教育研究設計方法

教育研究設計

一、教育研究設計的基本內容明確研究目的和選擇研究對象選擇研究類型和收集數(shù)據(jù)的方法確定研究變量的理論定義與操作定義選擇研究材料和測量工具確定研究程序與控制研究誤差考慮研究結果的統(tǒng)計分析方法二、研究設計的評價標準信度信度指研究方法、程度、結果的可重復性，分為內在信度和外在信度。內在信度指在同樣的條件下，資料收集、分析和解釋資料的一致性。外在信度不同的研究者能否在相同或相似的背景下重復研究以及研究結果的一致性效度指研究揭示教育規(guī)律的真實程度構想效度研究理論構想的合理性及其轉化為操作定義的恰當程度統(tǒng)計效度其目的在于檢驗研究結果的分析程序與方法的有效性，主要用于誤差、變異來源、統(tǒng)計方法的適合性等問題的判定內部效度所研究的自變量與因變量之間關系的確切程度。如果自變量和因變量之間關系并不由于其他外部變量的影響而變得模糊不清或復雜化，那么這項研究就具有內部效度，這時就可以得出結論，說某種實驗處理或條件確實具有某種效果。外部效度研究結果能夠被推廣到樣本總體和其他條件中的程度。即研究結果和實驗效果的普遍性或可應用性。信度與效度的關系影響內部效度的因素

1.歷史因素。2.選擇因素。3.成熟因素。4.研究被試的更換和淘汰。5.測量和測試手段。6.統(tǒng)計趨中效應。7.實驗處理和程序。8.多種研究條件和因素的交互作用。影響外部效度的因素

a.總體效度。b.自變量和因變量的定義和測試方式。c.對測量的敏感化。d.多重實驗的干擾。e.特異性效應。f.實驗者效應。g.研究與實際情景的相似性。h.被試選擇和實驗處理的交互作用。三、研究對象的選取總體與樣本抽樣的意義加強研究效能減少研究誤差深究研究對象確保研究施行抽樣方法非概率抽樣方便抽樣判斷抽樣配額抽樣滾雪球抽樣概率抽樣按隨機化原則抽取樣本抽樣的基本步驟界定總體確定樣本容量選擇抽樣方法并抽取樣本具體抽樣方法簡單隨機抽樣系統(tǒng)抽樣分層隨機抽樣整群抽樣多階段抽樣四、研究變量的選擇與控制自變量設計因變量設計無關變量的控制控制差異的基本方法1.隨機化(randomization)2.設計中建立一些條件或因素作為自變量(inclusion)3.保持條件或因素的不變(elimination)4.統(tǒng)計調節(jié)(statisticalcontrols)９０個化學測試分數(shù)差異的定量表示教學方法

９０個化學測試分數(shù)差異的定量表示教學方法學生能力五、設計方法實驗設計準實驗設計非實驗設計實驗設計實驗的定義一項實驗通常是指一種研究情景,在這一研究情景中,至少控制一個自變量,并且能夠把不同的實驗單元隨機地分配給所控制的變量的不同水平或類別。一種研究情景是否是一個實驗,至少需要滿足二個基本條件：

一是是否控制了至少一個變量二是是否把研究單元（人、家庭、小組、學校、工廠等）隨機地分配給了所控制的變量的不同水平或類別好的實驗設計的標準1.充分的實驗控制,無相關變量間的干擾2.比較的基礎3.通過數(shù)據(jù)獲得充足的信息4.非污染的數(shù)據(jù)5.代表性6.省力原則實驗設計方法(1)僅施后測控制組設計前測是指在實驗處理之前對被試進行的測量或測驗后測是指在實驗處理后進行的測量或測試。不是所有的設計均需前測,但后測是決定實驗處理效果所必須的

兩個組的設計可以用下列符號表示：RG1XO1RG2－O2G(roup)表示組R(andom)表示隨機抽取或分至各組的人數(shù)X表示實驗處理,短線“一”表示無實驗處理O表示對相關變量的測量擴展到多組的情況：

