教育實驗(12月2日)3

教育實驗研究

李文靜教育經(jīng)濟與管理教育實驗變量測量與控制目錄

教育實驗選題與假設教育實驗的類型和設計12345

教育實驗概述教育實驗研究的評價

1.教育實驗概述

杜威與“芝加哥實驗學校”

1896年，杜威創(chuàng)辦了芝加哥大學實驗學校，又被稱作“杜威學?！?。杜威學校做了很多種改革嘗試：一是“學校組織與管理改革”，比如“按兒童的能力與興趣分組和小班教學”、“教師民主參與行政工作和教研室制度”、“教師與家長合作”。二是“新的教師觀與師生關系改革”，主要是倡導“民主”的生活方式。三是“課程與教法改革”。

杜威的實驗學校，是對傳統(tǒng)的認知主義教育的徹底批判和挑戰(zhàn)，他的教育實驗思想和實踐有著重要的理論和實踐意義。他立足于教育的現(xiàn)實場景，雖然沒有象在實驗室實驗那樣對無關變量做嚴格的控制，但重視對自變量的操作，有目的的變革現(xiàn)實，力圖探討教育發(fā)展的內在因果關系。

蘇霍姆林斯基與帕夫雷什中學

1947年，蘇霍姆林斯基被任命為帕夫雷什中學校長。直到去世，他一直工作在這一崗位上，歷時23年。在帕夫雷什中學，蘇霍姆林斯基每天起早摸黑地工作，白天從事教學和行政工作，晚上進行科研。他以帕夫雷什中學為實驗基地，同時也廣泛研究其他學校的經(jīng)驗，孜孜不倦地鉆研教育理論，從理論與實踐的結合上研究教育的新問題，提出自己的新觀點并作出新的理論概括。

著名的教育實驗——赫洛克實驗

心理學家赫洛克(E.B.Hunlock)通過實驗，他把被試分成四個等組，在四種不同誘因的情況下完成任務。第一組為表揚組，每次工作后予以表揚和鼓勵；第二組為受訓組，每次工作后嚴加訓斥；第三組為靜聽組，不予評價只讓其靜聽其它兩組受表揚和挨批評；第四組為控制組，讓他們與前三組隔離，不予任何評價。結果工作成績是前三組均優(yōu)于控制組，受表揚組和受訓斥組明顯優(yōu)于靜聽組，而受表揚組的成績不斷上升。對象措施測查和結果教學情境評價情況測查結果內容情境評價性質評價方式100名成績相仿的三年級小學生，隨機分成四組。每天15分鐘，連續(xù)5天。練習難度相等的四則運算題。甲組單獨練。其它三組共同練。甲組：與其他組隔離，不作任何評價乙組：表揚丙組：批評丁組：不作批評和表揚，靜聽甲組：無感受乙組、丙組：直接感受丁組：替代感受同一試卷，同一內容的四則運算測驗，同一時間，同一地點。乙、丙、丁組都比甲組高，而乙組比丙組高，丙組比丁組高。定義用實驗的方法研究教育現(xiàn)象，以揭示教育活動中的因果關系，探索教育規(guī)律，以改進教育實踐。（1）教育實驗的特征因果性涉及各種變量間的關系，用相關分析或因果分析進行研究變革性主動操縱實驗條件，進行探索和創(chuàng)新控制性排除其他無關因素的影響

1.教育實驗概述（確定兩個變量之間有因果關系必須滿足三個條件：共變關系、時間順序、控制原則）

教育實驗與自然科學實驗相比有其獨特性，主要表現(xiàn)在：

教育實驗的研究對象的許多屬性是不能人為改變的。大多數(shù)教育現(xiàn)象是不確定的（隨機性的），而研究中涉及的概念往往難以界定（模糊的），這就使教育實驗難于精確量化，因而需要將定量方法與定性方法結合起來進行研究。教育實驗的對象是人和人所從事的教育活動，涉及情感、動機、價值判斷。（2）教育實驗的功能和局限性

