專題三-實驗法

專題三實驗法一、實驗法的基本原理

實驗法的基本原理：首先以一個理論假設(shè)為起點，這個假設(shè)是一種因果關(guān)系的陳述，它假定某些自變量會導(dǎo)致某些因變量的變化。進行如下操作：

1、在實驗開始時對因變量（Ｙ）進行測試（即前測）；

2、引入自變量（X），讓它發(fā)揮作用和影響；

3、在實驗結(jié)束前再測量因變量（即后測）；

4、比較前測與后測的差異值就可以檢驗假設(shè)。

因此，實驗通常包括三個主要的組成部分：（１）自變量和因變量；（２）實驗組和控制組；（３）前測和后測。

二、實驗法的含義和特征

實驗法是研究者根據(jù)研究假設(shè)，創(chuàng)設(shè)一定的情境，控制一些無關(guān)因素，主動地操縱某些實驗因素，從而驗證假設(shè)，確定實驗因素與實驗結(jié)果之間因果關(guān)系的一種研究方法。

教育實驗法有如下特征：

第一、實驗法以科學(xué)的假設(shè)為前提；第二、實驗法是通過改變研究對象的性質(zhì)和狀態(tài)來研究的方法；第三，實驗法是用來揭示變量間的因果關(guān)系的有效方法；第四，實驗法要求有驗證，有嚴格的操作規(guī)則，精確地測量手段和數(shù)據(jù)處理，以保證研究結(jié)果的客觀性準確性。三、教育實驗的種類

（一）前實驗、準實驗和真實驗前實驗（Pre---experiment)

準實驗（Quasi---experiment)

真實驗（True---experiment)

（二）開創(chuàng)性實驗、驗證性實驗和改造性實驗（三）單科單項試驗、多科實驗和整體實驗

（四）單組實驗、等組實驗和輪組實驗（五）單因素實驗、雙因素實驗和多因素實驗四、實驗變量的確定和分解

（一）實驗變量的分類

實驗變量是指一個與實驗有關(guān)的因素和條件如果變成了可測量的、數(shù)量化的東西。則可稱之為實驗變量。實驗變量分為三大類:自變量、因變量、無關(guān)變量。１、自變量是呈現(xiàn)給被試的刺激變量，一種假定原因變量，是有實驗者主動操縱的變量。

２、因變量是指被被試對所呈現(xiàn)的刺激的反應(yīng)，是一種結(jié)果變量，是在自變量作用下可能產(chǎn)生的結(jié)果。３、無關(guān)變量指除自變量以外一切可能影響因變量數(shù)值變動而對實驗結(jié)果有可能起干擾作用的因素。

（二）實驗自變量的確定實驗自變量根據(jù)其表現(xiàn)形式可以分為數(shù)量的變化和性質(zhì)的變化兩種。他們都下列特點：

1、可變性

2、確定性

3、操作性

實驗自變量的確定一般包括以下三個步驟：

第一、實驗自變量的數(shù)目第二、確定每一個自變量的水平數(shù)目第三、自變量各水平的具體化（三）實驗因變量的確立與分解

實驗因變量的指標應(yīng)具有下面的特點：

1、因變量的變化發(fā)生與自變量之后或與自變量同時發(fā)生

2、具有可觀測性

3、與實驗自變量的相關(guān)性

實驗因變量的確立與分解分為三個步驟：

第一、依據(jù)實驗?zāi)康?，尋找因變量。第二、分解因變量，尋找具體指標第三、確立具體指標的觀測方法五、實驗設(shè)計

為了便于介紹，首先對幾個概念加以界定

實驗因素

非實驗因素

實驗因素的水平

實驗處理

實驗效果

實驗結(jié)論

1、教育實驗設(shè)計教育實驗設(shè)計是研究者針對實驗課題，為驗證實驗假設(shè)，對整個實驗過程所做的周密而詳細地安排計劃。

（一）教育實驗設(shè)計與實驗效度一個好的實驗設(shè)計應(yīng)該具備如下條件：

1、充分的實驗控制

2、不加人為的修飾

3、比較的基礎(chǔ)

4、非污染的數(shù)據(jù)

5、代表性

6、省力原則

2、實驗效度（１）內(nèi)在效度內(nèi)在效度是指自變量和因變量相關(guān)聯(lián)的因果推論效度。它解釋的是實驗自變量是否可以使因變量產(chǎn)生差異?？藏悹柡退固估J為有八類因素影響實驗的內(nèi)在效度（１）偶然因素（２）成熟（３）測驗（４）測量手段（５）統(tǒng)計回歸（６）被試選擇的差異（７）被試的流失（８）取樣——成熟程度交互作用（２）外在效度

