第六讲 教育实验法课件.ppt

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1、第六讲,教育实验法,内容：,一、教育实验法的概述二、教育实验设计的步骤三、教育实验类型四、教育实验报告的写作五、教育实验计划举例,一、教育实验法概述,实验法,实验法(experimentation)是借由操纵一个或一个以上之变量，并且控制研究环境，藉此衡量自变量与变量间的因果关系的一种研究方法。,教育实验,教育实验是根据一定的理论假设，有计划地控制教育活动中的某些因素，以引起其他因素朝着有利于提高教育效果的方向转变，然后检验假设，并由此揭示教育活动规律的综合性研究活动。p85,教育实验的基本特点,（1）教育实验要揭示教育现象或教育行为之间的因果关系。（2）教育实验对因果关系的预先设想以假说形式

2、表现出来，实验过程围绕假说展开操纵、控制等一系列关于活动，经观察、分析，最后检验假说。,与自然科学实验相比，教育实验的自身特殊性：,教育实验研究具有教育性。教育实验使用了比自然科学实验更复杂更高级的技术和方法，尤其是理解的方法。,什么样的研究需要用实验法：,1干预性研究。2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）。3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）。4研究结论（设想）具有普遍应用的价值。,你能想出一两个适合用教育实验法的研究项目吗？,案例1： 青岛市一项英语教学方法改革的研究课题：“小学双语教学整体改革实验研究”,该课题针对传统英语教学开

3、设过晚、教学渠道单一、重知识灌输、轻语言技能培养、忽视教学情境的创设等诸多弊端，实施英语教学改革。通过早起步、大容量、多通道、创情境，设计了一种浸润式双语教学模式。大幅度提高学生英语语言能力，并以此带动学生综合素质的提高。并用量化的方法进一步检验这种教学效果的提高。,分析：上述问题研究属于典型的干预性问题研究，首先提出一种新教学设想，通过设定或改变教学事件中的某些特定条件，进而达到教学质量的改变（因果关系），并用一定量化的手段来验证这种教学质量的改变；控制条件明确；研究结果具有普遍应用的意义。显然，单纯用观察法、调查法、个案法等研究方式，不能直接达到课题研究目标大幅度提高学生英语语言能力。,案

4、例2：“改革数学单元测验方法的实验研究”案例3：“青少年犯罪的原因研究”,教育实验涉及的三类变量：,自变量，又称刺激变量、输入变量或实验出处理。因变量，又称反应变量、输出变量或实验结果；它是通过自变量的作用而产生变化的结果因素。干扰变量，也被称为无关变量；它是指除自变量以外一切可能影响因变量、因而对实验可能起干扰作用的因素。,（二） 因果联系的条件,第一，共变关系，即 A变B也变。如果A变B未变，则不能肯定A是B的原因。第二，时间顺序，即A在B前变，或与B同时变化。如果B先于A变化，则也不能肯定A是B的原因。第三，控制原则，必须在排除A之外的一切可能对B发生影响的情况下，才能确定A是B的原因。

5、,实验者,干扰因素,实验对象,自变量,反应变量,X,Y,O,操纵,测量,排 除,教育实验过程,教育实验法的优缺点,1、教育实验法的优点能确立因果关系，认识事物的规律能重复验证，结果客观、准确、可靠能对变量控制，提高研究的效度能为理论的构建提供佐证和说明严密的逻辑性是其他方法难以比拟的。,2、教育实验法的缺点,由高度控制带来的“失真”由实验人员和实验过程带来的副效应可能会受到法律和伦理道德的限制,调查对已经发生的事实和现象的考察。观察对正在发生的现象进行考察，是在自然发生的条件下，在不干预和不控制对象的情况下，通过人的感觉器官（科学仪器）感知客观世界的事物。实验是在人为地造成、控制或改变对象状态

6、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。,3、实验与调查、观察、有何不同？,二、教育实验法的一般步骤,准备阶段实施阶段资料处理阶段撰写实验报告,教育实验的一般步骤,研究问题的描述陈述研究假设,（一）实验效度,效 度反映试验结果真实性和有效性的程度内在效度因变量与自变量相互关系的真实程度。 外在效度实验结果的可推广程度。一定的内在效度是决定该研究的结果能否适用于同类研究对象的一个重要条件。即内在效度是保证外在效度的一个前提条件；但旨在提高内在效度的企图可能会降低外在效度，反之也亦然。,（二）干扰内在效度的因素,被试成熟：实验期间心理或生理

