教育實驗法概述課件

教育實驗法1謝謝欣賞2019-7-27教育實驗法1謝謝欣賞2019-7-27實驗法概述

實驗研究方法初始于自然科學的研究。我國古代的《墨經(jīng)》中記載的“針孔成像”、古希臘阿基米德計量“王冠”含金量，都是公認的古代科學實驗的典型。近代以來，實驗法逐漸用于社會科學的研究。在教育領域，自從1768年裴斯泰洛齊創(chuàng)辦“新莊”實驗學校，許多教育家相繼創(chuàng)辦各種實驗學校，特別是拉伊和梅伊曼把實驗科學的實驗模式引入到教育研究中來，推動了在教育教學各個方面進行實驗研究的開展。時至今日，實驗研究方法成為教育科學研究的重要方法之一。

2謝謝欣賞2019-7-27實驗法概述實驗研究方法初始于自然科學的研究。我國古代的《墨實驗即實驗法的定義

實驗的一般定義：一種經(jīng)過精心的設計，并在高度控制的條件下，通過操縱某些因素，來研究變量之間因果關系的方法。實驗的基本目標是決定兩個變量之間是否具有因果關系。

3謝謝欣賞2019-7-27實驗即實驗法的定義實驗的一般定義：一種經(jīng)過精心的設計，并在一般來說，在實驗過程中，研究者通過引入(或操縱)一個變量(即自變量)，以觀察和分析它對另一個變量(即因變量)所產(chǎn)生的效果。從方法論上看，實驗是定量研究的一種特定類型，它比其他幾種教育科學研究方法更直接地基于實證主義的背景和原理。尤其是在檢驗變量之間的因果關系方面，實驗研究具有最突出的效用。因為，判斷因果關系的三個條件在實驗研究的方式中，可以得到最為充分的滿足。

4謝謝欣賞2019-7-27一般來說，在實驗過程中，研究者通過引入(或操縱)一個變量(即實驗法的三個要素

實驗組與控制組；前測與后測；自變量與因變量。任何一項實驗研究，一般都會涉及到這些基本要素。可以說，實驗研究的這三種基本要素，構成了實驗研究所具有的獨特的語言。

5謝謝欣賞2019-7-27實驗法的三個要素實驗組與控制組；5謝謝欣賞2019-7-2自變量與因變量

自變量是引起其他變量變化的變量，故也稱作原因變量。而因變量則稱作結果變量。在實驗研究中，自變量又稱作實驗刺激(experimentalstimulus)，而因變量則往往是研究所測量的變量。實驗研究的中心目標是探討變量之間的因果關系，其基本內(nèi)容是考察自變量對因變量的影響，即考察實驗剌激對因變量的影響。與一般意義上的自變量有所不同的是，實驗中的自變量通常都是二分變量，即它通常只有兩個取值：有和無，即給予實驗刺激或不給予實驗剌激。

6謝謝欣賞2019-7-27自變量與因變量自變量是引起其他變量變化的變量，故也稱作原因前測與后測

在一項實驗設計中，通常需要對因變量(或結果變量)進行前后兩次相同的測量。第一次在給予實驗剌激之前，稱為前測(pretest)。第二次則在給予實驗剌激之后，稱為后測(posttest)。研究者通過比較前測和后測的結果，來衡量因變量在給予實驗刺激前后所發(fā)生的變化，反映實驗刺激(自變量)對因變量所產(chǎn)生的影響。這種測量既可以是一次問卷調(diào)查，也可以是一項測驗。

7謝謝欣賞2019-7-27前測與后測在一項實驗設計中，通常需要對因變量(或結果變量)實驗組與控制組

實驗組(experimentalgroup)是實驗過程中接受實驗剌激的那一組對象。即使是在最簡單的實驗設計中，也至少會有一個實驗組。控制組(controlgroup)也稱為對照組，它是各方面與實驗組都相同，但在實驗過程中并不給予實驗刺激的一組對象?？刂平M的作用是向人們顯示，如果不接受實驗刺激那樣的處理，那么將會怎樣，與實驗組形成比較。在實驗研究過程中，研究者不僅觀察接受刺激的實驗組，同時他們也觀察沒有接受實驗剌激的控制組。并通過比較對這兩組對象的觀察結果，來分析和說明實驗刺激的作用和影響。

8謝謝欣賞2019-7-27實驗組與控制組實驗組(experimentalgroup實驗的邏輯

如果我們根據(jù)某種理論命題得到兩個變量之間存在因果聯(lián)系的假設，或者我們根據(jù)經(jīng)驗事實和主觀判斷，推測現(xiàn)象X是造成現(xiàn)象Y的原因，即：

X→Y。為了證明這一假設，我們首先觀察Y的變化情況。即先測量在沒有受到X的影響之前，Y的情況如何，然后，通過操縱某些條件，引入被看作自變量和原因的實驗刺激，即引入X，接著再對引入X以后Y的情況進行測量，并比較前后兩次測量的結果。如果前后兩次的情況發(fā)生變化，則可以初步認為X是導致Y變化的原因，即檢驗了X→Y。這可以說就是實驗研究的最基本的分析邏輯。

