實驗研究概述第一節(jié)一、實驗研究的意義實驗是一種驗證假設(shè)的研究活動。廣義的實驗是指人們嘗試一種新方法或新程序去解決問題的過程及效果。狹義的實驗是指在可控制的條件下，系統(tǒng)地操作和控制變量來發(fā)現(xiàn)變量間關(guān)系的過程。所謂變量是指實驗現(xiàn)象隨條件、情景的不同在數(shù)量、類型上的變化。觀察研究和調(diào)查研究也是通過對因素狀態(tài)及其變化的分析來發(fā)現(xiàn)問題的答案，但這些研究方法只能發(fā)現(xiàn)因素的變化及其間的互相影響，很難確認(rèn)因素之間是否存在因果關(guān)系。而實驗研究的突出特點就是發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)因素間的因果關(guān)系。正因如此，實驗研究在科學(xué)研究中有不可替代的位置。第七章實驗研究二、實驗研究的構(gòu)成要素實驗研究的目的就是檢驗假設(shè)，而假設(shè)就是研究者對問題的答案進(jìn)行的科學(xué)猜測。實驗的過程就是通過對變量的操作和觀測對假設(shè)進(jìn)行驗證，控制和觀測的對象是實驗中變化的因素，即變量。因此，實驗研究有兩個重要構(gòu)成因素：假設(shè)和變量。第七章實驗研究(一)假設(shè)1.假設(shè)的定義假設(shè)即科學(xué)研究上對客觀事物的假定說明，是關(guān)于事物因果的一種假定性的解釋，是依據(jù)一定的科學(xué)原理和事實，對解決科學(xué)研究問題提出猜測性、嘗試性方案的說明方式。恩格斯說：“形成假設(shè)和驗證假設(shè)的過程是科學(xué)活動的核心。假設(shè)的用途在于能暗示人們哪些證據(jù)能證實它，哪些證據(jù)將駁斥它。”第七章實驗研究2.假設(shè)的分類(1)根據(jù)假設(shè)的性質(zhì)分類第七章實驗研究預(yù)測性假設(shè)是指對客觀事物存在的某些情況特別是差異情況作出推測判斷。相關(guān)性假設(shè)因果性假設(shè)是指對客觀事物相互聯(lián)系具體方向、密切程度作出推測判斷。是指對客觀事物之間因果關(guān)系的推測判斷。(2)根據(jù)假設(shè)預(yù)測結(jié)果的趨向分類第七章實驗研究未明確預(yù)測實驗結(jié)果，如“A組的得分與B組的得分有顯著差異”。非定向?qū)嶒灱僭O(shè)明確預(yù)測實驗結(jié)果，如“A組得分將顯著高于B組”或“B組得分將顯著高于A組”。定向?qū)嶒灱僭O(shè)(3)按照假設(shè)的抽象程度分類第七章實驗研究對一個變量的變化與另一個變量的變化間的關(guān)系所作的猜想，常用實驗的方法進(jìn)行驗證。如“榜樣學(xué)習(xí)比說教更有利于增加幼兒的利他行為”、“繪本閱讀比純文字閱讀效率更高”。分析性假設(shè)對既有現(xiàn)象之間的關(guān)系或差異性的猜想，常用調(diào)查方法予以驗證。如“農(nóng)村居民生育率高于城市居民”、“男幼兒比女幼兒的攻擊性強(qiáng)”。敘述性假設(shè)

3.假設(shè)檢驗的步驟實驗研究假設(shè)檢驗依據(jù)概率統(tǒng)計原理，因此研究者要根據(jù)自己作出的假設(shè)確定零假設(shè)和備擇假設(shè)。在統(tǒng)計學(xué)中，零假設(shè)(虛無假設(shè))是做統(tǒng)計檢驗時的一類假設(shè)。零假設(shè)的內(nèi)容一般是希望證明其錯誤的假設(shè)。與零假設(shè)相對的是備擇假設(shè)(對立假設(shè))，即不希望看到的另一種可能。零假設(shè)和備擇假設(shè)的地位是相等的，但是在統(tǒng)計學(xué)的實際運(yùn)用中，常常需要強(qiáng)調(diào)一類假設(shè)為應(yīng)當(dāng)或期望實現(xiàn)的假設(shè)，而零假設(shè)一般是有意推翻的假設(shè)。第七章實驗研究