7、的变化测 验：前后测类似，前测有助于后测分数的提高工 具：前后测量工具的不同（如难易），测量者身心变化统计回归：二次测量有向团体平均数回归的倾向被试选择：未用随机抽样和随机分派，如教学实验的一个班是 重点班，而另外一个是普通班。被试流失：实验期间被试迁居、退学、死亡。历 史：实验期间，同时可能有其他事件发生，影响了因变量，使得实验效度降低。如探讨新教材的效果，实验组学生参加了课外补习，而控制组没参加。强亨利效应：在实验过程中，控制组的被试不甘示弱，力图与实验组竞争，从而超水平发挥，使得实验效果不明显。,强亨利效应由来,多年前，有一位叫亨利的美国青年，从小在孤儿院长大，身材矮小，长相也不好，讲话

8、又带着浓重的乡土口音，所以一直很自卑，连最普通的工作都不敢去应聘。30岁生日的那一天，他站在河边徘徊，几乎没有活下去的勇气。这时，他的一位好友跑过来告诉他：“一份杂志里讲，拿破仑有一个私生子流落到美国，这个私生子有一个儿子，他的全部特点跟你一样：个子很矮，讲的也是一口带法国口音的英语。”,亨利半信半疑，但当他拿起那本杂志琢磨半天后，开始相信自己就是拿破仑的孙子。此后，亨利不再为贫穷、矮小、乡土口音等特征自卑，凭着“我是拿破仑孙子”的信念积极面对生活。三年后，他成了一家大公司的董事长。后经查证，亨利并非拿破仑的孙子，但这已不重要了。在“我是拿破仑孙子”这个美丽的谎言中，他改变了自己的人生。心理学

9、把这种因接收虚假信息或刺激产生了盲目的自信或积极的态度，从而表现出异乎寻常的正面效果，称之为“亨利效应”。,抽样偏差和实验处理交互作用：根据实验处理的需要而挑选现成班级进行实验，其结果不能推广。测验的交互作用：前测与实验处理发生作用，并导致结果不能推广到未经过前测的群体中。霍桑效应：被试在实验期间更高的动机和兴趣多重处理干扰：一个被试受两项及以上的处理会产生一种后遗效应，导致不能推广到单独处理中。,（三）干扰外在效度的因素,（四）实验信度,信度实验可靠性程度，即实验的可重复性和前后的一致性内在信度：多个人收集资料的协同程度外在信度：在相同条件下实验可重复程度,O实验对象X自变量，即实验处理Y因

10、变量Y1、Y2 实验组前测后测平均成绩Y1、Y2控制组前测后测平均成绩R随机分配MR配对后随机分配C整个实验结果,操作性符号,三、实验研究法的类型,前实验：一种不很规范的实验，它指可进行观察比较，但控制程度较弱的实验。 准实验：不能随机分派被试，不能完全控制无关因素的实验，它的内部效度存在一定问题。 真实验：能随机分派被试，完全控制无关因素的实验，它的内部效度较高。,典型实验设计的类型( 前实验设计 ),前实验设计(Pre-Experimental Designs)1. 单组仅后测实验(one-shot case study)： 此种研究设计又又称为事后研究(after only design

11、)，其表示方式为： X Y示例：一位语文教师深感小学生作文言之无物，于是设计了“情景作文”方法（X）在班上试行，经一段时间后发现学生作文质量（Y）有较普遍的提高。2.单组前后测实验 (one-group pretest-posttest design)此种设计方法无专门的控制组，有前后测。其表示方法为： Y1 X Y2,请对以下活动单组前后测实验设计,范文在习作训练中的作用某校4个班149名学生，给学生提供范文模仿，让学生独立阅读，分析、理解范文，进行仿写。尝试进行实验设计，并说明各个变量及实验结果的解释。,单组前后测设计：活动1,因变量Y：学生作文成绩实验处理X：范文习作教学实验设计：Y1