教育實驗的功能檢驗現(xiàn)有的教育理論和教育方法是否有效。檢驗自己的經(jīng)驗和設想是否有效。檢驗他人的經(jīng)驗和成果是否有效。為新出現(xiàn)的理論假說應用于教育實踐尋找可行的操作。教育實驗的局限性CreativityRealityIdentity1.變量控成環(huán)境失真在教育實驗中為了正確歸因，必須控制無關變量，營造理想的實驗環(huán)境。2.實驗可能引起副效應研究者和被研究者，任何一方的態(tài)度、動機、價值觀都會或多或少地影響實驗結果。3.測驗誤差測量工具不能十分正確恰當?shù)販y量教育實驗中的變量。4.選擇誤差樣本不能很好地代表范圍更大的總體，因而實驗結論不足以推廣到實驗范圍以外。

準備階段（選定課題、提出假設、確定變量、實驗設計）

總結階段（整理分析、撰些實驗報告）實施階段（變量控制、操作、測量）（3）教育實驗的過程2.教育實驗選題與實驗假設實驗課題具有理論或實踐意義。學校中的實驗課題，一般應當時教育教學實踐中面臨的實際問題。例如，如何提高學業(yè)成績又不加重學生負擔，如何減輕學生課外負擔，如何培養(yǎng)后進生學習興趣等。實驗假設推測性論斷或假設性解釋。實驗假設的提出可以是對已有理論的繼承和發(fā)展，也可以是對經(jīng)驗事實的提煉和篩選。如“范文在小學生習作訓練中的作用”，實驗假設是“利用范文仿作的小學生寫作水平要高于不用范文寫作學生的水平”；“改革數(shù)學單元測驗方法的實驗研究”，實驗假設是“讓學生參與單元測驗的命題和閱卷可以大面積提高學生的學業(yè)成績”。

統(tǒng)計假設假設性檢驗，是統(tǒng)計推斷的重要內容。實驗假設是研究者提出并希望其為真的假設，又稱為研究假設。但在統(tǒng)計上并不直接檢驗研究假設，而是檢驗其對立的假設；實驗前后的結果沒有差異，在統(tǒng)計上稱為原假設。如果經(jīng)過經(jīng)驗拒絕原假設，就可以接受研究假設。例如，“范文在小學生習作訓練中的作用”，原假設可陳述為：利用范文仿作的學生寫作水平與不用范文寫作的學生相同”?！案母飻?shù)學單元測驗方法的實驗研究，原假設可陳述為：“可參與單元測驗的命題和閱卷的學生和沒有參與的學生學業(yè)成績沒有差異”。自變量的選擇與操縱1因變量的分解與測量2無關變量的識別與控制3實驗效度、影響因素及其控制43.教育實驗的變量選擇、測量和控制1.自變量的選擇與操縱自變量在實驗中通常稱為實驗因素，是由實驗者主動掌握的、假定為原因的變量。一種是由實驗者主動操縱而變化的變量，如學習內容、教學方法、教學組織形式、學習次數(shù)、作業(yè)量、活動方式等；另一種是由實驗者主動選擇而變化的變量，如學生性別、年級、智力等。如：赫洛克實驗研究，要驗證教師對學生作業(yè)的評價態(tài)度會影響學生作業(yè)成績這一假設，教師對學生作業(yè)的評價態(tài)度就是這個實驗的自變量。如果我們要驗證某種新教法能否提高教學質量，那么，教學方法就是自變量。操縱自變量的三種方法：從無到有。如：對照組不作評價，實驗組作評價。變化形式。如：表揚、批評、受忽視。把自變量具體化為幾個可以操作的教育方案，并加以實施。

如：赫洛克實驗中對學生作業(yè)的評價態(tài)度分為“不作任何評價”、“表揚”、“批評”、“被忽視”四種不同形式，并且設計了不同的教育方案。2.因變量的分解與測量

