第九章 - 如何进行实验研究
发布时间：2020-09-17 08:16来源：未知
第九章 如何进行实验研究
学习目的与要求
通过本章的学习，理解学前教育试验的特点、实验变量的构成、学前教育实验分类、实验变量的控制与操纵以及实验设计原则；熟悉实验设计的符号系统；掌握实验设计中简单实验设计、准实验设计、前实验设计；能够将一些现象提炼成主题，建立假设，给出变量的操作性定义，设计合适的实验。
第一节 学前教育实验概述
学前教育实验室实在学前教育情境下根据研究假设，运用一定的人为手段，主动干预或控制研究对象的发生、发展过程，并通过观察、测量、比较等方式探索、验证教育现象因果关系的研究方法
一、实验的特点
（一）以检验假设为前提
任何实验都是在一定理论框架下，以检验研究假设为目的的，实验假设在先，实验实施在后，先有理论框架，再有实验操作，整个实验过程都是围绕实验假设而展开的，假设是实验研究的核心。
（二）控制实验条件
实验研究的精髓在于对实验条件的控制，没有控制便无所谓实验。控制太偶就通常是指主动操纵自变量，客观地测定因变量，严格地控制无关变量。
（三）能揭示因果关系
探索规律性的东西是实验追求的直接目标，实验法探索的就是事物之间或变量之间的因果关系。
（四）可重复验证
实验是可重复验证的。对同一组被试或相似被试，在相似的控制条件下，应得出相似研究结果，这种重复验证的程度越高，实验的可靠性和效果就越好。
学前教育实验与纯粹的自然科学实验不完全相同，教育教育实验是以教育活动为研究对象，而教育活动中诸如人的心理与行为许多因素是很难得到严格控制的，因而增加了教育实验的复杂性。
二、学前教育实验的构成要素
实验者操纵变化的量叫自变量；由自变量直接引起变化的量叫因变量，跟实验目的无关的变量被称为无关变量。实验的目的在于尽量排除无关变量的干扰，有效地操纵自变量，并客观地观测因变量。
（一）自变量
自变量是实验者操纵的假定的原因变量。例如：有几种不同的教材，考察它对学生的学习影响有没有显著差异。在这里，教材就是实验自变量。自变量可以处在不同的变化状态中，如教材便有甲、乙、丙、丁等等不同种类。它是对自变量变化程度的规定。我们要解决的问题不是用不用教材，而是采取哪种教材才能更有效地促进教学。所以，一个实验因子至少要有两种水平才能进行比较，否则其本身就不能构成实验因子。
（二）因变量
因变量是一种假定的结果变量，它是实验变量作用于实验对象之后所出现的效果变量。实验因变量必须具有一定的可测性。
（三）无关变量
那些不是某实验所需要研究的、自变量与因变量之外的一切变量统称为该实验研究的无关变量，也称非实验因子或无关因子。如进行几种不同教材的比较实验，教材之外的教师水平、学生原有基础、家庭辅导、学习时间等等一切可能影响教学效果的因素都是该实验中的无关变量。
第二节 学前教育实验的分类与过程
一、学前教育实验的分类
（一）按实验场所分类
现场试验和实验室试验。现场实验实在幼儿园教育教学现实情境中进行的，实验室实验是指在实验室环境中，在严格控制条件下进行的实验。
（二）按实验目的分类
探索性实验和验证性实验。探索性实验具有独创性，探求未知，目的在于获取新知识。验证性实验室对已有知识、结论等进行重复检验或对已有的实验成果再检验，以及移植、模仿和改造已有的研究假设。
（三）按自变量多少分类
单因素实验和多因素实验。单因素实验中只有一个自变量，研究目的是探索变量的一一对应关系。多因素实验是指实验中含有多个变量，实验目的在于探讨多个变量之间的组合关系。
（四）按实验控制程度分类
前实验、准实验和真实验。前实验对无关变量控制得不够充分，是一种不理想的实验。真实验能比较好地控制无关变量的影响，可以获得比较准确的实验结果。而准实验在控制程度上介于二者之间。
