教育研究方法：第六章　教育實驗研究

1、教育研究方法：第六章教育實驗研究自然科學研究中所廣泛采用的實驗方法，在近幾個世紀內獲得了長足發(fā)展，并不斷向著社會科學領域滲透和遷移。實驗方法運用于教育研究中便產生了一種新的研究類型教育實驗研究。一、教育實驗研究概述（一）教育實驗研究的含義教育實驗研究方法是研究者按照研究目的，合理地控制或創(chuàng)設一定條件，人為地變革教育對象，從而驗證假設，探討教育現(xiàn)象因果關系的一種研究方法。教育實驗是教育科學研究的一種重要方法。無論是哪一種教育實驗，在以下幾個方面是共同的：一是教育實驗必須揭示變量間的因果關系。二是要主動變革研究對象，即讓研究對象接受不同的實驗處理，也就是對自變量進行操作。三是實驗研究必須控制條件。

2、通過采用某些實際操作手段和多種方法，人為地控制無關變量或創(chuàng)始某些條件，以證明實驗結果的有效性。（二）教育實驗研究的基本特點教育實驗是獲得知識、檢驗理論的一種特殊實踐活動。作為一種相對獨立的社會實踐活動，教育實驗區(qū)別于一般實驗，它具有實驗的根本特征，能夠自覺主動地去探索，變革和創(chuàng)新，主動采取某個變革措施，發(fā)揮實驗的“純化，重組，強化，模擬”作用，探索教育內外部規(guī)律性聯(lián)系，因果聯(lián)系，從而發(fā)展理論。同時，教育實驗又不同于一般的實驗活動，它是教育實踐。教育實驗具有以下幾個基本特征：1因果關系的探討區(qū)別于歷史研究、調查研究和相關研究，實驗研究可以系統(tǒng)地變化條件，以觀察因這些條件化所引起的事物相應變化，從

3、而揭示事物發(fā)展過程中各種變量間的因果關系。歷史研究是研究過去發(fā)生的事件。調查研究以搜集，分析存在的客觀事物或材料為直接認識任務，是對現(xiàn)狀的認識把握。相關研究尋求假說命題相關研究說明事物發(fā)生、發(fā)展過程諸要素的相互關系，“表明兩個事物之間有聯(lián)系”。只有實驗研究，才揭示變量間的因果關系，“若A則B”的正確性，說明“為什么”，推論因果關系的邏輯性。2自變量的操作教育實驗是為了變革現(xiàn)實，探索和創(chuàng)新，是要索取而不是消極等待研究現(xiàn)象的自然發(fā)生。因此，必須主動操縱自變量的變化。自變量，即變化的措施，條件。自變量的操作，是指研究者人為地去干預，控制現(xiàn)象發(fā)生的條件和進程，有意識地變革研究對象某一方面的條件，從而得

4、到自己所要的結果?？刂茻o關變量控制無關變量，也叫控制變量，指在實驗中應該保持恒定的變量。教育實驗中，為了探索因果關系，證實確實是自變量X導致因變量Y的變化，就必須排除其他無關因素的影響，使實驗的其他條件保持恒定。否則，就無法顯現(xiàn)假設中提出的因果關系，實驗也不可能有效度?！翱刂啤痹诮逃龑嶒炛兄饕腥龑雍x：（1）研究對于外部因素的和實驗情況的控制能力，包括各種無關因素的控制。（2）研究對于實驗所操縱的自變量的控制程度。（3）研究實驗設計過程中的控制成分，即研究如何通過實驗的設計控制無關變量。（三）教育實驗研究歷史發(fā)展的兩條基本線索科學實驗萌芽于人類早期的生產活動中，后來逐漸分化出來，從16世紀

5、開始成為獨立的社會實踐形式。伽利略首次將實驗作為研究自然科學的一種必要手段，弗蘭西斯培根制定了實驗方法論原則而被譽為“實驗科學始祖”。教育研究從一般教育實踐中的實驗到19世紀末20世紀初科學的教育實驗的形成和運用，前后大約二百多年。教育實驗的形成發(fā)展是與現(xiàn)代教育的產生發(fā)展密切聯(lián)系的。總體上分析，教育實驗是從以下兩條線索發(fā)展起來的。一條線索是受自然科學實驗方法的影響，另一條線索是從一般教育活動本身分化發(fā)展而來。1借鑒，模仿自然科學實驗科學實驗法最早用于物理學的研究，后引入動物學，生理學和醫(yī)學。實驗研究方法經(jīng)過實驗生理學和實驗心理學，以人作為研究對象并擴展到教育，在20世紀初形成對教育問題進行實驗

