質(zhì)能被了解的程度對特定產(chǎn)品的屬性記得起來的比率態(tài)度一種後天學習的偏好 (Iea

8、rned predisposition)，並持久性維持此種偏好 就由八個項目，以七點的必伯拉 (Bipolar) 量表來評分資料來源：Davis & Cosenza (1993), “ Business Research for Decision Making”, 3rd edition, p.2714三、程序性是定量研究基本要求三、程序性是定量研究基本要求教育與心理學定量研究流程圖撰寫研究成果理論基礎或研究目的量表研究實驗研究選用通用量表發(fā)展或修訂新量表預測項目分析效度分析信度分析正式量表正式測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析量表的質(zhì)量分析量表編制技術實驗設計技術推斷統(tǒng)計分析多元統(tǒng)計分析描述統(tǒng)計分析非

9、參數(shù)檢驗(可驗證的假設)16四、因果規(guī)律是定量研究核心目標四、因果規(guī)律是定量研究核心目標科學科學研究研究的目的的目的控制(control)報導 (reporting)敘述 (description)預測 (prediction)解釋 (explanation)圖 科學的努力程度最高最高 (highest)理解的程度理解的程度(degree of understanding)最低最低 (lowest)對因果關系的理解對因果關系的理解 什么是因果關系。什么是因果關系。 LockeLocke（16901690）指出）指出“A cause is that which makes A cause is

10、that which makes any other thing, either simple idea, substance, any other thing, either simple idea, substance, or mode, begin to be; and the effect is that or mode, begin to be; and the effect is that which had its beginning from other thingwhich had its beginning from other thing”（原（原因就是可以使一些其他的事

11、情、想法、物質(zhì)、或樣式因就是可以使一些其他的事情、想法、物質(zhì)、或樣式開始出現(xiàn)，而結果就是它從其他事情中獲得一個開始）開始出現(xiàn)，而結果就是它從其他事情中獲得一個開始） 對因果關系的理解對因果關系的理解 對因果關系的認識是反復和無限發(fā)展的對因果關系的認識是反復和無限發(fā)展的過程。過程。 人類對對因果關系的認識也是人類對對因果關系的認識也是 “ “實踐、認實踐、認識、再實踐、再認識，循環(huán)往復以至無窮識、再實踐、再認識，循環(huán)往復以至無窮”的過程。的過程。 因果關系中的識別問題：我們只能研究原因因果關系中的識別問題：我們只能研究原因的結果，而不是結果的原因。的結果，而不是結果的原因。對因果關系的理解對因果

12、關系的理解 自然科學中的因果關系通常是決定性的；自然科學中的因果關系通常是決定性的； 社會科學中因果關系是概率的。社會科學中因果關系是概率的。 一個原因不可能完全的被決定，研究者只是尋一個原因不可能完全的被決定，研究者只是尋求結果出現(xiàn)的概率，所做分析并不是測量因果求結果出現(xiàn)的概率，所做分析并不是測量因果關系，而是原因導致結果出現(xiàn)的概率。關系，而是原因導致結果出現(xiàn)的概率。對因果關系的理解對因果關系的理解 進行因果推論的標準。進行因果推論的標準。因果的相對性因果的相對性因果的操縱性因果的操縱性因果的時間性因果的時間性消除潛在的影響消除潛在的影響因果關系的本質(zhì)因果關系的本質(zhì) 例子：例子： 我國現(xiàn)在有

13、不少私立學校，這些學校一般都有一流我國現(xiàn)在有不少私立學校，這些學校一般都有一流的硬件設施和相對較好的師資，那么是否私立學校的硬件設施和相對較好的師資，那么是否私立學校學生成績比公立學校好？學生成績比公立學校好？ 有人提出，教育是最好的投資，因為上大學的人的有人提出，教育是最好的投資，因為上大學的人的收入顯著高于沒上大學的人的收入。這個命題是不收入顯著高于沒上大學的人的收入。這個命題是不是有問題？是有問題？因果關系的本質(zhì) 因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。 總的期望規(guī)則（總的期望規(guī)則（total expectation rule）：）： E ( Yt - Yc

14、) = E ( Y1t - Y1c ) ( 1 q ) + E ( Y0t - Y0c ) q 分解為兩個部分：分解為兩個部分： 上了大學的人和他們?nèi)绻簧洗髮W比：上了大學的人和他們?nèi)绻簧洗髮W比： E ( Y1t - Y1c ) ( 1 q ) 沒上大學的人和他們?nèi)绻狭舜髮W比：沒上大學的人和他們?nèi)绻狭舜髮W比： E ( Y0t - Y0c ) q 因果關系的本質(zhì)因果關系的本質(zhì) 因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。 如果要知道上大學的人和不上大學的收入的平均差如果要知道上大學的人和不上大學的收入的平均差異是多少，至少需要四個部分的數(shù)據(jù)：異是多少，至少需要四個部

15、分的數(shù)據(jù)： ：確實上大學確實沒上大學可能上大學不大可能上大學因果關系的本質(zhì)因果關系的本質(zhì) 因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。 但只能觀察到兩個部分的數(shù)據(jù)：但只能觀察到兩個部分的數(shù)據(jù)：確實上大學確實沒上大學可能上大學不大可能上大學因果關系的本質(zhì)因果關系的本質(zhì) 因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。 要完成分析，就必須引進假設：要完成分析，就必須引進假設： “可能上大學的人如果確實沒上大學可能上大學的人如果確實沒上大學”的收入水平和的收入水平和“不不大可能上大學也確實沒上大學的人大可能上大學也確實沒上大學的人”的收入水平是相當?shù)模旱氖?/p>