9謝謝欣賞2019-7-27實驗的邏輯如果我們根據(jù)某種理論命題得到兩個變量之間存在因果當然，這只是一種最簡化的情形，同時，它也是一種最理想的情況。實際的教育科學實驗的形式要復雜得多。一般情況下，任何兩種事物或現(xiàn)象之間的關系，都會同時受到若干其他事物或現(xiàn)象的影響。要說明這兩種事物或現(xiàn)象之間存在因果聯(lián)系，實際上就意味著，人們要排除其他相關事物或現(xiàn)象造成因變量發(fā)生變化的可能性，即要排除其他各種因素造成因變量Y在前后兩次測量中所得的結果不同的可能性?？赡苄宰畲蟮囊粋€影響因素是前測的影響，即人們第一次對因變量Y進行測量的行為本身對因變量就已經(jīng)產(chǎn)生了影響。它使得在人們引入實驗刺激（即引入自變量X）和在對因變量進行第二次測量(即后測)之前，因變量就已經(jīng)發(fā)生了變化，因而人們帶著前測情況的影響進行后測，從而使后測結果產(chǎn)生變化（或有所不同）。正是為了排除這種因素造成結果變化的可能性，需要有一個控制組。對這個控制組來說，它也接受前后兩次對因變量Y的測量，但卻不對其實施實驗刺激，即不引入自變量X。這樣，在“實驗組和控制組這兩組對象是相同的”的前提下，人們就可以從實驗組前后兩次測量之差中，減去控制組前后兩次測量之差，從而得到僅由自變量X所產(chǎn)生的影響。這就是為什么實驗研究的分析邏輯中必須有“實驗組”、“控制組”這一對基本要素的原因。

10謝謝欣賞2019-7-27當然，這只是一種最簡化的情形，同時，它也是一種最理想的情況。通過一個假設的例子來具體說明實驗研究的基本邏輯，以及實驗的三組基本要素在實驗中所扮演的角色。假設，研究者對某種新的教學方法的效果感興趣，即他希望探討：“新的教學方式”(自變量)與“學生成績提高”(因變量)之間的是否存在因果關系？他選擇了兩個各方面情況都差不多的班級，并在開學初對這兩個班級的學生進行了相同科目、相同試卷的測驗(前測)。然后，在其中一個班級(實驗組)按一種新的教學方式進行教學(給予實驗剌激)，而在另一個班級(控制組)中，仍按照原來的教學方式進行教學。學期末，他再對這兩個班級的學生進行第二次相同科目、相同試卷的測驗(后測)，并對測量結果進行比較。如果兩班學生后來的學習成績相差無幾，則說明新的教學方式(實驗刺激)并沒有起作用;如果只有實驗組的成績提高了，而控制組的成績沒變化;或者雖然兩班學生的成績都提高了，但實驗組學生的成績提高得更多，則可以看作是新的教學法所起的作用和產(chǎn)生的影響。

11謝謝欣賞2019-7-27通過一個假設的例子來具體說明實驗研究的基本邏輯，以及實驗的三實驗的條件

必須建立變量之間因果關系的假設。自變量必須能夠很好地被“孤立”。自變量(實驗刺激)必須是可以改變的，同時也是容易操縱的。實驗程序和操作必須能夠重復進行。必須具有高度的控制條件和能力。12謝謝欣賞2019-7-27實驗的條件必須建立變量之間因果關系的假設。12謝謝欣賞20實驗的分類

實驗室實驗與實地實驗

標準實驗和準實驗

雙盲實驗

13謝謝欣賞2019-7-27實驗的分類實驗室實驗與實地實驗13謝謝欣賞2019-7-實驗室實驗與實地實驗

嚴格的實驗研究通常在實驗室內(nèi)進行，當然實驗也可以在現(xiàn)實社會生活中進行。前者稱為實驗室實驗，后者稱為實地實驗。

14謝謝欣賞2019-7-27實驗室實驗與實地實驗嚴格的實驗研究通常在實驗室內(nèi)進行，當然在實驗室實驗中，實驗背景和變量都相對容易控制，實驗環(huán)境可以較好地“封閉”，實驗者能夠比較清楚確切地觀察到自變量對因變量的影響。這是實驗室實驗的主要優(yōu)點。但實驗室實驗在實驗內(nèi)容上局限性比較大，即許多教育研究者感興趣的內(nèi)容常常無法在小小的實驗室中人工地制造出來。與此相聯(lián)系的另一個缺點是，實驗室實驗的結果在推廣性、普遍性和概括性上往往較差。原因之一是較多的實驗室實驗都是以一定區(qū)域?qū)W生的有限取樣為實驗對象，而他們與眾多的不同區(qū)域的學生之間存在著許多差別。其二是實驗室的環(huán)境與現(xiàn)實的教育環(huán)境之間的差別也很大。而實地實驗中，研究者可以在真實的教育環(huán)境背景中觀察到學生自然的反應。但同時研究者卻又常常難以對眾多有可能影響因變量的實驗背景、實驗條件進行控制，難以孤立出自變量的獨立影響。他所能作的工作僅僅是觀察發(fā)生了什么事情，即僅僅是對他無法控制的現(xiàn)象所產(chǎn)生的可能的影響進行測量。

