第八章教育實(shí)驗(yàn)研究-PAGE3-第八章教育實(shí)驗(yàn)研究教學(xué)目標(biāo)：①明確教育實(shí)驗(yàn)研究的涵義及其基本概念：實(shí)驗(yàn)假設(shè)、實(shí)驗(yàn)處理、自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量、實(shí)驗(yàn)效度、內(nèi)在效度、外在效度②理解教育實(shí)驗(yàn)特征及局限性③理解教育實(shí)驗(yàn)的功能。④了解教育實(shí)驗(yàn)的步驟、常見(jiàn)的無(wú)關(guān)變量及其控制方法。⑤學(xué)會(huì)識(shí)別常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類(lèi)型。教學(xué)時(shí)間：6課時(shí)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)研究的基本概念、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類(lèi)型第一節(jié)教育實(shí)驗(yàn)研究概述一、實(shí)驗(yàn)研究的基本特征

實(shí)驗(yàn)原來(lái)是在自然科學(xué)領(lǐng)域中廣泛采用的一種研究方法，后來(lái)逐漸推廣到社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)。

1、含義實(shí)驗(yàn)研究，是根據(jù)一定假設(shè)，在控制一些因素（變量）之后，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象施加一定的影響（實(shí)驗(yàn)因素），最后利用測(cè)量和統(tǒng)計(jì)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從而探究現(xiàn)象成因的一種研究方法。教育實(shí)驗(yàn)研究，就是利用實(shí)驗(yàn)的反復(fù)研究教育對(duì)象，探索教育規(guī)律的研究方法。它是教育研究中最為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法之一。實(shí)驗(yàn)，是搜集科學(xué)事實(shí)、獲取感性材料的基本方法之一，也是形成、發(fā)展和檢驗(yàn)理論的實(shí)踐基礎(chǔ)。調(diào)查法實(shí)驗(yàn)法是否控制條件自然狀態(tài)，不干預(yù)、不控制研究對(duì)象（被動(dòng)）人為控制、改變一定條件，記錄不同條件下結(jié)果（主動(dòng)）是否有假設(shè)不一定有假設(shè)一定有假設(shè)目的揭示變量之間的相關(guān)關(guān)系揭示變量之間的因果關(guān)系2、實(shí)驗(yàn)法和調(diào)查法的區(qū)別（特點(diǎn)）：簡(jiǎn)單的調(diào)查是在自然狀態(tài)條件下考察對(duì)象，而科學(xué)的實(shí)驗(yàn)則是在人為地造成、控制或改變對(duì)象狀態(tài)和條件下考察對(duì)象。也就是說(shuō)，實(shí)驗(yàn)是在變革中去認(rèn)識(shí)客觀世界的，因而更加充分地體現(xiàn)了人的主觀能動(dòng)作用；而調(diào)查則具有直觀性和一定程度的被動(dòng)性，它是在自然發(fā)生的條件下，在不干預(yù)和不控制對(duì)象的情況下，來(lái)感知客觀世界的事物和現(xiàn)象。3、優(yōu)點(diǎn)由于實(shí)驗(yàn)可以人為地控制有關(guān)條件，因此，它具有如下的優(yōu)點(diǎn)：它可以使人觀察到在自然條件下所遇不到的情況，從而擴(kuò)大研究的范圍。它可以把某種特定的因素分離出來(lái)，以便于分析某一特定因素的效果。它便于測(cè)量，并從而獲得比較可靠的研究成果。它可以重復(fù)驗(yàn)證。4、局限性變量控制造成環(huán)境失真。控制越嚴(yán)，離教育真實(shí)環(huán)境越遠(yuǎn)，在自然條件下的教育活動(dòng)中的可重復(fù)性越低。實(shí)驗(yàn)可能引起負(fù)效應(yīng)。由于實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)對(duì)象都是活生生的人，任何一方的態(tài)度、動(dòng)機(jī)、價(jià)值觀會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，造成結(jié)論的偏差。測(cè)量誤差。測(cè)量工具不完善，不能準(zhǔn)確地測(cè)量變量，結(jié)果受影響。選擇誤差。教育實(shí)驗(yàn)往往只能在一定的學(xué)校和班級(jí)進(jìn)行，樣本的代表性有限，結(jié)論的推廣有限。二、教育實(shí)驗(yàn)研究的基本組成部分教育技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究是由實(shí)驗(yàn)者、實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)手段三個(gè)基本部分組成。（一）實(shí)驗(yàn)者及其活動(dòng)

實(shí)驗(yàn)者作為實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主體。實(shí)驗(yàn)者必須進(jìn)行一系列操作活動(dòng)，這些活動(dòng)包括對(duì)實(shí)驗(yàn)變量的控制，實(shí)驗(yàn)者借助感覺(jué)器官或儀器在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲取信息、實(shí)驗(yàn)者的邏輯思維與理論的分析等活動(dòng)。

（二）實(shí)驗(yàn)對(duì)象

這是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的客體。教育技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象主要是教學(xué)過(guò)程中受教育的個(gè)體或全體。他們是作為社會(huì)成員的人，是有思想、有意識(shí)、有主觀能動(dòng)作用的活生生的人。因此，同自然科學(xué)以物為主要對(duì)象的實(shí)驗(yàn)不同，教育技術(shù)研究的實(shí)驗(yàn)控制更為困難，教育技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象具有它的特殊性。

