第四章教育实验研究 第四章教育实验研究 教学目标:①明确教育实验研究的涵义及其基本概念:实验假设、实验处理、 自变量、因变量、无关变量、实验效度、内在效度、外在效度 ②理解教育实验特征及局限性 ③理解教育实验的功能。 ④了解教育实验的步骤、常见的无关变量及其控制方法。 ⑤学会识别常见的实验设计类型。 教学时间:6课时 教学重点、难点:实验研究的基本概念、实验设计类型 第一节教育实验研究概述 实验研究的基本特征 实验原来是在自然科学领域中广泛采用的—种研究方法,后来逐渐推广到社 会科学领域内。 1、含义 实验研究,是根据一定假设,在控制一些因素(变量)之后,对实验对象施 加一定的影响(实验因素),最后利用测量和统计方法对实验结果进行分析评价, 从而探究现象成因的一种研究方法
第四章 教育实验研究 - 1 - 第四章 教育实验研究 教学目标：①明确教育实验研究的涵义及其基本概念：实验假设、实验处理、 自变量、因变量、无关变量、实验效度、内在效度、外在效度 ②理解教育实验特征及局限性 ③理解教育实验的功能。 ④了解教育实验的步骤、常见的无关变量及其控制方法。 ⑤学会识别常见的实验设计类型。 教学时间：6 课时 教学重点、难点：实验研究的基本概念、实验设计类型 第一节 教育实验研究概述 一、实验研究的基本特征 实验原来是在自然科学领域中广泛采用的一种研究方法，后来逐渐推广到社 会科学领域内。 1、含义 实验研究，是根据一定假设，在控制一些因素（变量）之后，对实验对象施 加一定的影响（实验因素），最后利用测量和统计方法对实验结果进行分析评价， 从而探究现象成因的一种研究方法
第四章教育实验研究 教育实验研究,就是利用实验的反复硏究教育对象,探索教育规律的硏究方 法。它是教育硏究中最为严谨的科学方法之一。实验,是搜集科学事实、获取感 性材料的基本方法之一,也是形成、发展和检验理论的实践基础 2、实验法和调查法的区别(特点): 简单的调查是在自然状态条件下考察对象,而科学的实验则是在人为地造 成、控制或改变对象状态和条件下考察对象。也就是说,实验是在变革中去认识 客观世界的,因而更加充分地体现了人的主观能动作用;而调查则具有直观性和 一定程度的被动性,它是在自然发生的条件下在不干预和不控制对象的情况下, 来感知客观世界的事物和现象 3、优点 由于实验可以人为地控制有关条件,因此,它具有如下的优点 它可以使人观察到在自然条件下所遇不到的情况,从而扩大研究的范围 它可以把某种特定的因素分离出来,以便于分析某-特定因素的效果。 它便于测量,并从而获得比较可靠的研究成果。 调查法 实验法 是否控制条件自然状态,不干预、不控制人为控制、改变一定条件, 研究对象(被动) 记录不同条件下结果(主动) 是否有假设不一定有假设 一定有假设 目的 揭示变量之间的相关关系揭示变量之间的因果关系2
第四章 教育实验研究 - 2 - 教育实验研究，就是利用实验的反复研究教育对象，探索教育规律的研究方 法。它是教育研究中最为严谨的科学方法之一。实验，是搜集科学事实、获取感 性材料的基本方法之一，也是形成、发展和检验理论的实践基础。 2、实验法和调查法的区别（特点）： 简单的调查是在自然状态条件下考察对象，而科学的实验则是在人为地造 成、控制或改变对象状态和条件下考察对象。也就是说，实验是在变革中去认识 客观世界的，因而更加充分地体现了人的主观能动作用；而调查则具有直观性和 一定程度的被动性，它是在自然发生的条件下，在不干预和不控制对象的情况下， 来感知客观世界的事物和现象。 3、优点 由于实验可以人为地控制有关条件，因此，它具有如下的优点： 它可以使人观察到在自然条件下所遇不到的情况，从而扩大研究的范围。 它可以把某种特定的因素分离出来，以便于分析某一特定因素的效果。 它便于测量，并从而获得比较可靠的研究成果。 调查法 实验法 是否控制条件 自然状态，不干预、不控制 研究对象（被动） 人为控制、改变一定条件， 记录不同条件下结果（主动） 是否有假设 不一定有假设 一定有假设 目的 揭示变量之间的相关关系 揭示变量之间的因果关系
