教育实验研究设计

中小学教育研究方法ResearchMethodologyforK-12SchoolTeachers授课教师：赵萍博士北京师范大学教师教育研究中心Dr.Zhao,PingCenterforTeacherEducationResearchBeijingNormalUniversity提纲什么是教育实验教育实验的基本类型教育实验设计与实施教育实验的变量控制方法教育实验方案的撰写什么是教育实验法？在理论假设的引导下，有目的、有预见地操纵条件、采取措施来检验假设的研究方法。实验研究的核心——避免和控制与实验无关因素的干扰实验研究的可验证性——以实验事实为依据，公开实验操作过程和操作方法，实事求是地报告实验结果，让不同的研究者进行重复验证。无关变量、干扰变量因变量：作用结果自变量：实验影响被试变量教育实验的构成因素固定组、随即组实验组、控制组如学生知识水平、性别比例、教师教学水平等。因变量改变可能是无关变量造成的，而不是研究者事先设计的自变量造成的，实验便失去意义。教育实验的构成要素教育实验法的优势如对因果关系的预见性（在所有方法中，是惟一能真正检验因果关系假设的研究）、推理模式的完整性、对教育活动的主动性干预等等，具体来说教育实验有下列功能：检验现有的教育理论和教学方法是否有效。检验自己的经验和设想是否有效为发现和揭示新的教育特点和规律提供必要的基础。检验他人的经验和成果是否有效，以便在引进时进行改造、变通和发展。为新出现的教育理论假说应用于教育实践寻找可行的操作程序。教育实验法的局限只适合于自变量较少，且非常明确，可以操作的问题。教育领域由于其特殊性，难以精确量化。选择误差。教育实验往往只能在一定的学校或班级进行，其样本不能很好地代表范围更大的总体，因而实验结论不足以推广到实验范围以外。由实验人员与实验过程带来的正负效应，如“主试效应（皮格马利翁效应）”、“被试效应（霍桑效应）”实验研究的适用条件干预性研究。有明确因果关系的研究（如通过改变教学方法，达到对教学效果的改变）。有明确数量对比的研究（调查法也有数量对比，研究相关分析）。有相对严谨条件（因素）控制的研究（一旦确定的控制条件，不再改变，不同于行动研究）。研究结论（设想）具有普遍应用的价值。教育实验法的分类[e-mail]教育实验设计的一般步骤第一步第二步第三步第四步选定实验课题自变量的选择与操纵因变量的确定与测量第五步第六步无关变量的控制选择实验设计提出统计假设提出实验假设选定实验课题首先提出选题，判定可运用的研究方法通过观察发现可能产生影响因素的措施、方法，通过实验研究进行印证。提出实验假设依据一定的科学理论借助教学经验的积累自变量的选择与操纵主动操纵的变量，如学习内容、教学方法、作业量等；实验者选择的变量，如年级、性别、智力情况等。教育实验设计的一般步骤因变量指标的确定和测量既要能反映操纵自变量引起的变化，又要能反映实验的目标教育实验的目标，一般是指向学生的素质、能力、智力、知识、品德、个性等等。无关变量的控制实验对象的态度因素实验对象成熟因素实验对象的经历因素实验对象的已有知识经验、能力水平因素选择实验设计提出统计假设教育实验设计的一般步骤实验设计随机分派控制组前后测设计随机分派控制组后测设计所罗门四组设计准实验设计非随机分派组前后测设计非随机分派组后测设计时间序列设计单因素实验设计教育实验设计的类型随机分派控制组前后测设计基本模式：RG1O1XO2RG2O3-O4R=随机分组O2k+1=前测Gn=分组O2k=后测随机分派控制组前后测设计特点随机分组仅实验组接受实验处理两组均进行前后测。优点便于控制选择、被试缺失等因素对实验结果的干扰便于作对照比较。局限可能产生前测与实验处理的交互作用效果而影响外在效度。随机分派控制组前后测设计随机分派控制组前后测设计可扩展为多组实验设计，模式如下：RG1O1X1O2RG2O3X2O4………………RGkO2k-1XkO2kRGk+1O2k+1-O2(k+1)R=随机分组O2k+1=前测Gn=分组O2k=后测Xk=实验处理随机分派控制组后测设计基本模式：RG1XO1RG2-O2随机分派控制组后测设计特点随机选择被试和分组仅实验组接受实验处理两组均只有后测，没有前测。优点能消除前测和后测、前测与自变量的交互影响，内在效度较高既具有前一设计的优点，又避免了练习效应的影响，节省了人力和物力。局限不能对被试的缺失加以控制。随机分派控制组后测设计随机分派控制组后测设计可扩展为多组实验设计，模式如下：RG1-X1O1RG2-X2O2…………RGk-XkO2kRGk+1-O2k+1R=随机分组Xk=实验处理Gn=分组O2k=后测所罗门四组设计基本模式：RG1O1XO2RG2O3-O4RG3-XO5RG4--O6本质把实验组、控制组前后测设计与只有后测的设计加以组合，将有无前测这一变量纳入实验设计中，将其变量所造成的差异数部分从总变异数中排除出去，以检验实验处理所产生的影响是否显著。其内外在效度较高，是一种较理想的实验设计。特点随机选择被试和分组两组有前测，两组有后测一个前测组和一个无前测组接受实验处理四个组都有后测。优点可以看到实验变量X的作用效果可以检查出前测对后测及实验变量的影响局限很难找到四组同质的被试被试的数目多时，数据分析比较困难。所罗门四组设计非随机分派控制组前后测设计基本模式：G1O1XO2……………G2O3O4非随机分派控制组前后测设计特征有实验组和控制组，在原有环境下自然教学班、年级中进行，不是随机取样分组，控制组与实验组不等，实验处理可以随机指派都有前后测。