二、学前教育实验的一般过程
（一）准备阶段
具体步骤包括：选定课题，形成假设确定实验自变量和因变量，给出操作定义，制定控制取关变量的措施，选择被试，分配被试到实验组和对照组，选定测量方法和工具，制定具体的实验方案和工作计划。
（二）实施阶段
具体内容包括：执行实验程序，实施实验方案，观察实验对象，观测、记录所需要的资料和数据，对数据进行整理加工。
（三）总结阶段
具体任务包括：对数据资料进行分析，概况研究结果，形成研究结论，撰写实验报告，评价、验证研究结果，成果推广应用。
第三节 幼儿园教师常用的实验设计
一、实验设计的概念
广义实验设计指进行一项实验研究的整体设计。而狭义的实验设计指实验过程中的组织形式、被试分配形式和实验变量介入和控制形式。实验设计要遵循三个基本原则：随机化原则、可控制原则、可重复原则。实验设计的基本思想有两点：一是使自变量对因变量的作用最大化，让自变量和因变量的关系凸现；二是使无关变量对因变量的影响最小化，不让无关变量产生干扰作用或使这种无关变量的干扰作用控制在最小范围内。
二、实验变量的选择与控制
（一）自变量的操纵
自变量是变化的条件或措施，又称实验处理，它是研究者创设的情境或刺激物，通过自变量促使被试产生反应和变化，实验目的是看自变量的介入会引起被试什么反应和变化。
（二）因变量的测定
因变量是研究者要观测的变量，是由自变量引起的在被试身上产生的反应变化，因变量的变化依赖于自变量的变化，实验的目的就是通过因变量的测定来研究自变量和因变量之间是否存在因果关系。因变量的一个重要特征就是它能通过直接或间接的方式被观察、被测量，并且可以转化为数据形式，如测验分数。
（三）无关变量的控制
无关变量是研究中除了自变量和因变量之外的一切变量，是与研究目的无关的变量。由于它会影响因变量测定，对判断自变量和因变量之间关系造成干扰，因此在实验设计时需要对其进行控制。控制方法有以下几种：
1、随机化法
指在选择被试、安排实验处理顺序等许多实验环节上不受实验人员主观意图的影响，而由偶然机遇决定。问题在于，教育实验不能打乱正常的教学秩序。有时，实验者不能不限于在允许的学校和班级内进行，实验人员在确定学校、班级、执教者时不得不有意而为之。
2、消除法
即想方设法使无关因子从实验情境中消失。一些心理实验在暗室或隔音室内进行，就是为了消除作为无关因子的光线、室外噪音等物理因素的干扰。教育实验中诸多影响实验结果的心理因素是无法消除的。不恰当地采用消除法，会使实验情境失去“自然性”、“现实性”，反而会引起被试的疑虑、期望、紧张等情绪变化，干扰实验的进程。
3、平衡法
指在分组比较实验中，要使各组的无关因子作用相同，这样可以把实验班与对照班的不同归结为实验处理的不同。
4、恒定法
即使无关因子效应在实验前后保持不变，不影响实验效果的前后比较。如使实验班人数固定不变，实验教师保持相对稳定等，但由于教育实验周期长，实验对象身心不断发展，诸多因子无法恒定不变。
5、盲法
是指在实验中，被试和主试不知道谁接受了实验处理，谁没有接受实验处理，甚至不知道实验设计者的真实意图的一种排除来自被试或主试主观态度影响的控制方法。它有单盲和双盲之分。单盲是指被试不知道，双盲是都不知道。
6、统计分离法
是指用统计方法将实验数据中无关变量的影响分离出来或削弱无关变量的影响，如测验后去掉最高分和最低分，将无关变量作为协变量分离出来。
三、实验设计的符号系统
X：表示实验处理的或自变量
____：表示无实验处理
O：表示无实验处理
G：表示组，即实验组或控制组
R:表示被试已随机分配
S：表示被试
┈┈：表示虚线上面或下面的组不是等组
字母下标的数字表示次数。如O1表示观测1。
四、准实验设计