外在效度是指實驗結(jié)果的可推廣度。涉及到教育實驗研究結(jié)果的概括化、一般化和應(yīng)用范圍問題，即實驗可以推廣到怎樣程度的總體、變量和情境等?？藏悹柡退固估J為有四類因素影響教育實驗的外在效度：（１）測驗的交互作用；（２）抽樣誤差和實驗處理的交互作用；（３）實驗安排效應(yīng)；（４）多重處理干擾。提高外在效度的措施主要有：（１）使被試取樣具有代表性；（２）使實驗情境與教育教學(xué)環(huán)境盡量接近；（３）在各種不同條件下進行重復(fù)性實驗。

１、隨機分派實驗組控制組后測設(shè)計

在兩個實驗組中，一個組施加實驗因素，作為實驗組。一個組保持原來狀態(tài)，作為控制組，則其模式為：

RＳ1

ＸO1RＳ2—

O2

這是一中最常用的實驗設(shè)計，它具有較高的內(nèi)、外在效度，能較好地控制住影響內(nèi)在效度的八個因素，影響外在效度的四個因素。而且，尚可避免因前測所產(chǎn)生的“測驗的反作用效果”（二）真實驗設(shè)計當無法找到合適的前測，或當前測可能對實驗處理有影響時，最好使用這種設(shè)計。在選擇這種實驗設(shè)計之前，應(yīng)該考慮不進行前測的三個不利因素：第一，隨機分派不可能完全消除實驗組和控制組的初始差異，只有被試數(shù)量眾多時，隨機分派才在均等組方面最有效，所以如果能找到大規(guī)模樣本時，最好使用這一設(shè)計。第二，無法確定實驗處理是否對不同層次的研究對象有不同的效果。如果有前測時，則可以據(jù)之形成不同的組別，從事進行一步的分析。第三，當在實驗過程中出現(xiàn)相當大的被試差異性消耗時，不應(yīng)該使用這種設(shè)計。

２、隨機分派實驗組控制組前后測設(shè)計

為了防止或避免隨機分組的兩組不相等?？稍趯嶒炃斑M行前測，則其實驗設(shè)計模式為：ＲＳ1

Ｏ1ＸＯ2ＲＳ2

Ｏ3

—Ｏ4

這種設(shè)計也稱為典型的或傳統(tǒng)的實驗設(shè)計。主要優(yōu)點是：第一，由于采用相等的控制組，這種設(shè)計可以使“歷史”、“成熟”、“測驗”、“工具”、“統(tǒng)計回歸”等因素在兩組完全一樣；第二，由于采用隨機分組方法，兩組在各方面的特質(zhì)相等，故可以控制“差異的選擇”、“被試的流失”和“選擇與成熟等因素的交互作用”。主要缺點是：第一、受試者經(jīng)過前測可能會對自變量的引入產(chǎn)生敏感，從而影響和降低實驗的內(nèi)在效度；第二、在外在效度方面，由于采用前測，實驗結(jié)果可能受到“測驗的反作用或交互作用效果”因素的干擾。（三）準實驗設(shè)計

１、非隨機分派控制組后測設(shè)計（靜止組比較設(shè)計）特點為：實驗組和控制組非隨機取樣獲得；只有后測。模式為：

S1XO1S2—O2

這種設(shè)計并不常用，主要威脅是：各組之間的后測值的差異可歸因于各組特點以及實驗處理。２、非隨機分派控制組前后測設(shè)計

在原有環(huán)境下選擇兩個自然教學(xué)班、年級或?qū)W校；隨機分派實驗處理；都實行前后測。模式為：

S1O1XO2S2O3—O4

非隨機分派控制組前后測設(shè)計

在教育實驗中最為普遍。優(yōu)點：由于有控制組，有前后測比較，因此可以控制成熟、歷史、測驗、工具、統(tǒng)計回歸等因素影響，一定程度上控制被試的選擇偏差，從而提高了研究的內(nèi)部效度不足之處：第一、不是隨機分組，選擇與成熟交互作用可能降低實驗的內(nèi)在效度。第二、前后測的交互作用。（四）前實驗設(shè)計方法１、單組后測設(shè)計