1.實(shí)驗(yàn)者與實(shí)驗(yàn)對(duì)象存在相互影響

由于實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)對(duì)象都是活生生的人，而且，兩者往往關(guān)系密切，因此，實(shí)驗(yàn)者的言行，甚至其職位、資歷、態(tài)度等都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象起著某種暗示的作用。例如，在某項(xiàng)教育技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中、當(dāng)有的實(shí)驗(yàn)對(duì)象無(wú)意中了解到主持該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)者是位有名望的學(xué)者，還了解到所做實(shí)驗(yàn)的目的意圖，實(shí)驗(yàn)對(duì)象就有可能有意識(shí)地按實(shí)驗(yàn)者的意愿作出某種反應(yīng)，回答問(wèn)題。顯然，這將會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和客觀性。

2.實(shí)驗(yàn)對(duì)象的心理狀態(tài)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生影響

由于社會(huì)或家庭及其它因素的影響，實(shí)驗(yàn)對(duì)象對(duì)待實(shí)驗(yàn)的動(dòng)機(jī)、態(tài)度、情緒有所不同，這些心理狀態(tài)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)因素刺激的接受和反應(yīng)都有所不同，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到了影響。

3.對(duì)受教育者的實(shí)驗(yàn)存在某些禁區(qū)

與自然科學(xué)不同，物理學(xué)家、化學(xué)家可以隨意變化實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)對(duì)象（物質(zhì)）都可以承受。但教育技術(shù)研究的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是受教育的人，在實(shí)驗(yàn)中，給實(shí)驗(yàn)對(duì)象的刺激作用是有限制的，不能給實(shí)驗(yàn)對(duì)象帶來(lái)精神或肉體上的痛苦，也不能人為地安排某些破壞兒童身心健康的環(huán)境（如色情、暴力電視），去對(duì)青少年兒童施加影響（當(dāng)然不排除我們進(jìn)行社會(huì)傳播環(huán)境對(duì)兒童影響的研究），這不僅是實(shí)驗(yàn)的禁區(qū)，也是實(shí)驗(yàn)者必須具備的道德修養(yǎng)。

(三）實(shí)驗(yàn)手段

在教育技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究中，主要的實(shí)驗(yàn)手段是現(xiàn)代教育媒體以及某些測(cè)量?jī)x器和其他實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)手段的基本功能主要是刺激、干預(yù)、控制和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的活動(dòng)，或?qū)?shí)驗(yàn)對(duì)象施加影響，以及記錄和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如媒體的內(nèi)容構(gòu)成、媒體的種類(lèi)、媒體的組織、媒體的演播方式等方面，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)生不同的刺激作用；廣角攝影、帶遙控變焦鏡頭的電視錄像、電影攝影、電視特技等手段觀察；用照相、幻燈、電影片、錄像片、錄音帶、計(jì)算機(jī)磁盤(pán)、CD-ROM光盤(pán)等方式存貯起來(lái)；計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理與分析。實(shí)驗(yàn)手段作為人的感覺(jué)器官和思維器官的延伸，可以有效地克服實(shí)驗(yàn)者感覺(jué)器官的局限性，提高人的認(rèn)識(shí)能力，使人的認(rèn)識(shí)更加準(zhǔn)確、精細(xì)、客觀。

綜上所述，我們可以把實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)者、實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)手段三者的關(guān)系用圖4-1表示。

由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程就是實(shí)驗(yàn)者借助實(shí)驗(yàn)手段并操縱控制實(shí)驗(yàn)因素，刺激和作用于實(shí)驗(yàn)對(duì)象；并通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段測(cè)量和記錄實(shí)驗(yàn)對(duì)象對(duì)實(shí)驗(yàn)因素的刺激作出的反應(yīng)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)者通過(guò)對(duì)反應(yīng)的分析獲取信息。三、教育實(shí)驗(yàn)的類(lèi)型（一）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，可分判斷性?shí)驗(yàn)、對(duì)比性實(shí)驗(yàn)、析因性實(shí)驗(yàn)。這是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，判斷某一種現(xiàn)象是否存在，某一種關(guān)系是否成立，某個(gè)因素是否起作用，著重探討研究對(duì)象具有怎樣的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)就是為了解決“有沒(méi)有”、“是不是”一類(lèi)的問(wèn)題，它往往肯定一種事實(shí)，從而引起產(chǎn)生一種新的觀念，通常是在典型或極端的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

這是通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)兩個(gè)不同群體、不同時(shí)間或不同條件進(jìn)行差異性的比較。這種實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的相似組群，一個(gè)是“對(duì)照組”，作為比較標(biāo)準(zhǔn)；另一個(gè)是“實(shí)驗(yàn)組”，通過(guò)某種實(shí)驗(yàn)步驟，以確定實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)組的影響。

