實驗法教學(xué)講解課件

實驗法第一節(jié)、實驗法的特點、作用與局限性第二節(jié)、常見實驗法的種類第三節(jié)、實驗法的四大要素第五節(jié)、實驗法實施的步驟第四節(jié)、實驗法的設(shè)計方案思考題實驗法第一節(jié)、實驗法的特點、作用與局限性第二節(jié)、常見實驗法的11.主動干預(yù)，控制研究對象

實驗法是對于研究對象根據(jù)研究目的，利用科學(xué)儀器和實驗設(shè)備、工具等有意識地控制或變革條件或環(huán)境進行研究的方法。

一、實驗法的特點第一節(jié)、實驗法的特點、作用與局限性

通過對實驗對象的干預(yù)和控制，保證實驗條件的可比性，實驗過程的一致性。1.主動干預(yù)，控制研究對象實驗法是對于研究對象根據(jù)研究22.實驗具有可重復(fù)性

實驗應(yīng)該可以以相同的方式重復(fù)進行，以便驗證結(jié)果的信度和效度。凡是理論假設(shè)正確、設(shè)計嚴(yán)密、操作嚴(yán)謹(jǐn)，所得的實驗結(jié)果，重復(fù)驗證一定能成功。3.實驗法能確定因果關(guān)系

判斷事物間的因果關(guān)系要靠實驗。2.實驗具有可重復(fù)性32.實驗具有縮小作用實驗總是按照設(shè)計要求選擇實驗“樣本”?！皹颖尽笔强傮w的縮影，通過樣本實驗取得的經(jīng)驗和規(guī)律，再進行大范圍的推廣應(yīng)用。另外，在自然科學(xué)研究中，可以通過在實驗室中模擬某一自然現(xiàn)象，探索規(guī)律?？s小作用可以使我們在較短時間內(nèi)，獲得有關(guān)研究對象的客觀規(guī)律，指導(dǎo)實踐，避免人、財、物的浪費。二、實驗法的作用1.實驗法具有簡化和純化的作用實驗可以控制周圍環(huán)境，從而盡可能擺脫各種因素的干擾，使需要認(rèn)識的某種屬性或聯(lián)系以比較純粹的形式呈現(xiàn)出來，比較容易和精確地發(fā)現(xiàn)支配客觀事物的規(guī)律。2.實驗具有縮小作用二、實驗法的作用1.實驗法具有簡化和純化43.實驗的過濾作用實驗?zāi)軌驅(qū)茖W(xué)假設(shè)和理論進行驗證，也可以說是進行了一次又一次的過濾，淘汰那些假的、不完善的，從而建立科學(xué)理論，推動科學(xué)發(fā)展。4.實驗的深化作用由于實驗法廣泛地應(yīng)用了各種科學(xué)儀器、設(shè)備和工具，從而可以獲得更為豐富的感性材料，擴大和深化了人們的認(rèn)識。實驗的作用過濾作用深化作用縮小作用純化作用3.實驗的過濾作用4.實驗的深化作用實驗的作用過濾作用深化作51.實驗技術(shù)的歷史局限性隨著實驗技術(shù)手段的不斷發(fā)展，許多研究問題可以有不同的實驗設(shè)計。2.實驗對象的質(zhì)的規(guī)定的豐富性和復(fù)雜性實驗對象的確定總存在一定的質(zhì)的差異，由樣本推導(dǎo)整體需要更為全面的考慮。三、實驗法的局限性返回1.實驗技術(shù)的歷史局限性三、實驗法的局限性返回6第二節(jié)、常見實驗法的種類實驗室實驗運動生理學(xué)實驗運動解剖學(xué)實驗運動生化實驗……現(xiàn)場實驗體育教學(xué)實驗運動訓(xùn)練實驗……按實驗的直接目的分探索性實驗驗證性實驗按實驗中量與質(zhì)的關(guān)系定性實驗定量實驗按實驗在科學(xué)認(rèn)識中的作用析因?qū)嶒瀸φ諏嶒炛虚g實驗?zāi)M實驗按實驗步驟分預(yù)備實驗正式實驗第二節(jié)、常見實驗法的種類實驗室實驗運動生理學(xué)實驗現(xiàn)場實驗體育7

實驗的目的是為了判定某種因素是否存在，某些因素間是否有聯(lián)系，某個因素是否起作用，測定某些物質(zhì)的定性組成。定性實驗是進行定量實驗的基礎(chǔ)，一般是先確定某些因素是否存在，不同因素間是否有聯(lián)系，才能進一步安排定量實驗。一、定性實驗通過實驗確定某一或某些因素是否對效果產(chǎn)生影響；主要用在社會科學(xué)實驗研究、教育研究，以及自然科學(xué)中較難定量分析的研究中。實驗的目的是為了判定某種因素是否存在，某些因素間是否8二、定量實驗