15謝謝欣賞2019-7-27在實驗室實驗中，實驗背景和變量都相對容易控制，實驗環(huán)境可以較標準實驗和準實驗

實驗設計必須具有一些必備的條件，例如，隨機指派實驗對象以形成兩個或多個相同的組，前測和后測，實驗環(huán)境的封閉，實驗刺激的控制和操縱等.這樣的實驗通常稱為標準實驗.然而，對于教育研究來說，進行類似于自然科學中、或者心理學中常見的諸如實驗室實驗那樣的十分嚴格、十分完備的標準實驗的可能性不大。教育研究的對象和內(nèi)容常常在許多方面限制了這種嚴格的實驗設計在現(xiàn)實中的應用。例如，他們有時不能完全控制對自變量的操縱，有時他們僅僅只能進行后測，有時他們又不能將被試隨機分配到不同的實驗條件中?？傊?，他們常常無法對實驗環(huán)境進行高度的控制。上述各種缺乏實驗設計中一個或多個“條件”或“部分”的實驗，就被稱做“準實驗設計”。這一概念是D.T.坎貝爾和J.C.斯坦利于1966年首創(chuàng)的?！皽省笔恰邦愃朴凇?、“接近于”、“幾乎是”或者“半”的意思(有的著作中將其直接譯為半實驗)。D.T.坎貝爾和J.C.斯坦利指出，通過仔細地選擇被試群體和測量方法，人們可以建立“在產(chǎn)生正確因果推論的能力上與真實實驗相近的研究設計"。因此，準實驗設計是在更好的實驗設計無法實行的時候所使用的有實用價值的設計。

16謝謝欣賞2019-7-27標準實驗和準實驗實驗設計必須具有一些必備的條件，例如，隨機準實驗設計有以下幾種常見類型從變量分析的角度來看，準實驗設計可以說是處在以相關分析為特征的調(diào)查研究與以因果分析為特征的實驗研究之間。（1）“具有不等同組的僅有后測的設計?！边@種設計有一個具有實驗刺激和僅有后測的實驗組，一個僅有后測的實驗組。實驗組與控制組之間并不是具有相似性或相同性，即兩組不等同；二是對使實驗刺激缺乏控制。（2）“有前測和后測的單組設計”。這種設計僅有一個實驗組，有前測和后測，也有實驗刺激，但是無控制組。（3）“僅有后測設計的單組設計”這種設計是最簡單的實驗設計，它比單組設計的組成部分更少，只有實驗刺激和對實驗組的后測。

17謝謝欣賞2019-7-27準實驗設計有以下幾種常見類型從變量分析的角度來看，準實驗設計雙盲實驗

所謂雙盲實驗(double-blindexperiments)，指的是在一項實驗中，實驗剌激對于實驗對象和參與實驗的觀察人員來說都是未知的。即究竟是實驗組還是控制組被給予了實驗刺激，參與實驗的雙方(指實驗對象和實驗人員)都不知道，實驗剌激是由實驗人員和實驗對象以外的第三者任意分派和給定的。為什么要采用雙盲實驗呢?先讓我們來看看這樣一個例子。心理學家羅森塔爾為了研究教師的期待對學生表現(xiàn)的影響，在一所小學一至五年級的學生中進行了一項實驗。他先對全體學生進行了語言能力和思維推理能力的測驗，以了解學生的基礎。然后，他隨機地從每個年級的學生中抽出20%的學生作為教師期待的對象。他告訴教師說，這20%的學生有可能比其他學生學得更好(即更有發(fā)展?jié)摿?。其實，這20%的學生與其他80%的學生的能力和發(fā)展?jié)摿ο喈?。當教師對全體學生進行了八個月的教學之后，研究者又對全體學生進行了一次測驗。結果發(fā)現(xiàn)，被教師期待的這20%的學生，其成績?nèi)硷@著地提高，教師對他們的評語也比其他學生好。這一實驗表明了教師的期待對學生發(fā)展所具有的作用和效果。

18謝謝欣賞2019-7-27雙盲實驗所謂雙盲實驗(double-blindexper教育實驗研究方法的優(yōu)點

（1）教育實驗研究法是教育科學研究中建立因果關系的最好方法（2）獲得自然條件下遇不到或難以遇到的情況或情境（3）可以重復驗證（4）提高研究的準確性和精密度19謝謝欣賞2019-7-27教育實驗研究方法的優(yōu)點（1）教育實驗研究法是教育科學研究中教育實驗研究方法的缺點

（1）它需要花較多的人力，有時往往受到實驗設備，以及其他實驗條件的限制。（2）同時，對實驗所需要的現(xiàn)象和環(huán)境的控制難度大。教育實驗的對象是活生生的人，要像自然科學的實驗室實驗那樣實行嚴格的控制是不可能的。（3）它對進行實驗的或參加實驗的人員都有一定要求，有的實驗要求試驗者熟練地掌握實驗法的有關技術，并要求訓練有素。有的實驗還需要有關單位、學校的配合和協(xié)助方能進行。20謝謝欣賞2019-7-27教育實驗研究方法的缺點（1）它需要花較多的人力，有時往往受影響實驗的因素和實驗的控制