12、X Y2Y1为学生在无范文条件下作文成绩Y2为学生学习范文后的仿写作文成绩结果：Y2-Y1,3. 静态组间比较(Static-Group Comparison) 在此种实验设计中，将实验对象分成两组，一组是实验组、另一组是控制组。其表示方式如下： 实验组 X Y2 控制组 Y2实验组施予实验处理，而控制组则没有任何操作处理。如传统讲授法与新自学辅导法对学生自学能力发展的比较研究，进行一段时间教学后，在2个班同时进行内容难度基本一致的测验。从2个班的成绩对比中，分析两种学习方法的优劣。,典型实验设计类型(前实验设计 ),前实验设计,请大家思考一下：前实验设计的缺陷有哪些？,前实验设计：小结,被试

13、不是随机分配的，难以推广到总体不能控制无关变量的干扰，难以确定实验效果就是实验处理作用的结果,准实验设计,准实验设计是在不能随机分派被试，无法完全控制误差来源时，尽可能加强条件控制的实验设计。1、非对等组前后测设计2、轮组实验设计3、时间序列设计,准实验设计(Quasi-Experimental Designs)准实验设计提供比预备实验设计更多的控制，但在实验对象的选择与分派上却不是如真实验设计随机选取。其中较普遍的典型形式是“非对等组前后测设计”，其格式为：Y1 X Y2Y1 Y2,典型实验设计类型(准实验设计 ),非对等组前后测设计,优点有控制组，有前后测，可以控制成熟、历史、练习效应、工

14、具、统计回归等因素影响。局限不是随机分组，选择与成熟交互作用会降低实验效度；前后测交互作用。,非对等组前后测设计示例,记数教学的结构定向教育实验某小学一年级两个班各41人，实验班按照实验教材和教学指导书进行万以内计数教学，对比班按照全国统一的教材和教学指导书进行万以内计数教学；因变量：分段数学成绩；条件控制：同一教师教学，作业练习时间统一，统一测试入学前数学能力和智力情况。统计分析：实验班和对比班因变量增值比较，即Y2-Y2和 (Y1-Y2)-(Y2-Y1)，对两组增值分数平均差进行t检验以考核其差异的显著性。,轮组设计（自学）,轮组设计：即固定组循环设计，有不同组和不同的实验处理，每组按照不

15、同顺序循环接受实验处理，比较各种实验处理的平均成绩。每组既是实验组，又是对照组。基本模式：,G1： O1 X1 O2 X2 O3,G2： O4 X2 O5 X1 O6,轮组设计,优点通过平衡设计，提高实验效度。局限实验处理间交叉作用。,轮组设计：示例,朗读法与默读法教学效果比较研究选定二年级两个班作为实验班（G1和G2），实验开始时，先测量两班的语文成绩，（O1、O4），然后一班进行朗读训练（X1），另一班进行默读训练（X2）。经过一学期，进行一次后测（O2、O5），分别与前测进行对比（O2-O1、O5-O4）。交换实验处理，经过一学期后，再进行一次后测（O3、O6）。比较（O2-O1）-（O

16、6-O5）与（O5-O4）-（O3-O2），如前者高，说明朗读效果好，反之，默读效果好。,时间序列设计,时间序列设计：对一非随机取样的被试组作周期性系列测量，在这一时间序列中施加实验处理，然后观测呈现实验变量后的一系列测量分数是否出现非连续性现象，从而推断实验处理效果。基本模式：,G：O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8,时间序列设计,优点外在效度好，能控制历史和工具的影响。局限受霍桑效应、练习效应、测量程序变化等因素影响。,时间序列设计：示例,榜样和强化对道德判断的影响某校一个班40人，在实验前，老师连续4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

17、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4次（1周1次）复测学生的诚信观念。统计分析：比较前4次和后4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。,准实验设计,请大家思考准实验设计的优缺点。,准实验设计：小结,从以上实验设计中可以看出，准实验设计因不能随机取样，使各样本之间存在很大差异，不易控制。但是，准实验设计不打破教学班的原有编制，可以使学校的教学工作按正常教学秩序进行，因此准实验设计是应用最广泛、最经常的一种教育实验设计。,真实验设计(True Experimental Designs)真实验设计强调随机分派之重要性，而随机(R