因變量是由自變量變化引起的與被試行為反應相關聯(lián)的變量，是實驗者感興趣的指標。教育實驗中最常見的因變量是考試分數(shù)、及格率、解答一定數(shù)量的題目需要的時間等等。選擇何種指標作為因變量，首先既要能反應操縱自變量而引起的變化，又要能反應實驗的目標。如學生的素質、能力、知識、品德、個性等，因變量往往與這些因素有關。為了便于觀察和測量，一是要將因變量分解為可測量的指標，二是要定義這些指標的測量方法。如“小學生運算思維品質培養(yǎng)的實驗研究”，將因變量思維品質分解為四個指標：敏捷性、靈活性、深刻性和獨創(chuàng)性”。分別編制測驗題目測量這些指標，根據(jù)測驗分數(shù)將每個思維品質分成四等予以度量。敏捷等級為：正確-迅速、正確-不迅速、不正確-迅速、不正確-不迅速；靈活性等級為：靈活、較靈活、不太靈活、呆板；深刻性等級為：邏輯抽象性強、邏輯抽象性較強、邏輯抽象性不太強、非要直觀支柱才能演算習題；獨創(chuàng)性等級為：創(chuàng)造力強、創(chuàng)造力較強、看不出什么創(chuàng)造力、死板?？茖W地觀測因變量是教育實驗成功的又一關鍵。（1）觀測哪些因變量

如：就教學效果而言，它包括學生的基礎知識和基本技能的掌握，智力的發(fā)展，能力的提高，等等。究竟從哪些方面來觀測教育效果，在實驗前必須明確。（2）如何對因變量進行測定

若是口頭測定，則要擬訂問題和記錄方式；若是筆試，則要出好測試題等?？傊獪蚀_把握被試受到自變量作用以后的變化過程的事實。選擇因變量指標要滿足以下條件：

（1）客觀性所選的指標，應該是客觀存在的，不僅能通過一定的方法和手段進行測量、記錄，而且在同樣方法的實驗中，它仍然可作為因變量。

（2）可靠性指標測量的結果要有較高的信度，因變量在不同時間的測量要有穩(wěn)定性，不同實驗者的測量要有一致性。

（3）有效性指標能反映實驗目標，并且可以預期它會隨自變量的變化而變化。（4）可量化便于數(shù)據(jù)處理和進行統(tǒng)計檢驗。

3.無關變量的識別與控制無關變量，是指自變量以外的對因變量會造成影響的非研究變量，它與實驗目的無關，與自變量無關，但與因變量有關?？刂茻o關變量是實驗設計中的關鍵問題。如，一個語文教師要在四年級的兩個班進行不同教法的實驗，這兩個班原有的學習成績是否相當，這時需要考慮的一個因素。如果兩個班成績相差大，班級就成了無關變量?？刂茻o關變量的方法：（1）消除法（2）恒定法（3）平衡法（1）消除法通過采取一定措施，將影響研究結果的各種無關變量消除掉。它是控制無關變量最簡單的方法。例如，已知教室環(huán)境會影響教學效果，就要選擇安靜的教室進行實驗，防止環(huán)境因素干擾。又如，為了消除“霍桑效應”，可采用“雙盲法”或“均衡被試法”。事實上，在教育實驗中，教師的水平、態(tài)度，學生的智力、學習基礎等無關變量是很難消除的。因此，在采用消除法的同時，還應當采用其他方法加以控制。（2）恒定法

采取一定措施，使某些無關變量在整個研究過程中保持相對不變。例如被試年齡、性別、身高、性格、能力、知識經(jīng)驗、動機、情緒、研究場所的一些條件與特征等。（3）平衡法

對某些不能被消除，又不能或不便被恒定的無關變量，通過采取某些綜合平衡的措施或方式，使其影響通過平衡而抵消，從而達到控制的目的。平衡法主要采用設置對比組（對照組與實驗組）的方法來實現(xiàn)。操縱