优点可以控制成熟、历史、测验、工具、统计回归等因素的影响，能在一定程度上控制被试的选择偏差，内部效度较高。局限不是随机取样分组，选择与成熟交互作用可能会降低实验的内在效度；前后测的交互作用，实验结果不能推广到没有前测的情境中，对实验结果的解释要慎重。非随机分派控制组前后测设计非随机分派控制组前后测设计可扩展为多组实验设计，模式如下：G1O1X1O2G2O3X2O4………………GkO2k-1XkO2kGk+1O2k+1-O2(k+1)Gn=分组O2k+1=前测Xk=实验处理O2k=后测非随机分派控制组后测设计基本模式：G1XO1G2-O2非随机分派控制组后测设计特征有实验组和控制组，在原有环境下自然教学班、年级中进行，不是随机取样分组，控制组与实验组不等，实验处理可以随机指派仅有后测。优点设计简便避免练习效应避免前测与后测、前测和自变量之间的相互影响局限不是随机取样分组，仅有后测降低了实验的内在效度；只有在有数据表明实验前实验组和控制组具有相似性的前提下才可以使用实验结果不能推广，对实验结果的解释要慎重。非随机分派控制组后测设计非随机分派控制组后测设计可扩展为多组实验设计，模式如下：G1-X1O1G2-X2O2………………Gk-XkO2kGk+1-O2k+1Xk=实验处理Gn=分组O2k=后测时间序列设计基本模式：OOOOXOOOO时间序列设计是对一个非随机取样的被试组做周期性的一系列测量，在这一时间序列中施以实验处理，然后观测呈现实验变量后的一系列测量分数是否发生非连续性现象，从而推断实验处理是否产生效果。时间序列设计案例：榜样和强化对儿童诚信观念的影响实验研究研究问题：道德故事对儿童诚信观念的影响。研究假设：道德故事能对儿童诚信观念的树立有正面影响。实验处理：在实验前，老师连续3次（1周1次）测量学生的诚信观念，然后施加实验影响，即老师在1周内每天给学生介绍一个讲诚信的故事，当学生作出正确道德判断时，立即给予表扬（强化），1周过后连续3次（1周1次）复测学生的诚信观念。实验样本：X市X小学一年级X班。因变量测定：分段成绩。条件控制：同一教师，相同被试。统计分析：比较前3次和后3次测试的结果是否连续，如果有跳跃上升，则说明实验处理有效。（相关样本t检验）时间序列设计单组后测设计基本模式：XO特征：只有一个被试且不是随机选择，无控制对照组；实验中只给予一次实验处理；有一个后测局限：由于不能控制无关变量的影响，因此内外在效度都不高单组后测设计案例：研究问题：提升高中生地图信息提取能力的教法研究研究假设：XX教法能提升高中生的地图信息提取能力实验处理：对全班学生进行“XX教法”。实验样本：北京市X中学，Ｘ班全体学生。因变量测定：学生地图信息提取能力测验。实验设计：单组后测设计XO单组前后测设计基本模式：O1XO2特征：只有一个被试组且不是随机选择，无控制组；仅一次实验处理有前测和后测，用前后测的差大于零来作为实验处理效应。优点可以在处理前提供有关选择被试的某些信息可以提供每一被试在实验处理前后两次观测条件下行为变化的直接数据，能明显的验明实验处理的效果被试兼做控制组，便于估计被试个体态度对实验结果的影响。局限不能控制历史、成熟及统计回归；前测可能影响后测，产生实验误差。教育实验的一般程序教育实验实施的基本流程消除法。即把无关变量排除在实验之外，尽可能不让这些因素影响实验结果。平衡法。通过设置对照组和实验组，是所有无关变量都以同一种水平同时作用于这两个组，使之对两个组的教育效果的影响相同，以此平衡无关变量的影响，再来比较对照组与实验组的教育效果的差异，从而确定自变量与因变量的之间是否存在因果关系。抵消法。这种方法是让同样的被试先后接受几种不同的实验处理，被试自身以及实验顺序造成的练习、适应和疲劳等无关变量效应在先后轮换过程中可以相互抵消，从而提高实验精确度。恒定法。恒定法是使无关变量效应在实验前后保持不变。随机法。随机是指选择被试、安排实验处理顺序等许多实验环节上不受实验人员主观意图的影响，随机安排决定，它是教育实验中唯一有可能控制所有无关变量的方法。双盲控制教育实验变量控制的主要方法教育实验方案撰写格式1.问题提出（1）课题的由来（2）相关研究情况（3）本课题的研究意义2.课题概念界定与涵义（1）对课题内有关概念应予以界定或做必要的说明（2）对课题的完整涵义做概要表述3.研究假设与理论依据（1）准确表述本课题研究假设（或思路、设想）（2）寻找与本项研究直接相关的理论做依据4.研究目标和研究原则（1）研究目标（可分总体目标和具体目标）A科研目标，揭示何种教育教学规律或建立何种模式。B使研究对象（或工作效果）达到何种程度目标。（2）研究原则从以下三个方面考虑提出：A本项研究设计的基本原则B实施操作的基本原则C成果总结的基本原则教育实验方案撰写格式5.研究对象、方法或检测手段样本的选择6.研究内容与措施（1）研究内容本课题主要研究几个什么问题。（2）研究实施措施自变量、因变量、无关变量的确定及其有关操作（或控制方法），或采取什么策略、途径、方法进行实施操作。7.研究步骤（1）研究周期（X年X月——X年X月）Q（2）研究阶段计划及任务8.研究组织管理及保证措施（1）组建相关研究组织形式（2）学习、研究有关制度、要求、规定等（3）其它有关保证措施9.研究成果形式说明预期研究成果形式及完成时间。