第四章教育实验研究 它可以重复验证。 4、局限性 变量控制造成环境失真。控制越严,离教育真实环境越远,在自然条件下的 教育活动中的可重复性越低 实验可能引起负效应。由于实验者和实验对象都是活生生的人,任何一方的 态度、动机、价值观会影响实验结果,造成结论的偏差。 测量误差。测量工具不完善,不能准确地测量变量,结果受影响。 选择误差。教育实验往往只能在一定的学校和班级进行样本的代表性有限, 结论的推广有限 二、教育实验研究的基本组成部分 教育技术实验研究是由实验者、实验对象和实验手段三个基本部分组成。 (-)实验者及其活动 实验者作为实验活动的主体。实验者必须进行一系列操作活动,这些活 动包括对实验变量的控制,实验者借助感觉器官或仪器在实验过程中获取信息、 实验者的逻辑思维与理论的分析等活动 (二)实验对象 这是实验活动的客体。教育技术实验研究的对象主要是教学过程中受教 育的个体或全体。他们是作为社会成员的人,是有思想、有意识、有主观能动作
第四章 教育实验研究 - 3 - 它可以重复验证。 4、局限性 变量控制造成环境失真。控制越严，离教育真实环境越远，在自然条件下的 教育活动中的可重复性越低。 实验可能引起负效应。由于实验者和实验对象都是活生生的人，任何一方的 态度、动机、价值观会影响实验结果，造成结论的偏差。 测量误差。测量工具不完善，不能准确地测量变量，结果受影响。 选择误差。教育实验往往只能在一定的学校和班级进行，样本的代表性有限， 结论的推广有限。 二、教育实验研究的基本组成部分 教育技术实验研究是由实验者、实验对象和实验手段三个基本部分组成。 （一）实验者及其活动 实验者作为实验活动的主体。实验者必须进行一系列操作活动，这些活 动包括对实验变量的控制，实验者借助感觉器官或仪器在实验过程中获取信息、 实验者的逻辑思维与理论的分析等活动。 （二）实验对象 这是实验活动的客体。教育技术实验研究的对象主要是教学过程中受教 育的个体或全体。他们是作为社会成员的人，是有思想、有意识、有主观能动作
第四章教育实验研究 用的活生生的人。因此,同自然科学以物为主要对象的实验不同,教育技术研究 的实验控制更为困难,教育技术实验研究对象具有它的特殊性。 1实验者与实验对象存在相互影响 由于实验者和实验对象都是活生生的人,而且,两者往往关系密切,因 此,实验者的言行,甚至其职位、资历、态度等都会对实验对象起着某种暗示的 作用。例如,在某项教育技术应用实验中、当有的实验对象无意中了解到主持该 项实验的实验者是位有名望的学者,还了解到所做实验的目的意图,实验对象就 有可能有意识地按实验者的意愿作出某种反应,回答问题。显然,这将会影响实 验的准确性和客观性。 2实验对象的心理状态对实验过程会产生影晌 由于社会或家庭及其它因素的影响,实验对象对待实验的动机、态度、 情绪有所不同,这些心理状态会对实验因素刺激的接受和反应都有所不同,从而 使实验结果的准确性受到了影响。 3对受教育者的实验存在某些禁区 与自然科学不同,物理学家、化学家可以随意变化实验条件,实验对象(物 质)都可以承受。但教育技术研究的实验对象是受教育的人,在实验中,给实验 对象的刺激作用是有限制的,不能给实验对象带来精神或肉体上的痛苦,也不能 人为地安排某些破坏儿童身心健康的环境(如色情、暴力电视),去对青少年儿 童施加影响(当然不排除我们进行社会传播环境对儿童影响的硏究),这不仅是 实验的禁区,也是实验者必须具备的道德修养。 ∈三)实验手段 在教育技术实验研究中,主要的实验手段是现代教育媒体以及某些测量仪器
