第六章教育实验法课件.ppt
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- 第六 教育 实验法 课件
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1、第六章第六章 教育实验法教育实验法第一节第一节 教育实验法概述教育实验法概述一、实验法的基本原理一、实验法的基本原理 实验法的基本原理:首先以一个理论假设实验法的基本原理:首先以一个理论假设为起点,这个假设是一种因果关系的陈述,它为起点,这个假设是一种因果关系的陈述,它假定某些自变量会导致某些因变量的变化假定某些自变量会导致某些因变量的变化。进行如下操作:进行如下操作:1、在实验开始时对因变量()进行测、在实验开始时对因变量()进行测试(即前测);试(即前测);2、引入自变量(、引入自变量(X),让它发挥作),让它发挥作用和影响;用和影响;3、在实验结束前再测量因变量(即、在实验结束前再测量因
2、变量(即后测);后测);4、比较前测与后测的差异值检验假、比较前测与后测的差异值检验假设。设。因此,实验通常包括三个主要的组成因此,实验通常包括三个主要的组成部分:部分:()自变量和因变量;()自变量和因变量;()实验组和控制组;()实验组和控制组;()前测和后测。()前测和后测。二、实验法的含义和特征二、实验法的含义和特征、实验法的含义、实验法的含义 实验法是研究者根据研究假设,创设实验法是研究者根据研究假设,创设一定的情境,控制一些无关因素,主动一定的情境,控制一些无关因素,主动地操纵某些实验因素,从而验证假设,地操纵某些实验因素,从而验证假设,确定实验因素与实验结果之间因果关系确定实验因
3、素与实验结果之间因果关系的一种研究方法。的一种研究方法。实验法与观察法或调查的比较“发问”听“演讲”致物之变待物之变人为环境自然条件实验法观察法或调查法、实验法的特征 教育实验法有如下特征:教育实验法有如下特征:第一,实验法以科学的假设为前提;第一,实验法以科学的假设为前提;第二,实验法是通过改变研究对象的第二,实验法是通过改变研究对象的性质和状态来研究的方法;性质和状态来研究的方法;第三,实验法是用来揭示变量间的因第三,实验法是用来揭示变量间的因果关系的有效方法;果关系的有效方法;第四,实验法要求有验证,有严格的第四,实验法要求有验证,有严格的操作规则,精确地测量手段和数据处理,操作规则,精
4、确地测量手段和数据处理,以保证研究结果的客观性准确性以保证研究结果的客观性准确性。三、教育实验的种类三、教育实验的种类(一)前实验、准实验和真实验(一)前实验、准实验和真实验 前实验(前实验(Pre-experiment)准实验(准实验(Quasi-experiment)真实验(真实验(True-experiment)(二)开创性实验、验证性实验和改造(二)开创性实验、验证性实验和改造性实验性实验 (三)单科单项试验、多科实验和整体(三)单科单项试验、多科实验和整体实验实验(四)单组实验、等组实验和轮组实验(四)单组实验、等组实验和轮组实验(五)单因素实验、双因素实验和多因(五)单因素实验、双
5、因素实验和多因素实验素实验 四、教育实验的功用四、教育实验的功用 (一)教育实验能准确地揭示教育的必(一)教育实验能准确地揭示教育的必然规律;然规律;(二)教育实验可以检验某一理论的正(二)教育实验可以检验某一理论的正误,甄别某一方法的优劣,为教育改革误,甄别某一方法的优劣,为教育改革探索出有效的途径和方法;探索出有效的途径和方法;(三)教育实验可以节省人力、物力和(三)教育实验可以节省人力、物力和财力;财力;(四)可以提高教育工作者研究问题的(四)可以提高教育工作者研究问题的志趣。志趣。第二节第二节 教育实验设计教育实验设计一、教育实验设计与实验效度一、教育实验设计与实验效度(一)教育实验设
