第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)研究法

第三節(jié)實(shí)驗(yàn)研究法是教育研究中最重要的實(shí)證性方法，能確定事物之間的因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究的概念實(shí)驗(yàn)的基本含義是嘗試——操縱一個(gè)或多個(gè)自變量，以觀察，測(cè)量，確定這個(gè)自變量的效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)研究是指研究者在控制可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的無(wú)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(shí)驗(yàn)研究是在教育情景中，用實(shí)驗(yàn)研究的方法來(lái)探討教育現(xiàn)象的因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究的特點(diǎn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）3.無(wú)關(guān)變量的排除4.精確的數(shù)據(jù)記錄（實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以提供測(cè)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(yàn)證，有高的外在效度6.使用隨機(jī)化方法以排除偏見，“時(shí)序效應(yīng)”，“工具效應(yīng)”，“學(xué)習(xí)效應(yīng)”和“測(cè)驗(yàn)效應(yīng)”。與自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)比較：

實(shí)驗(yàn)條件復(fù)雜，不易簡(jiǎn)化；實(shí)驗(yàn)樣品易變，不易控制；實(shí)驗(yàn)條件與結(jié)果具有相似性；自變量交織，因變量多義。實(shí)驗(yàn)法的類型對(duì)照實(shí)驗(yàn)（通過比較找出兩種事物或現(xiàn)象的異同）析因?qū)嶒?yàn)（探索產(chǎn)生某種現(xiàn)象或結(jié)果的原因）定量實(shí)驗(yàn)定性實(shí)驗(yàn)試探性實(shí)驗(yàn)（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(shí)驗(yàn)（少數(shù)被試，預(yù)備的，以了解實(shí)驗(yàn)步驟的可行性）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本環(huán)節(jié)確定研究問題提出假設(shè)確定實(shí)驗(yàn)的各種變量選擇被試制定實(shí)施程序和方法選擇或研制實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的技術(shù)和方法設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)充分的實(shí)驗(yàn)控制（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的高度結(jié)構(gòu)化。對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)，可推廣）有比較的基礎(chǔ)。（設(shè)置對(duì)照，實(shí)驗(yàn)前測(cè)等）通過數(shù)據(jù)獲得充足的信息（測(cè)量，提高對(duì)假設(shè)作出判斷的精確度）

(美國(guó))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(cè)驗(yàn)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(shí)施的對(duì)因變量有影響的變量，應(yīng)從實(shí)驗(yàn)效應(yīng)中剔除）具代表性，可推廣。省力原則（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可選性，復(fù)雜并不值得提倡）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)概念常量：實(shí)驗(yàn)個(gè)體都具有的相同特征或條件。變量：實(shí)驗(yàn)個(gè)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(shí)驗(yàn)變量：研究者所操縱的自變量，實(shí)驗(yàn)處理：同一實(shí)驗(yàn)變量被設(shè)置成不同的水平。被試有機(jī)變量是指研究中個(gè)體的先天特征，它不是可以隨機(jī)分派到個(gè)體中的變量。如性別，性格，智力等。當(dāng)它成為研究對(duì)象時(shí)也可以是自變量。中間變量又叫無(wú)關(guān)變量。是可以被推斷但又不能被控制和測(cè)量的變量。如“不同材料對(duì)概念形成的影響研究”中，中學(xué)生對(duì)不同材料的敏感程度。對(duì)其他變量的效果的解釋會(huì)帶來(lái)不利影響?？刂谱兞浚嚎赏ㄟ^有意識(shí)的安排和處理控制和減少對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。如選擇被試，隨機(jī)化處理等。隨機(jī)化（rendomization）是利用隨機(jī)的步驟把被試隨機(jī)分派到不同組別去接受不同的處理，使每一個(gè)人有相同的概率被分派到任何一組；教師、實(shí)驗(yàn)條件等都可以通過隨機(jī)化以消除傳統(tǒng)偏見及減弱無(wú)關(guān)變量的影響力，提高實(shí)驗(yàn)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(duì)7年級(jí)學(xué)生生物學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的影響”常量：7年級(jí)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(jī)實(shí)驗(yàn)變量：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境“不同教學(xué)方式對(duì)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(shí)驗(yàn)變量：不同教學(xué)方式實(shí)驗(yàn)處理：講座式，閱讀式，探究式，野外考察內(nèi)在效度是指一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)在效度的因素主要有：

成熟；同時(shí)事件；測(cè)量工具的變化；統(tǒng)計(jì)回歸現(xiàn)象（極端選樣，如高分和低分組進(jìn)步程度）；選樣誤差；被試流失；強(qiáng)亨利效應(yīng)（JohnHenryeffect）（控制組的異常表現(xiàn)）；實(shí)驗(yàn)處理的擴(kuò)散（同學(xué)交流，信息流動(dòng)）；實(shí)驗(yàn)者偏見；統(tǒng)計(jì)方法選擇錯(cuò)誤（特別是誤用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)）。影響教育實(shí)驗(yàn)外在效度的因素主要有：測(cè)驗(yàn)的反作用效果（前測(cè)對(duì)后測(cè)的影響使其無(wú)法推廣到?jīng)]有前測(cè)的情景）；實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)處理的交互作用（取樣偏差）；重復(fù)實(shí)驗(yàn)處理的干擾（練習(xí)效應(yīng)和疲勞效應(yīng)）；R:隨機(jī)分派E：實(shí)驗(yàn)組C：對(duì)照X：自變量T（O）：因變量（測(cè)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本類型類型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)組別前測(cè)自變量后測(cè)單組單項(xiàng)自比實(shí)驗(yàn)（R）ET1XT2單組多項(xiàng)自比實(shí)驗(yàn)（R）ETX1X2C1C2單項(xiàng)等組對(duì)比實(shí)驗(yàn)（R）E(R)C(T1)(T1)XT2T2多項(xiàng)等組互比實(shí)驗(yàn)（R）E1（R）E2(R)CX1

X2TTT例子“使用新的輔助教材對(duì)學(xué)生概念掌握的影響”七年級(jí)教師對(duì)一個(gè)班45名同學(xué)采用隨機(jī)選擇的方法分成三個(gè)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(cè)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)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(dú)立樣本t檢驗(yàn)?！笆褂眯碌妮o助教材對(duì)學(xué)生概念掌握的影響”組別自變量后測(cè)1班（實(shí)驗(yàn)組1）新的輔助教材1T2班（實(shí)驗(yàn)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(jì)

組別前測(cè)自變量后測(cè)（R）ET1XT2（R）CT1T2（R）EXT2（R）CT2所羅門四組設(shè)計(jì)要求更多的實(shí)驗(yàn)樣本量，將被試分成四組可以檢查前測(cè)是否與實(shí)驗(yàn)處理交互作用。時(shí)間系列設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)或多個(gè)被試組或被試個(gè)體進(jìn)行周期性的測(cè)量，建立基線模型，同時(shí)引進(jìn)