16、入水平是相當?shù)模?E (Y1c ) = E (Y0c ) “不大可能上大學的人如果上大學不大可能上大學的人如果上大學”的收入水平和的收入水平和“可能可能上大學也確實上了大學的人上大學也確實上了大學的人”的收入水平是相當?shù)模旱氖杖胨绞窍喈數(shù)模?E (Y1t ) = E (Y0t ) 因果關系的本質(zhì)因果關系的本質(zhì) 因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。因果關系本質(zhì)上是一個反事實的問題。 總期望規(guī)則就變成：總期望規(guī)則就變成： E ( Yt - Yc ) = E ( Y1t - Y1c ) ( 1 q ) + E ( Y0t - Y0c ) q = E ( Y1t Y0c ) ( 1 q ) + E (

17、 Y1t - Y0c ) q = E ( Y1t Y0c ) 如果忽略了個人素質(zhì)這個變量，只是進行簡單比較，如果忽略了個人素質(zhì)這個變量，只是進行簡單比較，就會高估大學教育的回報率，犯干擾變量偏誤。就會高估大學教育的回報率，犯干擾變量偏誤。 干擾變量偏誤出現(xiàn)的條件。干擾變量偏誤出現(xiàn)的條件。28五、教育科學研究能否獲得因果關系五、教育科學研究能否獲得因果關系因果關系的具體化因果關系的具體化 教育科學不可能通過實證的方法解決反事教育科學不可能通過實證的方法解決反事實的問題。實的問題。 教育科學的研究對象是人或與人有關的社會現(xiàn)象、事教育科學的研究對象是人或與人有關的社會現(xiàn)象、事實，而人的生存具有時空唯

18、一性，我們不可能讓一個實，而人的生存具有時空唯一性，我們不可能讓一個人既上過大學又沒上過大學，不可能讓一個學生既是人既上過大學又沒上過大學，不可能讓一個學生既是獨生子女，又有兄弟姐妹。獨生子女，又有兄弟姐妹。 Holland(1986)提出兩種解決的方案，自然科學的解提出兩種解決的方案，自然科學的解決方案和統(tǒng)計的解決方案。決方案和統(tǒng)計的解決方案。因果關系的具體化因果關系的具體化 科學的解決方案?？茖W的解決方案。 重復實驗。重復實驗。 隨機分組。隨機分組。 科學方案的缺陷科學方案的缺陷 很難滿足反應恒定、效應短暫和單元同質(zhì)的假設；很難滿足反應恒定、效應短暫和單元同質(zhì)的假設； 外部效度的問題。外部

19、效度的問題。因果關系的具體化因果關系的具體化 統(tǒng)計的解決方案。統(tǒng)計的解決方案。 盡量使被試的前測特征和分組安排獨立，兩者之間盡量使被試的前測特征和分組安排獨立，兩者之間沒有關系。沒有關系。 盡可能包含影響結果的變量盡可能包含影響結果的變量 常見的統(tǒng)計方法常見的統(tǒng)計方法: 固定效應模型固定效應模型 ( fixed effects model ) 工具變量工具變量 ( instrumental variable ) 傾向分數(shù)傾向分數(shù) (propensity score ) 回歸間斷點回歸間斷點 ( regression discontinuity ) 結構方程模型結構方程模型(structural

20、 equation model)如何運用傾向分析：一個實例 一個分析實例：獨生子女和非獨生子女的成績是否有顯著差異？ 學生成績在城鄉(xiāng)、性別、東中西部上有顯著差異，家庭社會經(jīng)濟地位的高低、家庭學習資源的多少以及學生本人的學習態(tài)度也都會影響學習成績。 在分析獨生子女和非獨生子女成績差異的時候，需要保持兩組被試在上述特征變量上的均衡。如何運用傾向分析：一個實例 將各特征變量對分組變量做logistic回歸特征變量特征變量BS.E.WaldSig.Exp(B)城鄉(xiāng)城鄉(xiāng)128.957.000城市城市-.815.075117.117.000.443城鄉(xiāng)接合部城鄉(xiāng)接合部-.619.08750.808.000

21、.539性別性別-.929.063220.135.000.395省份省份577.253.000西部某省西部某省1.914.085512.015.0006.777中部某省中部某省.130.0713.370.0661.139家庭社會經(jīng)濟地位家庭社會經(jīng)濟地位.411.033157.447.0001.509家庭學習資源家庭學習資源-.019.00268.787.000.981學習態(tài)度學習態(tài)度.004.0031.060.3031.004截距截距-.585.3183.386.066.557如何運用傾向分析：一個實例 分層后獨生子女組和非獨生子女組的均衡性比較傾向評分（傾向評分（MSD）按按PSPS分層分層

22、獨生子女獨生子女非獨生子女非獨生子女10.10960.02910.11630.032120.21980.03370.22770.033630.33810.03350.34470.032440.46290.03380.46640.033750.58010.03500.58390.034260.69460.03580.70260.032970.80480.03230.81260.032680.92180.02520.93310.0279分層以前分層以前0.46410.22830.73020.2060如何運用傾向分析：一個實例 分層后獨生子女組和非獨生子女組的均衡性比較如何運用傾向分析：一個實例 分層前，獨生子女成績顯著好于非獨生子女， F=166.048，P=0.000 分層后獨生子女組和非獨生子女組成績的比較按按PSPS分層分層獨生子女獨生子女非獨生子女非獨生子女F FSig.Sig.188.4188.4181.