21謝謝欣賞2019-7-27影響實驗的因素和實驗的控制21謝謝欣賞2019-7-27效度問題

進行實驗設計，首先必須要考慮實驗效度。所謂效度，就是指實驗設計能夠回答要研究的問題的程度。實驗效度一般有兩種：內(nèi)在效度和外在效度。在實驗過程中，這兩種效度可能受到許多因素的影響。

22謝謝欣賞2019-7-27效度問題進行實驗設計，首先必須要考慮實驗效度。所謂效度，就內(nèi)在效度

內(nèi)在效度指研究結果能被明確解釋的程度。實驗者所操縱的實驗變量對因變量所造成的影響的真正程度。實驗內(nèi)在效度高低，取決于對無關變量控制的程度?？刂频脑胶茫瑢嶒灥男Ч侥芙忉尀橛蓪嶒炋幚硭斐?反之，控制的越差，實驗結果越無法解釋。其結果究竟是由實驗處理所產(chǎn)生，還是由其他無關因素所導致的，將難以確定。

23謝謝欣賞2019-7-27內(nèi)在效度內(nèi)在效度指研究結果能被明確解釋的程度。實驗者所操縱影響內(nèi)在效度的因素對于影響內(nèi)在效度的因素，美國學者坎貝爾和斯坦利（

Cambell&Stanley，1963）認為有八項因素是影響內(nèi)在效度的無關變量歷史或同時事件、成熟、測驗、工具、統(tǒng)計回歸、差異的選擇、受試者的流失、選擇與成熟的交互作用

24謝謝欣賞2019-7-27影響內(nèi)在效度的因素對于影響內(nèi)在效度的因素，美國學者坎貝爾和斯外在效度

外在效度指實驗結果的概括性和代表性。換言之，就是指實驗結果是否可以推論到實驗對象以外的其他受試者，或?qū)嶒炃榫骋酝獾钠渌榫?。一個實驗越能實現(xiàn)這個目標，就表示該實驗越有良好的外部效度。如果用于男生實驗的結果，只適用于中學生男生，而不能推論到女生，用于中學生的實驗的結果，只適用于中學生，而不能推論到小學生，那么，這個實驗設計的外部效度（群體效度）就比較低。如果在試驗室里實驗的結果，只是用于實驗室環(huán)境，而不能推論到日常生活情境，在城市實驗的結果，只適用于城市，而不能推論到農(nóng)村，這個實驗設計的外部效度（生態(tài)效度）也不高。

25謝謝欣賞2019-7-27外在效度外在效度指實驗結果的概括性和代表性。換言之，就是指影響外在效度的因素美國學者坎貝爾和斯坦利認為有四個因素是影響外在效度的無關變量。測驗的反作用或交互作用效果選擇偏差與實驗變量的交互作用效果實驗安排的反作用效果多重實驗處理的干擾

26謝謝欣賞2019-7-27影響外在效度的因素美國學者坎貝爾和斯坦利認為有四個因素是影響對于內(nèi)在效度和外在效度的控制綜合上述，實驗的內(nèi)在效度逾高，其結果愈能確認是由實驗處理所造成的；而實驗的外在效度逾高，其結果的推論范圍就愈大。因此，實驗的設計必須重視這兩種效度。但是在實驗情境中，要同時十全十美兼顧這兩種效度是很難做到的。一般，基本研究比較重視內(nèi)在效度，而應用研究則比較重視外在效度（在不太影響內(nèi)在效度的情況下）

27謝謝欣賞2019-7-27對于內(nèi)在效度和外在效度的控制綜合上述，實驗的內(nèi)在效度逾高，其實驗控制的重要內(nèi)容

尋找兩組相同的對象

根據(jù)實驗研究的分析邏輯的要求，必須有兩組各方面都一樣的對象。在實際研究中，研究者為了創(chuàng)造出兩組相同的對象，往往采用兩種方法：一是匹配二是隨機指派。

28謝謝欣賞2019-7-27實驗控制的重要內(nèi)容

尋找兩組相同的對象根據(jù)實驗研究的分析匹配

匹配指的是依據(jù)各種標準或特征，找出兩個完全相同或幾乎完全相同的實驗對象進行配對，并將其中一個對象分到實驗組，而將另一個對象分到控制組的方法。

29謝謝欣賞2019-7-27匹配匹配指的是依據(jù)各種標準或特征，找出兩個完全相同或幾乎完實際生活中匹配的困難困難來自三個方面：一是現(xiàn)實中往往會沒有足夠的對象供選擇。因為隨著需要相同的變量數(shù)目的逐漸增加，現(xiàn)實中符合條件的對象數(shù)目將急劇減少。從實踐的角度來看，研究者將在這方面遇到難以克服的困難。二是研究者只能在那些他們已經(jīng)意識到對因變量可能有影響的變量上進行匹配。而實際生活中還有更多沒有被研究者意識到的因素可能對因變量有影響，這些沒有被研究者意識到的變量，顯然不會被研究者用來對對象進行匹配。三是人們的有些特征在實踐上是很難測量的，或者說是很難操作化為具體的、可觀測的指標的。比如人們的“動機”、“性格”等。如果不能很好地測量“動機”，就無法在“動機”這一變量上與對象進行匹配。30謝謝欣賞2019-7-27實際生活中匹配的困難困難來自三個方面：30謝謝欣賞2019-隨機指派

