2025年大學(xué)科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——科學(xué)教育的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究中，研究者試圖通過(guò)主動(dòng)操縱（）來(lái)觀察其對(duì)因變量的影響，從而探究變量之間的因果關(guān)系。A.自變量B.因變量C.控制變量D.混雜變量2.下列哪種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能夠最好地控制無(wú)關(guān)變量的影響，并具有較高的內(nèi)部效度？A.相關(guān)研究B.準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)C.單組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)D.?真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3.將一組被試在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終置于同一情境下，不設(shè)立對(duì)照組，這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)屬于？A.真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)B.準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)C.相關(guān)研究D.觀察研究4.在一個(gè)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中，“探究不同光照強(qiáng)度對(duì)植物生長(zhǎng)高度的影響”這句話中，“光照強(qiáng)度”是？A.自變量B.因變量C.操縱變量D.恒定變量5.為了確保測(cè)量工具能夠準(zhǔn)確、一致地測(cè)量所要測(cè)量的概念，需要關(guān)注測(cè)量的哪個(gè)特性？A.信度B.效度C.可操作性D.客觀性6.如果一個(gè)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)旨在比較兩種不同的教學(xué)方法（講授法和探究法）對(duì)學(xué)生科學(xué)興趣的影響，那么“教學(xué)方法”是？A.自變量B.因變量C.操縱變量D.恒定變量7.在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，除了自變量外，其他可能影響因變量結(jié)果的因素被稱為？A.自變量B.因變量C.控制變量D.混雜變量8.選擇實(shí)驗(yàn)被試時(shí)，確保每個(gè)個(gè)體都有同等機(jī)會(huì)被選中的原則是？A.分層抽樣B.隨機(jī)抽樣C.整群抽樣D.便利抽樣9.在一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究中，研究者發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組在接受了某種科學(xué)教育干預(yù)后，其科學(xué)成績(jī)顯著提高。為了判斷這種提高是否確實(shí)由干預(yù)引起，研究者需要？A.增加樣本量B.設(shè)置對(duì)照組進(jìn)行比較C.使用更精確的測(cè)量工具D.延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間10.科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究需要遵循的倫理原則中，強(qiáng)調(diào)保護(hù)被試權(quán)益，尊重被試意愿的是？A.客觀性原則B.效益性原則C.合法性原則D.知情同意原則二、名詞解釋?zhuān)款}3分，共15分）1.實(shí)驗(yàn)研究2.操作化定義3.內(nèi)部效度4.準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)5.匹配組設(shè)計(jì)三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究中自變量和因變量的區(qū)別與聯(lián)系。2.簡(jiǎn)述選擇實(shí)驗(yàn)研究被試時(shí)常用的隨機(jī)抽樣方法及其優(yōu)點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究中控制無(wú)關(guān)變量的主要方法。4.簡(jiǎn)述撰寫(xiě)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究方案應(yīng)包含的基本要素。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述在科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，確保研究?jī)?nèi)部效度的關(guān)鍵因素及其對(duì)研究結(jié)果的significance。2.