第四章 教育实验研究 - 4 - 用的活生生的人。因此，同自然科学以物为主要对象的实验不同，教育技术研究 的实验控制更为困难，教育技术实验研究对象具有它的特殊性。 1.实验者与实验对象存在相互影响 由于实验者和实验对象都是活生生的人，而且，两者往往关系密切，因 此，实验者的言行，甚至其职位、资历、态度等都会对实验对象起着某种暗示的 作用。例如，在某项教育技术应用实验中、当有的实验对象无意中了解到主持该 项实验的实验者是位有名望的学者，还了解到所做实验的目的意图，实验对象就 有可能有意识地按实验者的意愿作出某种反应，回答问题。显然，这将会影响实 验的准确性和客观性。 2.实验对象的心理状态对实验过程会产生影响 由于社会或家庭及其它因素的影响，实验对象对待实验的动机、态度、 情绪有所不同，这些心理状态会对实验因素刺激的接受和反应都有所不同，从而 使实验结果的准确性受到了影响。 3.对受教育者的实验存在某些禁区 与自然科学不同，物理学家、化学家可以随意变化实验条件，实验对象（物 质）都可以承受。但教育技术研究的实验对象是受教育的人，在实验中，给实验 对象的刺激作用是有限制的，不能给实验对象带来精神或肉体上的痛苦，也不能 人为地安排某些破坏儿童身心健康的环境（如色情、暴力电视），去对青少年儿 童施加影响（当然不排除我们进行社会传播环境对儿童影响的研究），这不仅是 实验的禁区，也是实验者必须具备的道德修养。 (三）实验手段 在教育技术实验研究中，主要的实验手段是现代教育媒体以及某些测量仪器
第四章教育实验研究 和其他实验装置。实验手段的基本功能主要是刺激、干预、控制和检测实验对象 的活动,或对实验对象施加影响,以及记录和分析实验结果。 如媒体的内容构成、媒体的种类、媒体的组织、媒体的演播方式等方面,对 实验对象产生不同的刺激作用;广角摄影、带遥控变焦镜头的电视录像、电影摄 影、电视特技等手段观察;用照相、幻灯、电影片、录像片、录音带、计算机磁 盘、CD-ROM光盘等方式存贮起来;计算机进行信息处理与分析。 实验手段作为人的感觉器官和思维器官的延伸,可以有效地克服实验者感觉 器官的局限性提高人的认识能力使人的认识更加准确、精细、客观。 综上所述,我们可以把实验过程中实验者、实验对象和实验手段三者的关系 用图4-1表示 实L信息收集 验 实验反应测量实 者「操纵控制 手段 刺激干预象 图4-1实验过程 由此可见,实验过程就是实验者借助实验手段并操纵控制实验因素,刺激和 作用于实验对象;并通过实验手段测量和记录实验对象对实验因素的刺激作出的 反应结果,实验者通过对反应的分析获取信息 三、教育实验的类型 (一)根据实验目的,可分判断性实验、对比性实验、析因性实验
第四章 教育实验研究 - 5 - 和其他实验装置。实验手段的基本功能主要是刺激、干预、控制和检测实验对象 的活动，或对实验对象施加影响，以及记录和分析实验结果。 如媒体的内容构成、媒体的种类、媒体的组织、媒体的演播方式等方面，对 实验对象产生不同的刺激作用；广角摄影、带遥控变焦镜头的电视录像、电影摄 影、电视特技等手段观察；用照相、幻灯、电影片、录像片、录音带、计算机磁 盘、CD-ROM 光盘等方式存贮起来；计算机进行信息处理与分析。 实验手段作为人的感觉器官和思维器官的延伸，可以有效地克服实验者感觉 器官的局限性，提高人的认识能力，使人的认识更加准确、精细、客观。 综上所述，我们可以把实验过程中实验者、实验对象和实验手段三者的关系 用图 4-1 表示。 由此可见，实验过程就是实验者借助实验手段并操纵控制实验因素，刺激和 作用于实验对象；并通过实验手段测量和记录实验对象对实验因素的刺激作出的 反应结果，实验者通过对反应的分析获取信息。 三、教育实验的类型 （一）根据实验目的，可分判断性实验、对比性实验、析因性实验