3.假設(shè)檢驗的步驟根據(jù)假設(shè)檢驗原理，統(tǒng)計檢驗步驟為：第七章實驗研究(1)建立零假設(shè)，確定檢驗水準(zhǔn)假設(shè)也就是無差別假設(shè)，假設(shè)樣本來自同一總體，即其總體參數(shù)相等。檢驗水準(zhǔn)就是拒絕檢驗假設(shè)(零假設(shè))時犯第一類錯誤的概率。(2)選擇檢驗方法，計算統(tǒng)計量樣本數(shù)量、變量的類型、變量的分布類型、研究目的，都決定著選擇何種檢驗方法。因此需選擇合適的檢驗方法，并計算統(tǒng)計量(T值，F(xiàn)值，U值等)。(3)進(jìn)行統(tǒng)計推論(是否接受零假設(shè))根據(jù)統(tǒng)計量確定概率即P值，作出統(tǒng)計推斷，也就是是否接受零假設(shè)。

(二)變量變量就是實驗研究情境中會影響實驗的所有因素，每個變量都可以用變量名和變量值表示。如幼兒園班級類別有大班、中班和小班，其中“幼兒園班級類別”就是變量名，與其對應(yīng)的變量值就是“大班，中班，小班”；幼兒園孩子的身高在80—100CM之間，可以表示為：變量名=“身高”，與之對應(yīng)的變量值為所有幼兒的身高測量值的集合(80，81.3，82，……，100)?？梢?，一個變量只能有一個變量名，但可以對應(yīng)多個變量值，實驗研究就是要探討在相關(guān)情境中各變量之間的值是否會發(fā)生某種關(guān)系。因此，實驗研究的前提是要分析所有變量，并根據(jù)實驗?zāi)繕?biāo)把變量進(jìn)行分類，把變量分為自變量、因變量和無關(guān)變量，并采取不同的行為。第七章實驗研究1.自變量由實驗者操縱變化的量，其目標(biāo)為有效地操縱。如前例中“教師的言語”。

2.因變量由自變量直接引起變化的量，其目標(biāo)為客觀地觀測。如前例中“兒童的行為表現(xiàn)”。3.無關(guān)變量希望通過人為控制減少其對因變量的觀測值之影響的變量，其目標(biāo)是嚴(yán)密控制。

(二)變量可見，在一個實驗情境中，實驗?zāi)康牟煌?，對變量的分類也是不同的，選擇哪些變量做自變量或者因變量要根據(jù)假設(shè)判斷。無關(guān)變量也叫干擾變量，實驗的效度就取決于對其控制程度。自變量和無關(guān)變量也稱為獨立變量。因變量也稱為依存變量。獨立變量和依存變量可能存在下列關(guān)系：第七章實驗研究交互作用自變量調(diào)節(jié)變量無關(guān)變量中間變量因變量原因中間效應(yīng)結(jié)果變量間的關(guān)系三、實驗研究的類型實驗研究根據(jù)實驗場所、自變量的數(shù)目等不同屬性有多種分類，同一個實驗可以根據(jù)其特點被分入不同的實驗范疇。由于不同類別的實驗設(shè)計各有特點，因此明確實驗類別有助于對實驗的設(shè)計和掌控。第七章實驗研究1.依據(jù)實驗的場所可分為實驗室實驗、自然實驗。2.依據(jù)實驗控制的精確程度可分為真實驗、準(zhǔn)實驗、前實驗。3.依據(jù)對研究課題的認(rèn)識程度可分為探索性實驗、驗證性實驗。4.依據(jù)自變量的多少可分為單因子實驗、多因子實驗。5.依據(jù)變量的純正性可分為分析型實驗、復(fù)合型實驗。實驗研究的一般過程第二節(jié)實驗研究一般分為實驗準(zhǔn)備、實驗實施、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和推斷三個階段。實驗準(zhǔn)備階段主要是作出合理假設(shè)、設(shè)計實驗方案、選擇被試等；實施階段主要是操作自變量、控制無關(guān)變量和觀測因變量；數(shù)據(jù)分析主要是作統(tǒng)計推斷、得出結(jié)論，還要對結(jié)論進(jìn)行解釋和評價。實驗研究基本過程如圖第七章實驗研究明確問題做出假設(shè)確定檢驗假設(shè)分析變量實驗設(shè)計被試分組實驗實施觀測因變量選擇被試操作性定義控制無關(guān)變量操作自變量數(shù)據(jù)統(tǒng)計統(tǒng)計推斷結(jié)果分析結(jié)論及討論一、實驗中自變量的選擇自變量是實驗者在實驗中可以操縱的事物、條件、特征。對自變量的選擇應(yīng)注意以下幾點：第七章實驗研究第一，自變量是實驗者能夠直接操縱的，有的研究概念含義不明確，就需要用嚴(yán)格的操作定義來加以界定。第二，自變量本身是可以變化的，這種變化可以是質(zhì)的變化，也可以是量的變化。