析因性實(shí)驗(yàn)，這是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討影響某一事件的發(fā)生和變化過(guò)程，起主要的或決定性作用的因素。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要特點(diǎn)是，其結(jié)果是己知的，而影響或造成這種結(jié)果的各種因素，其中特別是主要因素卻是未知的，待尋找的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模部煞譃樘剿餍詫?shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。探索性實(shí)驗(yàn)重在探索，無(wú)成熟的理論假設(shè)，特征是嘗試；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)重在驗(yàn)證，有成熟的理論假設(shè)，，是真正的實(shí)驗(yàn)。（二）根據(jù)變量控制的嚴(yán)密程度，可分真實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)和前實(shí)驗(yàn)。真實(shí)驗(yàn)：隨機(jī)選擇和分配被試；系統(tǒng)操縱自變量；基本或完全控制無(wú)關(guān)變量；前實(shí)驗(yàn)沒(méi)有隨機(jī)分組，沒(méi)有控制無(wú)關(guān)變量，內(nèi)外在效度都差，但它是試驗(yàn)，是大型實(shí)驗(yàn)研究的一部分。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)介于真實(shí)驗(yàn)和前實(shí)驗(yàn)之間，主要表現(xiàn)沒(méi)有按照隨機(jī)原則。在教育研究中廣泛使用。因?yàn)榻逃龑?shí)驗(yàn)的對(duì)象常常是人而非物，不可能進(jìn)行嚴(yán)格的控制，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中對(duì)研究者的要求也很高，讓研究者和被研究者都感到有壓力，而且還要受到受試單位、學(xué)校配合程度等因素的影響。基于上述的局限，實(shí)驗(yàn)這種研究方法在教育研究中的應(yīng)用不如其它研究方法廣泛，沒(méi)有發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì)和作用。為了解決實(shí)驗(yàn)的這些不足之處，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)有的作用，我們可以采用原始的組，在較為自然的環(huán)境下以類(lèi)似實(shí)驗(yàn)的方法設(shè)計(jì)方案來(lái)進(jìn)行研究，這就是準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究方法（三）根據(jù)被試分配方法，可分等組實(shí)驗(yàn)、單組實(shí)驗(yàn)和輪組實(shí)驗(yàn)。等組實(shí)驗(yàn)：兩個(gè)或以上被試組的情況基本相同，但分別接受不同實(shí)驗(yàn)處理并測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果。單組實(shí)驗(yàn)：各個(gè)實(shí)驗(yàn)處理依次先后施于同一組被試，后都測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果。輪組實(shí)驗(yàn)：N個(gè)實(shí)驗(yàn)處理輪換施于N組被試（不必等組），后都測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四、教育實(shí)驗(yàn)的步驟：1、實(shí)驗(yàn)的選題和設(shè)計(jì)此階段主要和提出假設(shè)、確定變量、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有關(guān)。2、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行前測(cè)、編組、控制實(shí)驗(yàn)情景、后測(cè)、記錄實(shí)驗(yàn)情況。3、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告結(jié)果核實(shí)結(jié)果，數(shù)據(jù)分析和整理，得出結(jié)論，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，編寫(xiě)報(bào)告。第二節(jié)教育實(shí)驗(yàn)選題和設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)選題有理論和實(shí)踐價(jià)值二、實(shí)驗(yàn)假設(shè)1、含義：在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)所研究的教育現(xiàn)象做出的一種推測(cè)性論斷或假定性解釋?zhuān)菚憾ǖ慕Y(jié)論。本質(zhì)是自變量與因變量之間因果關(guān)系的假設(shè)，也叫研究假設(shè)，是實(shí)驗(yàn)者希望成真的假設(shè)。2、來(lái)源：一定的科學(xué)理論和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)三、統(tǒng)計(jì)假設(shè)教育實(shí)驗(yàn)的目的從狹義上就是要檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)假設(shè)的真實(shí)性。假設(shè)檢驗(yàn)，是統(tǒng)計(jì)推斷的重要內(nèi)容。但它在統(tǒng)計(jì)上不直接檢驗(yàn)研究假設(shè)，而是檢驗(yàn)與之對(duì)立的假設(shè)：實(shí)驗(yàn)前后的結(jié)果沒(méi)有差異，在統(tǒng)計(jì)上稱(chēng)為原假設(shè)。如果經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)拒絕原假設(shè)，就可以接受研究假設(shè)。例：“范文在小學(xué)生習(xí)作訓(xùn)練中的作用”，原假設(shè)：利用范文寫(xiě)作的小學(xué)生寫(xiě)作水平與不用范文寫(xiě)作的學(xué)生的寫(xiě)作水平相同。研究假設(shè)：利用范文寫(xiě)作的小學(xué)生寫(xiě)作水平要高于不用范文寫(xiě)作的學(xué)生的水平?！案母飻?shù)學(xué)單元測(cè)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)研究”，原假設(shè)：參與測(cè)驗(yàn)題的命題和閱讀的學(xué)生與沒(méi)有參與測(cè)驗(yàn)題的命題和閱讀的學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)無(wú)差異。研究假設(shè)：讓學(xué)生參與測(cè)驗(yàn)題的命題和閱讀可以大面積提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)。第三節(jié)教育實(shí)驗(yàn)的變量選擇、測(cè)量和控制在研究過(guò)程中，會(huì)有一些因素需要控制，有些因素是研究中所有個(gè)體都具有的相同的特征或條件，叫做常量，有些因素在研究中不同的個(gè)體有不同的特征或條件，這些就叫做變量。比如，一個(gè)研究要比較兩種不同教學(xué)方法對(duì)五年級(jí)學(xué)生學(xué)科成績(jī)的影響，這里年級(jí)水平就是一個(gè)常量，是這個(gè)研究中不變的條件；而表征教學(xué)方法影響的分?jǐn)?shù)就是變量，另外一個(gè)變量是教學(xué)方法。教學(xué)方法是一個(gè)條件變量，決定研究的條件。不同的變量在研究中擔(dān)當(dāng)不同的角色，具有不同的名稱(chēng)。

