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周  次 第14-15周 章 节 实验研究

教学

目标 知识目标

了解教育实验的含义与特点，领会教育实验与自然科学实验的区别

掌握自变量、因变量、无关变量等概念

掌握教育实验研究的不同类型

理解影响实验效度的因素并掌握控制其的科学方法 

掌握教育实验实施的一般程序及实验设计的基本模式 能力目标

能依据假说进行实验方案设计 

能依据研究问题提出假说

能对影响实验效果的无关变量进行初步控制

会遵照教育实验的基本原则、原理和方法，进行初步的教育实验设计

重点

难点 掌握自变量、因变量、无关变量等概念

会遵照教育实验的基本原则、原理和方法，进行单因素的教育实验设计

课时数 4 教学资源 多媒体教室、问题发言样例

教学过程（内容提纲）

导课：

     分析并讨论案例：教师言语对幼儿的暗示作用

实验过程:

1、老师和两组（甲、乙）幼儿谈话，随便聊天。

2、老师对甲组谈话中强调“你是一个喜欢合作的孩子”

3、老师对乙组谈话中强调“你是一个要得第一名的孩子”

4、让幼儿开始两人一组玩搭积木游戏。

结果：甲组幼儿合作较好，乙组争吵影响到进度。

正课：

第一节  实验研究概述 

一、实验的概念

       广义的实验是指人们尝试一种新方法或新程序的效果。

       狭义的实验是指在可控制的条件下，系统地操作和控制变量，来发现变量间关系的过程。

       所谓变量是指实验现象随条件、情景的不同在数量、类型上的变化。

二、实验的类型

1、依据实验的场所可分为实验室实验、自然实验。

2、依据实验的精确程度可分为真实验、准实验

3、依据对研究课题的认识程度可分为探索性实验、验证性实验。

4、依据自变量的多少可分为单因子实验、多因子实验。

5、依据变量的纯正性可分为分析型实验、复合型

三、实验的构成要素

       1、自变量：由实验者操纵变化的量。

       其目标为有效地操纵。

       2、因变量；由自变量直接引起变化的量。

       其目标为客观地观测。

       3、无关变量：跟实验目标无关的变量。

       其目标是严密控制。

       自变量和无关变量也称为独立变量。因变量也称为依存变量。

独立变量和依存变量可能存在下列关系：

四、教育实验中独立变量 ：

1、作业变量：呈现某种刺激使被试作出反应如：积木、玩具、智力测验、字词表、字母表、操作箱。

2、环境变量：被试在实验时周围相对稳定的事物（或称正统化条件）如温度、湿度、光照、实验室条件。

3、被试的稳定性特征变量：如性别、种族、籍贯、血型、视力、个性特征。

4、被试的暂时性特征变量：如单耳听、双耳分听、脑损伤、感觉缺失、大麻不同剂量的感知状态。

因变量的类型：

       1、行为反应：如各科学习成绩、各种生理反应（如血压、心率、皮温、脑电、皮电）、回答次数、反应速度。

       2、主观体验：是被试的主观感受，因为单纯的外部行为可能会作出不同的推测，如流泪。

第二节变量的操作

一、实验中自变量的选择

   自变量是实验者在实验中可以操纵的事物、条件、特征 。对自变量的选择应注意以下几点：

       1、自变量是实验者能够直接操纵的，有的研究概念含义不明确，就需要以严格的操作定义来加以介定。如记忆力，用记住词数来定义。

       2、自变量本身是可以变化的，这种变化可以是质的变化，也可以是量的变化，质变如学习方法、教学方法、性别，量的变化如年龄、刺激强度、学习时间等。

      3、自变量的变化能引起因变量的变化，自变量变化的效果不能在因变量上反应出来，这样的自变量是不恰当的。（因果关系）

     4、自变量要有一定的变化范围，选择自变量时要确定变化点和变化间距，变化间距太小不会引起变化效果，变化点太少看不出变化的趋势。

二、无关变量的控制方法

      1、消除法：客观物理条件，如声、光、电可采用此法。

      2、平衡法：等组实验，让变量保持相同的条件。

      3、随机化法：样本选择 

      4、兼作组法：既作实验组，又作控制组。

三、因变量的选择

       选择因变量的基本依据是：

 1、可测性：因变量可以通过一定指标测得。

 2、有效性：应具有内部有效性和外部有效性。

    内部有效性是指因变量的变化确实是由自变量的变化引起；若自变量没有参与而因变量也发生变化，说明实验中的无关变量没有控制好，无关变量在干扰自变量；

     外部有效性是指从部分被试（样本）那里得来的结果，能否代表此类被试总体中的其它被试，外部有效性反映的是实验结果的可推广性。

四、变量的操作定义

       变量选定以后就需要对变量下操作定义，即用看得见、摸得着的可度量的事物、事件、现象对变量作具体的规定和说明，从而使变量成为一种直观的、可感知、可操作的规定。

       下操作定义的意义表现在：

       （1）提高研究结果的可比性；

       （2）保证研究结果的可重复性；

       （3）提高研究成果的客观性。