在学前教育实验设计中，常常会遇到被试特征变量不能随便变更或分配，外部环境特征也不能随意控制的情况，这就需要准实验设计。准实验设计通常实在自然情况或现场背景中进行，避免了实验条件过分高度控制可能带来的环境失真，并且操作简单，适用于更广泛的研究情境，具有较高的可行性，是教育实验研究中运用最广泛、最具有应用前景和应用价值的设计方法。
（一）时间序列设计
时间序列设计又称重复观测设计，是指在实验处理之前和实验处理之后，对被试进行一系列定时的重复观测，然后对前后系列观测结果进行比较、分析，判别实验处理的效应。其基本模式有单组时间徐丽而设计、多组时间序列设计和等值时间取样设计三种形式。
（二）单一被试实验设计
大多数实验研究的样本是多个被试的群体。在学前教育研究中，在特殊情况下有时可以单个被试作样本，如超常儿童研究、心理治疗、行为矫正、行动研究、个案研究等。因为单个被试不存在随机选择和分配的问题，所以单个被试设计被认为是准实验设计。单个被试设计与时间序列设计一样，通常要进行反复观测，并且一次实验仅改变或处理一个变量。单个被试设计模式主要有A—B设计（实验处理介入前的观测和实验处理观测）、A—B—A设计（实验处理前观测、实验处理观测以及实验处理撤销观测），A—B—A—B设计（A—B阶段循环运用了两次，因而效度高）三种形式。
五、真实验设计
真实验设计是一种变量得以严格控制的实验设计，根据自变量控制数量的多少，真实验设计又可分为简单实验设计和复杂实验设计。简单实验设计中只有一个自变量，但这个自变量可以有两个或两个以上水平，教学方法是一个自变量，但三种不同教学方就可看作教学方法的三种不同水平。简单实验设计主要有以下三种典型：
1、等组后测设计
RG1 X O1
RG2 ____ O2
在有条件随机分配被试的情况下，当前测与实验处理发生相互作用时，或无法实行前测时，最好运用这种设计。
2、等组前后测设计
RG1 O1 X O1
RG2 O2 ____ O2
当不担心前测会对后测成绩造成影响，或者需要通过前测来验证两组是否为等组，或者对两组被试的前后变化感兴趣时，可采用这种设计。
3、所罗门四组设计
RG1 O1 X O2
RG2 O3 ____ O4
RG3 ____ X O5
RG4 ____ ____ O6
它实际是等组前后测设计和等组后测设计的组合。这种设计在实验研究中很少被采用，因为同时进行四个组的实验既消耗时间、精力、经费，也很难找到四组同质的被试。
六、前实验设计
前实验设计具有实验设计的基本成分，但缺乏对无关变量的控制，效度很差，尚未达到实验设计的基本要求，一般不把它看作正式的实验设计，所以称为前实验设计或非实验设计。前实验设计主要有单组后测设计、单组前后测设计及固定组比较设计三种形式。
单组后测设计只有一组被试，只给与一种实验处理，只有一次后测，并且后测的结果就是实验处理效应，这样的实验设计既不对无关变量控制，又不随机选择被试，所以很少被采用。G X O
单组前后测设计比前面有所改进，增加了前测，这样可以对差异进行比较，实现了被试自身的两部分控制，实验效度对实验处理前后有所提高，但仍然不能控制偶然事件、成熟、前测效应等因素。G O1 X O2
固定组比较设计比单组设计有所改进，它使用了控制组，但实验组和控制组被试都不是随机选择和分配的，通常以自然班为单位，所以称为固定组比较设计
虽然它控制了偶然事件和成熟，但对被是没有前测，被试也不是随机选择的，因此不能判断被试会否等质组。两组的可比性没有保证。
G1 X O1
G2 ____ O2
前实验设计由于设计简单，获取被试容易，操作方便，因此在教育研究中常用，但由于没有控制组或者无法提供等质的控制组，不能令人满意地控制无关变量的影响，不易判断自变量和因变量的因果关系，因此再解释实验结果时要审慎。