6、研究的一種潮流，從而產生實驗教育學派。其代表人物是德國的心理學家梅依曼和拉伊。1901年梅依曼首次提出了“實驗教育學”的名稱，并進行了關于感覺，語言發(fā)展，智慧與意志，記憶和藝術欣賞實驗。拉伊在他的主要著作實驗教育學育學才能成為一門科學。在此模式下形成的教育實驗以自然科學研究為典范，強調因果關系的解釋和研究的規(guī)范性，強調數(shù)學工具的運用和定量研究，強調分析的方法，強調嚴格控制實驗條件，將事實與價值分離以追求結論的客觀性。2從一般教育活動分化發(fā)展而形成文藝復興時期以后，受自然科學實驗思想的影響，在人文主義思想指導下，瑞士教育家裴斯泰洛齊兩次創(chuàng)辦幼稚園，還有羅素的皮肯希爾學校，蒙臺梭利的幼兒之家等。在

7、這種類型的教育實驗強調在現(xiàn)實教育情境下進行，關注價值、情感和個性，強調研究目的的應用性、對象的整體性及定性的綜合說明方法?；诮逃龑嶒灇v史發(fā)展過程的考察，可以進行了以下三點概括（1）正是通過兩條基本線索的歷史發(fā)展，形成了目前兩種各具特點的教育實驗的基本模式類型。一種是模仿自然科學，強調數(shù)學工具的運用的類型，一種是強調研究目的的應用性，關注價值、情感和個性，對象的整體性的類型。（2）兩種教育實驗的共同本質特征是變革、創(chuàng)新，都是為了探討教育現(xiàn)象，青少年發(fā)展的內在的因果關系。（3）教育實驗研究方法的發(fā)展經(jīng)歷了從模仿自然科學的實驗到尋求適合教育研究的實驗方法，從注重定性到關注定量，再到定性與定量分析相

8、結合，從以實驗為主到以教育教學實際場景為主。變革的中心是探索科學的教育實驗的具體表現(xiàn)形式，這一點正是現(xiàn)代教育發(fā)展的要求。（四）教育實驗研究的主要功能實驗研究是唯一能真正檢驗因果關系假設的研究。實驗作為一種相對獨立的社會實踐活動，是科學理論的源泉和檢驗科學理論真理性的重要標準。教育實驗作為教育研究中的一種基本形式，其功能由教育實驗的本質特征決定，它能超越感性直觀經(jīng)驗的局限，探索和發(fā)現(xiàn)客觀事物的內部聯(lián)系和規(guī)律性，并獲得利用這些規(guī)律來預測和駕馭事物發(fā)生和發(fā)展的能力。教育實驗研究的主要功能，具體分析有以下三點：1檢驗、修改和完善教育理論檢驗現(xiàn)有教育理論的科學性、先進性，并改進教育教學過程與方法。通過提

9、供有意義的可靠的信息，對現(xiàn)有教育教學理論進行篩選、改造、提煉和發(fā)展、完善。另外，為發(fā)現(xiàn)和揭示新的教育特點和規(guī)律提供必要的基礎。通過教育實驗，我們能發(fā)現(xiàn)未知，開拓新的研究領域，從而不斷加深對教育發(fā)展的規(guī)律性認識。2促進教育實踐的改革與發(fā)展通過教育實驗，人為地創(chuàng)設一定的系統(tǒng)和環(huán)境，在科學教育理論指導下改革教學內容或教學方法。3為新的科學理論假說應用于教育實踐尋求操作程序當研究者提出一套完善的教育教學理論后，必須通過教育實驗將理論轉化成可操作的實驗方案以付諸教育實踐，才能切實發(fā)揮科學理論的指導作用。通過實驗，一方面尋求將這些理論具體化并運用于教育教學實踐過程的操作程序；另一方面，實驗的結果又將進一步