RG1X1O1RG2X2O2┇┇┇RGkXkOkRGk+1－Ok+1一名4年級教師做一個有關輔助教學材料對閱讀行為影響的實驗,使用兩種輔助教學材料,以及傳統(tǒng)材料,他們構成3種獨立(實驗)變量水平隨機抽樣后測RG1組115名被試用第一種類型的輔助教材(X1)O1閱讀測試成績(因變量)RG2組215名被試用第二種類型的輔助教材(X2)O2RG3組315名披試用傳統(tǒng)教材(-)O3

8周教學

(2)前測-后測控制組設計

在實施實驗處理之前加上測量的話,僅施后測控制組設計就被擴展為前測一后測控制組設計了前測是要得出什么?前測得分可能作為分析中的一項統(tǒng)計控制量。在一些實驗中,尤其是在教學領域,要分析得分一一后測與前測間得分的差異最簡單的前測一后測控制組設計形式：RG1O1XO2RG2O3－O4前測一后測控制組設計擴展到多組的情況：

RG1O1X1O1RG2O3X2O4┇┇┇┇RGkO2k-1XkO2kRGk+1O2k+1-O2k+2僅施后測控制組設計與前測－后測控制組設計在效度方面的比較：這一設計的內部效度與前一設計相同二者在外部效度方面存在差別,由于在這一設計中使用了前測,因此我們很難猜測被試對沒有前測的情景是如何反應的例如,研究者可能想探討游說活動對態(tài)度的影響。在實驗處理前對被試的態(tài)度進行測量就會使他們變得敏感起來,從而使他們采用與無前測的情景不同的反應模式對待游說活動。在這種情況下,實驗的結果就很難被推廣到真實的生活情景中去,因為在真實的生活情景中通常是不會施加前測的

前測可能通過如下二種途徑影響被試在后測中的表現(xiàn)：（1）直接影響后測結果,作為后測的預熱活動使被試對后測敏感化；（2）與處理產生相互作用,因此會加速或阻礙處理的影響,其相互作用的大小則視乎所研究的問題而定。一名研究者對幾何概念的教學所用時間的長短對有關空間關系的測驗成績的影響感興趣。研究問題陳述如下：有關幾何概念教學的時間量對同一年級學生在空間關系知識方面的得分影響的研究。這一問題顯然包含了一個實驗的研究,因為教學時間量是研究者控制的變量

我們可以采用兩種大體相近的空間關系測驗－－一個作為前測,另一個作為后測。實驗設置如下：隨機抽取某一年級正在學習幾何課程的40名學生。40名學生分成4組,每組10名。實驗處理實施如下：G1接受15分鐘為一單元的立體幾何概念教學；G2接受2個15分鐘為一單元的立體幾何概念教學；G3接受3個15分鐘為一單元的立體幾何概念教學；G4(控制組)不接受立體幾何概念教學。G1,G2,G3的成員在一導師輔導的情境下個別地接受教學

對各組每一成員的教學應是一致的；需要改變的僅是教學時間長短；整個教學花一周多的時間。教學前,先對學生進行前測,教學結束后不久,對學生后測(3)所羅門四組設計以最簡單的形式把前測－后測控制組設計和僅施后測控制組設計組合起來可得到一種新的設計,這是所羅門(Solomon,1949)提出來的,因此稱之為所羅門設計。該設計有四個組,包括控制組、實驗組各二組,而實驗組接受的實驗處理是相同的。兩種類型的組中各有一組接受前測,實驗結束對4組都進行后測。每組被試都是隨機分布的。所羅門4組設計可以圖示如下：RG1O1XO2RG2O3－O4RG3－XO5RG4－－O6因為對一些組進行了前測而一些組不測,所羅門4組設計的優(yōu)點在于能使研究者檢驗前測帶來的可能效應。前測影響后測得分,前測與實驗處理相互作用都是可能的。也就是說,實驗處理的效應對前測過和沒有前測過的組是不同的。例如,一位教育心理學教師要做一個有關觀看解決問題的電影對邏輯推理測驗成績的影響的研究。實驗處理是看一場30分鐘的電影。實驗被試是在教育心理學專業(yè)的大學高年級學生。教師想進行前測和后測,這樣至少可獲得一些用于分析的數(shù)據(jù)。但還需考慮的是,前測可能引起對電影一定的反應,作了前測的被試可能得到要從電影中學點什么的暗示。這就是為什么要用所羅門4組設計而不是僅施后測設計,也不是前測一后測設計的緣故。32名學生分成4組,每組隨機分得8人。對第一組和第二組中的16名同學同時進行前測,第二天,實驗組的16名學生看電影。之后,對所有32名學生進行后測。前測和后測平行進行,但參加的是不同的邏輯推理測驗。這樣,教師就能檢驗前測帶來的可能效應和前測與實驗處理相互間的作用