實驗?zāi)康氖菫榱松钊肓私馐挛锖同F(xiàn)象的性質(zhì)，揭露各因素之間的數(shù)量關(guān)系，確定某些因素的數(shù)值。定量實驗的突出特點是測量。通過實驗確定某些因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，以及某一或某些因素對其他一些因素的影響程度；主要用自然科學(xué)中能夠定量分析的研究中。二、定量實驗實驗?zāi)康氖菫榱松钊肓私馐挛锖同F(xiàn)象的性質(zhì)，9

是由已知結(jié)果去尋求某一現(xiàn)象發(fā)生和變化的原因、因素的實驗方法。三、析因?qū)嶒灴梢允嵌康?，也可以是定性的，是通過實驗確定某一因素或某些因素對現(xiàn)有的結(jié)果是否起作用。是由已知結(jié)果去尋求某一現(xiàn)象發(fā)生和變化的原因、因素的實10四、比較實驗

也稱對照實驗，是將某個要研究的事物同一個已經(jīng)知道其結(jié)果的事物作對比，以便確定某種因素的影響的實驗方法。比較是鑒定事物差別的主要手段，比較實驗主要用于鑒別有無處理因素或幾個處理因素影響效果差異，多在實踐型研究中出現(xiàn)。四、比較實驗也稱對照實驗，是將某個要研究的事物同一個11五、模擬實驗

根據(jù)事物之間的相似性，對于不可能或不允許進行實際實驗的研究對象，運用模擬的方法，在研究對象的代替物上所進行的實驗，稱為模擬實驗。有物理模擬、數(shù)學(xué)模擬和功能模擬三種。在體育科學(xué)研究中的模擬實驗主要是采用動物實驗?zāi)M人體的功能，另外在生物力學(xué)研究中還常有物理和數(shù)學(xué)模擬，在運動會組織等研究中應(yīng)用數(shù)學(xué)模擬，從而揭示人體運動的內(nèi)在規(guī)律。五、模擬實驗根據(jù)事物之間的相似性，對于不可能或不允許12

是在科學(xué)研究中，檢驗實驗設(shè)計方案實施前的小規(guī)模或簡單的實驗，以便修改和完善實驗設(shè)計。六、預(yù)備性實驗返回通常所說的預(yù)實驗，是相對于正式實驗而言的，對于較大的實驗和初次進行的實驗一般需要進行預(yù)實驗，以保證實驗的成功率。實驗設(shè)計預(yù)實驗正式實驗是在科學(xué)研究中，檢驗實驗設(shè)計方案實施前的小規(guī)?；蚝唵?3定性實驗性質(zhì)上確定某因素的作用定量實驗數(shù)量上確定某因素的作用析因?qū)嶒炗晒揭驅(qū)ふ以虻膶嶒灡容^實驗差異其中某一因素的實驗?zāi)M實驗?zāi)M某因素的作用的實驗預(yù)備性實驗正式實驗前的小范圍實驗定性實驗性質(zhì)上確定某因素的作用定量實驗數(shù)量上確定某因素的作用14第三節(jié)、實驗法的要素一、處理因素（自變量X）和實驗效應(yīng)（因變量O）1.處理因素是依據(jù)實驗?zāi)康挠裳芯空呓?jīng)過選擇，可以控制并施加于實驗對象的刺激因素。

施加因素與非施加因素單因素與多因素主要因素與次要因素因素與施加方法的標(biāo)準(zhǔn)化第三節(jié)、實驗法的要素一、處理因素（自變量X）和實驗效應(yīng)（因變15

在體育科學(xué)研究中處理因素可以是物理的，如運動強度等，也可以是社會的或是教育的，如教師行為等。在實驗中必須突出施加因素，而排除其它非施加因素的影響。每次實驗只觀察一個因素效應(yīng)的實驗，稱為單因素設(shè)計，因素的變化稱為“水平”，即單因素多水平研究。在一次實驗中觀察多種因素的效應(yīng)，稱為多因素設(shè)計。多因素中存在主要因素和次要因素，因素之間也可能發(fā)生相互作用。施加因素必須有明確的概念內(nèi)涵和操作方法，這是實驗可重復(fù)的必要條件。在體育科學(xué)研究中處理因素可以是物理的，如運動強度等，162.受試對象受試對象可以是人或動物，也可以是取自人和動物的材料，如器官、組織切片和細胞等。在體育科研中，經(jīng)常選用動物作為受試對象進行有關(guān)的模擬實驗研究，如運動醫(yī)學(xué)、運動生理學(xué)的研究。