第三，自變量的變化能引起因變量的變化，自變量變化的效果不能在因變量上直接反應(yīng)出來，這樣的自變量是不恰當(dāng)?shù)?，有時要分析是否有中間變量存在(因果關(guān)系鏈)。

第四，自變量要有一定的變化范圍。選擇自變量時要確定變化點和變化間距，變化間距太小不會引起變化效果，變化點太少看不出變化的趨勢。二、無關(guān)變量的控制方法無關(guān)變量對實驗結(jié)果有干擾作用，因此要對其進(jìn)行控制，一般思路為：第七章實驗研究1消除法3隨機(jī)法2平衡法4兼作組法客觀物理條件，如聲、光、電可采用此法。等組實驗，讓變量保持相同的條件。被試選擇要隨機(jī)抽樣。被試既作實驗組，又作控制組。實驗一定要有兩組研究對象，其中一組是要實施某種刺激或接受某種處理的，這樣一種對象是實驗組；不接受實驗刺激、不接受實驗處理的叫控制組(對照組)。三、因變量的選擇選擇因變量的基本依據(jù)是：第七章實驗研究可測性有效性內(nèi)部有效性是指因變量的變化確實是由自變量的變化引起，若自變量沒有參與而因變量也發(fā)生變化，說明實驗中的無關(guān)變量沒有控制好，無關(guān)變量在干擾自變量。外部有效性是指從部分被試(樣本)那里得來的結(jié)果能否代表此類被試總體中的其他個體，外部有效性反映的是實驗結(jié)果的可推廣性。四、變量的操作定義變量選定以后就需要對變量下操作定義，即用看得見、摸得著的可度量的事物、事件、現(xiàn)象對變量作具體的規(guī)定和說明，從而使變量成為一種直觀的、可感知、可操作的規(guī)定。下操作定義的意義表現(xiàn)在：提高研究結(jié)果的可比性；保證研究結(jié)果的可重復(fù)性；提高研究結(jié)果的客觀性。變量操作定義的方法有：第七章實驗研究根據(jù)測量工具來下操作定義，如用“智商”測量表示人的智力先天水平。根據(jù)直觀的經(jīng)驗事實或客觀現(xiàn)象來下操作定義。根據(jù)某一測量標(biāo)準(zhǔn)來下操作定義，如“合格”即測試成績?yōu)椤?0分及以上分?jǐn)?shù)”。根據(jù)對某一屬性狀態(tài)的評定來下操作定義。1234五、實驗方案的確定和實施實驗方案是實驗研究進(jìn)行的腳本。為了確保實驗成功，在實驗進(jìn)行前要對方案進(jìn)行充分的論證。主要考慮以下幾個方面：第七章實驗研究3.能否對無關(guān)變量進(jìn)行有效控制；4.對因變量的觀測是否準(zhǔn)確有效；5.操作自變量的可能性是不是很強(qiáng)。

2.變量分析是否完全、到位；1.實驗樣本抽取及分組方式；六、數(shù)據(jù)分析與結(jié)論作為定量研究的典型方式，實驗研究需要用數(shù)據(jù)說話。一般情況下，我們對數(shù)據(jù)主要做兩方面的統(tǒng)計分析。第七章實驗研究