6、计(一)教育实验设计教育实验设计是研究者针对实验课题,教育实验设计是研究者针对实验课题,为验证实验假设,对整个实验过程所做为验证实验假设,对整个实验过程所做的周密而详细地安排计划。的周密而详细地安排计划。一个好的实验设计应该具备如下条件:一个好的实验设计应该具备如下条件:1、充分的实验控制、充分的实验控制2、不加人为的修饰、不加人为的修饰3、比较的基础、比较的基础4、非污染的数据、非污染的数据5、代表性、代表性6、省力原则、省力原则(二)实验效度(二)实验效度、内在效度、内在效度内在效度是指研究结果能被明确解释内在效度是指研究结果能被明确解释的程度,决定着实验结果的解释的程度,决定着实验结果的
7、解释。坎贝尔和斯坦利认为有八类因素影响实验的内在效度()偶然因素()偶然因素()成熟()成熟()测验()测验()测量手段()测量手段()统计回归()统计回归()被试选择的差异()被试选择的差异()被试的流失()被试的流失()取样()取样成熟程度交互作用成熟程度交互作用、外在效度 外在效度是指实验结果的可推广程度。涉及外在效度是指实验结果的可推广程度。涉及到教育实验研究结果的概括化、一般化和应到教育实验研究结果的概括化、一般化和应用范围问题。用范围问题。坎贝尔和斯坦利认为有四类因素影响教育坎贝尔和斯坦利认为有四类因素影响教育实验的外内效度实验的外内效度:()测验的交互作用;()测验的交互作用;(
8、)抽样误差和实验处理的交互作用;()抽样误差和实验处理的交互作用;()实验安排效应;()实验安排效应;()多重处理干扰。()多重处理干扰。提高外在效度的措施主要有:提高外在效度的措施主要有:()使被试取样具有代表性;()使被试取样具有代表性;()使实验情境与教育教学环境尽()使实验情境与教育教学环境尽量接近;量接近;()在各种不同条件下进行重复性()在各种不同条件下进行重复性实验。实验。二、确定实验课题二、确定实验课题(一)教育实验课题应是教育理论和实践迫切需要解决的问题(二)教育实验课题应是最有价值的问题(三)实验课题的范围应恰当(四)实验课题应是能够解决的问题(五)实验课题的表述应简洁明确
9、二、建立研究假设二、建立研究假设三、实验变量的确定和分解三、实验变量的确定和分解 (一)实验变量的分类(一)实验变量的分类 实验变量分为三大类实验变量分为三大类:自变量、因变量、自变量、因变量、无关变量。无关变量。、自变量、自变量自变量是呈现给被试的刺激变量,一自变量是呈现给被试的刺激变量,一种假定的原因变量,是实验者主动操纵种假定的原因变量,是实验者主动操纵的变量。的变量。、因变量、因变量因变量是指被试对所呈现的刺激的反因变量是指被试对所呈现的刺激的反应,是一种结果变量,是在自变量作用应,是一种结果变量,是在自变量作用下可能产生的结果。下可能产生的结果。、无关变量、无关变量无关变量指除自变量
10、以外一切可能影无关变量指除自变量以外一切可能影响因变量数值变动而对实验结果起干扰响因变量数值变动而对实验结果起干扰作用的因素。作用的因素。、三类变量的处理自变量因变量无关变量(二)实验自变量的确定(二)实验自变量的确定 实验自变量根据其表现形式可以分实验自变量根据其表现形式可以分为数量的变化和性质的变化两种。它们为数量的变化和性质的变化两种。它们都具有下列特点:都具有下列特点:1、可变性;、可变性;2、确定性、确定性;3、操作性、操作性。实验自变量的确定一般包括以下三个实验自变量的确定一般包括以下三个步骤:步骤:第一、实验自变量的数目;第一、实验自变量的数目;第二、确定每一个自变量的水平数目;
11、第二、确定每一个自变量的水平数目;第三、自变量各水平的具体化。第三、自变量各水平的具体化。(三)实验因变量的确立与分解(三)实验因变量的确立与分解 实验因变量的指标应具有下面的特点:实验因变量的指标应具有下面的特点:1、因变量的变化发生于自变量之后或、因变量的变化发生于自变量之后或与自变量同时发生;与自变量同时发生;2、具有可观测性;、具有可观测性;3、与实验自变量的相关性。、与实验自变量的相关性。实验因变量的确立与分解分为三个步实验因变量的确立与分解分为三个步骤:骤:第一、依据实验目的,寻找因变量;第一、依据实验目的,寻找因变量;第二、分解因变量,寻找具体指标第二、分解因变量,寻找具体指标;