10、檢驗、充實、完善這些理論的科學性、先進性和可行性。（五）教育實驗研究的基本程序總的分析，教育研究的全過程可分為“準備實施總結推廣”三個基本階段。這是一個相對穩(wěn)定的、有序的結構序列。1教育實驗的準備階段教育實驗成功與否，很大程度上取決于實驗前的準備工作。具體包括以下內容：（1）選定實驗研究的課題，形成研究假說。一般來說，一個實驗至少被一種假設指導，應陳述兩種變量間所希望的因果關系。（2）明確實驗目的。確定指導實驗的理論構架。為了使理論系統(tǒng)分析更接近客觀實際，需要進行先期的調查研究，查閱相關文獻資料并讓課題組全體成員進行充分討論。（3）確定實驗的自變量。選擇被試和形成被試組，決定每組進行什么樣的實

11、驗處理，并確定操作定義。（4）選擇適合的測量工具并確定采用什么樣的統(tǒng)計方法，從而明確評價因變量的指標。（5）選擇實驗設計類型，謀劃好控制無關因素的措施，以最大限度地提高實驗的內部效度和外部效度。2教育實驗的實施階段按照實驗設計進行教育實驗，采取一定的變革措施（實驗處理），觀測由此產生的效應，并記錄實驗所獲得的資料、數(shù)據(jù)等。3教育實驗的總結推廣階段在實驗的總結和評價階段，研究者的主要任務是對實驗中獲得的資料、數(shù)據(jù)進行分析處理，確定誤差的范圍，從而對研究假設進行檢驗，最后得出科學結論。在對實驗結果進行分析的基礎上撰寫實驗報告，對實驗的過程和結論進行全面的表述。二、教育實驗的基本類型為了在教育研究中

12、正確運用實驗研究法并促進實驗法的發(fā)展，必須對教育實驗作出科學合理的分類。掌握不同的分類標準，確定教育實驗類型、特點、操作程序、適用范圍和條件是搞好教育實驗的一個重要前提。（一）實驗室實驗與自然實驗根據(jù)實驗進行的場所，可分為實驗室實驗和自然實驗。1實驗室研究實驗室實驗指研究者根據(jù)研究的需要于經(jīng)過專門設計的、人工高度控制的環(huán)境中進行的實驗。這類實驗的優(yōu)點是能把實驗中的各種變量嚴格分離出來，并給予確切的操作與控制，提高研究結論的準確性和可靠性。2自然實驗自然實驗也叫現(xiàn)場實驗，是在實際的教育情境中進行的實驗。（二）確認性實驗、探索性實驗與驗證性實驗1確認性實驗這類實驗的目標主要在于借助實驗搜集事實材料

13、，確認所研究的對象是否具有研究假說內容的基本特征，并推動教育實踐的發(fā)展，也叫試探性實驗。研究問題來自實際，所以具有直接的實踐意義。實驗強調的是研究的應用價值，在事實基礎上概況經(jīng)驗性規(guī)律，追求最大限度的有效性。這類實驗在現(xiàn)場情境下進行，在研究方法上帶有很大的試探性，操作程序不太規(guī)范。因此，內在、外在效度均不高。2探索性實驗這類實驗包括有預測作用的超前實驗。它是以認識某種教育現(xiàn)象或受教育者個性發(fā)展規(guī)律為目標，通過揭示與研究對象有關的因果關系及問題的解決，來嘗試創(chuàng)建某種理論體系，所以具有較強的創(chuàng)新性。探索性實驗主要研究教育理論體系中的根本性問題，有重要的理論意義和實踐指導意義。此類實驗以專門研究人員

14、為主進行。3驗證性實驗它是以驗證已取得的實驗成果為目標，對已經(jīng)取得的認識成果用再實踐的經(jīng)驗來檢驗、修正和完善。這類實驗具有明顯的重復性，是在不同環(huán)境條件下反復進行的，不僅對實驗條件有明確分析，而且實驗方案具有可操作性，關注實驗結果應用的普遍性，追求實驗較高的外在效度。（三）單因素實驗與多因素實驗根據(jù)同一實驗中自變量因素的多少，可分為單因素實驗和多因素實驗。1單因素實驗它是指同一實驗中研究者只操縱一個自變量的實驗，也叫單一變量實驗。由于單因素實驗的自變量單一、明確，操縱相對比較容易，實驗難度相對較小。2多因素實驗它是指在同一實驗中需要操縱兩個或兩個以上的自變量的實驗，也叫組合變量實驗。這類實驗要

