1、第六章 教育实验研究法教育实验研究法概述An overview of experimental research in education教育实验研究的设计内容The design content of educational experiment research教育实验研究的基本程序The basic procedure of educational experimental research壹贰叁目录CONTENTS学习目标学习目标learning objectives壹了解教育实验研究法的含义、特点和类型；贰理解并掌握教育实验研究中的变量及其控制方法；肆能够根据研究课题进行教育实验研究
2、设计；伍能够用教育实验研究法完成教育领域的某项研究，并撰写实验报告。叁掌握教育实验研究的常用组织类型及教育实验设计的步骤；案例导入案例导入Case of import实验研究在教育中的运用实验研究在教育中的运用 翻转课堂教学法是基于互联网的新型教学模式翻转课堂教学法是基于互联网的新型教学模式、翻转课堂教学模式下，知识的学习主要由学生课下完成，课堂主要是通过师生互动和生生互动的方式进行疑惑解答、知识运用等。和传统课堂相比，翻转课堂可以激发小学阶段学生学习的兴趣，提高自主学习意识，提升学习成效。某小学引进了翻转课堂教学模式，但老师在运用这种教学模式的时候，有些地方还存在一些问题。那么翻转教学模式的
3、效果到底如何呢？某小学计划对翻转课堂教学模式与普通教学模式的教学效果进行比较，由于观察研究法、调查研究法等都不能具体、量化地说明教学效果，所以要想用数据说明教学效果的差异，就要用到实验研究的方法。An overview of experimental research in education第一节 教育实验研究法概述教育实验研究法是研究者以问题为起点教育实验研究法是研究者以问题为起点，根据研究内容和研究目的设定预期的可能实验结果（实验假设），然后有组织、有计划地呈现或控制教育条件（自变量），通过观察、测定等方式记录研究对象在特定教育条件下的行为或心理变化（因变量），从而确定教育条件与心理或行
4、为之间的关系的方法。教育实验研究法可以通过控制实验条件教育实验研究法可以通过控制实验条件，收集到其他研究方法无法收集到的资料；能够检验教育理论的真实性；还可以检验某种研究假设的正确与否，找出各种教育理论与教育实践的结合点。因此，教育实验研究法是教育研究中常用的一种方法，有人称其是“教育科学研究的灵魂”。（一）教育实验研究法的含义一、教育实验研究法的含义和特点一、教育实验研究法的含义和特点The meaning and characteristics of educational experiment research method（二）教育实验研（二）教育实验研究法的特点究法的特点1.1.以假
5、设为前提以假设为前提 教育实验研究是从某一教育问题出发，依据科学理论提出问题解决的设想即假设，然后在有意控制条件下进行实验，检验假设是否成立。2.2.控制性控制性 实验研究的精髓在于控制，没有严格的控制就不能称为实验。教育实验中的控制主要是控制或创设研究假设认为的某些条件，揭示教育影响与教育效果之间的关系。4.4.科学性和严谨性科学性和严谨性 实验研究法是在一定的科学理论指导下建立研究假设，实验中实验条件的呈现、实验过程的控制、实验结果的记录和处理等都是在系统的、严谨的理论指导下进行的，并且实验研究可以重复验证。3.3.可重复验证性可重复验证性 在教育实验研究法中，实验的假设很明确，实验对象的
6、选取、实验中实验条件的呈现、实验过程的控制、实验结果的记录和处理、教育实验条件和教育效果之间的关系都比较清晰。一、教育实验研究法的含义和特点一、教育实验研究法的含义和特点The meaning and characteristics of educational experiment research method1.自然实验 自然实验又称现场实验，是指在实际自然情境和现实活动情境中进行的实验。自然情境和现实活动的复杂性使研究者往往只能对额外变量做一定程度的控制，不能高度、精确地控制环境。由于实验是在真实的自然情景中进行的，研究结果的可推广性比较强，所以在教育实验研究中多采用这种实验。二、教育
7、实验研究法的类型二、教育实验研究法的类型Types of educational experimental research methods2.实验室实验 实验室实验是指在高度精确的人工控制的环境中进行的实验。这种实验一般对额外变量能够进行精密的控制，对因变量能够进行精确的观测和计算，能够揭示自变量和因变量之间的函数关系，相关分析和因果分析也比较精确。（一）自然实验与实验室实验（一）自然实验与实验室实验1.探索性实验 探索性实验的目的在于探索未知，揭示某个教学问题或教育现象的状况，探索教育规律或新的教育方式、方法的有效性，其主要用于教学改革或创新，如对学生进行自觉纪律教育良好方法的探索实验。二