1.描述統(tǒng)計2.統(tǒng)計推斷

數(shù)據(jù)分析是一個抽象的過程，要明白數(shù)據(jù)背后的含義，我們必須結(jié)合統(tǒng)計原理、實驗現(xiàn)象、研究問題的相關(guān)理論及研究方案去做演繹分析，同時參考已有研究的結(jié)果去剖析教育現(xiàn)象，這樣才有可能對統(tǒng)計假設(shè)的檢驗找到現(xiàn)實的意義，得出研究結(jié)論，實現(xiàn)我們的研究目的。因此，這個過程是一個抽象分析和具體分析相結(jié)合的過程。主要做平均數(shù)差異分析。對每個參與實驗的樣本組進(jìn)行平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和方差計算，若需要還可以計算中位數(shù)、眾數(shù)等；多變量的可以計算其相關(guān)系數(shù)，還可以用統(tǒng)計圖把個體或組別的數(shù)據(jù)關(guān)系直觀地表現(xiàn)出來。這主要是根據(jù)樣本的值去推斷總體參數(shù)，或者對研究期望值進(jìn)行檢驗。一般有獨立樣本T檢驗、配對樣本T檢驗等，也可以進(jìn)行方差分析、卡方檢驗等。對多元變量還可以進(jìn)行因素分析、回歸分析、路徑分析等。實驗設(shè)計第三節(jié)一、實驗設(shè)計應(yīng)理解的概念作為定量研究的典型方式，實驗研究需要用數(shù)據(jù)說話。一般情況下，我們對數(shù)據(jù)主要做兩方面的統(tǒng)計分析。第七章實驗研究1因素及其水平3主效應(yīng)、簡單效應(yīng)、交互作用2處理與處理水平的結(jié)合4處理效應(yīng)和誤差變異因素就是實驗中的獨立變量。因素的水平就是獨立變量的取值數(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。處理是獨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。處理效應(yīng)是指實驗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、殘差。單元內(nèi)誤差是指接受同一實驗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。主效應(yīng)是實驗中由一個自變量的不同水平所引起的變異。一個因素的水平在另一個因素的不同水平上變化趨勢的不一致稱為交互作用，一致時表明兩因素相互獨立。一個因素的所有水平在另一個因素的某一水平的變異稱該因素在某一水平的簡單效應(yīng)。二、實驗設(shè)計的類型第七章實驗研究（一）根據(jù)自變量的分類（二）根據(jù)實驗控制程度的分類根據(jù)自變量的多少，將實驗設(shè)計分為單因素實驗設(shè)計和多因素實驗設(shè)計。單因素實驗設(shè)計是指在一個實驗中只有一個自變量、被試接受一個自變量的不同水平的實驗處理。多因素的實驗設(shè)計是指實驗中有兩個或兩個以上的自變量，被試接受自變量水平結(jié)合的實驗處理。按照對實驗控制程度的不同，實驗設(shè)計可以分為真實驗設(shè)計、準(zhǔn)實驗設(shè)計和前實驗設(shè)計三種類型。真實驗設(shè)計是按照隨機(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)實驗設(shè)計也叫類似實驗設(shè)計，它與真實驗設(shè)計類似，能在一定程度上控制一部分無關(guān)變量，但不能做到像真實驗設(shè)計那樣隨機(jī)選擇和分配被試。前實驗設(shè)計對無關(guān)變量不能控制，但可以操作自變量變化。前實驗設(shè)計不是嚴(yán)格意義上的實驗設(shè)計，實際上是變量關(guān)系的一種描述，所以也叫自然實驗設(shè)計，它能夠為真實驗設(shè)計、準(zhǔn)實驗設(shè)計提供參考，所以叫前實驗設(shè)計。三、實驗設(shè)計符號實驗設(shè)計的關(guān)鍵是實驗配組，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)變量最佳控制，避免被試間差異影響實驗結(jié)果。實驗設(shè)計常用符號有：第七章實驗研究R表示隨機(jī)選擇、分配被試，不作說明，代表等組Xi表示實驗處理、實驗操作、被操作的自變量；右下腳碼i代表處理次序數(shù)Oi表示觀測，一般是對因變量觀測；右下腳碼i代表觀測次序數(shù)Gi表示一個組；右下腳碼i代表組號—表示沒有實驗處理四、實驗設(shè)計模式（一）前實驗設(shè)計前實驗設(shè)計是在自然環(huán)境下操作自變量，然后觀測因變量的值的一種實驗。它比較適合不能在實驗室狀態(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。例如檢驗一種新的教學(xué)方法的效果，只能在自己的班里做實驗，條件不允許對幼兒(被試)進(jìn)行實驗分組，就可以采用這種方法。固定組比較設(shè)計具有較多的實驗成分，是效度較高的前實驗設(shè)計。整體來說，前實驗設(shè)計效度差，不具備實驗設(shè)計的充要條件。