15、操縱的實驗因素較多，實驗的過程比較復雜，因變量的觀測內容也隨之增多，因而在研究整體上難度較大。（四）前實驗、準實驗與真實驗1前實驗指最原始的一種實驗類型，它是對任何無關變量都不進行控制的實驗。2準實驗指在實驗中未按隨機原則來選擇和分配被試，只把已有的研究對象作為被試，且只對無關變量作盡可能控制的實驗。3真實驗指嚴格按照實驗法的科學性要求，隨機地選擇和分配被試，系統(tǒng)地操縱自變量，全面地控制無關變量的實驗。三、教育實驗研究設計的效度與變量控制（一）教育實驗研究效度1教育實驗研究效度的含義所謂效度，就是指實驗設計能夠回答要研究的問題的程度。教育實驗研究效度標示著教育實驗研究結論的準確性和普遍性程度。

16、自從坎貝爾和斯坦利1966年起用內在效度和外在效度概念以來，各國學者皆沿用此兩種效度來討論實驗研究結果的正確性。2教育實驗研究的內在效度內在效度是指自變量與因變量的因果聯(lián)系的真實程度，即因變量的變化，確實由自變量引起，是操作自變量的直接成果，而非其他未加控制的因素所致。內在效度表明的是因變量Y的變化在多大程度上取決于自變量X有效性。沒有內在效度的實驗研究是沒有價值的，因為內在效度決定了實驗結果的解釋。坎貝爾和斯坦利認為，有八類新異變量與教育實驗內在效度有關或成為內在效度的威脅因素。分別是：（1）偶然事件：在實驗進展過程中沒有預料到的影響因變量的事件的發(fā)生。（2）成熟程度：時間在被試身上起的作用

17、。（3）測驗：注意一次測驗對隨后另一次測驗的影響（4）測量手段：測量手段不統(tǒng)一會產生錯誤的結果（5）統(tǒng)計回歸：挑選被試的誤差，比如用極端分數(shù)進行回歸，將對今后的測驗產生不利影響（6）在實驗進展過程中被試的選擇差異：被試未能隨機分配或挑選，而其中一個因素起了作用，從而產生了組的不對等性。（7）實驗的偶然減員：非隨機挑選的被試脫離實驗，會產生不良影響。（8）取樣：成熟程度交互作用，由于取樣不一帶來的成熟程度的不一致。3教育實驗研究的外在效度外在效度涉及教育實驗研究結果的概括化、一般化和應用范圍問題，表明實驗結果的可推廣程度，研究結果是否能被正確地應用到其他非實驗情境、其他變量條件及其他時間、地點、

18、總體中的程度。外在效度分總體效度和生態(tài)效度兩類?？傮w效度，指實驗結果從特定的研究樣本推廣到更大的被試群體中去的適用范圍，從嚴格意義上講，研究結果只能推廣到抽樣樣本的那部分總體，即實驗可接受的總體中去。生態(tài)效度，指實驗結果從研究者創(chuàng)設的實驗情境推廣到其他教育情境中去的范圍?？藏悹柡退固估J為，對外在效度的威脅主要有以下四個主要因素：測驗的交互作用、抽樣偏差和實驗處理的交互作用、實驗安排的副效應、多重處理干擾。內在效度是外在效度的必要條件，但內在效度的研究結果不一定具有很高的外在效度，而且內、外在效度有時會互相影響。（二）教育實驗的變量控制1教育實驗變量控制的內涵教育實驗變量控制即無關變量的控制，

19、是指控制那些在教育實驗中應保持恒定的變量。教育實驗中，為了探索因果關系，證實確實是自變量導致了因變量的變化，就必須排除外來的無關變量的干擾，保證各方面變量平等，才能保證實驗結果是可靠的。2教育實驗變量控制的主要方法教育實驗中無關變量很多，要對其進行有效的控制，實驗者必須有針對性地選擇合理的方法。教育實驗中控制無關變量的主要方法有：（1）隨機選擇和分配被試。消除被試個體之間的差異，因而采用隨機方法來選擇和分配被試能有效地控制被試間的各種差異。（2）設置控制組。在實驗中設置一個或多個控制組，對兩個組同時進行因變量的觀測（包括前側和后側），能較好地排除或恒定成熟對實驗中因變量的作用。（3）采用“雙盲