8、、教育实验研究法的类型二、教育实验研究法的类型Types of educational experimental research methods2.验证性实验 验证性实验是在一定的理论基础上进行的，在实验前有明确的实验研究假设，实验研究的目的是验证某些教育经验和研究成果的有效性，通过实验提供实证的依据。例如，翻转课堂教学模式运用效果的实验研究，验证性实验能为“翻转课堂”这种新的教学模式的效果提供有利的实证资料。（二）探索性实验和验证性实验（二）探索性实验和验证性实验1.单因素实验 单因素实验是指实验中的自变量只有一个的实验研究。例如，在“教师的态度对学生行为的影响实验”中，自变量只有一个，即
9、教师的态度。单因素实验操作比较简单，实验结果也比较好处理，但实验中一些无关因素的控制比较困难。二、教育实验研究法的类型二、教育实验研究法的类型Types of educational experimental research methods2.多因素实验 多因素实验是指实验研究中的自变量有两个或两个以上。例如，在“教师因素和学生因素对学生注意稳定性的影响实验”中，自变量有教师教学方式、学生的个性等多种因素。多因素实验研究的内容比较深入、全面，但实验操作过程、结果的处理都比较复杂。（三）单因素实验和多因素实验（三）单因素实验和多因素实验 前实验是指在一定的教育理论假设或教育思想指导下，有目的、
10、有意识地去改变教育中的某些因素，可以对其进行观察和比较，但对无关变量没有控制或控制较弱。1.前实验 准实验不能按随机原则分配实验对象，对无关变量有一定的控制但控制不是很严格。2.准实验真实验是按随机原则分配被试，严格地控制无关变量的影响，能系统地操作自变量的实验。相对于前实验和准实验来说，真实验比较规范，结果的准确性较高。3.真实验（四）前实验、准实验和真实验（四）前实验、准实验和真实验二、教育观察研究法的优点和局限性二、教育观察研究法的优点和局限性The advantages and limitations of educational observation research method
11、The design content of educational experiment research第二节 教育实验研究的设计内容实验假设实验假设是指研究者根据已有的知识、经验对所研究的问题预先赋予的答案，即实验研究结果的预测，也是对实验研究中变量关系的设想。实验研究是以研究假设为前提的，假设是教育实验活动的出发点。实验的过程就是通过人为的控制过程验证假设是否成立。（一）实验假设的含义一、教育实验研究中的假设一、教育实验研究中的假设Hypotheses in educational experimental research 假设不是毫无根据的推测和主观臆断，是有科学理论依据的，是在一定
12、的科学理论指导下或对前人研究分析的基础上提出的，具有科学性。假设是以客观现实为基础的，对研究的结果具有一定的预测性。1.科学性和预测性 教育实验研究中的假设是可以通过实验进行检验的。不同的研究者创设类似的实验情境，验证研究假设是否成立，这也是实验研究的目的。2.可验证性假设是对实验研究中变量关系的预测说明，表述要概括、具体、清晰。3.具体且明确（二）实验假设的特点（二）实验假设的特点一、教育实验研究中的假设一、教育实验研究中的假设Hypotheses in educational experimental research自变量又称刺激变量自变量又称刺激变量、实验因子，是主试人为地加以变化、操
13、纵的实验条件，以引起因变量的变化，它是实验中主试给予被试的刺激因素，是被试反应变化的原因。自变量的控制（操纵）是指研究者根据研究对象现实中的实际表现给出自变量的操作定义，即用能够在现实中实际操作的行为来描述自变量。例如，在“疲劳对学习效率的影响”的实验研究中，“疲劳”是自变量，是一个比较抽象、模糊的概念，在进行实验设计时可以将学习的时间长短作为界定“疲劳”程度的标准（如连续学习 4 小时以上为重度疲劳；连续学习24小时为中度疲劳；连续学习 2 小时以下为轻度疲劳）。（一）自变量及其控制二、教育实验研究中的变量及其控制二、教育实验研究中的变量及其控制Variables and their con
14、trol in educational experimental research因变量又称反应变量因变量又称反应变量，是指实验要观测的效果，即被试对特定刺激（自变量）做出的反应。因变量的控制主要是因变量的操作化，即解决如何正确地观察、记录、测量反应行为，确定一个有效、准确反应因变量变化的量化指标。（二）因变量及其控制二、教育实验研究中的变量及其控制二、教育实验研究中的变量及其控制Variables and their control in educational experimental research实验研究中自变量的控制和因变量的操作化实验研究中自变量的控制和因变量的操作化 一、实验目
