第三章研究设计与研究计划(幻灯片)

㈣研究变量与指标操作定义的设计 所谓操作定义就是用可感知、可度量的具体的事物、 事件、现象或方法对变量或指标作出具体的界定和说明。 比如，有人对学生体质进行研究，在操作定义上将体 质的各项指标归为“形态、机能、身体素质”等三类，每 类中又有若干子类，比如在“形态”类中包括有“身高、 坐高、体重、胸围”。这样，研究者或读者就能够准确地 把握该研究中所指的“体质”、“形态”的含义。 又如，以“超过本人最大力量75％以上的负荷进行的 力量训练”作为“大强度力量训练”的操作定义。这样， 尽管在理论上对“大强度”的理解有可能存在不同的认识， 但是，在这里，由于在操作定义予以明确的界定，使得人 们能够准确地把握该研究中“大强度”所指的范围。
在体育科学研究中，无论研究者采用何种获取资料的 方法，其基本的目的都是为了确认或揭示若干因素或现象 间的某种规律性关系，从而依据这种在一定范围内具有普 遍性的、规律性的关系来指导今后的行为。也就是说，尽 管研究的过程、实施的研究方法等是在特定的时间和空间 中进行的，尽管研究对象（如学生）很可能是被限定为某 一地区或某一学校或某一年级的某个班级，但是作为研究 的目的却不是仅仅停留在试图对特定的研究过程（含对象、 方法、结果）自身的说明上，而是通过具有个别性、特殊 性、局部性特征的研究，揭示具有普遍性、广泛性或者说 具有可再现性、可重复性的一般意义的关系。可是，由于 在运用一定的方式，对一定的对象，在一定的时间和空间 获取资料时，往往会有很多因素对上述变量产生一定的影 响，这种影响可能导致研究者获得的资料是有偏差的，而 研究者依据这种有偏差的资料所进行的分析必然会使得研 究结果与预期的研究目标相背离。 那么，为了保证具体研究目标的实现，事前进行周密 细致的研究设计是完全必要的。

⑵公式计算法 使用公式计算法估计样本含量时，所使 用的把握度（１－β）均为0.5 ，所以，有 时计算出的样本含量数小于查表法。另外， 用公式计算法估计出来的样本含量只是保 证研究结果稳定的最小样本含量数。因此， 为了防止在研究过程中，研究对象因各种 预料不到的因素而发生样本数量减少的情 况，我们在计算结果的基础上应再适当增 加一些样本含量。
体育科学研究中，根据不同的研究内容，对样本含 量还有一些特殊的规定。 通常，对新研制的中成药和西药的疗效研究，样本含 量应不少于300 例； 对有关人体方面的研究，如运动饮料的饮用效果研究、 运动伤病治疗方法的研究、某种练习手段对人体健康或增 强体质效果的研究等，样本含量应不少于100 例。 对运动训练一般问题研究时，如教学方法、训练方法 的研究，样本含量应不少于30例；若因客观条件限制，无 法达到时（如研究国家女子排球队的有关问题，总共只有 12名队员），至少样本含量也不能少于10例。 如果样本含量少于10例，则因缺乏统计学意义而被视 为该样本不具有代表性。
四、研究变量和研究指标的确定


变量是指被研究的现象、事件或事物所反映出来 的数量特征。根据不同的分类标准，变量可以分 为许多类型。了解这些变量的类型有助于我们根 据实际研究的需要考虑和选择所需要的变量。 ㈠变量的分类 ⒈相关变量与因果变量 ⒉直接测量变量与间接测量变量 ⒊操作性变量与非操作性变量 ⒋研究变量与非研究变量
对研究论域范围的限定，一般要在研究 课题的题目或前言中予以体现。常见的限 定研究论域范围的方法有三种： 第一种是定语限定法，即通过增加修 饰定语来限定研究的范围。 第二种方法是副标题法，即研究题目之 下增加一个副标题来限定研究的范围。 第三种方法是前言说明法，即在研究的 前言部分将研究的范围开宗明义地交代清 楚。
一般说来，在体育科学研究中，研究的 基本目的是通过一定的操作过程，进而达 到对具有多个因素或现象间的某种规律性 关系予以确认或揭示的描述。为了达到此 目的，就需要对可能干扰该操作过程的某 些因素，在操作之前予以控制。研究设计 就是在运用或实施具体的研究方法之前， 为保证得到正确资料或信息的一种计划性 工作。而且，这一准备性工作以研究设计 方案的形式，被写入选题报告并予以确定。
通过一次研究所要解决或说明的问题总是在一定 范围或领域内的。另外，确定研究论域的范围还 包括要限定研究课题的研究深度。因为科学研究 的深度也是无止境的。在这个意义上讲，有必要 强调限定研究论域的范围。 当然，我们在强调限定研究论域范围的同时， 也要防止研究具体目标的简单化和研究论域范围 过窄的倾向。否则，会使研究成果因缺乏广度和 深度而降低了研究价值。因此，在确定研究论域 范围时，要恰当合理地限定研究论域的范围。