受試對象應(yīng)具備對施加因素有一定的特異性，對處理因素的反應(yīng)穩(wěn)定和實驗條件能保證實驗順利進行等條件。選擇受試對象需考慮種族、地域、性別、年齡等一般條件，還要考慮社會因素的影響。受試對象應(yīng)考慮集中性、代表性和隨機性。受試對象的例數(shù)多少，要根據(jù)研究題目的需要、指標(biāo)的性質(zhì)、誤差的大小以及受試對象對施加因素效應(yīng)反應(yīng)的強弱而定。2.受試對象受試對象應(yīng)具備對施加因素有一定的特異性，173.實驗效應(yīng)和觀察指標(biāo)實驗效應(yīng)是指特異的對實驗處理因素的反應(yīng)，實驗效應(yīng)通常通過具體的指標(biāo)觀察和檢測出來。

指標(biāo)有計數(shù)指標(biāo)(完成、未完成等，計算頻率、百分比等)和計量指標(biāo)(身高、跳遠成績，計算平均數(shù)等)。指標(biāo)應(yīng)具備的條件：

(1)指標(biāo)的有效性－－保證研究過程達到課題研究的目標(biāo)。

(2)指標(biāo)的客觀性－－實驗中盡可能使用客觀指標(biāo)來反映研究的結(jié)果。

(3)指標(biāo)的精確性和靈敏性。

(4)指標(biāo)的可操作性和可標(biāo)準(zhǔn)化性。3.實驗效應(yīng)和觀察指標(biāo)指標(biāo)有計數(shù)指標(biāo)(完成、18二、實驗組(G1)和對照組（G0）三、前測（M1）和后測（M2）四、隨機分組（R）

即實驗對象。實驗組和對照組之間在實驗對象、實驗條件、實驗操作等應(yīng)盡可能一致。

實驗前的測量和實驗中（或?qū)嶒灪螅┑臏y量也應(yīng)該盡可能一致，同時要考慮到前測對后測的影響。

實驗結(jié)果的統(tǒng)計處理一般建立在隨機分組的前提下。返回二、實驗組(G1)和對照組（G0）三、前測（M1）和后測（M19第四節(jié)、實驗法設(shè)計方案一、實驗設(shè)計的原則1.對照原則無處理對照（空白對照）不同方法對照自身對照2.隨機化原則完全隨機設(shè)計的隨機化配對設(shè)計的隨機化3.重復(fù)性原則實驗本身的可重復(fù)實驗結(jié)果的可重復(fù)4.均衡性原則實驗組與對照組樣本均衡第四節(jié)、實驗法設(shè)計方案一、實驗設(shè)計的原則1.對照原則2.隨機20二、實驗設(shè)計的基本內(nèi)容1.題目2.實驗?zāi)康?.實驗日期與時間4.受試對象5.實驗條件的控制6.實驗內(nèi)容和方法7.實驗觀察的效應(yīng)指標(biāo)8.實驗記錄9.數(shù)據(jù)處理方法10.預(yù)期研究結(jié)果11.其他（場地、器材等）研究方法二、實驗設(shè)計的基本內(nèi)容1.題目研究方法21三、實驗設(shè)計方案G0OM1OM2RG1OM1XOM21.經(jīng)典實驗設(shè)計方案含義：將研究對象隨機（R）分成對照組（G0）和實驗組（G1），隨后對兩組分別測量實驗效應(yīng)指標(biāo)（OM1）；實驗組施加處理因素（X）；觀察測量實驗后的實驗效應(yīng)指標(biāo)（OM2）三、實驗設(shè)計方案G0OM122①單組前、后測方案

G1OM1XOM22.前實驗方案③靜止組比較方案

G0OM2G1XOM2②一次性個案研究

G1XOM2①單組前、后測方案2.前實驗方案③靜止組比較方案②一次性個案23①雙組單后測方案

G0OM2RG1XOM23.類似實驗方案③相等時間序列方案G1OM1XOM2XOM3XOM4XOM5②間斷時間序列方案G1OM11OM12OM13XOM21OM22OM23①雙組單后測方案3.類似實驗方案③相等時間序列方案②間斷時間24④所羅門四組設(shè)計方案

G0OM2G1OM1XOM2RG2OM1OM2G3XOM2G0之OM2與G3之OM2比－－處理因素的作用G1組內(nèi)OM1與OM2比－－處理前后的比較G1與G2之OM2比－－有前測的處理因素作用G3之OM2與G2之OM1比－－無前測的處理因素作用④所羅門四組設(shè)計方案G0之OM2與G3之OM2比－－處理因素25①析因分析設(shè)計最簡單的是2×2析因設(shè)計，即兩個處理因素、兩種處理水平。如，有兩個因素A和B,每個因素取2個水平：A1、A2,B1、B2，將2個因素和2個水平進行組合、交叉分組，實驗組合數(shù)為2×2＝4。