控制觀測

其他因素無關變量

自變量被試因變量實驗效度，是實驗結論基于事實或證據(jù)可以被證明或解釋的程度。效度包括內在效度和外在效度內在效度就實驗樣本而言，因變量的變化，多大程度上是由自變量引起的。換句話說，內在效度反映了對實驗樣本而言實驗結論的真實性程度。如，假設一位體育教師要研究兩種不同的訓練方案對四年級學生體育技能測試成績的影響。4.實驗效度學校I教師A方案14（1）班學生28名隨機指定學校I教師A方案24（2）班學生28名隨機指定由體育教師A對兩個班進行同樣的體育技能測試教學時間為16周為什么說這個實驗具有較高的內在效度呢？這是因為：如果兩個班的體育技能測試成績有差異，比如說，2班的平均分顯著高于1班的平均分，我們就可以確定方案2比方案1更有效的結論。兩個班的基本情況是相似的，兩組被試是從各班上隨機抽取的，實施與測試的教師是同一位教師，上課和訓練時間相同，只有“方案”不同。外在效度外在效度是實驗結論的可推廣程度。由實驗樣本得到的實驗結論推廣到全體研究對象（目標總體）的有效程度。換句話說，外在效度反映了對目標總體而言實驗結論的真實程度。實驗的內在效度逾高，其結果愈能確認是由實驗處理所造成的；實驗的外在效度逾高，其結果的推論范圍就愈大;內在效度低的實驗其外在效度一定低，影響內在效度的無關變量一定影響外在效度。如，在一所重點中學高一年級隨機抽取了入學成績相當?shù)?個班，同一個數(shù)學老師任教并進行“教法”實驗，實驗班采用“自學輔導法”，控制班采用傳統(tǒng)的“講授法”。學期末用同一份試題進行測驗，其結果是：實驗班成績顯著高于控制班，說明“自學輔導法”比“講授法”更有效；由于兩個班入學成績相當，授課的老師相同，有相同的教學時間，用同一份試題測驗，主要是“教法”不同，所以這個實驗有較高的內在效度；由于兩個班是隨機抽取，所以實驗結果對該所中學是有效的。（對條件相似的重點中學而言，結論可能也一樣，具有一定的外在效度。而實驗結論推廣到普通中學，外在效度就會降低。

經(jīng)歷成熟樣本選擇測驗被試中途退出實驗重復實驗的干擾實驗參與人員的態(tài)度5.實驗效度的影響因素及其控制使用對照組，讓實驗組和對照組同時經(jīng)歷相同的事件使用與實驗組有相同成熟和發(fā)展的對照組從研究總體中隨機抽樣或選擇有代表性的樣本不做專門的前測、測驗安排在正常教學中進行、增加一個無前測的對照組增加被試人數(shù)不讓實驗組知道他們正在作為被試進行實驗4.教育實驗的類型和設計1教育實驗的類型2教育實驗設計的基本類型1.教育實驗的類型實驗操縱與控制的嚴密程度：真實驗、準實驗和前實驗

真實驗：指能隨機分派被試，完全控制無關干擾因素，能系統(tǒng)地操作實驗因素，從而使內外在效度都很高的實驗。

準實驗：不能隨機分派被試，無法像真實驗那樣完全控制誤差來源，只盡可能予以控制的實驗。

前實驗：可以進行觀察和比較，但缺乏控制無關干擾因素的措施，從而無法驗證實驗使用的因素同實驗結果之間的因果關系，也很難將實驗結果推論到實驗以外的其他群體或情境，內外效度都很差的實驗。實驗自變量的個數(shù)：單因素設計和多因素設計

單因素設計：只有一個實驗自變量的實驗設計。多因素設計：有兩個或兩個以上的實驗自變量的實驗設計。接受實驗群體的組織形式

單組設計：實驗對象只有一組的實驗設計。

雙組設計：實驗對象為兩個組，一個組為實驗組，一個組為控制組。

循環(huán)組設計：實驗對象有多個組，各個組要輪換成為實驗組。

教育實驗實例（一）單組實驗實例案例：小學高年級兒童“家庭一日小當家”活動實驗研究1.研究問題與假設問題：探尋兒童家庭品德教育的有效途徑假設：兒童承擔家務勞動有助于兒童品德素養(yǎng)的提高。2.確定變量（1）自變量“家庭一日小當家”：當一天家，買洗菜、做飯、洗碗、整理房間、服侍長輩（2）因變量（哪些、如何）（1）內容：家庭勞動教育（認識、情感、行為）、照顧孝敬長輩（認識）、花錢（認識）（2）：觀測方式：問卷調查、輔以觀察、訪談；（3）評價標準：等級（3）無關變量：前后測3.確定實驗對象和樣本：某小學五年級2班全體學生50名4.實驗實施