隨機指派的方法是研究者用來解決實驗中兩組對象相同性問題的另一種辦法。隨機指派的邏輯和程序十分簡單，即完全按照隨機抽樣的原理和方法來將實驗對象隨機地分配到實驗組和控制組中。

31謝謝欣賞2019-7-27隨機指派隨機指派的方法是研究者用來解決實驗中兩組對象相同性隨機指派方法(1)用拋硬幣的方式來決定每一個具體的對象是去實驗組還是去控制組。(2)按單、雙號來簡單地決定每一個對象是去實驗組還是去控制組。(3)按照排列的順序或?qū)嶋H抽取實驗對象時的先后順序來決定。32謝謝欣賞2019-7-27隨機指派方法(1)用拋硬幣的方式來決定每一個具體的對象是去實配對與隨機指派的比較配對方法的實質(zhì)是盡可能使實驗組和控制組中的成員相互之間在許多重要的背景因素、個人特征因素上完全一樣。而隨機化方法的實質(zhì)則是依據(jù)與隨機抽樣完全一樣的原理，用概率論來控制各種干擾變量的出現(xiàn)。不難理解，當人們根據(jù)隨機化的方法，從一個總體中選出兩個群體時，各種干擾變量會以同樣的方式對兩個群體影響。因為根據(jù)概率論，此時所選出的兩個群體基本上是兩個完全相同的群體。所以，使用后者所進行的實驗在準確性和精確性上將超過前者。因為通過概率論可使那些偶然因素像熟知因素一樣被把握，所以在匹配法中的那些由于不熟悉而不能控制的因素，也成為可以把握的了。

33謝謝欣賞2019-7-27配對與隨機指派的比較配對方法的實質(zhì)是盡可能使實驗組和控制組中實驗控制的重要內(nèi)容

對自變量的操縱

當研究者能夠決定他的實驗對象將經(jīng)歷什么，或?qū)⒔邮苁裁刺幚砗桶才艜r，就說他能夠操縱自變量。例如，如果研究者能夠決定實驗組的學生在新的學期中將接受新的教學法的教學，就說這個研究者能夠操縱自變量—“新的教學法"。

34謝謝欣賞2019-7-27實驗控制的重要內(nèi)容

對自變量的操縱當研究者能夠決定他的實實驗中對自變量的操縱常常體現(xiàn)在如何恰當?shù)亍爸圃斐觥边@個自變量上。例如，如果人們的假設是“在緊張情景中，吸煙者會吸更多的煙”，那么，“緊張”和“香煙的消耗”是兩個主要的變量，其中“緊張”是自變量，它一般可以定義為人們在心理上、精神上的一種壓力或負擔。要用實驗來檢驗這一假設時，前提之一就是要在實驗中制造出“緊張”來。人們可以用“必須在規(guī)定時間內(nèi)完成一份數(shù)量大、難度大、并且占學期總成績80%的數(shù)學考試”來對一組學生“制造”緊張。然而，許多對教育研究者來說十分感興趣的變量通常都不能夠被操縱。比如，教育研究者通常要探討學生的性別、年齡、家庭背景或個性特征等等，是否會影響他們的學習傾向。而學生的這些特征卻是研究者無法操縱的，即研究者無法使某個學生的這些特征發(fā)生改變。因此，人們往往無法用實驗來研究這種關系。與實驗相反，調(diào)查正好適合這種研究。除此以外，教育研究者還會由于政治的、倫理的原因或限制，而不能操縱另一些變量。比如，人們不能為了研究人的社會化過程，而把一部分兒童同社會隔離開來，即制造出“缺乏社會接觸”這一自變量，以比較這些兒童的成長與那些正常生活在社會中的兒童的成長之間的差別。我們也不能去人為地讓一對夫婦離婚，以觀察離婚事件對其子女成長的影響。因此，許多對教育研究者來說十分感興趣的變量通常不能被操縱，正是造成教育學者較少采用實驗室實驗研究方式的一個重要原因。

35謝謝欣賞2019-7-27實驗中對自變量的操縱常常體現(xiàn)在如何恰當?shù)亍爸圃斐觥边@個自變量實驗控制

要正確地解釋實驗結果，除了具體分析影響實驗效度的各種因素外，還必須設法控制一些影響實驗效果的無關變量。36謝謝欣賞2019-7-27實驗控制要正確地解釋實驗結果，除了具體分析影響實驗效度的各實驗控制的原則

