學(xué)前教科研方法與研究性學(xué)習(xí)課件 第7章第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

Quiet學(xué)前教科研方法與研究性學(xué)習(xí)認(rèn)識學(xué)前教科研研究問題的選擇及設(shè)計(jì)學(xué)前教科研方法教科研資料分析及成果表達(dá)模塊一模塊二模塊三模塊四Con目錄Chapter模塊三學(xué)前教科研方法Chapter第七章實(shí)驗(yàn)研究Chapter第三節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）因素及其水平因素就是實(shí)驗(yàn)中的獨(dú)立變量。因素的水平就是獨(dú)立變量的取值數(shù)目。因素的水平既可以是數(shù)值的，也可以是性質(zhì)類別的。如心跳次數(shù)50、75、100，就是3水平的；人的性別類別有男性、女性，就是2水平的。實(shí)驗(yàn)被試的數(shù)量及分組數(shù)目和因素?cái)?shù)、水平數(shù)有關(guān)。如單因素2水平實(shí)驗(yàn)，一般樣本數(shù)要達(dá)到60個(gè)，分2個(gè)組(每組30個(gè))。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)理解的概念（二）處理與處理水平的結(jié)合處理是獨(dú)立變量的特定操作條件。處理水平就是自變量操作條件的交叉。（三）主效應(yīng)、簡單效應(yīng)、交互作用主效應(yīng)是實(shí)驗(yàn)中由一個(gè)自變量的不同水平所引起的變異。一個(gè)因素的水平在另一個(gè)因素的不同水平上變化趨勢的不一致稱為交互作用，一致時(shí)表明兩因素相互獨(dú)立。一個(gè)因素的所有水平在另一個(gè)因素的某一水平的變異稱為該因素在某一水平的簡單效應(yīng)。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)理解的概念（四）處理效應(yīng)和誤差變異處理效應(yīng)是指實(shí)驗(yàn)的總變異中由自變量引起的變異，包括主效應(yīng)、簡單效應(yīng)、交互作用。誤差變異指不能由自變量解釋的那部分變異，包括單元內(nèi)誤差和殘差。其中，單元內(nèi)誤差是指接受同一實(shí)驗(yàn)處理的被試間的變異；殘差是誤差變異中除了單元內(nèi)誤差之外的誤差。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)理解的概念（一）根據(jù)自變量的分類根據(jù)自變量的多少，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可分為單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)自變量、被試接受一個(gè)自變量的不同水平的實(shí)驗(yàn)處理。多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的自變量，被試接受自變量水平結(jié)合的實(shí)驗(yàn)處理。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型（二）根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制程度的分類按照對實(shí)驗(yàn)控制程度的不同，可以分為真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三種類型。真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是按照隨機(jī)原則選擇和分配被試，有控制組和對照組比較，能較好地控制影響內(nèi)部效度的因素來源。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也叫類似實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，它與真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類似，能在一定程度上控制一部分無關(guān)變量，但不能做到像真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)那樣隨機(jī)選擇和分配被試。前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不是嚴(yán)格意義上的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)際上是變量關(guān)系的一種描述，所以也叫自然實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，它能夠?yàn)檎鎸?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供參考。前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)雖然對無關(guān)變量不能控制，但可以操作自變量變化。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)配組，就是把被試科學(xué)地分配到不同的組內(nèi)，以達(dá)到對無關(guān)變量的最佳控制，避免被試間的差異影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)常用符號如下。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)符號（一）前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在自然環(huán)境下操作自變量，然后觀測因變量的值的一種實(shí)驗(yàn)。