（1）時間1個半月，周日為活動日。（2）家長會，對被試和家長的同一要求。（3）活動后被試要寫日記，作文（二次活動后）（4）通過問卷前后測發(fā)出問卷50份，收回41份；（5）部分家訪、學生談話5.實驗數(shù)據(jù)分析與實驗報告撰寫

實驗結果：“家庭一日小當家”活動與學生的品德素養(yǎng)提高之間有因果關系，是對學生進行家庭品德教育的有效途徑。（二）等組實驗實例實驗課題名稱：結構游戲對改善幼兒認知結構的作用1.假設：“結構游戲能改善幼兒的認知結構”2.確定變量（1)自變量：教師有計劃指導塑料雪花片結構游戲

(2)因變量：兒童的認知結構（創(chuàng)造意識、作品復雜性、作品獨創(chuàng)性）

(3)無關變量：兩名教師均為中專畢業(yè)的中青年教師。3.實驗對象和樣本：某幼兒園大班幼兒一個班為實驗班，另一班為控制班。4.實施：

（1）前測：讓兩班學生自由玩耍雪花片，教師只介紹游戲材料名稱，進行創(chuàng)造意識和作品復雜性方面的觀察、記錄、評分，兩班無顯著差異。

（2）教育實驗：控制班和實驗班每周玩塑料片的時間、數(shù)量相同，控制班教師不指導，實驗班老師指導：教師師范、引導幼兒觀察、想象、創(chuàng)造、啟發(fā)、交流等。

（3)后測：兩個半月的實驗后后測。方法如前測，增加獨創(chuàng)性指標。5.實驗結果：實驗班在三項得分上高于控制班，有顯著差異。（三）輪組實驗案例課題：電化手段在生物學實驗教學中的應用1.提出假設:電化手段有助于提高實驗教學效果2.確定變量自變量:電化手段與傳統(tǒng)教學手段因變量:教學效果無關變量:教師、環(huán)境、測試內容、評分標準、時間、學生基礎、學生性別等3.選擇實驗對象高一兩個班，男女生比例一致，學生背景、基礎相似4.實施實驗(1)控制無關變量:同一教師執(zhí)教；環(huán)境一樣；測試、評分標準相同；時間相同。(2)具體實驗步驟:

第一次實驗：高一（2）班為對照班，用6分鐘講解實驗的內容、方法、步驟，然后給學生25分鐘自己動手做實驗；高一（3）班為實驗班,實施前,先讓學生看有關實驗內容的錄像(6分鐘),看錄像時,對不清除的內容定格并適當講解,同樣給學生25分鐘做實驗.

30分鐘后,兩班進行測試,并發(fā)下調查題,考完后,兩個班的卷子打亂,流水批改，得到成績。

第二次實驗：處理方式相同,只是實驗班和對照班對調。5.實驗結果分析

兩種教學手段的教學效果比較,具有顯著性差異。2.教育實驗設計的基本類型教育實驗設計的一般符號：X：表示一種實驗處理，即實驗變量。O：表示對因變量的觀察和測定，包括前測和后測E：代表實驗組。C：代表控制組（對照組），即不引入自變量的一組。R：代表隨機選擇或隨機分配的被試?！荷舷聻榈冉M?！荷舷虏坏冉M。教育實驗設計的類型

前實驗設計：單組前后測設計、固定組比較設計

準實驗設計：不相等實驗組對照組前測后測設計、時間序列設計

真實驗設計：實驗組對照前測后測設計、實驗組對照組后測設計、所羅門四組設計單組前后測設計基本模式：

O1XO2特點：只有一個被試組且不是隨機選擇，無控制組；僅一次實驗處理；有前測和后側，用前后測的差大于零來作為實驗處理效應。優(yōu)點：

有前測，可以在處理前提供有關選擇被試的某些信息；通過前后測，可以提供每一個被試者在實驗處理前后的行為變化，從而驗明實驗處理的效果；被試兼作控制組，便于估計被試個體態(tài)度對實驗結果的影響；