結(jié)合科學(xué)教育的特點(diǎn)，論述在進(jìn)行科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，應(yīng)如何平衡研究目的與倫理要求之間的關(guān)系。試卷答案---一、選擇題1.A解析：實(shí)驗(yàn)研究的核心在于通過(guò)主動(dòng)操縱某個(gè)因素來(lái)觀察其效果，這個(gè)被主動(dòng)操縱的因素就是自變量。2.D解析：真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通過(guò)隨機(jī)分配被試和設(shè)立對(duì)照組，能夠最有效地控制無(wú)關(guān)變量，從而保證內(nèi)部效度。3.B解析：準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通常不滿足真實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)分配條件，或沒(méi)有設(shè)立對(duì)照組，但仍然試圖進(jìn)行因果推斷。4.A解析：自變量是研究者主動(dòng)操縱、改變以觀察其效果的變量。“光照強(qiáng)度”是研究者可以改變的。5.A解析：信度指測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和一致性，是確保測(cè)量工具可靠性的重要特性。6.A解析：研究者比較的是“兩種不同的教學(xué)方法”，這是研究者主動(dòng)改變的條件，因此是自變量。7.D解析：混雜變量是指可能影響因變量但研究者未能控制或測(cè)量的無(wú)關(guān)變量。8.B解析：隨機(jī)抽樣確保每個(gè)個(gè)體被選中的概率相等，有助于減少抽樣偏差，提高樣本代表性。9.B解析：只有通過(guò)設(shè)置對(duì)照組并進(jìn)行比較，才能排除其他因素對(duì)結(jié)果的影響，確定干預(yù)的效果。10.D解析：知情同意原則是要求研究者必須告知被試研究目的、過(guò)程、風(fēng)險(xiǎn)等信息，并獲得其自愿參與許可的倫理原則。二、名詞解釋1.實(shí)驗(yàn)研究：指研究者通過(guò)主動(dòng)操縱自變量，控制無(wú)關(guān)變量，觀察和測(cè)量因變量變化，以探究變量間因果關(guān)系的一種研究方法。2.操作化定義：指將抽象的研究概念或變量轉(zhuǎn)化為具體、可觀察、可測(cè)量的指標(biāo)或行為的過(guò)程。3.內(nèi)部效度：指實(shí)驗(yàn)結(jié)果在多大程度上能夠確信是由自變量的操縱引起的，而不是由其他無(wú)關(guān)變量造成的，反映研究結(jié)論的因果關(guān)系的可靠性。4.準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：指那些不滿足真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)隨機(jī)分配被試或設(shè)立對(duì)照組條件的實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)，但仍然試圖進(jìn)行因果推斷。5.匹配組設(shè)計(jì)：指在準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，根據(jù)某些關(guān)鍵特征將被試分配到實(shí)驗(yàn)組和控制組，使得兩組在被分配前在相關(guān)變量上盡可能相似的一種方法。三、簡(jiǎn)答題1.自變量是研究者主動(dòng)操縱、改變以觀察其效果的變量；因變量是隨著自變量的變化而可能發(fā)生變化的變量，是研究者所要測(cè)量的結(jié)果。兩者之間的聯(lián)系在于，研究者通過(guò)操縱自變量來(lái)引起因變量的變化，從而探究?jī)烧咧g的因果關(guān)系。自變量是原因，因變量是結(jié)果。2.常用的隨機(jī)抽樣方法包括：*簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣：每個(gè)個(gè)體有同等機(jī)會(huì)被選中。*系統(tǒng)抽樣：按一定間隔從總體中抽取樣本。*分層抽樣：將總體按特征分層，再?gòu)拿繉与S機(jī)抽取樣本。*整群抽樣：將總體分成群組，隨機(jī)抽取群組，再調(diào)查群組內(nèi)所有個(gè)體。隨機(jī)抽樣方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠減少抽樣偏差，使樣本更具代表性，從而提高研究結(jié)果的普遍推論能力。3.控制無(wú)關(guān)變量的主要方法包括：*匹配控制：在實(shí)驗(yàn)組和控制組中選擇在關(guān)鍵特征上相似的被試。*組間控制：設(shè)立控制組，接受安慰劑處理或標(biāo)準(zhǔn)處理。*組內(nèi)控制：在同一被試上先后進(jìn)行不同條件的處理（前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)），或?qū)⑼槐辉囯S機(jī)分配到不同組（重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)）。*時(shí)間控制：保持實(shí)驗(yàn)程序在時(shí)間上恒定。*空間控制：確保不同實(shí)驗(yàn)條件在物理環(huán)境上盡可能一致。