它比較適合不能在實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)下進(jìn)行的研究，也就是對環(huán)境中干擾因素?zé)o法消除的研究。例如檢驗(yàn)一種新的教學(xué)方法的效果，只能在自己的班里做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)條件不允許對幼兒(被試)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組時(shí)，就可以采用這種方法。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式（一）前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)從表7-3中可以看出，固定組比較設(shè)計(jì)具有較多的實(shí)驗(yàn)成分，是效度較高的前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。整體來說，前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)效度差，不具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的充要條件。但它獲取被試容易，操作簡單，可以作為正式實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備，為假設(shè)的提出提供實(shí)踐途徑。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式（二）準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也是在自然環(huán)境下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，但對環(huán)境中部分干擾因素(無關(guān)變量)進(jìn)行了一定程度的控制，因此增加了實(shí)驗(yàn)效度。它和真實(shí)驗(yàn)的區(qū)別就在于被試不隨機(jī)配置分組，實(shí)驗(yàn)處理也不是隨機(jī)化安排。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式（二）準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)由于對分組要求沒有真實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格，因此它比較適合現(xiàn)實(shí)情況。例如研究中班幼兒合作行為差異，顯然不能因?yàn)樽鲅芯慷讶恐邪嘤變捍騺y重新分班進(jìn)行抽樣；研究兩個(gè)幼兒園早期閱讀水平的差異，也不可能把樣本班中的某個(gè)特殊幼兒排除在實(shí)驗(yàn)對象之外。進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)就可以在無法隨機(jī)化安排情況下對實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行處理并獲得數(shù)據(jù)，如果在統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)時(shí)方法得當(dāng)，就可以通過統(tǒng)計(jì)處理消除誤差，因此，準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞墙逃芯窟M(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的較好選擇。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式（三）真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自然科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通常指的就是真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，被試有兩個(gè)以上的分組，隨機(jī)化安排實(shí)驗(yàn)處理和等數(shù)量隨機(jī)分配被試，盡量消除實(shí)驗(yàn)場所的干擾因素，即對無關(guān)變量控制嚴(yán)格。真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)在效度較高，適合嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室研究。在教育科學(xué)研究中，主要用于實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的心理研究。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式（三）真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模式多因素設(shè)計(jì)也稱因素設(shè)計(jì)或析因設(shè)計(jì)，是指實(shí)驗(yàn)中含有兩個(gè)或多個(gè)自變量(因素)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)是：能把每個(gè)自變量的各種水平組合起來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在現(xiàn)實(shí)情境中，某種現(xiàn)象的變化或結(jié)果的產(chǎn)生，往往是許多因素互相作用的產(chǎn)物，絕對的一對一的因果關(guān)系極其有限。