学习目的与要求
通过本章的学习，理解学前教育试验的特点、实验变量的构成、学前教育实验分类、实验变量的控制与操纵以及实验设计原则；熟悉实验设计的符号系统；掌握实验设计中简单实验设计、准实验设计、前实验设计；能够将一些现象提炼成主题，建立假设，给出变量的操作性定义，设计合适的实验。
第一节 学前教育实验概述
学前教育实验室实在学前教育情境下根据研究假设，运用一定的人为手段，主动干预或控制研究对象的发生、发展过程，并通过观察、测量、比较等方式探索、验证教育现象因果关系的研究方法
一、实验的特点
（一）以检验假设为前提
任何实验都是在一定理论框架下，以检验研究假设为目的的，实验假设在先，实验实施在后，先有理论框架，再有实验操作，整个实验过程都是围绕实验假设而展开的，假设是实验研究的核心。
（二）控制实验条件
实验研究的精髓在于对实验条件的控制，没有控制便无所谓实验。控制太偶就通常是指主动操纵自变量，客观地测定因变量，严格地控制无关变量。
（三）能揭示因果关系
探索规律性的东西是实验追求的直接目标，实验法探索的就是事物之间或变量之间的因果关系。
（四）可重复验证
实验是可重复验证的。对同一组被试或相似被试，在相似的控制条件下，应得出相似研究结果，这种重复验证的程度越高，实验的可靠性和效果就越好。
学前教育实验与纯粹的自然科学实验不完全相同，教育教育实验是以教育活动为研究对象，而教育活动中诸如人的心理与行为许多因素是很难得到严格控制的，因而增加了教育实验的复杂性。
二、学前教育实验的构成要素
实验者操纵变化的量叫自变量；由自变量直接引起变化的量叫因变量，跟实验目的无关的变量被称为无关变量。实验的目的在于尽量排除无关变量的干扰，有效地操纵自变量，并客观地观测因变量。
（一）自变量
自变量是实验者操纵的假定的原因变量。例如：有几种不同的教材，考察它对学生的学习影响有没有显著差异。在这里，教材就是实验自变量。自变量可以处在不同的变化状态中，如教材便有甲、乙、丙、丁等等不同种类。它是对自变量变化程度的规定。我们要解决的问题不是用不用教材，而是采取哪种教材才能更有效地促进教学。所以，一个实验因子至少要有两种水平才能进行比较，否则其本身就不能构成实验因子。
（二）因变量
因变量是一种假定的结果变量，它是实验变量作用于实验对象之后所出现的效果变量。实验因变量必须具有一定的可测性。
（三）无关变量
那些不是某实验所需要研究的、自变量与因变量之外的一切变量统称为该实验研究的无关变量，也称非实验因子或无关因子。如进行几种不同教材的比较实验，教材之外的教师水平、学生原有基础、家庭辅导、学习时间等等一切可能影响教学效果的因素都是该实验中的无关变量。
第二节 学前教育实验的分类与过程
一、学前教育实验的分类
（一）按实验场所分类
现场试验和实验室试验。现场实验实在幼儿园教育教学现实情境中进行的，实验室实验是指在实验室环境中，在严格控制条件下进行的实验。
（二）按实验目的分类
探索性实验和验证性实验。探索性实验具有独创性，探求未知，目的在于获取新知识。验证性实验室对已有知识、结论等进行重复检验或对已有的实验成果再检验，以及移植、模仿和改造已有的研究假设。
（三）按自变量多少分类
单因素实验和多因素实验。单因素实验中只有一个自变量，研究目的是探索变量的一一对应关系。多因素实验是指实验中含有多个变量，实验目的在于探讨多个变量之间的组合关系。
（四）按实验控制程度分类
前实验、准实验和真实验。前实验对无关变量控制得不够充分，是一种不理想的实验。真实验能比较好地控制无关变量的影响，可以获得比较准确的实验结果。而准实验在控制程度上介于二者之间。
二、学前教育实验的一般过程