①．计数资料的样本含量估计公式
t n 2 P P Pc 1 Pc 1 2
2
式中， ｎ＝样本含量估计值； tα ＝常数，即给定显著性水平α条件下的 ｔ值，通常取t0.05＝1.96，t0.01＝2.58； P1＝查阅资料或预备实验的概率值； P2＝实验结果概率估计值或预备实验的概 率值； P [例题：第59页] 1 P 2 P

可以说，操作定义的最大特征在于界定变量或指标的 外延和反映其可观测性。



确定操作定义的意义在于： 第一，它有利于保证研究的客观性。由于操 作定义是用看得见、摸得着的具体事物、现象或 方法来界定、说明研究变量或指标，从而使得研 究变量或指标成为可直接感知、操作的对象。 第二，它有助于进行假设的检验。检验研究 假设就是要看它对变量间关系的预测是否正确。 因此自然就要涉及对变量的测量。如果不能给变 量作出明确的操作定义，也就不可能对研究假设 进行检验。 第三，它有利于提高研究结果的可比性。如 果研究变量、指标无明确的、统一的操作定义， 那么在不同研究点或不同时间所得到的研究结果 就无法进行比较。


研究指标是用来具体测量研究变量特性（如类 别、状态、水平、速度等）的测量手段、方法或 测试项目。同一研究变量可以根据研究的需要用 数个研究指标来代表。根据研究指标的特性，可 以分为定类指标、定序指标、定距指标。



⒈定类指标 定类指标是指反映研究变量的性质和类别的 指标。它给研究对象以定性标志，以识别或分类 研究为目的，如性别、职业、儿童所在家庭父母 婚姻的完整性等。定类指标可以用一定的数字来 代表不同类别的事物，如用“0”代表正常家庭， 用“1”代表离异家庭。 定类指标只能用于计算频率和比例。
五、无关变量的控制



㈠无关变量的主要类别 ⒈被试方面的无关变量。 ⑴参与研究的动机。 ⑵焦虑。 ⑶有关经验。 ⑷生理状态。 ⑸受试的反作用：
当受试者知道研究的目的或自己正被研究时，可能会 对研究产生许多心理反作用，并由此影响研究结果。著名 的“霍桑效应”与“安慰剂效应”即是此种反作用的典型 表现。


⒉定序指标 定序指标是指反映研究变量所具有的不同等级或顺序 的指标。如，研究学生对体育课的态度倾向时，可以将其 分为五种级别：即非常喜欢、比较喜欢、一般、不太喜欢、 很不喜欢。 定序指标可以衡量研究变量在高低、先后、大小、强 弱程度上的区别。可计算等级相关系数等。 ⒊定距指标 定距指标是反映研究变量在数量上的差别和间隔距离 的指标。它除了反映变量在具体数量的距离差异外，其数 字特性比定序指标高。 对于定距指标可以采用平均数、标准差、ｔ检验、Ｆ 检验等统计方法进行处理。
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第三章
研究设计与研究计划
本章概要 本章主要介绍研究设计的意义、研究设计的内容 （确定研究论域的范围、研究变量和研究指标的确定、 样本含量的估计、无关变量及其控制等）；研究计划的 制定等方面的内容。
第一节 研究设计
一、研究设计的意义和内容 在研究课题选择的系统化阶段，当确 定了具体研究目标和相应的研究方法经过 筛选并确定后，就应结合具体的研究目标 和研究方法进行研究设计。研究设计是选 题报告的重要组成部分，是对所确定的具 体研究方法实施过程中各种因素的基本考 虑。