12、第三、确立具体指标的观测方法第三、确立具体指标的观测方法。四、选择适当的实验方法四、选择适当的实验方法 实验因素实验因素 非实验因素非实验因素 实验因素的水平实验因素的水平 实验处理实验处理 被试被试 实验效果实验效果 实验结果实验结果 实验结论实验结论 为了简化叙述,我们将引入下面一些符号:为了简化叙述,我们将引入下面一些符号:X自变量,即实验处理;自变量,即实验处理;Y因变量;因变量;Y1,Y2 实验组前、后测平均成绩;实验组前、后测平均成绩;,控制组前、后测平均成绩;控制组前、后测平均成绩;R随机分派随机分派 MR配对后随机分派;配对后随机分派;/1y/2y(一)单因素实验设计(一)单因
13、素实验设计 所谓单因素实验,就是在实验时只施加一种实验所谓单因素实验,就是在实验时只施加一种实验因素,其它因素都控制不变,从而研究实验因素(自因素,其它因素都控制不变,从而研究实验因素(自变量)与实验效果(因变量)之间的因果关系。变量)与实验效果(因变量)之间的因果关系。1、完全随机化设计、完全随机化设计 其基本模式为:其基本模式为:R:S1 R X1 O1 R:S2 R X2 O2 R:S3 R X3 O3 R:Sn R Xn On 例如某一学校要进行三种教学方法(例如某一学校要进行三种教学方法(X1 X2 X3)的实验,首先将的实验,首先将150名学生用随机抽样的方法分为三名学生用随机抽样
14、的方法分为三个班(个班(S1 S2 S3),其次再采用随机抽样的方式决定),其次再采用随机抽样的方式决定哪个班采用何种教学方法。如果抽样结果哪个班采用何种教学方法。如果抽样结果是是S1是采用是采用X2,S2采用采用X1,S3采用采用X3,则实验设计模式为:,则实验设计模式为:1R212R 1 2 3R 33()实验组控制组后测设计()实验组控制组后测设计 在两个实验组中,一个组施加实验因在两个实验组中,一个组施加实验因素,作为实验组。一个组保持原来状态,素,作为实验组。一个组保持原来状态,作为控制组,则其模式为:作为控制组,则其模式为:R 1 O1 R 2 O2()实验组控制组前后测设计()实
15、验组控制组前后测设计 为了防止或避免随机分组的两组不相为了防止或避免随机分组的两组不相等。可在实验前进行前测,则其实验设等。可在实验前进行前测,则其实验设计模式为:计模式为:1 122 34 这种设计也称为典型的或传统的实这种设计也称为典型的或传统的实验设计。验设计。(3)所罗门四组设计)所罗门四组设计 把上述两种设计模式合并,即为索把上述两种设计模式合并,即为索罗门四组设计,模式如下:罗门四组设计,模式如下:R O1 X O2 R O3 O4 R X O5 R O6 前测前测引入自引入自变量变量后测后测差异值差异值实验组()实验组()(80)x (90)10 控制组()控制组()(80)(8
16、5)5 实验组()实验组()x (87)7控制组()控制组()(83)3 1y3y2y4y5y6y所罗门四组设计优缺点所罗门四组设计优缺点优点:可以精确测量自变量、无关变量和测量干扰对因变量的影响。缺点:(1)设置四个组,增加了实验的困难;(2)结果必须经过复杂的统计检验;(3)它只能判断其它外部因素对因变量有否影响,但无法确定那些变量与因变量之间存在着因果关系。2、随机化区组设计、随机化区组设计随机化区组设计有以下步骤:随机化区组设计有以下步骤:第一,以实验的第一,以实验的“特质特质”为标准,把实验对象分为为标准,把实验对象分为N个区组;个区组;第二,把每个区组内的实验对象分为第二,把每个区
17、组内的实验对象分为H个小区,每个个小区,每个小区的实验对象的数目是实验处理数的倍数。小区的实验对象的数目是实验处理数的倍数。第三,采用随机抽样的方法决定哪个小区接受何种实第三,采用随机抽样的方法决定哪个小区接受何种实验处理。验处理。第四,把接受同一实验处理的小区的实验对象组成第四,把接受同一实验处理的小区的实验对象组成一个实验组一个实验组 例、名采用随机化区组设计方法实验三种教学方例、名采用随机化区组设计方法实验三种教学方法(法(X1、X2、X3),如何设计?),如何设计?首先,我们按照学习成绩把学生分为优、良、中、差、首先,我们按照学习成绩把学生分为优、良、中、差、极差的极差的5个区组,每个
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