（一）准备阶段
具体步骤包括：选定课题，形成假设确定实验自变量和因变量，给出操作定义，制定控制取关变量的措施，选择被试，分配被试到实验组和对照组，选定测量方法和工具，制定具体的实验方案和工作计划。
（二）实施阶段
具体内容包括：执行实验程序，实施实验方案，观察实验对象，观测、记录所需要的资料和数据，对数据进行整理加工。
（三）总结阶段
具体任务包括：对数据资料进行分析，概况研究结果，形成研究结论，撰写实验报告，评价、验证研究结果，成果推广应用。
第三节 幼儿园教师常用的实验设计
一、实验设计的概念
广义实验设计指进行一项实验研究的整体设计。而狭义的实验设计指实验过程中的组织形式、被试分配形式和实验变量介入和控制形式。实验设计要遵循三个基本原则：随机化原则、可控制原则、可重复原则。实验设计的基本思想有两点：一是使自变量对因变量的作用最大化，让自变量和因变量的关系凸现；二是使无关变量对因变量的影响最小化，不让无关变量产生干扰作用或使这种无关变量的干扰作用控制在最小范围内。
二、实验变量的选择与控制
（一）自变量的操纵
自变量是变化的条件或措施，又称实验处理，它是研究者创设的情境或刺激物，通过自变量促使被试产生反应和变化，实验目的是看自变量的介入会引起被试什么反应和变化。
（二）因变量的测定
因变量是研究者要观测的变量，是由自变量引起的在被试身上产生的反应变化，因变量的变化依赖于自变量的变化，实验的目的就是通过因变量的测定来研究自变量和因变量之间是否存在因果关系。因变量的一个重要特征就是它能通过直接或间接的方式被观察、被测量，并且可以转化为数据形式，如测验分数。
（三）无关变量的控制
无关变量是研究中除了自变量和因变量之外的一切变量，是与研究目的无关的变量。由于它会影响因变量测定，对判断自变量和因变量之间关系造成干扰，因此在实验设计时需要对其进行控制。控制方法有以下几种：
1、随机化法
指在选择被试、安排实验处理顺序等许多实验环节上不受实验人员主观意图的影响，而由偶然机遇决定。问题在于，教育实验不能打乱正常的教学秩序。有时，实验者不能不限于在允许的学校和班级内进行，实验人员在确定学校、班级、执教者时不得不有意而为之。
2、消除法
即想方设法使无关因子从实验情境中消失。一些心理实验在暗室或隔音室内进行，就是为了消除作为无关因子的光线、室外噪音等物理因素的干扰。教育实验中诸多影响实验结果的心理因素是无法消除的。不恰当地采用消除法，会使实验情境失去“自然性”、“现实性”，反而会引起被试的疑虑、期望、紧张等情绪变化，干扰实验的进程。
3、平衡法
指在分组比较实验中，要使各组的无关因子作用相同，这样可以把实验班与对照班的不同归结为实验处理的不同。
4、恒定法
即使无关因子效应在实验前后保持不变，不影响实验效果的前后比较。如使实验班人数固定不变，实验教师保持相对稳定等，但由于教育实验周期长，实验对象身心不断发展，诸多因子无法恒定不变。
5、盲法
是指在实验中，被试和主试不知道谁接受了实验处理，谁没有接受实验处理，甚至不知道实验设计者的真实意图的一种排除来自被试或主试主观态度影响的控制方法。它有单盲和双盲之分。单盲是指被试不知道，双盲是都不知道。
6、统计分离法
是指用统计方法将实验数据中无关变量的影响分离出来或削弱无关变量的影响，如测验后去掉最高分和最低分，将无关变量作为协变量分离出来。
三、实验设计的符号系统
X：表示实验处理的或自变量
____：表示无实验处理
O：表示无实验处理
G：表示组，即实验组或控制组
R:表示被试已随机分配
S：表示被试
┈┈：表示虚线上面或下面的组不是等组
字母下标的数字表示次数。如O1表示观测1。
四、准实验设计