但它獲取被試容易，操作簡單，可以作為正式實驗的準(zhǔn)備，為假設(shè)的提出提供實踐途徑。第七章實驗研究模式名稱設(shè)計模式舉例解釋單組后測設(shè)計GXO沒有控制組，一次處理和后測單組前后測設(shè)計GO1XO2沒有控制組，一次處理，前測和后測各一次固定組比較設(shè)計G1XO1G2—O2有實驗組和控制組，一次處理，兩組后測各一次前實驗設(shè)計模式（二）準(zhǔn)實驗設(shè)計準(zhǔn)實驗設(shè)計也是在自然環(huán)境下進(jìn)行的實驗，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，因此增加了實驗效度。它和真實驗的區(qū)別就在于被試不隨機(jī)配置分組，實驗處理也不是隨機(jī)化安排。準(zhǔn)實驗設(shè)計由于對分組要求沒有真實驗嚴(yán)格，因此比較適合現(xiàn)實情況，例如研究中班幼兒合作行為差異，顯然不能因為研究，把全部中班幼兒打亂重新分班進(jìn)行抽樣；研究兩個幼兒園早期閱讀水平的差異，也不可能把樣本班中的某個特殊幼兒排除在實驗對象之外。進(jìn)行準(zhǔn)實驗就可以在無法隨機(jī)化安排情況下對實驗樣本進(jìn)行處理并獲得數(shù)據(jù)，如果在統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)時方法得當(dāng)，就可以通過統(tǒng)計處理消除誤差，因此，準(zhǔn)實驗?zāi)Ｊ绞墙逃芯窟M(jìn)行實驗研究的較好選擇。第七章實驗研究模式名稱設(shè)計模式舉例解釋不對等兩組前后測實驗設(shè)計G1O1XO2G2O3—O4有實驗組和控制組，且均進(jìn)行前后測單組時間系列設(shè)計GO1O2O3O4XO5O6O7O8一個組，連續(xù)前測后測各四次，處理一次，探求處理延續(xù)效應(yīng)準(zhǔn)實驗設(shè)計模式（三）真實驗設(shè)計自然科學(xué)的實驗設(shè)計通常指的就是真實驗設(shè)計，被試有兩個以上的分組，隨機(jī)化安排實驗處理和等數(shù)量隨機(jī)分配被試，盡量消除實驗場所的干擾因素，即對無關(guān)變量控制嚴(yán)格。真實驗設(shè)計內(nèi)在效度較高，適合嚴(yán)格的實驗室研究。在教育科學(xué)研究中，主要用于實驗室中進(jìn)行的心理研究。第七章實驗研究模式名稱設(shè)計模式舉例解釋隨機(jī)等組后測設(shè)計RG1XO1RG2—O2隨機(jī)化分配被試到實驗組和控制組，且均進(jìn)行后測隨機(jī)等組前后測設(shè)計RG1O1XO2RG2O3—O4隨機(jī)化分配被試到實驗組和控制組，且均進(jìn)行前后測所羅門四組設(shè)計RG1O1XO2RG2O3—O4RG3XO5RG4—O6隨機(jī)化分配被試到實驗組和控制組，且均進(jìn)行前后測；而且能將前測效應(yīng)從對后測的影響中分離出來真實驗設(shè)計模式五、多因素實驗設(shè)計及結(jié)果解釋多因素設(shè)計也稱因素設(shè)計或析因設(shè)計，指實驗中含有兩個或多個自變量(因素)的實驗設(shè)計。其特點是：能把每個自變量的各種水平組合起來進(jìn)行實驗?，F(xiàn)實情境中，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)計的優(yōu)點在于：不必對每個自變量進(jìn)行設(shè)計，它可將多個自變量糅合在一個實驗設(shè)計中，經(jīng)濟(jì)方便，并且可以研究自變量各個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)計比單因素設(shè)計可獲得更多的信息，可使實驗研究更加深入，可探索更為復(fù)雜的現(xiàn)象，同時使研究結(jié)果更加精確、可靠。多因素設(shè)計至少要有兩個自變量，每一自變量至少要有兩種水平，因此最簡單的多因素設(shè)計稱為2×2因素設(shè)計。多因素設(shè)計通常以數(shù)字來命名設(shè)計模式，阿拉伯?dāng)?shù)字的個數(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，在乘號前后各有一個數(shù)，意味著有2個自變量；前后數(shù)值分別為2和3，意味著前一個自變量有2種水平，后一個自變量有3種水平，該實驗就是“二因素多水平實驗”。在多因素設(shè)計中，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)計要分成4個組；3×3因素設(shè)計要分成9個組；2×3×2因素設(shè)計要分成12個組。第七章實驗研究五、多因素實驗設(shè)計及結(jié)果解釋幼兒采取模仿學(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驗，可能探究方法更好一點，但這里我們只考慮了學(xué)習(xí)方式一個因素，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