4種實驗組合（即4種處理）分別為A1B1、A1B2、A2B1和A2B2。4.多因素、多水平的實驗設(shè)計A1B1A1B2A2B1A2B2①析因分析設(shè)計4.多因素、多水平的實驗設(shè)計A1B1A1B2A26②拉丁方設(shè)計

3×3拉丁方實驗方案

4×4拉丁方實驗方案

5×5拉丁方實驗方案

如研究5種飲料（A、B、C、D、E）對馬拉松運動員極點出現(xiàn)的時間影響，用5×5拉丁方實驗方案②拉丁方設(shè)計如研究5種飲料（A、B、C、D、E27③正交設(shè)計選擇正交表，首先看“水平數(shù)”如各因素均為兩水平，就選取兩水平正交表，如L4（23），L8（27）……；如各因素均為三水平，就選取三水平正交表，如L9（34），L18（37）……。其次，根據(jù)研究因素數(shù)、需要考慮的交互作用及誤差等選擇相應(yīng)列數(shù)的正交表。第三，表頭設(shè)計－－將研究因素、交互作用（或誤差）等合理地安排在正交表中。第四，根據(jù)正交表安排實驗③正交設(shè)計28

最簡單的正交設(shè)計表是L4（23）設(shè)計表；4表示需要做4次實驗，3表示有3個處理因素，2表示每個處理因素分兩個水平。最簡單的正交設(shè)計表是L4（23）設(shè)計表；4表示需要做291.擬定實驗設(shè)計2.考慮組織形式（單組、分組）3.準(zhǔn)備實驗用具（儀器、表格）4.條件控制5.預(yù)實驗、修改方案6.正式實驗7.數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，形成結(jié)果8.分析討論，獲得結(jié)論第五節(jié)、實驗法實施的步驟1.擬定實驗設(shè)計第五節(jié)、實驗法實施的步驟305.就以下三個問題的一個做一分詳細的實驗設(shè)計方案。(1)屏氣練習(xí)對低水平有O2能力者耐力跑成績影響。(2)12分鐘跑與臺階試驗推測V02max相關(guān)分析。(3)就“中學(xué)生體育鍛煉與健康的關(guān)系”設(shè)計教學(xué)實驗。

思考練習(xí)題1.實驗法在科學(xué)研究中的作用主要體現(xiàn)在哪些方面？2.如何認(rèn)識實驗法的局限性？3.按照不同的分類實驗法有哪幾種？4.實驗法中處理因素的實施需要考慮哪些方面？5.就以下三個問題的一個做一分詳細的實驗設(shè)計方案。思考練習(xí)題31（1）實驗法具有簡化和純化的作用:實驗可以控制周圍環(huán)境，從而盡可能擺脫各種因素的干擾，使需要認(rèn)識的某種屬性或聯(lián)系以比較純粹的形式呈現(xiàn)出來，比較容易和精確地發(fā)現(xiàn)支配客觀事物的規(guī)律。（2）實驗具有縮小作用:實驗總是按照設(shè)計要求選擇實驗“樣本”?！皹颖尽笔强傮w的縮影，通過樣本實驗取得的經(jīng)驗和規(guī)律，再進行大范圍的推廣應(yīng)用。（3）實驗的過濾作用:實驗?zāi)軌驅(qū)茖W(xué)假設(shè)和理論進行驗證，也可以說是進行了一次又一次的過濾，淘汰那些假的、不完善的，從而建立科學(xué)理論，推動科學(xué)發(fā)展。（4）實驗的深化作用:由于實驗法廣泛地應(yīng)用了各種科學(xué)儀器、設(shè)備和工具，從而可以獲得更為豐富的感性材料，擴大和深化了人們的認(rèn)識。1.實驗法在科學(xué)研究中的作用主要體現(xiàn)在哪些方面？（1）實驗法具有簡化和純化的作用:實驗可以控制周圍環(huán)境，從而32（1）實驗技術(shù)的歷史局限性隨著實驗技術(shù)手段的不斷發(fā)展，許多研究問題可以有不同的實驗設(shè)計。（2）實驗對象的質(zhì)的規(guī)定的豐富性和復(fù)雜性實驗對象的確定總存在一定的質(zhì)的差異，由樣本推導(dǎo)整體需要更為全面的考慮。2.如何認(rèn)識實驗法的局限性？（1）實驗技術(shù)的歷史局限性2.如何認(rèn)識實驗法的局限性？333.按照不同的分類實驗法有哪幾種？實驗室實驗運動生理學(xué)實驗運動解剖學(xué)實驗運動生化實驗……現(xiàn)場實驗體育教學(xué)實驗運動訓(xùn)練實驗……按實驗的直接目的分探索性實驗驗證性實驗按實驗中量與質(zhì)的關(guān)系定性實驗定量實驗按實驗在科學(xué)認(rèn)識中的作用析因?qū)嶒瀸φ諏嶒炛虚g實