一、研究變量有哪些類(lèi)型？

（一）自變量（IndependentVariables）

1、概念：所謂自變量，就是由研究者安排的、人為操縱控制的、作有計(jì)劃變化的諸因素。由研究者掌握，假定為原因的變量。對(duì)自變量的操縱是實(shí)驗(yàn)的核心。

2、特征：它的變化會(huì)導(dǎo)致研究對(duì)象發(fā)生反應(yīng)；它的變化能夠被研究者所操縱控制，如學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)內(nèi)容、作業(yè)量等。它的變化是實(shí)驗(yàn)者主動(dòng)選擇而變化的，如學(xué)生性別、年齡、智力等。例如，我們研究對(duì)同一的教學(xué)對(duì)象和教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)用不同的教學(xué)方法將會(huì)產(chǎn)生怎樣的教學(xué)效果時(shí)，各類(lèi)不同的教學(xué)方法，就是其自變量。

3、取值：通常我們把自變量的一系列的變化值稱(chēng)為自變數(shù)。其可能取值稱(chēng)為因素的水平，它反映了因素所處的狀態(tài)和等級(jí)。例：“多大噪音對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率產(chǎn)生影響”，對(duì)噪音強(qiáng)度要認(rèn)真考慮。太大、太小均不合適。要設(shè)幾種強(qiáng)度不同的噪音才行。4、實(shí)驗(yàn)處理：各個(gè)實(shí)驗(yàn)因素各取一個(gè)水平得到一個(gè)水平組合，稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)處理。實(shí)驗(yàn)處理的個(gè)數(shù)為實(shí)驗(yàn)因素水平的乘積。

（二）因變量（DependentVariables）1、概念：因變量又稱(chēng)應(yīng)變量或依變量，它是隨著自變量的變化而變化的，是研究者打算觀測(cè)的變化因素。

2、特征：它必須是跟隨自變量的變化而變化的因素，或?qū)ψ宰兞孔龀鲰憫?yīng)的；它是根據(jù)需要，有待觀測(cè)的因素；它是能夠以某種反應(yīng)參數(shù)來(lái)表征的可測(cè)量因素。

3、取值：對(duì)于隨著自變量的變化而變化的反應(yīng)參數(shù)，通常稱(chēng)為因變數(shù)。在教育技術(shù)研究中，各種學(xué)習(xí)反應(yīng)信息（如反應(yīng)速度、正確性、機(jī)率、強(qiáng)度）、態(tài)度等級(jí)、知識(shí)積累、能力變化、特征分布狀況等均可作為因變量。例1：不同教育水平的師生課堂交流研究

自變量：不同的教育水平，分為3個(gè)類(lèi)別：高小，初中，高中

因變量：測(cè)量出師生交流課堂觀察各項(xiàng)指標(biāo)的分?jǐn)?shù)例2：學(xué)校地理分布影響六年級(jí)學(xué)生對(duì)學(xué)校態(tài)度的研究

自變量：學(xué)校地理分布，三類(lèi)：城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)村

因變量：對(duì)學(xué)校態(tài)度的各項(xiàng)指標(biāo)分?jǐn)?shù)例3:不同材料對(duì)概念理解的影響研究

自變量：材料的種類(lèi)：圖片，文字，語(yǔ)音，圖像

因變量：理解概念所需的時(shí)間要求：分解，以利于測(cè)量；定義測(cè)量的方法4、評(píng)價(jià)：客觀性（可測(cè)量，可重復(fù)）、信度（穩(wěn)定性和可靠性）、效度（能真實(shí)反映實(shí)驗(yàn)?zāi)康模⒖闪炕ǚ奖憬y(tǒng)計(jì)處理）（三）無(wú)關(guān)變量(InterveningVariables)：含義：指自變量以外的對(duì)因變量會(huì)造成影響的非研究變量。它與研究目的、與自變量無(wú)關(guān)，但與試驗(yàn)結(jié)果、因變量有關(guān)。它的存在會(huì)對(duì)其他變量的效果解釋產(chǎn)生不利影響，使研究者無(wú)法做出正確判斷與解釋。如，被試者的主觀態(tài)度、習(xí)慣、動(dòng)機(jī)等。對(duì)無(wú)關(guān)變量的控制是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?？刂品椒ǎ海〞?shū)164-165頁(yè)）控制影響較大的無(wú)關(guān)變量；等組設(shè)計(jì)（隨機(jī)分組、消除影響、匹配被試）將無(wú)關(guān)變量作自變量，進(jìn)行多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。二、操作性定義