18、andomization)的意思为分派实验对象接受实验处理时每个实验对象被分派的机率是相同的。1、随机前后测有控制组设计2、随机后测有控制组设计3、索洛门四组设计,典型实验设计类型 (真实验设计 ),1.随机前后测有控制组设计 ( pretest-posttest control group design ) 此种设计是一种典型的实验设计，用符号表示如下：实验组： R Y1 X Y2 控制组： R Y1 Y2如心理学家罗森塔尔所作的关于“教师对学生的期待可以变为现实的实验研究”,典型实验设计类型(真实验设计 ),随机前后测有控制组设计,优点因为是随机分配，可以控制选择、被试缺失等因素；有控制组

19、，可以控制成熟、练习、统计回归等因素。局限前测与实验处理产生交互影响。,随机前后测有控制组设计：活动示例,题目：解题思维策略训练提高解题能力的实验试进行随机前后测有控制组实验设计,随机前后测有控制组设计：活动示例,假设：系统进行解题思维策略训练可提高学生解应用题的能力。实验设计模式：,RG1： Y1 X Y2,RG2： Y1 Y2,随机前后测有控制组设计：活动示例,实验处理：实验组用自编教材，讲解6种应用题解题方法（简化法、图解法、结构训练法、联想法、假设法、对应法），每周3次，每次1节课，共7周20节课。控制组不讲，只做同样的练习。 因变量：学生解应用题能力（操作定义：等值数学难题测验）,随

20、机前后测有控制组设计：活动示例,条件控制：随机取样；同一教师教学；前后测相同（等值难题，测验时间与要求前后一致）；练习内容相同。 统计分析：对 (Y2-Y2)-(Y1-Y1)进行显著性检验，即对实验组和对照组前后测成绩平均分数参数进行t检验（前测随机等组处理）,2.随机后测有控制组设计(posttest-only control group design)在此种设计中，实验过程中并没有有事先的前测(pretest)。用符号表示如下：实验组： RX Y2 控制组： RY2如：“研究电视教学对初一学生英语学习成绩的影响，可将拟被试的学生随机分成两组。实验组采用电视教学，控制组采用一般课堂教学，我们

21、认为两组被试在统计上是相等的，故没有采用前测。,典型实验设计类型(真实验设计 ),随机后测有控制组设计,优点消除前测与后测、前测与实验处理的交互作用；可以控制历史、成熟、练习与统计回归的影响。局限不能对被试缺失加以控制,3.所罗门四组设计(Solomon four-group design)又称四组六研究设计(four-group six-study design)，其结合前两种实验之设计的优点。所罗门四组设计用符号表示如下，在此设计的两个X是代表在每個实验组中施予同样的实验处理。实验组I： RY1 X Y2 控制组I： RY1 Y2实验组II： R X Y3 控制组II： R Y3 ,典型实

22、验设计类型(真实验设计),所罗门四组设计,优点将前测反复效应分离出来；可以做四组比较；运用2X2方差分析处理结果。局限同质的四组被试很难做到。,作业：索洛门四组设计,题目：解题思维策略训练提高解题能力的实验试进行索洛门四组设计,真实验设计：小结,从上面几种设计可以看到，真实验的实验效度很高，但是因为教育实验一般不能打乱正常的教学秩序，大多是在确定的班级、确定的学校中进行，随机取样很难做到，况且对无关变量（诸如学生的疲劳、学习兴趣等）也很难完全控制，因此在教学实践中真实验的应用很受限制。,四、撰写实验报告,1.题目要具体、简明、有个性，避免笼统抽象。题目要与实验的课题相符，反映实验的中心思想和主

23、要内容；要指出实验研究的自变量，如”拼音识字、提前读写”实验报告；有时还要指明因变量，如“发现法教学在促进学生思维能力发展中作用的实验研究”，这一题目既指明了自变量“发现法教学”，也指明了因变量“学生的思维能力发展”。2.署名3.前言说明该项实验的目的、意义及课题的产生过程。若实验是探讨过去尚未解决的问题，扩展以前的工作，在引言中要把以前的工作简要地介绍，以便与本实验衔接。若课题来自实际工作提出的问题，引言中要对实际工作问题进行介绍。,四、撰写实验报告,4介绍研究方法这部分主要说明实验设计，其中包括：实验对象的选择与分组、实验设计的类型、无关变量的控制，实验中用于教学和测量仪器、材料、量表、观