20、法”。所謂雙盲法，即研究者在實驗中既不讓實驗的主試也不讓被試了解實驗的真實目的和意圖，這可在一定程度上控制主試的態(tài)度、被試間自變量的擴散等方面的無關變量（4）使無關變量保持恒定。對這些難以完全消除的無關變量，研究者可以設法將其恒定，即在實驗的各個組別、各個階段使其保持不變。（5）提高實驗設計的科學性。在設計中根據(jù)對無關變量控制的需要來設計操作自變量的具體方法、設計實驗程序、進行時間分配，這能較好地進行無關變量的控制。（6）控制資料統(tǒng)計過程。研究者按照實驗目的選擇合適的統(tǒng)計方法，并規(guī)范程序統(tǒng)計和結果處理，能減少統(tǒng)計誤差，提高研究結論的準確性。（三）提高教育實驗效度的主要措施1使用設計組加以平衡一

21、個實驗涉及兩個組（實驗組與控制組）或幾個組，使得各個組的平均數(shù)及變異量盡可能接近相等。2隨機、匹配或實驗組兼作控制組隨機指被試的純粹的機遇選擇，隨機取樣，隨機分組，隨機指派實驗處理。隨機形成小組的教育實驗研究的一個重要特點是，可以提高實驗研究結果的外在效度。匹配也叫配對法，在比較兩種處理效應時，為了嚴格控制兩組被試間的個別差異對實驗變量的影響，使被試在研究的重要變量上相互對應，保持基本相同，從而使每對被試間的差異保持平衡，然后隨機地接受不同處理。實驗組兼作控制組指被試作為同一組去接受不同的實驗處理，一次一個處理。（三）設計控制和統(tǒng)計控制設計控制是通過組內設計分配（自變量的順序）、效果平衡（采用

22、實驗組與控制組隨機取樣、隨機分組，使無關變量平衡）以及拉丁方法，使被試變量在實驗中產生的影響通過設計抵消。統(tǒng)計處理控制是用協(xié)方差分析，將實驗組與控制組的數(shù)個變量測量出來，使用統(tǒng)計的方法，把它們的最初差異予以排除。教育實驗的效度具有不同等級，不同層次，是一個由低到高的取值范圍。不可能人為地確定一個合適任何目的的條件、類型的效度指標。應采取動態(tài)平衡而非靜態(tài)選擇的策略，根據(jù)教育實驗的目的，綜合考慮內外效度的平衡，以取得比較滿意的解釋力和推廣力。四、教育實驗設計與實施（一）教育實驗設計的主要內容1教育實驗設計的含義在確定實驗課題的基礎上，研究者必須科學地確定和描述教育實驗進行過程中一系列活動，論述它的

23、內容和方法，這就是教育實驗的設計。實驗設計是進行教育實驗的計劃、構架和策略。進行教育實驗設計的研究，主要目的在于用最小的人力、物力消耗獲得更大的和最有效的信息資料，并對它進行比較科學合理的統(tǒng)計分析。2教育實驗設計的主要內容（1）研究假設教育實驗的假設是根據(jù)已有的事實材料和科學原理對所要研究的問題作出的一種假定性解釋，是教育實驗的理論構想，為實驗研究目標和方法提供方向，是教育實驗進行科學探索的關鍵和基礎。（2）自變量、因變量和控制變量。假設形成后，研究者就應著手分析和確定各種實驗變量，包括自變量、因變量和無關變量。變量的分析就是對研究的內容的分析，它是為下一步?jīng)Q定如何處理變量并搜集可以驗證研究假

24、設的實驗資料做準備的。因而，各種變量不僅要具體和相對獨立，而且變量之間應能形成實驗所要求的邏輯關系，即自變量、無關變量和因變量之間應有理論上的因果關系，且自變量和因變量之間的因果關系能說明研究假設。（3）實驗處理實驗處理是教育實驗中所要操縱的自變量的變化，即如何來操縱變量，使其更有效地對因變量構成影響；如何控制無關變量，使其對因變量的影響降至最低程度（或對不同被試組的影響保持不變）；如何觀測因變量，使之能準確無誤地說明被試的身心品質在自變量操縱前后發(fā)生的變化及變化的程度。（4）實驗設計的方案實驗設計的方案，即安排實驗的具體步驟，并制定實驗活動的保障措施和管理方案。是一個從明確研究目的，形成研究假設，確定變量，到?jīng)Q定取樣方法，選擇實驗設計的一系列活動過程。教育實驗設計是連接理論假設和實驗活動的橋梁，只有