第四章教育实验研究 这是通过实验,判断某一种现象是否存在,某一种关系是否成立,某个因素 是否起作用,着重探讨硏究对象具有怎样的性质和结构。这类实验就是为了解决 “有没有”、“是不是”一类的问题,它往往肯定一种事实,从而引起产生一种 新的观念,通常是在典型或极端的条件下进行实验。 这是通过实验对两个不同群体、不同时间或不同条件进行差异性的比较。这 种实验有两个或两个以上的相似组群,一个是“对照组”,作为比较标准;另 个是“实验组”,通过某种实验步骤,以确定实验因素对实验组的影响 析因性实验,这是通过实验探讨影响某一事件的发生和变化过程,起主要的 或决定性作用的因素。这类实验的一个重要特点是,其结果是己知的,而影响或 造成这种结果的各种因素,其中特别是主要因素却是未知的,待寻找的 根据实验目的,也可分为探索性实验和验证性实验 探索性实验重在探索,无成熟的理论假设,特征是尝试;验证性实验重在验 证,有成熟的理论假设,,是真正的实验 (二)根据变量控制的严密程度,可分真实验、准实验和前实验。 真实验:随机选择和分配被试;系统操纵自变量;基本或完全控制无关变量 前实验没有随机分组,没有控制无关变量,内外在效度都差,但它是试验,是大 型实验硏究的部分。准实验介于真实验和前实验之间,主要表现没有按照随机 原则。在教育研究中广泛使用。 因为教育实验的对象常常是人而非物,不可能进行严格的控制,同时在实验 中对硏究者的要求也很高,让硏究者和被研究者都感到有压力,而且还要受到受
第四章 教育实验研究 - 6 - 这是通过实验，判断某一种现象是否存在，某一种关系是否成立，某个因素 是否起作用，着重探讨研究对象具有怎样的性质和结构。这类实验就是为了解决 “有没有”、“是不是”一类的问题，它往往肯定一种事实，从而引起产生一种 新的观念，通常是在典型或极端的条件下进行实验。 这是通过实验对两个不同群体、不同时间或不同条件进行差异性的比较。这 种实验有两个或两个以上的相似组群，一个是“对照组”，作为比较标准；另一 个是“实验组”，通过某种实验步骤，以确定实验因素对实验组的影响。 析因性实验，这是通过实验探讨影响某一事件的发生和变化过程，起主要的 或决定性作用的因素。这类实验的一个重要特点是，其结果是己知的，而影响或 造成这种结果的各种因素，其中特别是主要因素却是未知的，待寻找的。 根据实验目的，也可分为探索性实验和验证性实验。 探索性实验重在探索，无成熟的理论假设，特征是尝试；验证性实验重在验 证，有成熟的理论假设，，是真正的实验。 （二）根据变量控制的严密程度，可分真实验、准实验和前实验。 真实验：随机选择和分配被试；系统操纵自变量；基本或完全控制无关变量； 前实验没有随机分组，没有控制无关变量，内外在效度都差，但它是试验，是大 型实验研究的一部分。准实验介于真实验和前实验之间，主要表现没有按照随机 原则。在教育研究中广泛使用。 因为教育实验的对象常常是人而非物，不可能进行严格的控制，同时在实验 中对研究者的要求也很高，让研究者和被研究者都感到有压力，而且还要受到受
第四章教育实验研究 试单位、学校配合程度等因素的影响。基于上述的局限,实验这种硏究方法在教 育研究中的应用不如其它硏究方法广泛,没有发挥出它的优势和作用。为了解决 实验的这些不足之处,发挥实验研究应有的作用,我们可以采用原始的组,在较 为自然的环境下以类似实验的方法设计方案来进行研究,这就是准实验研究方法 (三)根据被试分配方法,可分等组实验、单组实验和轮组实验。 等组实验:两个或以上被试组的情况基本相同,但分别接受不同实验处理并 测量实验结果。单组实验:各个实验处理依次先后施于同一组被试,后都测量实 验结果。轮组实验:N个实验处理轮换施于N组被试(不必等组),后都测量 实验结果。 四、教育实验的步骤 1、实验的选题和设计 此阶段主要和提出假设、确定变量、实验设计有关。 2、实验的实施 根据设计进行前测、编组、控制实验情景、后测、记录实验情况。 3、数据分析和报告结果 核实结果,数据分析和整理,得出结论,评价实验,编写报告 第二节教育实验选题和设计