15、的 本实验的目的主要是统计和分析教学视频呈现方式对学习者自主学习的影响效果，从学习认知和学习满意度等角度测量学习者基于教学视频的自主学习效果。二、自变量的控制本研究中不同呈现方式的教学视频主要有视频类教学视频和图文类教学视频。视频类教学主要是摄像机拍摄的视频画面呈现教学内容，如教育电视节目、电视教材和视频公开课等。图文类教学视频是以图片、文字等组合呈现教学内容，如利用 PPT 演示文稿、教学图片和说明文字制作的教学视频。另外，解说字幕在教学视频中所起到的作用与一般文字、提示字幕有很大差别，需要综合考虑解说字幕与视频类、图文类教学视频的结合效果。课堂案例课堂案例Classroom case在实验
16、研究中在实验研究中，除自变量外，有些变量也能引起因变量的变化，但这些变量是研究者不予研究的变量，因此称为额外变量。实验中必须对额外变量加以控制，因此又称控制变量。额外变量如果没有控制好，与自变量共同引起因变量的变化，就会造成自变量混淆。此时的因变量的变化不单是自变量引起的，这就会造成实验误差。在一个实验中，额外变量可能有很多。在进行实验设计时，首先要鉴别出主要的额外变量，然后考虑如何有效地控制额外变量，最大限度地降低实验的误差。（三）额外变量及其控制二、教育实验研究中的变量及其控制二、教育实验研究中的变量及其控制Variables and their control in educationa
17、l experimental research2.2.排除法排除法 排除法指在进行实验设计时，预先将可能影响实验结果的额外变量排除于实验条件之外。1.1.随机法随机法 随机法就是将参与实验的受试者以随机分派的方式，分为实验组与控制组或各种不同的实验组，不同组被试具有同质性，这样可以控制被试差异（额外变量）带来的实验误差。3.3.恒定法恒定法 恒定法是指在整个的实验过程中，尽量使一些可能影响实验结果的额外变量保持恒定不变。5.5.统计控制法统计控制法 在实验完成后，应通过一定的统计技术排除和减小额外变量的影响。在统计控制中，最常用的技术是协方差分析（共变量分析）。4.4.平衡法平衡法 平衡法又称
18、等组法，一般是在进行实验设计时安排实验组和控制组，即将被试分为两个额外变量相等的组，一组施加自变量为实验组，另一组不施加自变量为控制组。二、教育实验研究中的变量及其控制二、教育实验研究中的变量及其控制Variables and their control in educational experimental research（三）额外变（三）额外变量及其控制量及其控制（一）单组实验法（一）单组实验法组别组别前测前测实验处理实验处理后测后测三、教育实验研究的组织类型三、教育实验研究的组织类型The organization type of educational experimental re
19、search 单组实验法是指对一组被试施加某一种实验因素（自变量）或是两个以上实验因素的影响，然后观察和测量被试的反应，比较施加某一实验因素前后被试的差异或是某一实验因素与另一实验因素在效果上的不同，从而确定变量之间关系的实验方法。1.单组单因素后测 只有一组被试，实验过程中只提供一次实验处理，然后进行一次测试，将后测的结果作为实验处理的效果。单组单因素后测实验模式如表6-2所列。（一）单组实验法（一）单组实验法组别组别前测前测实验处理实验处理后测后测三、教育实验研究的组织类型三、教育实验研究的组织类型The organization type of educational experimen
20、tal research2.2.单组单因素前、后测单组单因素前、后测 只有一组被试，没有对照组，实验过程中只给予一次实验处理，施加实验处理前进行一次前测，实验处理后进行一次后测，用前测和后测的差异量作为实验处理的效果。单组单因素前、后测实验模式如表6-3所列。这种组织形式前测的结果提供了一个比较的基线，如果实验过程中控制了一些额外变量的影响，实验结果的可靠性是有一定保证的。（一）单组实验法（一）单组实验法组别组别前测前测实验处理实验处理1 1复测复测1 1实验处理实验处理2 2复测复测2 2实验组三、教育实验研究的组织类型三、教育实验研究的组织类型The organization type o