(4)因素設計因素設計的基本構造是,每一自變量的所有水平與其他自變量的水平結合使用。設計至少需要兩個自變量,每個變量至少有兩種層次(從理論上講,可以有任意數(shù)目的自變量,而且每一自變量可以有任意數(shù)目的水平)。最低限度的因素設計稱為一個二乘二（2×2）因素設計,可以用圖表示如下：RG1A1B1O1RG2A1B2O2RG3A2B1O3RG4A2B2O4在因素設計中,我們估計自變量的主效應和相互作用效應。這可以用下圖來加以說明,Ａ的主效應指不考慮Ｂ時,Ａ１和Ａ２之間的差異。也就是說只考慮行之間的平均數(shù)的差異,就象列不存在似的；同樣,Ｂ的主效應是指列的平均數(shù)之間的差異,就象行不存在一樣。相互作用則是指二個因素不同類別組合的效應。在本質上,它是二個因素的相互作用效應,獨立于它們的主效應。

一名教師想了解兩種不同的中國歷史教材的教學效果。一種圖文并茂,另一種抽象且用詳細的文字描述。參加實驗的學生能力各異,且對學生進行了知識傾向測試。知識傾向作為控制變量；另外不同類型的教材對不同能力水平的效果也可能不一致。也就是說,教材的類型和能力水平可能產生交互作用。所研究的問題可陳述如下：一項有關使用圖文并茂的教材對高、中、低能力水平的高中生中國歷史學習成績產生的效果的研究

準實驗設計

在進行教育研究時,被試的挑選和組合不可能總是隨機的。在教育領域中,有許多被試是既定的,如由一個班級里的學生自然而完整地形成被試群體。當這種保持原樣的組運用于一個實驗中時,我們便稱此實驗為準實驗研究。這種研究能夠為教育作出有價值的貢獻,但有一點很重要：研究者對實驗結果的解釋和推廣應該特別慎重。缺少隨機組合本身潛在地影響著實驗的效度－－無論是內在的還是外在的效度僅施后測、非對等控制組設計

當運用“非對等”這一術語時，它意味著隨機意義上的非對等，但并不是說試驗組間不可能在相關變量或特征上具有相似點。的確，就準實驗設計來說，對其結果效度的可信性，很大程度上取決于保證實驗組闊的相似性。非對等控制組僅施后測設計的最簡單形式：