在研究設(shè)計(jì)中，不僅要全面考慮到各種變量及其相互關(guān)系，還要說(shuō)明用什么方法來(lái)測(cè)量變量，即變量的操作性定義。一個(gè)變量可能不只有一個(gè)操作定義，操作性定義能使研究者確認(rèn)同樣問(wèn)題的不同研究之間的相似點(diǎn)和差異。一些變量用不同的方法測(cè)量，可能導(dǎo)致明顯矛盾的研究結(jié)果。另外，操作定義可用于重復(fù)的研究，能夠提高研究結(jié)果的可解釋性。操作定義通過(guò)確定概括的范圍，來(lái)幫助建立研究結(jié)果的外在效度（或缺陷）。

下面是一些操作性定義的例子：

1．學(xué)習(xí)能力：在斯坦福-比奈（Stanford-Binet）智力量表LM表格中的分?jǐn)?shù)

2．科研能力：IOWA基本技能測(cè)試科學(xué)測(cè)量的分?jǐn)?shù)

3．發(fā)散思維：磚的用途測(cè)試的分?jǐn)?shù)

4．概念理解能力：要求準(zhǔn)確理解5個(gè)概念的時(shí)間

除了變量要下操作性定義，研究的有關(guān)條件也需要操作性定義，如要調(diào)查高中生，就要說(shuō)明什么叫高中生？高中生的操作性定義可以為：現(xiàn)在在正式高中注冊(cè)的已滿12個(gè)獲12個(gè)以上學(xué)分還未畢業(yè)的學(xué)生?？梢钥闯?，高中生的這個(gè)操作性的定義是確定的、可觀察或可證實(shí)到的特征。

不同類(lèi)型的研究其變量的操作定義有不同的表現(xiàn)方式，對(duì)于量的研究，一般來(lái)講，操作定義應(yīng)當(dāng)明確具體，而對(duì)于質(zhì)的研究就不一定使每一個(gè)變量的操作定義都十分明確具體，因?yàn)橘|(zhì)的研究中的變量往往需要在研究過(guò)程中逐步清晰。研究設(shè)計(jì)也就是要考慮到如何有意改變自變量。如何觀察記錄因變量，如何控制干擾變量，以使得研究能達(dá)到預(yù)期的目的。

三、實(shí)驗(yàn)變量的控制和測(cè)量實(shí)驗(yàn)操作中包括對(duì)實(shí)驗(yàn)變量（自變量）、反應(yīng)變量（因變量）和干擾變量三類(lèi)變量的控制和測(cè)量。實(shí)驗(yàn)者應(yīng)有效的操縱實(shí)驗(yàn)變量，努力控制和排除無(wú)關(guān)變量，盡量降低對(duì)反應(yīng)變量測(cè)量的誤差，以提高實(shí)驗(yàn)的效度。

實(shí)驗(yàn)者對(duì)三類(lèi)變量的控制關(guān)系可用圖4-3表示：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，變量的控制包括如下幾個(gè)方面。

（一）對(duì)實(shí)驗(yàn)（自）變量的有效操縱

對(duì)實(shí)驗(yàn)變量有效操縱的原則是要有系統(tǒng)的變化，而且變化的差異要盡可能大。因此，通常在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)選擇兩個(gè)極端值，或取其最佳值，或選擇幾個(gè)具有代表性的值作為實(shí)驗(yàn)刺激的條件。例如，以教學(xué)方法作為實(shí)驗(yàn)變量時(shí)，則兩種（或兩種以上）教學(xué)方法應(yīng)有顯著的不同，實(shí)驗(yàn)才能取得成效。又如，若以媒體的刺激量或刺激持續(xù)時(shí)間作為實(shí)驗(yàn)變量時(shí)，則要把刺激量或刺激持續(xù)時(shí)間分成幾個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)之間應(yīng)有顯著的不同，并且最好是包括有極端值的情況，即完全沒(méi)有刺激或刺激時(shí)間為零的情況。

（二）對(duì)無(wú)關(guān)變量干擾的控制

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有許多無(wú)關(guān)因素干擾實(shí)驗(yàn)過(guò)程，影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這些干擾因素，根據(jù)其顯現(xiàn)的狀態(tài)可分為兩大類(lèi)：外擾變量。這是指除了預(yù)定的實(shí)驗(yàn)變量之外，一切可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的、可以明確辨認(rèn)的外在因素，如受試者的年齡、性別、身體機(jī)能（視力、聽(tīng)力）等。中介變量。這是指除了預(yù)定的實(shí)驗(yàn)變量之外，可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生作用的內(nèi)在因素。它不能直接被觀察辨認(rèn)，只能憑個(gè)體外顯行為的線索去推知這種干擾的存在，如受試者的動(dòng)機(jī)、性格、態(tài)度等?？刂七@些干擾因素的原則是使干擾因索保持不變，或使其達(dá)到最小的變化，或者將其排除出外。