21、f educational experimental research3.3.单组多因素前、后测单组多因素前、后测 只有一组被试，没有对照组，实验过程中要施加两种或两种以上的实验处理，以比较各种实验因素的作用效果的差异。单组因素前、后测实验模式如表6-4所列。实验处理1的效果=复测1前测实验处理2的效果=复测2复测1 采用这种实验组织形式，两个实验处理之间会产生相互干扰，影响实验效果的准确性；实验周期较长，被试的发展变化会对实验结果造成影响。（二）等组实验法（二）等组实验法组别组别前测前测实验处理实验处理后测后测实验组对照组三、教育实验研究的组织类型三、教育实验研究的组织类型The organ
22、ization type of educational experimental research1.1.实验组、控制组后测实验组、控制组后测 这种实验组织形式是根据随机原则选择被试并分组，实验组接受实验处理，控制组（对照组）不接受实验处理，只提供比较的参照点。两组只有后测，没有前测。两组后测的结果差异作为实验处理的效果。实验组、控制组后测实验模式如表6-5所列。这种组织形式与单组前、后测形式相比减少了前测，简单易行，省时省力。但是，实验组和控制组的被试必须是除实验处理外其他方面基本相似，否则会产生实验误差。（二）等组实验法（二）等组实验法组别组别前测前测实验处理实验处理后测后测实验组对照组三
23、、教育实验研究的组织类型三、教育实验研究的组织类型The organization type of educational experimental research2.2.实验组、控制组前、后测实验组、控制组前、后测 这种组织形式是根据随机原则选择被试并分组，实验组接受实验处理，控制组（对照组）不接受实验处理，只提供比较的参照点。两组分别进行前测和后测，两组后测的结果差异减去两组前测的差异作为实验处理的效果。实验组、控制组前、后测实验模式如表6-6所列。采用这种组织形式，实验组和控制组都接受前测和后测，排除了不同组被试实验前差异的影响。只要严格控制实验过程的额外变量，实验结果的精确性就会比较
24、高，但有时前测过程会和实验处理相互影响。（三）轮组实验法（三）轮组实验法组别组别实验处理实验处理1 1实验效果实验效果1 1实验处理实验处理2 2实验效果实验效果2 2总效果总效果被试组1X 1 O 1 X 2 O 3 O 1+O4被试组2X 2O 2 X 1 O 4 O 2+O3三、教育实验研究的组织类型三、教育实验研究的组织类型The organization type of educational experimental research 轮组实验法又称循环法实验，是把两个和两个以上的实验因子，以不同的顺序轮流施加在两个或两个以上的被试组，根据每个实验因子在各组效果的总和来确定每个实验
25、因子的效果的方法。轮组实验模式如表6-7所列。这种组织形式既排除了不同被试组差异的影响，又平衡了不同实验顺序造成的实验处理间的相互影响。在实验过程中，额外变量的影响通过实验顺序的轮换抵消掉了，比较适合自然实验法，但实验过程测试的次数较多，实验周期较长。The basic procedure of educational experimental research第三节 教育实验研究的基本程序 课题来源于一线教育工作者在教育教学过程中，如新的教育教学方法效果的验证、不同年龄学生心理特点的差异等。（一）教育工作者的教育教学实践 课题是根据所学理论知识推导出的。例如，根据“直观教学有利于学生智力的发
26、展”这个理论可推理出“直观教学有利于学生记忆力的发展”。（二）理论的推导 研究者通过查阅相关文献，在前人或他人研究的基础上，根据现实情况确定课题。确定了研究的课题之后，就要对课题题目进行明确化，提出具体的研究假设。（三）前人或他人的研究一、确定课题，提出研究假设一、确定课题，提出研究假设Identify topics and propose research hypotheses实验设计是指研究者根据研究假设和具体的研究条件，有目的、有计划地对教育实验过程的一系列活动进行预先的设计和安排（如何安排各种成分、如何进行试验）。实验设计相当于实验研究的研究计划，是实验过程的参考依据。优良的实验设计是
27、实验过程顺利进行和试验质量的保证。对同一个实验，不同的研究者的实验设计可以不同。衡量一个实验设计优劣标准是它的可操作性、可重复性（别人根据实验设计可以重复实验）和实验结果的准确性（误差最小）。（三）实验设计的概念及作用二、做出实验设计二、做出实验设计Design an experiment2.2.选择被试选择被试 选择被试时，要说明研究的总体，选取样本的方法、样本规模，说明被试的详细信息，说明被试的分组情况。1.1.确定变量确定变量 确定变量包括确定自变量，说明自变量的操作化和呈现方式，确定因变量、因变量的操作化和具体的测量指标、测量方法、实验过程中需要控制的额外变量及其控制方法。3.3.确定