第四章 教育实验研究 - 7 - 试单位、学校配合程度等因素的影响。基于上述的局限，实验这种研究方法在教 育研究中的应用不如其它研究方法广泛，没有发挥出它的优势和作用。为了解决 实验的这些不足之处，发挥实验研究应有的作用，我们可以采用原始的组，在较 为自然的环境下以类似实验的方法设计方案来进行研究，这就是准实验研究方法 （三）根据被试分配方法，可分等组实验、单组实验和轮组实验。 等组实验：两个或以上被试组的情况基本相同，但分别接受不同实验处理并 测量实验结果。单组实验：各个实验处理依次先后施于同一组被试，后都测量实 验结果。轮组实验：N 个实验处理轮换施于 N 组被试（不必等组），后都测量 实验结果。 四、教育实验的步骤： 1、实验的选题和设计 此阶段主要和提出假设、确定变量、实验设计有关。 2、实验的实施 根据设计进行前测、编组、控制实验情景、后测、记录实验情况。 3、数据分析和报告结果 核实结果，数据分析和整理，得出结论，评价实验，编写报告。 第二节 教育实验选题和设计
第四章教育实验研究 实验选题 有理论和实践价值 二、实验假设 1、含义: 在实验之前对所硏究的教育现象做岀的一种推测性论断或假定性解释,是暂 定的结论。本质是自变量与因变量之间因果关系的假设,也叫研究假设,是实验 者希望成真的假设。 2、来源:一定的科学理论和经验事实 三、统计假设 教育实验的目的从狭义上就是要检验实验假设的真实性。假设检验,是统计 推断的重要内容。但它在统计上不直接检验研究假设而是检验与之对立的假设 实验前后的结果没有差异,在统计上称为原假设。如果经过检验拒绝原假设,就 可以接受研究假设。 例:“范文在小学生习作训练中的作用”,原假设:利用范文写作的小学生 写作水平与不用范文写作的学生的写作水平相同。研究假设:利用范文写作的小 学生写作水平要高于不用范文写作的学生的水平
第四章 教育实验研究 - 8 - 一、实验选题 有理论和实践价值 二、实验假设 1、含义： 在实验之前对所研究的教育现象做出的一种推测性论断或假定性解释，是暂 定的结论。本质是自变量与因变量之间因果关系的假设，也叫研究假设，是实验 者希望成真的假设。 2、来源：一定的科学理论和经验事实 三、统计假设 教育实验的目的从狭义上就是要检验实验假设的真实性。假设检验，是统计 推断的重要内容。但它在统计上不直接检验研究假设，而是检验与之对立的假设： 实验前后的结果没有差异，在统计上称为原假设。如果经过检验拒绝原假设，就 可以接受研究假设。 例：“范文在小学生习作训练中的作用”，原假设：利用范文写作的小学生 写作水平与不用范文写作的学生的写作水平相同。研究假设：利用范文写作的小 学生写作水平要高于不用范文写作的学生的水平
第四章教育实验研究 改革数学单元测验方法的实验研究”,原假设:参与测验题的命题和阅读 的学生与没有参与测验题的命题和阅读的学生的学业成绩无差异。研究假设:让 学生参与测验题的命题和阅读可以大面积提高学生的学业成绩 第三节教育实验的变量选择、测量和控制 在研究过程中,会有一些因素需要控制,有些因素是研究中所有个体都具有 的相同的特征或条件,叫做常量,有些因素在研究中不同的个体有不同的特征或 条件,这些就叫做变量。比如,一个研究要比较两种不同教学方法对五年级学生 学科成绩的影响,这里年级水平就是一个常量,是这个研究中不变的条件;而表 征教学方法影响的分数就是变量,另外—个变量是教学方法。教学方法是一个条 件变量,决定研究的条件。不同的变量在研究中担当不同的角色,具有不同的名 称。 研究变量有哪些类型? (一)自变量( Independent Variables) 1、概念:所谓自变量,就是由硏究者安排的、人为操纵控制的、作有计 划变化的诸因素。由研究者掌握,假定为原因的变量。对自变量的操纵是实验的 核心 2、特征 它的变化会导致研究对象发生反应 它的变化能够被硏究者所操纵控制,如学习方法、学习内容、作业量等 它的变化是实验者主动选择而变化的,如学生性别、年龄、智力等