實驗控制有一個基本原則，這就是最大最小控制原則。意思是使自變量產(chǎn)生最大變化，使其他干擾的變量與誤差產(chǎn)生最小的影響。37謝謝欣賞2019-7-27實驗控制的原則實驗控制有一個基本原則，這就是最大最小控制原（1）控制實驗變量要使實驗變量有系統(tǒng)而且盡量的(maximized)使前后的變化顯出差異。例如，要研究時間(自變量)與遺忘(因變量)的關系時，時間的選擇應采用1、3、5、7、9、11等不同日期的變化順序，而不宜采用1、2、3、4、5、6、7、8等不同小時的變化順序。因為后者變化間差異太小，所產(chǎn)生結果影響不易辨別。（2）控制無關變量要控制自變量之外一切可能影響結果的其他變量，使其保持不變或達到最小變化甚至排除在實驗情境之外，務必不致影響自變量與因變量之間的因果關系。（3）控制測量工具控制測量工具的選擇與使用，務必使誤差減低到最低限度。38謝謝欣賞2019-7-27（1）控制實驗變量38謝謝欣賞2019-7-27實驗控制的方法

(1)隨機控制法隨機控制是將參與實驗的受試者以隨機分派的方式，分為實驗組與控制組或各個不同的實驗組。從理論上說，隨機法是控制無關變量的最佳方法。因為在概率的原則下，各組受試者所具備的各種條件機會均等。在實際使用時，隨機分派法可分為兩個步驟：第一步是用隨機的方法將參加實驗的所有人員進行分組;第二步是再以隨機的方法決定哪一組為實驗組，哪一組為控制組。隨機控制的方法，雖然在事實上未必各方面都完全相等，但理論上他們相等的機會是比較多的。39謝謝欣賞2019-7-27實驗控制的方法(1)隨機控制法39謝謝欣賞2019-7-(2)物理控制法物理控制就是注意實驗情境的物理條件是否保持恒定，刺激的呈現(xiàn)是否標準，以及反應的記錄是否客觀一致等物理性因素的控制。例如，為了使實驗情境保持恒定，以免干擾實驗變量對因變量的效果，要設法控制聲音、燈光、氣氛、周圍環(huán)境等物理因素。40謝謝欣賞2019-7-27(2)物理控制法40謝謝欣賞2019-7-27(3)排除控制法排除法是在設計實驗時將可能影響結果的變量，預先排除于實驗條件之外，使自變量簡化，免受其他變量的影響。例如，在試驗發(fā)現(xiàn)式教學法和演講式教學法的優(yōu)劣時，如果認為智力因素會影響結果，則只選高智力生為受試者(或只選中等智力生或只選低智力生為受試者)，這樣智力因素對實驗結果的影響被排除掉了。同樣，如果認為性別因素對實驗有影響，則可采用單一性別(如只用男生或只用女生為受試者)，這樣，性別因素對實驗結果的影響可排除掉。排除法能很有效地控制無關變量，但所得的研究結果缺乏普遍的推論性。例如，只用男生為研究對象，將來結果就不適用于女生。因此，在實驗設計時，排除法并不常用。41謝謝欣賞2019-7-27(3)排除控制法41謝謝欣賞2019-7-27(4)納入控制法納入法是彌補排除法缺點的一種方法。這種方法是把影響將來實驗結果的某種(或某些)因素也當作自變量來處理，將其納入實驗設計中，成為多因子實驗設計。這樣，不但可以收到控制之效，而且還可以進一步了解變量間的交互作用結果。例如，上例中，可將智力因素分為高、中、低三個層次納入設計中，這時，原設計就變成為2(教學法)×3(智力)的二因子實驗設計。在這一設計中，一方面可了解不同智力間的差別，另一方面又可了解智力和教學法之間的交互作用，亦即教學法的效果是否因不同智力層次而有所差異。假如同時考慮智力和性別兩個因素，就成為：2(教學法)×3(智力)×2(性別)的三因子實驗設計。42謝謝欣賞2019-7-27(4)納入控制法42謝謝欣賞2019-7-27(5)配對控制法配對法是企圖使實驗變量之外其他變量發(fā)生相等影響的一種方法。具體做法是：首先認定與因變量有明顯關系的變量，然后決定所要控制的變量，并據(jù)此選擇同等分數(shù)或相同特質(zhì)的受試者配對。配對后，再以隨機分派的方式，將其中一個分派到實驗組，另一個分派到控制組。例如，為了使兩組學生的智力相等，研究者可從智力測驗分數(shù)中，選擇分數(shù)相同的受試者配成對，然后隨機分派到實驗組和控制組。常用以配對的變量有性別、年齡、社會經(jīng)濟地位、智力、學業(yè)成績、個性特征和前測分數(shù)等。必須注意的是，配對變量的決定，一定要以和因變量有高度相關者為根據(jù)。在理論上，配對后，實驗組和控制組的受試者，在所據(jù)以配對的特質(zhì)方面，可達到相等的程度。但在實驗上是很難使用的。因為：首先，配對的變量若超過兩個以上時，要找到這幾個變量同時相等的受試者是十分困難的;其次，配對的變量雖然可保證會相等，但其他因素卻未必會相等。再次，對于中介變量，如動機、態(tài)度等內(nèi)在的因素，根本無法找到可靠的根據(jù)去進行配對。只有隨機控制法才能克服配對法顧此失彼的缺點，而且對難以觀察測量的中介變量如動機、性向、態(tài)度、疲勞、注意等因素，也同樣發(fā)生控制作用，這也許是在實際中人們多用隨機法而少用配對法的重要原因。43謝謝欣賞2019-7-27(5)配對控制法43謝謝欣賞2019-7-27(6)測量選擇控制法測量選擇法是把參加實驗的對象全部測量一下，然后根據(jù)測量的結果，予以合理的選擇與分配。為了使各組均等而編制或采用的測驗，必須合乎實驗處理的要求。例如，如果打算采用兩個組做實驗，以比較兩種數(shù)學教學方法的效果，那么所要測量的就是學生原有的數(shù)學水平。測量的結果出來后，就按分數(shù)多少的順序排列好，然后再按排列順序上的位置，把他們均等地分派在各組里面。為了使各組均等，在實行分組時可采取“弓”字排列式。根據(jù)上述分組法，組數(shù)再多時仍可依此類推。為了使各組的均等更接近于理想水平，可在依上述方法分組后，再求得各組的平均分數(shù)而加以比較，若仍發(fā)現(xiàn)有彼此懸殊的情況，則可把這一組中分數(shù)較高的人和那一組中分數(shù)較低的人加以調(diào)換。此外，僅僅在平均分數(shù)上相等還不算相等，還必須在差異量數(shù)〈如平均差，標準差等〉上也力求相等。只有這樣，才能使兩組在原有水平上更接近于真正均等?？刂茻o關變量是實驗研究中一項非常重要的工作。但這里所說的“控制"，只是相對的，而非絕對的，只有程度之分。要想對人類行為和對復雜多變的教育現(xiàn)象，像物理化學實驗那樣達到絕對控制而又肯定變量問因果關系的程度，事實上是不可能的。因此，在教育實驗研究中要正確理解“控制"一詞，才能正確解釋所得的實驗結果44謝謝欣賞2019-7-27(6)測量選擇控制法44謝謝欣賞2019-7-27實驗設計