28、实验组织类型确定实验组织类型 说明采用的实验组织类型，并详细阐述相应的实验模式、被试的安排及变量的控制情况。5.5.选择统计方法，预测结果选择统计方法，预测结果 根据实验的目的和研究假设说明选取统计方法。如果统计结果出现预测的情况，那么研究假设就是成立的。4.4.明确实验程序明确实验程序 实验程序是分步骤说明实验的详细过程，从实验选取被试到记录，再到因变量变化的原始数据，尽量详细，使他人能够按照实验步骤重复实验。二、做出实验设计二、做出实验设计Design an experiment（二）实验设（二）实验设计的步骤计的步骤 按照实验过程逐步开展实验，创设一定的实验条件或情境，按照实验设计呈现自
29、变量，控制额外变量，观测和记录因变量的变化，收集、记录文字资料或数据资料。同时，在实验过程中及时调整实验设计中遗漏或不妥之处，及时发现问题并解决问题。三、实施实验设计三、实施实验设计Implementation experiment design实验获得了大量的原始资料或数据实验获得了大量的原始资料或数据，研究者要应对这些资料进行审核，对原始资料进行筛选，剔除无效的极端数据。在整理资料时，一定要坚持实事求是的原则，不要为了实验假设的成立而人为地变更数据或资料。数据整理完毕后数据整理完毕后，利用软件 SPSS 进行数据的录入，根据实验目的选择适合的统计方法，对数据进行统计分析，得出相应的结果；同
30、时对实验过程中记录的文字资料进行分析、讨论，通过定性资料和定量分析相结合得出综合的结论。整理分析资料四、整理分析资料四、整理分析资料Collating and analyzing data撰写实验研究报告是实验研究的最后一个环节撰写实验研究报告是实验研究的最后一个环节。实验研究报告要把实验研究的目的和意义、实验研究过程、研究的结果以书面文字的形式表达呈现出来，以便与他人进行交流，把实验研究的结果进行推广、应用。实验报告的好坏直接影响着实验研究的成果和作用，良好的实验报告对实验研究的进一步深入和完善有促进作用。撰写实验研究报告五、撰写实验研究报告五、撰写实验研究报告Write experimen
31、tal research reports本章小结本章小结chapter summary实验设计的步骤：确定变量，选择被试，确定实验组织类型，明确实验程序，选择统计方法，预测结果。实验设计是指研究者根据研究假设和具体的研究条件，有目的、有计划地对教育实验过程的一系列活动进行预先的设计和安排。实验设计相当于实验研究的研究计划，是实验过程的参考依据。优良的实验设计是实验过程顺利进行和试验质量的保证。教育实验研究的课题一般有以下来源：教育工作者的教育教学实践，理论的推导，前人或他人的研究。教育实验研究的组织类型是指在实验中，自变量的呈现方式、因变量的指标和测定方法、控制无关变量的具体措施、实验过程的具
32、体安排和结果的统计方法等内容的基本模式。教育实验研究的组织类型是教育实验设计的主要内容，是教育实验研究能否顺利进行和实验研究质量的保证。控制额外变量的常用方法有以下几种：随机法，排除法，恒定法，平衡法，统计控制法。实验假设的特点：科学性和预测性，可验证性，具体且明确。按照实验过程逐步开展实验，创设一定的实验条件或情境，按照实验设计呈现自变量，控制额外变量，观测和记录因变量的变化，收集、记录文字资料或数据资料。同时，在实验过程中及时调整实验设计中遗漏或不妥之处，及时发现问题并解决问题。结合实际谈谈你对实施实验设计的理解。实验获得了大量的原始资料或数据，研究者要应对这些资料进行审核，对原始资料进行
33、筛选，剔除无效的极端数据。在整理资料时，一定要坚持实事求是的原则，不要为了实验假设的成立而人为地变更数据或资料。结合实际谈谈你对整理分析资料的理解。课堂讨论课堂讨论classroom discussion1.教育实验研究法的特点有哪些？2.教育实验中有哪几种变量？在实验过程中如何控制？3.教育实验研究的组织类型有哪些？画出实验模式图。4.什么是实验设计？实验设计的具体步骤有哪些？一、简答题1.某教师想通过实验的方法了解一下“情绪状态对小学生记忆能力的影响”，请说出此实验中的自变量、因变量，并对自变量和因变量进行操作化；说明额外变量及其控制方法。2.某小学想研究“直观教学法和讲授法两种教学方法教学效果的比较”，请你根据此研究课题做出完整的实验设计。3.45人一组，在教育学术期刊上找一篇实验研究的研究报告，各组分别对所选的报告进行讲解，体会实验报告的结构及各部分的写法和作用。二、实践应用题思考练习思考练习Think about practice题目二以“教育实验研究的起源与发展”为题目，结合实际阐述，字数为4000以上，要求原创。题目一写作训练写作训练writing practice以“试论教育研究法的沿革及其发展趋势”为题目，结合实际阐述，字数为4000以上，要求原创。感谢观看THANK YOUFOR WATCHING