第四章 教育实验研究 - 9 - “改革数学单元测验方法的实验研究”，原假设：参与测验题的命题和阅读 的学生与没有参与测验题的命题和阅读的学生的学业成绩无差异。研究假设：让 学生参与测验题的命题和阅读可以大面积提高学生的学业成绩。 第三节 教育实验的变量选择、测量和控制 在研究过程中，会有一些因素需要控制，有些因素是研究中所有个体都具有 的相同的特征或条件，叫做常量，有些因素在研究中不同的个体有不同的特征或 条件，这些就叫做变量。比如，一个研究要比较两种不同教学方法对五年级学生 学科成绩的影响，这里年级水平就是一个常量，是这个研究中不变的条件；而表 征教学方法影响的分数就是变量，另外一个变量是教学方法。教学方法是一个条 件变量，决定研究的条件。不同的变量在研究中担当不同的角色，具有不同的名 称。 一、研究变量有哪些类型？ （一）自变量（Independent Variables） 1、概念：所谓自变量，就是由研究者安排的、人为操纵控制的、作有计 划变化的诸因素。由研究者掌握，假定为原因的变量。对自变量的操纵是实验的 核心。 2、特征： 它的变化会导致研究对象发生反应； 它的变化能够被研究者所操纵控制，如学习方法、学习内容、作业量等。 它的变化是实验者主动选择而变化的，如学生性别、年龄、智力等
第四章教育实验研究 例如,我们研究对同一的教学对象和教学内容,应用不同的教学方法将会产 生怎样的教学效果时,各类不同的教学方法,就是其自变量 3、取值 通常我们把自变量的一系列的变化值称为自变数。其可能取值称为因素的水 平,它反映了因素所处的状态和等级。例:“多大噪音对劳动生产率产生影响” 对噪音强度要认真考虑。太大、太小均不合适。要设几种强度不同的噪音才行。 4、实验处理:各个实验因素各取一个水平得到一个水平组合,称为实验处 理。实验处理的个数为实验因素水平的乘积。 (二)因变量( Dependent Variables) 1、概念:因变量又称应变量或依变量,它是随着自变量的变化而变化的, 是研究者打算观测的变化因素 特征 它必须是跟随自变量的变化而变化的因素,或对自变量做出响应的 它是根据需要,有待观测的因素; 它是能够以某种反应参数来表征的可测量因素。 3、取值 对于随着自变量的变化而变化的反应参数,通常称为因变数。在教育技术研 究中,各种学习反应信息(如反应速度、正确性、机率、强度)、态度等级、 知识积累、能力变化、特征分布状况等均可作为因变量
第四章 教育实验研究 - 10 - 例如，我们研究对同一的教学对象和教学内容，应用不同的教学方法将会产 生怎样的教学效果时，各类不同的教学方法，就是其自变量。 3、取值： 通常我们把自变量的一系列的变化值称为自变数。其可能取值称为因素的水 平，它反映了因素所处的状态和等级。例：“多大噪音对劳动生产率产生影响”， 对噪音强度要认真考虑。太大、太小均不合适。要设几种强度不同的噪音才行。 4、实验处理：各个实验因素各取一个水平得到一个水平组合，称为实验处 理。实验处理的个数为实验因素水平的乘积。 （二）因变量（Dependent Variables） 1、概念：因变量又称应变量或依变量，它是随着自变量的变化而变化的， 是研究者打算观测的变化因素。 2、特征： 它必须是跟随自变量的变化而变化的因素，或对自变量做出响应的； 它是根据需要，有待观测的因素； 它是能够以某种反应参数来表征的可测量因素。 3、取值： 对于随着自变量的变化而变化的反应参数，通常称为因变数。在教育技术研 究中，各种学习反应信息（如反应速度、正确性、机率、强度）、态度等级、 知识积累、能力变化、特征分布状况等均可作为因变量