在学前教育实验设计中，常常会遇到被试特征变量不能随便变更或分配，外部环境特征也不能随意控制的情况，这就需要准实验设计。准实验设计通常实在自然情况或现场背景中进行，避免了实验条件过分高度控制可能带来的环境失真，并且操作简单，适用于更广泛的研究情境，具有较高的可行性，是教育实验研究中运用最广泛、最具有应用前景和应用价值的设计方法。
（一）时间序列设计
时间序列设计又称重复观测设计，是指在实验处理之前和实验处理之后，对被试进行一系列定时的重复观测，然后对前后系列观测结果进行比较、分析，判别实验处理的效应。其基本模式有单组时间徐丽而设计、多组时间序列设计和等值时间取样设计三种形式。
（二）单一被试实验设计
大多数实验研究的样本是多个被试的群体。在学前教育研究中，在特殊情况下有时可以单个被试作样本，如超常儿童研究、心理治疗、行为矫正、行动研究、个案研究等。因为单个被试不存在随机选择和分配的问题，所以单个被试设计被认为是准实验设计。单个被试设计与时间序列设计一样，通常要进行反复观测，并且一次实验仅改变或处理一个变量。单个被试设计模式主要有A—B设计（实验处理介入前的观测和实验处理观测）、A—B—A设计（实验处理前观测、实验处理观测以及实验处理撤销观测），A—B—A—B设计（A—B阶段循环运用了两次，因而效度高）三种形式。
五、真实验设计
真实验设计是一种变量得以严格控制的实验设计，根据自变量控制数量的多少，真实验设计又可分为简单实验设计和复杂实验设计。简单实验设计中只有一个自变量，但这个自变量可以有两个或两个以上水平，教学方法是一个自变量，但三种不同教学方就可看作教学方法的三种不同水平。简单实验设计主要有以下三种典型：
1、等组后测设计
RG1 X O1
RG2 ____ O2
在有条件随机分配被试的情况下，当前测与实验处理发生相互作用时，或无法实行前测时，最好运用这种设计。
2、等组前后测设计
RG1 O1 X O1
RG2 O2 ____ O2
当不担心前测会对后测成绩造成影响，或者需要通过前测来验证两组是否为等组，或者对两组被试的前后变化感兴趣时，可采用这种设计。
3、所罗门四组设计
RG1 O1 X O2
RG2 O3 ____ O4
RG3 ____ X O5
RG4 ____ ____ O6
它实际是等组前后测设计和等组后测设计的组合。这种设计在实验研究中很少被采用，因为同时进行四个组的实验既消耗时间、精力、经费，也很难找到四组同质的被试。
六、前实验设计
前实验设计具有实验设计的基本成分，但缺乏对无关变量的控制，效度很差，尚未达到实验设计的基本要求，一般不把它看作正式的实验设计，所以称为前实验设计或非实验设计。前实验设计主要有单组后测设计、单组前后测设计及固定组比较设计三种形式。
单组后测设计只有一组被试，只给与一种实验处理，只有一次后测，并且后测的结果就是实验处理效应，这样的实验设计既不对无关变量控制，又不随机选择被试，所以很少被采用。G X O
单组前后测设计比前面有所改进，增加了前测，这样可以对差异进行比较，实现了被试自身的两部分控制，实验效度对实验处理前后有所提高，但仍然不能控制偶然事件、成熟、前测效应等因素。G O1 X O2
固定组比较设计比单组设计有所改进，它使用了控制组，但实验组和控制组被试都不是随机选择和分配的，通常以自然班为单位，所以称为固定组比较设计
虽然它控制了偶然事件和成熟，但对被是没有前测，被试也不是随机选择的，因此不能判断被试会否等质组。两组的可比性没有保证。
G1 X O1
G2 ____ O2
前实验设计由于设计简单，获取被试容易，操作方便，因此在教育研究中常用，但由于没有控制组或者无法提供等质的控制组，不能令人满意地控制无关变量的影响，不易判断自变量和因变量的因果关系，因此再解释实验结果时要审慎。