多因素設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于：它可將多個(gè)自變量糅合在一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，不必對每個(gè)自變量進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)方便，并且可以研究自變量各個(gè)水平之間的交互作用，以及對因變量的綜合影響。多因素設(shè)計(jì)比單因素設(shè)計(jì)能獲得更多的信息，可使實(shí)驗(yàn)研究更加深入，并探索更為復(fù)雜的現(xiàn)象，同時(shí)使研究結(jié)果更加精確、可靠。五、多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果解釋多因素設(shè)計(jì)至少要有兩個(gè)自變量，每一自變量至少要有兩種水平，因此最簡單的多因素設(shè)計(jì)稱為2×2因素設(shè)計(jì)。多因素設(shè)計(jì)通常以數(shù)字來命名設(shè)計(jì)模式，阿拉伯?dāng)?shù)字的個(gè)數(shù)表示自變量的數(shù)目，數(shù)字的值表示自變量的水平。如2×3因素設(shè)計(jì)，在乘號前后各有一個(gè)數(shù)，意味著有2個(gè)自變量；前后數(shù)值分別為2和3，意味著前一個(gè)自變量有2種水平，后一個(gè)自變量有3種水平，該實(shí)驗(yàn)就是“二因素多水平實(shí)驗(yàn)”。在多因素設(shè)計(jì)中，隨著自變量和水平的增加，分組的數(shù)目也在迅速增加。分組的數(shù)目是自變量每個(gè)水平的互相組合數(shù)，即數(shù)字的連乘積。如，最簡單的2×2因素設(shè)計(jì)要分成4個(gè)組；3×3因素設(shè)計(jì)要分成9個(gè)組；2×3×2因素設(shè)計(jì)要分成12個(gè)組。五、多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果解釋例如，要研究幼兒是采取模仿學(xué)習(xí)方式好，還是用探究學(xué)習(xí)的方式學(xué)習(xí)效果好呢？如果用全部幼兒做對比實(shí)驗(yàn)，可能探究方法更好一點(diǎn)，但這里我們只考慮了學(xué)習(xí)方式一個(gè)因素，也就是單因素分析。但我們想知道，不同年齡段的幼兒用不同的學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)，效果會不會不同呢？這類問題在教育中很普遍，也很值得探討。要解決這個(gè)問題，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)2×2因素的實(shí)驗(yàn)，來探討幼兒不同學(xué)習(xí)方法和不同年齡水平對認(rèn)知成績的影響。這個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及兩個(gè)自變量(因素)，一個(gè)自變量是學(xué)習(xí)方法(因素X)，它有兩種水平X1和X2；另一個(gè)自變量(因素)為年齡水平(因素Y)，也有兩種水平Y(jié)1和Y2。這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要4個(gè)實(shí)驗(yàn)組，設(shè)計(jì)的基本模式如表7-6所示。五、多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果解釋表7-6中的O1、O2、O3、O4指實(shí)驗(yàn)分為4個(gè)組的每組樣本觀測值，其中O1是X1和Y1的組合處理觀測值；O2是X2和Y1的組合處理觀測值；O3是X1和Y2的組合處理觀測值；O4是X2和Y2的組合處理觀測值。通過不同的統(tǒng)計(jì)分析，可以對三種結(jié)果做出解釋。五、多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果解釋（1）確定兩種不同學(xué)習(xí)方法的處理效應(yīng)，即在不考慮年齡因素影響時(shí)，哪種學(xué)習(xí)方式成績好。（2）確定兩種不同年齡水平的處理效應(yīng)，即在不考慮學(xué)習(xí)方式因素影響時(shí)，哪種年齡段成績好。（3）確定學(xué)習(xí)方法和年齡水平之間的交互作用，也就是說可以解決不同年齡段的幼兒用不同的學(xué)習(xí)方法所獲得的學(xué)習(xí)效果好壞的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能是：高年齡組的幼兒用探究學(xué)習(xí)法成績更好，而低年齡組的幼兒用模仿法學(xué)習(xí)效果更好。五、多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果解釋上述第三種就是多因素實(shí)驗(yàn)要解決的問題，也是多因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)于單因素實(shí)驗(yàn)的地方。多因素設(shè)計(jì)比單因素設(shè)計(jì)要復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)成本也會隨因素增加成倍增大，但對結(jié)果的解釋卻更深入。當(dāng)然，最關(guān)鍵的是，多因素實(shí)驗(yàn)研究通常要求研究者具備更高的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)處理水平。五、多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果解釋活動(dòng)目標(biāo)：1.培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。2.訓(xùn)練分析研究報(bào)告的能力。棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)活動(dòng)步驟：下面給出的研究敘事，以實(shí)驗(yàn)研究方法為主，結(jié)合其他研究方法探究毅力的發(fā)生原因。請同學(xué)們認(rèn)真閱讀分析，在可能的條件下，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證其實(shí)驗(yàn)結(jié)論。1.根據(jù)以下“棉花糖實(shí)驗(yàn)”材料，請重新設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)方案。2.討論第1個(gè)問題：該研究都用了什么研究方法？試分析其研究設(shè)計(jì)的基本路線。3.討論第2個(gè)問題：從這個(gè)研究中還能發(fā)現(xiàn)可以繼續(xù)研究的課題嗎？是什么？棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)一、問題誰都知道毅力，但是毅力到底是什么呢？它又從何而來呢？當(dāng)面臨誘惑的時(shí)候，你的思想發(fā)生了什么變化才會拒絕誘惑呢？哥倫比亞大學(xué)的心理學(xué)教授沃爾特·米歇爾對此做過一番深入研究。米歇爾教授被公認(rèn)為是研究“自我調(diào)節(jié)”的始祖。在20世紀(jì)60年代，米歇爾教授進(jìn)行了一系列非常著名的實(shí)驗(yàn)，也就是如今通稱的“棉花糖實(shí)驗(yàn)”。棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)中，米歇爾教授召集了數(shù)百名4歲的小孩，然后依次把每個(gè)人放在一個(gè)房間里，房間的桌上放著一塊棉花糖或者餅干。他告訴小朋友他會離開房間一會兒，桌上的零食可以隨時(shí)吃掉。如果能等到他回來的話，就會獎(jiǎng)勵(lì)額外的糖果和餅干。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程全程錄像。棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)三、實(shí)驗(yàn)過程這些實(shí)驗(yàn)的錄像非常有趣。在短暫等待期間，孩子們的表現(xiàn)千奇百怪。有的用手蓋住眼睛，轉(zhuǎn)過身，故意不去看桌上的盤子。還有的不安地踢桌子，或拉扯自己的小辮子。一個(gè)留著小分頭的男孩，小心翼翼地掃視了周圍一眼，確定沒有人在看他，于是伸手從盤子里拿出一塊奧利奧餅干，掰開后舔掉中間的白色奶油，然后再把餅干合起來，放回盤子，臉上露出得意的笑容。棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)四、追蹤調(diào)查偶爾米歇爾會向他的3個(gè)同在比恩幼兒園上學(xué)的女兒打聽她們朋友的情況?！按蠖鄬υ捪袷峭聿蜁r(shí)的閑談”，他說：“我會問她們，‘簡怎么樣？埃里克怎么樣？他們在學(xué)校還好嗎？’”米歇爾開始注意到孩子們的學(xué)業(yè)成績和他們等待棉花糖能力之間的聯(lián)系。他讓他的女兒給朋友的學(xué)習(xí)打分。棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)四、追蹤調(diào)查比較這些分?jǐn)?shù)和原來的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，他發(fā)現(xiàn)了兩者的相互關(guān)系?！澳菚r(shí)，我意識到這個(gè)研究需要深入下去。”1981年，他給所有參加過棉花糖實(shí)驗(yàn)的653名孩子的父母和老師發(fā)去了調(diào)查問卷。那時(shí)，他們已經(jīng)進(jìn)入高中。他詢問了他們的許多情況，包括制定計(jì)劃、做長期打算的能力、解決問題的能力、和同學(xué)相處的情況，以及他們的SAT(美國大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)入學(xué)考試)分?jǐn)?shù)。棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)五、結(jié)果分析（一）實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析米歇爾教授離開后，有些小孩根本連一分鐘也等不及。有些則可以等上20分鐘。如何運(yùn)用你的毅力(抵制誘惑)？通過實(shí)驗(yàn)觀察，米歇爾教授發(fā)現(xiàn)小朋友使用的方法和策略有以下幾種。棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)五、結(jié)果分析（一）實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析1.分散注意力通過對米歇爾教授的實(shí)驗(yàn)視頻分析，你會發(fā)現(xiàn)許多熟悉的小動(dòng)作:敲桌子，唱歌，數(shù)數(shù)，纏頭發(fā)……這都是普通小孩子最常見的行為。米歇爾教授認(rèn)為，小朋友們其實(shí)是在分散自己的注意力。無論誘惑何時(shí)出現(xiàn)，你只要轉(zhuǎn)移注意力就行了。棉花糖實(shí)驗(yàn)研究分析與評價(jià)做中學(xué)：實(shí)訓(xùn)活動(dòng)五、結(jié)果分析（一）實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析2.冷靜思考，理性思考抵擋誘惑的第二種策略稍微有些復(fù)雜，就是換個(gè)角度來看待眼前的誘惑?！皩σ粋€(gè)4歲小孩來說，她對棉花糖的第一印象就是好吃、有嚼頭?！泵仔獱柦淌谡f道。如果想抵擋誘惑，你就必須用冷靜、理性的眼光來審視眼前的誘惑。如為了讓小朋友抵擋棉花糖的誘惑，在離開房間前，米歇爾教授會讓小朋友用不同的角度來想象桌上的零食?！拔視屗麄儼堰@些棉花糖想象成棉球或者云朵。對這些4歲的孩童來說，這一招相當(dāng)管用。他們會變得比