只有一組被試且不是隨機選擇，無控制對照組；實驗中只給予一次實驗處理，有一個后側(cè)，將后測的結(jié)果作為實驗處理的效應(yīng)。模式為：

SXO

這種實驗設(shè)計由于不能控制“歷史”、“成熟”、“選擇的差異”和“被試的流失”“”等無關(guān)變量，許多因素會混淆實驗結(jié)果，因此內(nèi)外在效度不高。

２、單組前后測設(shè)計

只有一個被試組且不是隨機選擇，無控制對照組；僅一次實驗處理；有前測和后測，用前后測的差作為實驗處理的效應(yīng)。模式為：

SO1XO2

優(yōu)點：第一、有了前測，可以在處理前提供有關(guān)選擇被試的某些信息；第二、通過前后測能明顯地驗明實驗處理的效果；第三、被試兼作控制組便于估計被試個體態(tài)度對實驗結(jié)果的影響。缺點：第一、由于沒有控制組做比較，不能控制歷史、成熟、工具、統(tǒng)計回歸和選擇與成熟的交互作用的干擾；第二、前測可能影響后測，產(chǎn)生實驗誤差。六、教育實驗的實施

（一）前測前測在教育實驗中有極其重要的作用：其一、可以使實驗者了解被試在實驗之前某些特質(zhì)的水平；其二，可以利用前測抽取被試；其三，可以利用前測進行分組；其四，有了前測，可以求出實驗因素作用于被試所引起的變化量。

第一，前測必須測出實驗所研究的特質(zhì)第二，前測要盡量采用標準化測驗第三，測驗人員要盡量避免一切偏向的發(fā)生第四，妥善安排測驗的坐次，防止被試作弊

（二）實驗分組１、隨機化分組所謂隨機化分組就是利用隨機過程把被試分成幾個相等的組。隨機化分組主要有以下兩種方法：抽簽法和利用隨機數(shù)字表

采用隨機化分組應(yīng)注意以下兩個問題：

其一、隨機化分組只有在被試人數(shù)數(shù)量足夠大時才能應(yīng)用；其二、利用隨機化分組必須保證真正的隨機。

２、測量分組測量分組就是實驗者利用被試的前測成績，把被試分成若干等組的一種分組方法測量分組一般分為如下步驟：第一步，對被試進行前測。第二步，按照前測成績，把被試排列成一定的順序。第三步，根據(jù)被試排列順序的位置，把被試分成若干相等的組。第四步，檢驗所分各組是否相等。

如果要把被試分成兩個組，其模式為：

S11、4、5、8、9、…、；

S22、3、6、7、10、…、；

３、匹配分組

匹配分組是實驗者及其助理人員，按照一定的標準，對全體實驗對象一一地進行多方面的考察，然后將幾個情況基本相同的被試分別分配到不同的被試組中

（三）教育實驗情境的控制

教育實驗情境的控制，就是實驗者根據(jù)實驗的目的和要求，來操縱實驗因素，有效地消除、均衡和排除非實驗因素的影響。

1、教育實驗情境控制的對象（1）隨機性非實驗因素隨機性非實驗因素，其隨機性有兩方面的含義：一方面是指這類非實驗因素是隨機出現(xiàn)的，毫無規(guī)律性；另一方面是指這類非實驗因素對實驗結(jié)果發(fā)生作用的性質(zhì)是隨機的。

（2）恒定性非實驗因素恒定性非實驗因素，其恒定性也有兩方面的含義：一方面指這類非實驗因素一旦發(fā)生作用，則至始至終影響著實驗，除非加以控制；另一方面是指這類非實驗因素對實驗影響的性質(zhì)是恒定不變的2、控制教育實驗情境的基本方法（1）消除法消除法就是在實驗的過程中，采用一定的措施，避免非實驗因素的發(fā)生，是一種“防患于未然”的控制方法。（2）均衡法均衡法就是在實驗中使某一個或幾個非實驗因素在實驗組和控制組產(chǎn)生相同的影響。

（3）測量減除法把這些非實驗因素的影響測量出來，在計算實驗因素的效果時，將其扣除。

3、幾種常見的非實驗因素及其控制（1）實驗者的偏向（2）實驗助理人員的偏向?qū)嶒灲M產(chǎn)生積極的期望效應(yīng)——羅森塔爾效應(yīng)，或稱謂皮格馬利翁效應(yīng)；對控制組產(chǎn)生消極的影響——