G1XO1G2－O2僅施后測、非對等控制組設計的擴展形式：G1X1O1G2X2O2┇┇┇GkXkOkGk+1--Ok+1采用非對等控制組僅施后測設計的實驗效度一般是較低的。這一難點可能產生于實施實驗處理前挑選被試的偏差和缺少前測。除非能獲得可以提供有關各試驗組相似程度這樣的現(xiàn)成資料，否則不應該采用這種實驗設計.一位高中老師，教授高二４個班的物理課，在研究采用3種不同的新方法和傳統(tǒng)方法(控制)對本課程實驗部分教學的影響。這位老師對4個班級分別采用一種不同的教學方法。因變量是對該課程中的實驗內容實施期末考核的成績。研究的問題可以陳述如下：一項關于教學方法對高二年級物理實驗考核成績影響的實驗研究。實驗設計可以圖解如下:通過查閱材料，獲得了以下信息：1.在班級中，男生和女生的比例大略相等。2.學生在高一時的物理成績，1、2和4班的大約相同，而3班學生成績稍微高些，對于諸如數(shù)學等其他學科，高一時的學生成績情況相同。3.盡管這所學校大部分不是按學生能力分班，但有一個英語快班；因為受課程安排時間的限制，3班的許多學生也在英語快班里學習。在這項研究里，教學時間和教師是常量。1班和4班上午上物理實驗課；另兩個班下午上物理實驗課。假設后期測試呈現(xiàn)出以下實驗結果模式：Ｏ１=Ｏ２；Ｏ１和Ｏ２大于Ｏ４，而Ｏ３又大于Ｏ１和Ｏ２?？赡艿慕忉屖鞘裁矗壳皽y－后測、非對等控制組設計Ｇ１Ｏ１Ｘ１Ｏ２Ｇ２Ｏ３Ｘ２Ｏ４┇┇ＧkＯ2k-1ＸkＯ2kＧk+1Ｏ2k+1Ｘk+1Ｏ2k+2在4年級進行一項采用兩種新的閱讀方案的教學實驗，研究各方案對學生閱讀成績可能產生的影響，這項設計的實驗處理是新的閱讀方案；傳統(tǒng)的方案作為控制處理。同一城區(qū)的30個小學4年級班級參加實驗，不進行隨機挑選和組合。每種方案都有10名教師報名參加，即兩種新方案和一種傳統(tǒng)方案各由10名教師來施行。當然，每名教師只能施行一種方案。先用閱讀成績測驗A卷對學生進行前測；然后用這3種教學方案教學一學期；隨后對學生采用閱讀成績測驗B卷進行后測。時間系列設計時間系列設計包括一組準實驗設計，這組設計涉及到對一個或多個原始小組的反復測量，并在至少一個實驗組的兩次測量之間進行一次實驗處理。時間系列設計對那種過一段時間自然地周期性地對因變量進行測量的情景是有效的，如對一個班級的反復測試。觀察測量應該是一致的，但因為存在多個因變量，要達到一致性可能是不容易的。(1)單組時間系列設計一個單組時間系列設計可以簡單地圖解如下：ＧＯ１－Ｏ２－Ｏ３－Ｘ－Ｏ４－Ｏ５X多組時間系列設計單組時間系列設計可以擴展，使其包括兩個或兩個以上的組。這種實驗設計通常包括一個控制組,這種情況的設計例子可以圖解如下：

Ｇ１Ｏ１－Ｏ２－Ｘ－Ｏ３――Ｏ４――Ｏ５――Ｏ６――Ｏ７Ｇ２Ｏ８－Ｏ９―――Ｏ１０－Ｏ１１－Ｏ１２－Ｏ１３－Ｏ１４一個老師教初一3個班的代數(shù)，他決定進行一項研究，其研究問題可以陳述如下：一項關于不同反饋類型對代數(shù)成績影響的研究。在一個學期中，這位老師進行了5次同等難度的一小時代數(shù)測驗。盡管隨著教學的進展，這些測驗涵蓋了不同的教學內容，但因為老師精心采用了難度水平大致相等的題目設計試卷，因而每次測驗具有大體相同的難度。在第2次和第3次測驗之間，教師給1班以正反饋(X1)；給2班以負反饋(X2)，對第3班不做任何反饋(控制處理)。這項實驗可用下圖表示：單個被試設計教育究中大多數(shù)實驗研究涉及的是包含多個被試的群體,換言之，我們試圖通過實驗獲得可用于群體而不是個體的實驗結果。然而，對于有些實驗情境，采用個體被試是合適而且是必要的一一本質上講，樣本就是一個。在這些單個被試情境中，基本的試驗方法是研究在實驗條件和非實驗條件下的個體。單個被試研究有助于教師從事個別學生的研究(可能的行動研究)。

(1)Ａ－Ｂ設計我們一組相對獨特的符號來表示單組被試設計，Ａ和Ｂ用來表示