實驗設計是實驗研究的藍圖。它的意義在于給研究者提供如何控制變量，如何分析資料，可以獲得怎樣的結論的一種構想、計劃和策略。45謝謝欣賞2019-7-27實驗設計實驗設計是實驗研究的藍圖。它的意義在于給研究者提供實驗設計常用符號為了簡明地表示各種研究設計的特征，下面的研究設計將用符號來表示?，F(xiàn)先介紹實驗設計的符號及其涵義：X：表示研究者所操縱的實驗變量；O：表示觀察分數(shù)或測量分數(shù)；R：表示受試者是隨機選擇和隨機分派到各組；…：表示由虛線所隔開的各組研究對象之間不相等；—：表示由實驗所隔開的各組研究對象之間不相等；由左至右：表示時間次序或先后；同一橫行的X或0：表示這些X或0是對同一組受試者的實驗處理。46謝謝欣賞2019-7-27實驗設計常用符號為了簡明地表示各種研究設計的特征，下面的研究單組實驗設計

單組實驗設計是用單一實驗組為研究對象，施加某一種或數(shù)種實驗處理的實驗設計。47謝謝欣賞2019-7-27單組實驗設計單組實驗設計是用單一實驗組為研究對象，施加某一設計1：單組后測設計

這種設計的模式如下：XO這種設計的要求是，首先選擇一些受試者作為研究對象，并給予一種實驗處理，然后測量實驗處理的效果。例如，為試驗一種新的教學方法對學習成績的影響，于是采用一班學生實施這種教學方法，一個學期后，測驗學生的學習成績，并憑研究者主觀的判斷下結論說：這種教學方法有助于學習成績的提高。這個結論可能是不正確的，因為，這種設計的內(nèi)在效度甚差，如“歷史”、“成熟”、“差異的選擇”和“受試的流失”等因素可能干擾實驗結果?？傊@種設計雖然簡單易行，但因缺乏控制組和可比較的量數(shù)，許多因素會混淆實驗結果，在一般的教育研究中，這種設計已甚少采用，不過，能認識其優(yōu)缺點，對于從事更適當?shù)膶嶒炘O計是必要的。48謝謝欣賞2019-7-27設計1：單組后測設計這種設計的模式如下：XO4設計2：單組前后測設計

這種設計的模式如下：O1XO2這種設汁的要求是，對受試者進行實驗處理前的測驗(O1)，然后給予受試者實驗處理(X)，再給予受試者一次測驗(O2)。最后比較前測和后測的分數(shù)，通常采用兩個相關樣本平均數(shù)差異的顯著性的檢驗(N>30用Z檢驗，N<30則用t檢驗)，以檢驗前后兩次測驗平均數(shù)的差異顯著性(統(tǒng)計檢驗的具體方法可參閱有關章節(jié))。這種研究設計的優(yōu)點是：相同的受試者都接受前測和后測，“差異的選擇”和“受試的流失”兩因素即可被控制。缺點則是：實驗效果可能受到“歷史”、“成熟”、“工具”、“選擇與成熟的交互作用”的干擾，可見其內(nèi)在效度也很差，少用為宜。49謝謝欣賞2019-7-27設計2：單組前后測設計這種設計的模式如下：O1設計3：單組相等時間樣本設計