*統(tǒng)計(jì)控制：在數(shù)據(jù)分析階段，使用統(tǒng)計(jì)方法消除無(wú)關(guān)變量的影響。4.撰寫(xiě)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究方案應(yīng)包含的基本要素：*研究背景與目的：闡述研究問(wèn)題的來(lái)源、意義及具體研究目標(biāo)。*文獻(xiàn)綜述：回顧相關(guān)研究，為本研究提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。*研究假設(shè)：提出明確、可檢驗(yàn)的研究預(yù)測(cè)。*研究設(shè)計(jì)：說(shuō)明實(shí)驗(yàn)類(lèi)型（真實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)等）、自變量、因變量、被試、實(shí)驗(yàn)程序等。*變量操作化定義與測(cè)量：詳細(xì)說(shuō)明自變量和因變量的具體操作方式和測(cè)量工具。*被試選擇與抽樣方法：說(shuō)明被試來(lái)源、樣本量、抽樣技術(shù)。*實(shí)驗(yàn)控制措施：說(shuō)明如何控制無(wú)關(guān)變量。*數(shù)據(jù)收集方法與工具：說(shuō)明數(shù)據(jù)如何收集（如問(wèn)卷、觀察、測(cè)試等）。*數(shù)據(jù)分析方法：說(shuō)明計(jì)劃使用哪些統(tǒng)計(jì)方法分析數(shù)據(jù)。*倫理考慮：說(shuō)明如何保護(hù)被試權(quán)益，遵守倫理規(guī)范。四、論述題1.確?？茖W(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)部效度的關(guān)鍵因素主要有：*隨機(jī)分配被試到實(shí)驗(yàn)組和控制組：這是真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心，能有效平衡被試的固有差異，確保兩組在研究開(kāi)始前是等效的，從而排除被試間差異對(duì)結(jié)果的影響。*設(shè)立對(duì)照組：對(duì)照組的存在提供了一個(gè)比較基準(zhǔn)，幫助研究者判斷自變量的效應(yīng)是否真實(shí)存在，而不是由其他外部因素（如時(shí)間、環(huán)境變化）引起的。*操縱自變量：研究者必須清晰、系統(tǒng)地操縱自變量，并確保實(shí)驗(yàn)組和控制組在自變量條件上除操縱因素外完全一致。*控制無(wú)關(guān)變量：采取有效措施（如匹配、恒定、統(tǒng)計(jì)控制等）排除或控制可能影響因變量的其他因素（如教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、班級(jí)氛圍等），確保觀察到的因變量變化主要?dú)w因于自變量的操縱。*使用可靠的測(cè)量工具：確保測(cè)量因變量的工具（如問(wèn)卷、測(cè)試）具有高度的信度和效度，準(zhǔn)確反映所要測(cè)量的概念。內(nèi)部效度對(duì)于得出可靠的因果關(guān)系結(jié)論至關(guān)重要。如果內(nèi)部效度低，研究者可能誤將無(wú)關(guān)變量的影響歸因?yàn)樽宰兞康男Ч瑢?dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。高內(nèi)部效度意味著研究結(jié)果的可信度更高，為科學(xué)教育的實(shí)踐改進(jìn)提供了更可靠的科學(xué)依據(jù)。2.在科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)研究中平衡研究目的與倫理要求的關(guān)系，需要綜合考慮多個(gè)方面：*知情同意：必須向所有參與者（主要是學(xué)生，有時(shí)也包括教師）充分說(shuō)明研究目的、過(guò)程、潛在風(fēng)險(xiǎn)與益處，確保他們自愿、明確地同意參與，并有權(quán)隨時(shí)退出。*隱私保護(hù)：嚴(yán)格保護(hù)參與者的個(gè)人信息和隱私，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匿名化或保密處理，避免泄露。*風(fēng)險(xiǎn)最小化：設(shè)計(jì)研究時(shí)，應(yīng)盡可能預(yù)見(jiàn)并規(guī)避可能對(duì)參與者造成身體、心理、社會(huì)等方面的傷害或不適，將風(fēng)險(xiǎn)控制在最低水平。例如，避免設(shè)計(jì)可能加劇學(xué)生焦慮或挫敗感的任務(wù)。*受益最大化：研究設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能指向?qū)⑴c者或教育實(shí)踐產(chǎn)生積極影響，確保研究具有一定的潛在益處，特別是對(duì)于學(xué)生參與者，研究應(yīng)與他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn)相結(jié)合，而非增加額外負(fù)擔(dān)。*公平對(duì)待：在選擇被試和實(shí)施干預(yù)時(shí)，應(yīng)避免歧視，公平對(duì)待所有參與者。*研究者責(zé)