（三）減低測(cè)量誤差

實(shí)驗(yàn)因變量的變化情況是通過(guò)測(cè)量工具來(lái)測(cè)定的。所謂測(cè)量，就是依據(jù)某種法則，對(duì)事物賦于某種特征程度的符號(hào)或數(shù)字，即對(duì)研究對(duì)象的屬性給予數(shù)值化的過(guò)程。測(cè)量方法包括有心理測(cè)驗(yàn)、問(wèn)卷、量表、測(cè)驗(yàn)試題、各種反應(yīng)儀器等。但是，任何工具都不可能做到百分之百的準(zhǔn)確，因此設(shè)計(jì)時(shí)就需要合理選擇、設(shè)計(jì)和正確使用測(cè)量工具，如問(wèn)卷設(shè)計(jì)的合理性，測(cè)驗(yàn)試題設(shè)計(jì)、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的掌握，反應(yīng)儀器靈敏度的調(diào)整等等，都應(yīng)盡量使誤差降到最低限度，以減少測(cè)量誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。選擇實(shí)驗(yàn)反應(yīng)變量應(yīng)遵循如下幾項(xiàng)原則：

1.反應(yīng)變量的客觀性

這是指反應(yīng)變量是客觀存在的，是可以為實(shí)驗(yàn)者或儀器所感知或記錄下來(lái)的。一個(gè)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)變量如果是客觀的，它不依人的主觀愿望而轉(zhuǎn)移，那么，它在一定的條件下就會(huì)重現(xiàn)。

2.反應(yīng)變量的合理性

這是指某反應(yīng)變量確實(shí)能代表所研究的對(duì)象，兩者之間有著十分密切的關(guān)系，反應(yīng)變量的變化代表著研究對(duì)象的某一種特性。

3.反應(yīng)變量的靈敏性

這是指某項(xiàng)反應(yīng)變量在技術(shù)上具有顯示的可能性，在實(shí)驗(yàn)條件的嚴(yán)格控制下，它能無(wú)偏差地顯現(xiàn)出來(lái)。

4.反應(yīng)變量的可轉(zhuǎn)換性

這是指反應(yīng)變量既可以分級(jí)比較，也可以與其他變量相配合使用，從而表現(xiàn)出某種關(guān)系。雖然，有些反應(yīng)變量不能直接看出其規(guī)律，但經(jīng)過(guò)某種數(shù)學(xué)的變換便可看出規(guī)律性。

實(shí)驗(yàn)反應(yīng)變量的選擇是否得當(dāng)、是否有用，主要取決于實(shí)驗(yàn)者對(duì)專(zhuān)業(yè)理論與統(tǒng)計(jì)知識(shí)的掌握程度。如果實(shí)驗(yàn)研究所建立的假設(shè)是符合實(shí)際的，這就為反應(yīng)變量的選擇提供了前提條件。如：教材比較實(shí)驗(yàn)，如果只以正確性或速度為指標(biāo)，而忽略完成任務(wù)的新穎性，這樣來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一套能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的教材就會(huì)被扼殺。

一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)變量，實(shí)驗(yàn)者既可以根據(jù)理論假設(shè)的需要自創(chuàng)，也可以從有關(guān)文獻(xiàn)或其他實(shí)驗(yàn)中選取現(xiàn)成的、定型的反應(yīng)變量。四、變量控制的目的在于提高實(shí)驗(yàn)效度實(shí)驗(yàn)效度是指實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和代表性。

實(shí)驗(yàn)效度是影響著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施、解析、推廣、評(píng)價(jià)等工作的重要因素，它是衡量實(shí)驗(yàn)成敗、優(yōu)劣的關(guān)鍵性的質(zhì)量指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)效度是由內(nèi)在效度和外在效度兩部分構(gòu)成。內(nèi)在效度決定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，影響到對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋。外在效度則直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可推廣性。

（一）實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在效度

這是指實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確度問(wèn)題，即就實(shí)驗(yàn)樣本而言，因變量的變化在多大程度上由自變量引起，反映了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的真實(shí)性程度。如果一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，除了研究者所控制的實(shí)驗(yàn)變量外，還有其它變量也影響反應(yīng)變量的變化，使研究者無(wú)法正確解釋所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)在效度就很差。無(wú)關(guān)變量控制得好，內(nèi)在效度就高。

(二）實(shí)驗(yàn)的外在效度

這是指實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可推廣程度，即代表性問(wèn)題，表示實(shí)驗(yàn)樣本得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果推到全體研究對(duì)象（目標(biāo)總體）的有效程度。即實(shí)驗(yàn)對(duì)總體而言的真實(shí)性程度。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果只適用于某一范圍（如年級(jí)、學(xué)科、性別等）而不能推廣到其他同類(lèi)事物現(xiàn)象，則表明其外在效度比較差。

內(nèi)在效度低，外在效度也一定低；內(nèi)在效度高，外在效度可能高，也可能低。

（三）常見(jiàn)的無(wú)關(guān)變量對(duì)效度的影響及控制方法為了提高實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在效度和外在效度，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通常采用如下的一些方法來(lái)控制干擾因素。

1.經(jīng)歷

由于實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，除了實(shí)驗(yàn)變量之外，一些未經(jīng)控制的偶然因素會(huì)在較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中介入，從而引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化。對(duì)策：使實(shí)驗(yàn)組與控制組同樣經(jīng)歷偶然事件。2.對(duì)象成長(zhǎng)