這種設計的基本模式是：X1O1X0O2X1O3X0O4這種設計是對一組受試者抽取兩個相等的時間樣本，在其中一個時間樣本出現(xiàn)實驗處理（X），另一個時間樣本不出現(xiàn)實驗處理(X0)，然后，比較這兩段時間測驗的分數(shù)。例如，新的教學方法與傳統(tǒng)的教學方法對同一班學生相間出現(xiàn)，看兩段時間的學習成績有無不同。統(tǒng)計檢驗可采用變異數(shù)分析法。也可采用相關樣本平均數(shù)差異的顯著性檢驗(N)30用Z檢驗，N<30用t檢驗)。這種設計能完全控制影響內(nèi)在效度的八個因素。缺點主要在外在效度方面，實驗結果可能會受到“實驗安排的反作用效果”、“選擇的偏差與實驗變量的交互作用”、“重復實驗處理的干擾”等因素的影響。這一設計也可用于只有一個受試者的情形。50謝謝欣賞2019-7-27設計3：單組相等時間樣本設計這種設計的基本模式是：X1設計4：單組縱貫時間系列設計

這種設計的基本模式是：O1O2O3O4XO5O6O7O8使用這種設計時，要對實驗組做周期性的一系列測量，并在測量的這一時間系列中間呈現(xiàn)實驗變量(X)，然后比較實驗變量前后的一系列測量記錄是否有顯著差異。例如，研究者欲探索提高工人的教育水平是否會提高工廠的產(chǎn)量，于是從1月到6月，在每月末，都把準備參加教育培訓的工人的生產(chǎn)量記錄起來，然后，從7月至12月，對工人進行某一項專門技術的教育培訓，接著，繼續(xù)記錄從第二年的1月至6月的生產(chǎn)量，看看經(jīng)培訓后的1～6月產(chǎn)量比培訓之前1～6月產(chǎn)量是否有顯著增加。51謝謝欣賞2019-7-27設計4：單組縱貫時間系列設計這種設計的基本模式是：O1這種設計的統(tǒng)計分析除了可用相關樣本平均數(shù)差異的顯著性檢驗(N>30用Z檢驗，N〈30用t檢驗〉外，比較理想的統(tǒng)計檢驗方法是采用趨向分析。在內(nèi)在效度方面，這一設計的缺點是：“歷史”的因素可能對實驗結果產(chǎn)生干擾。要補救這一缺點，最好多增加一個控制組，成為“多重縱貫時間系列設計”。除了“歷史”因素外，影響內(nèi)在效度的其他因素均可被控制。在外在效度方面，“測驗的反作用或交互作用效果”未能控制，因此，其實驗結果只能推論到重復測驗的群體。好在利用學校里的學生做實驗時，學生便是常常接受重復測驗的團體，而研究者所要推論的對象也正好是學生。因此，這一缺點，對于在校學生而言，并非真正的缺點。52謝謝欣賞2019-7-27這種設計的統(tǒng)計分析除了可用相關樣本平均數(shù)差異的顯著性檢驗(N設計5：單組多因子實驗設計

這種設計的基本模式是：(O1X1O2)(O3X2O4)這一設計的要求是，以單組作為實驗對象，施加兩種或兩種以上的實驗處理。每一種實驗處理均進行前測和后測。然后比較各種實驗處理的效果。例如，要對一個班級進行兩種教學方法的對比實驗。具體做法是，在實施甲種方法前進行一次測驗(O1)，在實施甲種方法(X1)后，再進行一次測驗(O2)，對兩次測驗成績比較，可求出甲種方法所產(chǎn)生的效果。同樣，用乙種方法(X2)實驗一次，得出乙種方法所產(chǎn)生的效果。最后，對這兩種教學方法所產(chǎn)生的效果進行比較，明確哪一種方法的效果比較好。53謝謝欣賞2019-7-27設計5：單組多因子實驗設計這種設計的基本模式是：(O1這種設計的統(tǒng)計分析，可采用相關樣本平均數(shù)差異的顯著性檢驗(N)30用Z檢驗，N<30用t檢驗)。內(nèi)在效度方面，這種設計的缺點是：實驗結果可能受到“歷史”、“測量的工具”等因素的影響。在外在效度方面，這種設計的缺點是“多重實驗處理的干擾”即后一實驗處理在實驗對象中所產(chǎn)生的變化，可能受到前一實驗處理的影響。54謝謝欣賞2019-7-27這種設計的統(tǒng)計分析，可采用相關樣本平均數(shù)差異的顯著性檢驗(N組別比較實驗設計

組別比較實驗設計是以兩個或兩個以上的組作為實驗組和控制組，然后比較各個組所發(fā)生的變化。55謝謝欣賞2019-7-27組別比較實驗設計組別比較實驗設計是以兩個或兩個以上的組作為設計6：靜態(tài)組比較設計

這種設計的基本模式是：這種設計要求選擇一班學生作為實驗組，另一班學生為控制組，給予實驗組實驗處理后，測驗兩班學生的成績。統(tǒng)計分析可采用獨立樣本平均數(shù)差異的顯著性檢驗(N)30