1.前實驗設計局限：因沒有控制組做比較，會受歷史、成熟及統(tǒng)計回歸等因素影響。前測可能影響后測，產(chǎn)生實驗誤差。一般有兩種情況：一是前后測相距時間如果很短，被試可能由于前測產(chǎn)生的練習效應，對后測內容敏感以及疲勞效應等而影響實驗的結果；

二是如果前后測相距時間過長，那么會出現(xiàn)保持與遺忘的個別差異的問題，致使不易分辨出確實是由自變量引起的反應變量，還是受無關變量干擾的結果。固定組比較設計非隨機分派一組控制僅后測設計基本模式：實驗組

XO1…對照組O2特征：無前測，僅后測有控制組，不是使用隨機分派的方式分組而成

優(yōu)點：

由于使用了控制對照組，所以在有關內部效度方面，如被試的成熟，會受到一定的控制。如果有其它與處理同時發(fā)生的變量影響了后測的成績，則對兩個組的后測的影響很可能是一樣的，說明可以控制歷史因素。要比上一種（單組前后測設計）的統(tǒng)計分析把握性大一些，在教育研究中，常常采用整組比較設計。局限：

由于被試不是隨機分組，又沒有一個前測數(shù)據(jù)，因此判斷被試組是否相等是困難的。也就是說，被試的差異沒有控制，在研究結論中一定要加以說明。不相等實驗組對照組前后測設計基本模式：2.準實驗設計實驗組O1

XO2…………對照組O3O4特點：有實驗組和對照組，并且每組都有前測、后測。一般在原有環(huán)境下按自然教學班、年級或學校進行，不是隨機取樣分組，因此對照組與實驗組是不等組。由于不能以隨機等組或配對方法分配被試，只能試圖去尋找與實驗組大致相當?shù)膶φ战M。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部效度。局限

第一，不是隨機取樣分組，選擇與成熟交互作用呵能會降低實驗的內在效度。

第二，前后測的交互作用。因此，實驗結果不能直接推論到無前測的情境中，對實驗結果的解釋要慎重。要盡可能從同總體中抽取樣本，以避免被試差異所帶來的實驗誤差。時間序列設計在實驗處理之前，對受試者進行一系列定時的重復觀測；在實驗處理之后，再做同樣的一系列定時重復觀測，并對前后系列觀測結果加以比較，分析自變量與因變量的關系?；灸Ｊ剑?/p>

O1O2O3O4XO5O6O7如，一位小學語文教師想研究一下某種新的識字教學法是否可以提高教學效果。于是他連續(xù)地運用舊的教學法進行了四個周的識字教學并對每一周的教學效果進行檢測。其檢測的方法是：第一周教給學生50個生字；第二周教給學生50個生字，同時檢測上一周的學習效果；第三周學習50個生字，同時檢測第二周所學生字的效果；第四周學習50個生字，同時檢測第三周的學習效果；

從第五周開始改用新的教學方法學習50個生字，同時檢測第四周學習的效果，依此類推，第五到第八周都采用新的識字教學法。則八周識字教學的效果記錄如下：周次1

2

3

4

5

6

7

8檢測分數(shù)30

28

35

45

67

70

85

86真實驗設計是在隨機化原則的基礎上，選擇和分配被試，從而基本控制欲實驗目的無關的變量對實驗結果的影響，使實驗結果能客觀地反映實驗處理的效果。實驗組對照組前測后測設計基本模式：RO1XO2RO3O4特點：隨機分組；有實驗組和對照組，實驗組接受實驗處理，對照組則不給予實驗處理；兩組均進行前測和后測3.真實驗設計如，解題思維策略訓練提高解題能力的實驗

假設：系統(tǒng)進行解題思維策略訓練可提高學生解應用題的能力。

實驗處理：實驗組用自編教材，講解6種應用題解題方法（簡化法、圖解法、結構訓練法、聯(lián)想法、假設法、對應法），每周3次，每次1節(jié)課，共7周20節(jié)課?？刂平M不講，只做同樣的練習。

因變量：學生解應用題能力（操作定義：等值數(shù)學難題測驗）

條件控制：隨機取樣；同一教師教學；前后測相同（等值難題，測驗時間與要