在實(shí)施實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，受教育者可能會(huì)產(chǎn)生生理上或心理上的變化，如成熟、自信心的增強(qiáng)等，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生變化，而這種變化并非是由實(shí)驗(yàn)變量所導(dǎo)致的。對(duì)策：使實(shí)驗(yàn)組與控制組同樣經(jīng)歷成長(zhǎng)。3.測(cè)驗(yàn)動(dòng)機(jī)

當(dāng)學(xué)生知道自己是在參加實(shí)驗(yàn)，是被研究的對(duì)象時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生一種特殊的心理反應(yīng)，他對(duì)實(shí)驗(yàn)變量的刺激就有了一種準(zhǔn)備性的動(dòng)機(jī)。另外，進(jìn)行多次重復(fù)性的量度時(shí)，受試者也就有了心理的準(zhǔn)備，即使對(duì)同一個(gè)問(wèn)題，往往第二次的口答反應(yīng)“自動(dòng)”地與第一次不同，而這種差別不是來(lái)自實(shí)驗(yàn)變量的刺激，而是由測(cè)驗(yàn)動(dòng)機(jī)所引起的。如“霍桑效應(yīng)”（實(shí)驗(yàn)人員的積極效應(yīng)）和“約翰·亨利效應(yīng)”（控制組或非實(shí)驗(yàn)人員的積極效應(yīng)）。對(duì)策：使實(shí)驗(yàn)組不知自己是實(shí)驗(yàn)組，更不讓其知道實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)；或使控制組也以為自己是實(shí)驗(yàn)組。

4.樣本選擇不是等組，影響內(nèi)在效度。對(duì)策：隨機(jī)分組進(jìn)行匹配。不是隨機(jī)抽樣選擇的，樣本就缺乏代表性，影響外在效度。對(duì)策：隨機(jī)抽樣或現(xiàn)選擇有代表性樣本。5.對(duì)象的損耗

由于某種原因，受試者沒(méi)有“合作”，例如問(wèn)而不答，試卷沒(méi)有交，中途缺席等現(xiàn)象都可能影響統(tǒng)計(jì)的結(jié)果。對(duì)策：增加被試人數(shù)，可減少因此而造成的影響。

6.測(cè)量的誤差

進(jìn)行測(cè)驗(yàn)時(shí)，試題設(shè)計(jì)不當(dāng)，評(píng)卷者對(duì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)掌握的程度，評(píng)卷人的心理狀態(tài)與動(dòng)機(jī)等，都直接影響到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。對(duì)策：建立評(píng)分指南，提高試題信度和效度。7.測(cè)驗(yàn)前測(cè)對(duì)后測(cè)的影響。對(duì)策：不做前測(cè)；安排在正常教學(xué)中進(jìn)行，不引起學(xué)生的注意；增加一個(gè)無(wú)前測(cè)的對(duì)照組。

第四節(jié)教育實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆O(shè)計(jì)的基本要素在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ皆O(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常需要考慮三個(gè)基本要素：

（一）變量

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中包括三類(lèi)變量：實(shí)驗(yàn)變量，即自變量。它是由實(shí)驗(yàn)者設(shè)計(jì)安排的，人為操縱控制的，有計(jì)劃地變化的實(shí)驗(yàn)情境或條件因素。反應(yīng)變量，即因變量。它是隨著自變量的變化而變化的，是實(shí)驗(yàn)者需觀察、測(cè)量、計(jì)算的變化因素。無(wú)關(guān)變量，即干擾變量。它是除實(shí)驗(yàn)者操縱控制而有計(jì)劃地變化的實(shí)驗(yàn)變量之外，另外一些影響反應(yīng)變量變化的其他干擾因素。它使實(shí)驗(yàn)者無(wú)法對(duì)所得的結(jié)果做出正確的判斷和解釋。實(shí)驗(yàn)的基本操作就是研究實(shí)驗(yàn)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象施加作用之后。實(shí)驗(yàn)對(duì)象產(chǎn)生怎樣的反應(yīng)變化，從而了解實(shí)驗(yàn)因素的作用。通常使用如下符號(hào)表示：

O——表示一次測(cè)量結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)前為前測(cè)，在之后為為后測(cè)

X——實(shí)驗(yàn)處理，操縱的自變量水平組合

R——表示隨機(jī)分組

……——表示上下被試組為不等組

（二）事前測(cè)驗(yàn)與事后測(cè)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)因素未對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象施加作用之前，事先對(duì)因變量進(jìn)行測(cè)量，即事前測(cè)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象施加作用之后所進(jìn)行測(cè)量，即事后測(cè)驗(yàn)。

（三）實(shí)驗(yàn)組與控制組

利用隨機(jī)取樣或測(cè)量配對(duì)選擇而形成的兩個(gè)條件相等的樣本組，其中一組接受實(shí)驗(yàn)因素的作用，即實(shí)驗(yàn)組。另外一組將不接受實(shí)驗(yàn)因素的作用，只作為比較標(biāo)準(zhǔn)，即控制組。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密程度，教育實(shí)驗(yàn)最常用的模式有三種，即前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二、前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：只操縱自變量，不控制無(wú)關(guān)變量，內(nèi)、外在效度很差。1、單組前后測(cè)設(shè)計(jì)是指同一實(shí)驗(yàn)因素X，只對(duì)同一組（或一個(gè)）實(shí)驗(yàn)對(duì)象O施加作用，然后測(cè)定對(duì)象所產(chǎn)生的變化，以確定實(shí)驗(yàn)因素的效果如何。