变量操作定义的方法：

 （1）根据测量工具来操作定义；

 （2）根据直观的经验事实或客观现象来下操作定义；

 （3）根据某一测量标准来下操作定义；

 （4）根据心理、行为的评定来下操作定义。

【案例分析】

 课题：投影幻灯和图片在大班故事教学中效果的比较研究

效果指标：1、注意力表现（好、较好、较差、差）一分钟内注意力分散的次数、集中注意持续的时间。

2、记忆效果：复述20个要点---数量和顺序

3、理解水平：正确度和概括度

第三节 实验设计

 一、实验设计：确定、安排实验中变量（关系）结构的计划方案及其统计分析方法。

操作自变量；

观测因变量；

控制无关变量；

确定自变量与因变量之间的因果关系。



二、实验设计应注意的问题

1、因素及其水平

       因素就是实验中独立变量的个数。

       因素的水平：独立变量的每个特定的值，因素的水平既可以是数量的，如50、100 ，也可以是性质类别的，如男、女。

2、处理与处理水平的结合

       处理：独立变量的特定操作条件。

       处理水平：自变量操作条件的交叉。

3、主效应、简单效应、交互作用

       主效应：实验中由一个自变量的不同水平所引起的变异叫因素的主效应。

       交互作用：一个因素的水平在另一个因素的不同水平上变化趋势的不一致称为交互作用，一致时表明两因素的相互独立。

       简单效应：一个因素的所有水平在另一个因素的某一水平的变异称该因素在某一水平的简单效应。

4、处理效应和误差变异

处理效应是指实验的总变异中由自变量引起的变异，包括主效应、简单效应、交互作用。

误差变异：不能由自变量解释的那部分变异。包括单元内误差、残差。

 单元内误差；是指接受同一实验处理的被试间的变异。

 残差：误差变异中除了单元内误差之外的误差

三、实验设计的类型

   1、根据自变量的多少，将实验设计分为单因素实验设计和多因素实验设计。

       单因素实验设计是指在一个实验中只有一个自变量、被试接受一个自变量的不同水平的实验处理。

       多因素的实验设计是指实验中有两个或两个以上的自变量，被试接受自变量水平结合的实验处理。

  2、按照对实验控制程度的不同，实验设计可以分为真实验设计、准实验设计和前实验设计三种类型。

真实验设计

       真实验设计是按照随机原则选择和分配被试，有控制组对照比较，能较好地控制内部、外部无效度来源，使实验得到比较严格控制的实验设计 。

准实验设计

准实验设计也叫类似实验设计，它与真实验设计类似，能在一定程度上控制一部分无效度来源，但不能做到像真实验设计那样随机选择和分配被试。

前实验设计

前实验设计对无关变量不能控制，但可以操作、变化自变量。前实验设计不是严格意义上的实验设计，实际上是变量关系的一种描述，所以也叫自然实验设计。它能够为真实验设计、准实验设计提供资料，所以也叫前实验设计。

符号说明

R  表示随机选择、分配被试

X  表示实验处理、实验操作、被操作的自

     变量

O  表示因变量观测

G  表示一个组

---  表示没有实验处理

四、实验设计模式

（1）前实验设计

单组后测设计           G          X    O

单组前后测设计        G   O1     X    O2

固定组比较设计        G1        X    O1

                      G2        _    O2 

（2）准实验设计

不对等两组                 G1   O1   X   O2

前后测实验设计              G2   O3   _    O4

时间系列设计 

            G  O1 O2 O3 O4 X O5 O6 O7 O8

（3）真实验设计

       随机等组                   RG1            X       O1                           

             后测设计             RG2            _       O2

随机等组                    RG1     O1    X       O2

      前后测设计            RG2    O3    _       O4

五、实验结果的解释

例  4个随机等组前后测实验设计图示如下：

          RG1    O1      X1      O2

          RG2    O3      X2      O4

          RG3    O5      X3      O6

          RG4    O7       _        O8

如果实验结果O1≠O2,O3 ≠O4,O5 ≠O6, O2=O4 ≠O6,O1=O3=O5=O7=08,对这个实验结果怎样解释？

六、实验设计方案与报告要求。

作业：阅读并分析一份实验研究方案

实训项目：设计一个单因素实验研究方案