⒉主试方面存在的无关变量 研究表明，研究者的年龄、性别、外表、 言谈举止、态度、暗示等都有可能影响研 究结果。此外，由于研究者知晓研究目的， 还可能自觉不自觉地产生“实验者效应”， 而干扰研究结果。
⒉样本含量的估计方法 样本含量的估计方法有查表法和公式计 算法。 ⑴查表法 ①属计数资料时就用《两百分数之差显 著或非常显著时所需观察数表》（见表３ －１和表３－２）。[第55页、56页] ②属于计量资料时应使用《两均数相差 的ｔ检验所需观察数表》（见表３－３） 和《均数ｔ检验所需观察数表》（见表３ －４）。 [第57页、58页]



㈡样本含量的估计 在研究设计中，样本含量是一个重要的问题。所谓样 本含量是指从总体中被抽取的具体研究对象的数量。样本 含量对研究结果的分析、判断，对所收集的资料和事实的 可靠性，乃至对研究结论的产生都有着直接的影响。所以， 在进行研究设计时，应针对所确定的研究方法和研究目标 的需要，对样本含量进行估计和确定。 ⒈估计样本含量的规则 ⑴指标的变异程度大，样本含量也越大。 ⑵精确度要求越高，样本含量相应地也要多些。 ⑶显著性水平α值越小，则样本含量要越大。 ⑷把握度（１－β）值越大，则需要的样本含量也越 多。
研究设计的内容主要包括以下几个方 面： 确定研究论域的范围； 研究变量和研究指标的确定； 样本含量的估计； 无关变量及其控制等。
二、确定研究论域的范围
为了使研究者在一开始就能够准确地把握该研究的空 间或时间范围，有必要在研究设计阶段就对所要考察论证 的领域或范围予以明确地规定，这就是确定研究论域的基 本含义。 从科学研究的角度来说，人类对任何事物的认识是永 无止境的。同样，对一个研究课题来说也是如此。人们不 可能企图对某一个问题的一次性研究，就能把这个问题的 历史、现状、发展规律和内在联系等都彻底弄清楚。我们 只能通过一次又一次的不断研究，对这个问题的认识，从 现象到本质，从肤浅到深刻、从模糊到清晰、从局部到整 体等等，逐步地弄清楚。因此，一般地说，
三、研究对象取样方法 与样本含量的估计
㈠研究对象的取样方法 在体育科学研究中，我们不可能对所有的研究对象都 逐一进行研究，为了节省人力、物力和时间，往往从研究 对象的总体中抽取部分研究对象作为总体的代表。被抽取 的部分称为样本。为了保证样本对总体具有较好的代表性， 那就必须排除研究者在抽样过程中的主观意向，严格采用 随机化的抽样方法。 随机抽样方法一般采用下列四种方法。 ⒈纯随机抽样方法 ⒉机械抽样方法（亦称系统抽样方法） ⒊分层抽样方法 ⒋整群抽样方法
c
2
②计量资料的样本含量估计公式 Ａ．若是配对ｔ检验，样本含量估计公 式为： t S

2
n
X
2
上式中：Ｓ＝差值的标准差 X ＝差值的平均值； ｎ＝样本含量估计值（对数）； t ＝常数


Ｂ．若是两组独立样本均值比较ｔ检验，样 本含量估计公式为：
n



㈡研究变量的选择 研究变量的选择和确定，应综合考虑下面三个问题： ⒈根据研究目的确定研究的变量 即明确研究的目的是考察变量之间的因果关系还是相 关关系，是研究直接测量变量还是间接测量变量。 ⒉辩明无关变量 研究变量是同非研究变量的比较中确定的，在选择研 究变量的同时必须确认无关变量。即充分考虑哪些无关变 量可能会对研究变量的研究结果产生影响而需要予以控制。 ⒊确定研究变量的数量 一般地说，调查、观察研究所探讨的变量数目比实验 研究多。
X
2 2t S2 1
X2
2

X 2 分别为两个独立样本均值； X1 、 上式中： ｎ＝样本含量估计值； t ＝常数； Ｓ＝合并标准差 若合并标准差为未知数，可参照前面估计样本 含量的规则中合并标准差σ的计算公式求出。此处 的Ｓ与前述的σ的意义、计算方法完全相同。 [例题：第60页]