單組實(shí)驗(yàn)通常采用前測(cè)與后測(cè)比較的方法來(lái)研究實(shí)驗(yàn)因素的效果。在未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理之前，先進(jìn)行一次測(cè)量（稱(chēng)為前測(cè)），其結(jié)果為（O1），在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理（X）之后，再進(jìn)行一次測(cè)量（稱(chēng)為后測(cè)），其結(jié)果為（O2），則前測(cè)、后測(cè)構(gòu)成配對(duì)樣本，其平均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)用配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)。例：數(shù)學(xué)老師講完每個(gè)單元后都要進(jìn)行復(fù)習(xí)和測(cè)驗(yàn)。復(fù)習(xí)前后測(cè)驗(yàn)，考察復(fù)習(xí)的作用。2、固定組比較設(shè)計(jì)兩組都無(wú)前測(cè)，兩組都是原組，不是隨機(jī)選擇。兩組后測(cè)成績(jī)構(gòu)成獨(dú)立樣本。例：一個(gè)班用講授法教學(xué)，另一班用自學(xué)輔導(dǎo)法教學(xué)。期末成績(jī)比較兩種教法的優(yōu)劣。前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單組前后測(cè)設(shè)計(jì)固定組比較設(shè)計(jì)基本模式實(shí)驗(yàn)組O1XO2實(shí)驗(yàn)組XO1……對(duì)照組O2平均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)三、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究是指在無(wú)須隨機(jī)地安排被試時(shí)，運(yùn)用原始群體，在較為自然的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理的研究方法，有一定的外在效度，但只能控制一部分無(wú)關(guān)變量。1、不相等實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)

這種準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法通常應(yīng)用的情況是：需要安排兩組被試作為實(shí)驗(yàn)組和控制組進(jìn)行研究，但又不能按照隨機(jī)化原則重新選擇被試樣本和分配被試。這是一種典型的準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，用于針對(duì)不同被試組在一開(kāi)始就不相等時(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)組和控制組后測(cè)結(jié)果的比較。對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，要對(duì)O4和O2之間的差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。如前測(cè)分?jǐn)?shù)差異不大，直接對(duì)后測(cè)成績(jī)進(jìn)行平均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)；如前測(cè)分?jǐn)?shù)差異較大，對(duì)O2-O1和O4-O3進(jìn)行平均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)比較。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不相等實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)間序列設(shè)計(jì)基本模式實(shí)驗(yàn)組O1XO2……對(duì)照組O3O4O1O2O3O4XO5O6O7平均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)2、時(shí)間序列設(shè)計(jì)時(shí)間序列設(shè)計(jì)單組相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)不相等實(shí)驗(yàn)組控制組前測(cè)后測(cè)時(shí)間序列設(shè)計(jì)基本模式X1O1X0O2X1O3X0O4O1O2O3XO4O5O6……O7O8O9O10O11O12平均數(shù)差異的顯著性檢驗(yàn)配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)（1）單組相等時(shí)間樣本設(shè)計(jì)

這種研究設(shè)計(jì)中只安排一個(gè)被試組，進(jìn)行方法是：在一個(gè)時(shí)間段中，按固定的周期對(duì)被試組成員進(jìn)行一系列的某種測(cè)試，然后讓被試組接受實(shí)驗(yàn)處理（如某種與測(cè)試內(nèi)容有關(guān)的訓(xùn)練或指導(dǎo)等），之后又按原來(lái)的周期安排同樣的一系列測(cè)試。在這種設(shè)計(jì)中，進(jìn)行前后測(cè)結(jié)果的差異比較時(shí)，不能只用實(shí)驗(yàn)處理前后最接近的兩次結(jié)果O4和O3進(jìn)行比較，應(yīng)比較O1+O3與O2+O4是否有差異，用配對(duì)樣本的t檢驗(yàn)。[例]研究課題是:對(duì)小學(xué)生在多媒體教學(xué)網(wǎng)中用多媒體教學(xué)軟件進(jìn)行閱讀時(shí)，個(gè)別閱讀與小組閱讀的效果進(jìn)行研究。研究設(shè)計(jì)方案如下：

第一步：前六個(gè)星期，每個(gè)星期安排一定的時(shí)間，讓實(shí)驗(yàn)班學(xué)生采用個(gè)別閱讀的方法進(jìn)行閱讀學(xué)習(xí)，且在每周星期五進(jìn)行一次測(cè)驗(yàn)。

第二步：在第七周采用小組閱讀的方法進(jìn)行閱讀教學(xué)，同樣在星期五進(jìn)行測(cè)試。

第三步：在第八周后又恢復(fù)進(jìn)行個(gè)別化閱讀，并進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。

第四步：對(duì)一系列前測(cè)和實(shí)驗(yàn)處理后第七周測(cè)驗(yàn)的結(jié)果，以及第七周后各次測(cè)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

（2）不相等實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組前測(cè)后測(cè)時(shí)間序列設(shè)