24、测指标及实验程序等。5实验的结果与分析这部分主要是以原始资料为依据，通过对这些资料的分析，揭示被试在实验变量作用下发生的变化以及产生这种变化的原因，阐明事物间关系。要写得论据确凿，逻辑严谨。,四、撰写实验报告,6讨论在这一部分中，需要将所做实验的作用、价值以及需要进一步研究的问题写出来。7结论结论部分要求说明本实验的结果证实或否定了什么，一般以条文形式用简短的文字表达出来。对实验中存在的问题，也应客观地作小结8.参考文献及附录9.附录是附在实验报告的文后。实验中一些重要的材料和统计图表，在实验报告中未能全部引用，如有必要，可列在附录中。,五、实验计划的制订举例,1. 课题名称初中二年级数学利用

25、CAI教学的实验研究2. 研究的意义（略）3. 具体研究的相关文献（略）4. 具体研究的问题初中二年级数学利用CAI教学的效果分析： CAI教学与学生学习成绩的关系 CAI教学与学生学习兴趣的关系 CAI教学与学生思维发展的关系,五、实验计划的制订举例,5. 问题假设 采用CAI教学比传统教学学生学习成绩和学习兴趣有明显提高，但对学生思维能力发展影响不显著。6. 原理阐述(略)7. 因变量与干扰变量控制 自变量(定义) 采用现行初二数学教材CAI软件教学（课堂与课后） 因变量(定义) 学生成绩：学校期末考试成绩 学习兴趣：问卷调查结果 思维水平：瑞文推理能力测验结果 干扰变量控制 平衡参与实验

26、的教师的水平与工作态度 平衡实验班与控制班的时间投入 采取合适的实验设计,五、实验计划的制订举例,8. 实验设计 非对等组前后测设计 G1 : Y1 -X-Y2 G2 : Y1-C-Y29. 样本 本校初二全体四个自然班，随机产生两个实验班和两个控制班10. 时间 一年（两个学期） 每学期一次统计检验11. 数据处理 问卷调查做X2检验 学生成绩作相关样本t检验 学生思维能力作相关样本t检验,五、实验计划的制订举例,12 实验报告撰写与发表 学生第二学期期末考试后一个月内完成 提交学校当局和上级科研主管部门 组织鉴定与发表,1随机。指在选择被试、安排实验处理顺序等许多实验环节上不受实验人员主观

27、意图的影响，而由偶然机遇决定。问题在于，教育实验不能打乱正常的教学秩序。有时，实验者不能不限于在允许的学校和班级内进行，实验人员在确定学校、班级、执教者时不得不有意而为之。 2消除。即想方设法使无关因子从实验情境中消失。一些心理实验在暗室或隔音室内进行，就是为了消除作为无关因子的光线、室外噪音等物理因素的干扰。教育实验中诸多影响实验结果的心理因素是无法消除的。不恰当地采用消除法，会使实验情境失去“自然性”、“现实性”，反而会引起被试的疑虑、期望、紧张等情绪变化，干扰实验的进程。,无关变量控制的方法,3恒定。即使无关因子效应在实验前后保持不变，不影响实验效果的前后比较。如使实验班人数固定不变，实验教师保持相对稳定等，但由于教育实验周期长，实验对象身心不断发展，诸多因子无法恒定不变。 4平衡。指在分组比较实验中，要使各组的无关因子作用相同，这样可以把实验班与对照班的不同归结为实验处理的不同。 5抵消。即让同样的被试先后接受几种不同的实验处理，使每一种实验处理以不同的次序出现，列成机会均等的组合，并随机分派接受各个顺序组合。从理论上讲，被试自身以及由实验顺序造成的练习、适应、疲劳等无关因子效应便可在先后轮换过程中相互抵消了。但如果一种新的教学体系系统性较强，就不能让被试一会儿学习甲教材，一会儿学习乙教材。而且轮换在提高实验精度的同时，也延长了实验时间。,无关变量控制的方法,