探究教育研究方法之实验法

探究教育研究方法之实验法
一、实验法
实验是指由研究者对一个变量进行操纵和对结果的有控制的观察和测量来实现的一种科学的研究方法，实验研究被广泛地应用于自然科学的研究中，在教育研究中实验研究法也是非常科学有效的研究方法。

实验法与观察法的区别在于观察法是在不改变或者不影响研究对象和研究现象的自然的条件下进行的，而实验法却要对研究对象和研究现象进行人为地控制或主动地干预。

实验法是根据一定的理论和假设，通过人为地控制教育现象中的某些因素，从而探索变量之间某种因果关系的研究方法。

由这个定义可以看出来教育实验有三个必要的条件：（1）基于一定的理论和假设；（2）人为地有目的地控制某些因素；（3）论证某种因果关系。

也就是说得出因果关系是教育实验研究结论的一个重要特征。

教育实验研究的关键术语
控制（control）：是指掌握住某个或者某些变量，不使其任意活动或超出范围。

控制是实验研究的核心和精髓，没有控制就没有实验研究。

自变量（independent variable）：是指由研究者选择并操纵的用以改变特定条件的变量，它是实验研究中被施加了某种变化的因素。

自变量具有可操作性的特点。

因变量（dependent variable）：是指受自变量的变化，引起的被试在某些方面产生相应变化的变量，也叫做结果变量。

因变量具有可变性和可测性的特点，恒定的变量是不能够成为因变量的，因变量必须是可测的，研究者才能够根据因变量的变化确定研究的因果关系。

实验研究（experiment research）有两个定义性特征：操纵自变量与控制外来变量（extraneous variable）。

实验法具有六个显著特征：理论驱动式的研究假设；在干预、控制和/或对照组中，使研究被试在统计上等值；对所有的被试统一、逐个地实施由研究者控制的干预；对每个因变量进行测量；使用推断统计；严格控制条件和相关变量。

二、实验法的类型
实验法可以分为实验室研究和自然实验研究两种类型。

实验室研究与自然科学的实验室研究方法类似，研究者要认为设计特定的环境，严格控制外界条件而进行的实验研究。

研究的过程是实验者先设计特定的环境，并严格控制外界条件，让被试进入这个环境中，通过对被试在特定环境中的表现来得出因果关系。

自然实验研究指的是在现实的自然的教育环境和教育条件下进行的实验研究。

自然实验从控制程度看，没有实验室严格，而自然环境立足于现实的教育环境中，以教育实践中出现的问题为研究内容，以现有的教育环境为条件，探索在自然的教育环境中改变某种特定的教育因素所产生的效果，得出因果关系。

三、实验研究的流程
1、确定研究问题
确定研究问题是所有教育研究的第一步，而教育实验研究要求研究问题必须适合使用教育研究法进行，因为有的研究不适合用实验法进行研究，所以研究者必须事先判断研究问题是否适合实验法，考虑和分析是否具备实验条件，变量是否可控、分析研究规模和实验条件，考虑是否具有实验能力，研究能否顺利进行等，确定研究切实可行才能进行教育实验研究。

2、建立实验假设
实验假设是实验研究的基本条件之一，假设是研究者根据对文献的研究和对教育现象的观察来提出的一种关于课题的设想或者构思。

3、进行实验设计
实验设计是教育实验研究的灵魂，每一项教育实验都必须满足的条件是：必须建立自变量与因变量之间关系的假设，自变量必须是较为孤立的因素，这样才能突出自变量的在实验中的作用。

自变量必须是可控制可操纵的，可以改变的因素，实验程序和操作必须可以反复进行，是可以验证的，必须具有较高的控制条件和能力，要尽可能地排除其他因素的干扰。

因变量具有可变性和可测性的特点，恒定的变量是不能够成为因变量的，因变量必须是可测的，研究者才能够根据因变量的变化确定研究的因果关系。

4、进行实验操作
进行实验操作是教育实验研究的核心和关键环节。

这一环节要求研究者按照实验设计控制自变量，对因变量进行检测，检测方法有前测和后测，在一项实验设计中，通常需要对因变量进行前后两次相同的测试。

前测发生在实验之前、后测发生在实验之后，研究通过对被试的前后两次测试的结果的对比来衡量因变量在测试中发生的变化。

研究者还必须随时注意收集实验资料。

包括实验的设计方案、被试的基本情况，对照组的基本情况，前后测的数据等。

研究者还需要对个别、个案的变化、测量的数值、对比的数据、实物或产品等方面进行记录，这些将成为研究报告的重要依据。

5、总结实验价值
总结实验的价值报告处理实验结果，撰写实验报告。

处理实验结果主要是指运用数理统计和思维推理的方法对实验获得的数据和感性认识的结果进行整
理加工和分析，得出总结性的结论。

撰写实验报告就是将实验内容、过程、方法和结果进行系统的表述。

四、实验设计的模式
1、前实验设计
（1）单组后测设计模式
单组后测设计可以用X-O来表示，意思是单组后测设计只有一组被试，接受一次实验处理（X），有一个试验后测（O），被试不是随机选择产生，后测的结果为实验处理效应。

例如一个班级的信息技术课的学业成绩较低，为了扭转这种局面，教师增加了实践课的比重，一个学期后，发现学生的信息技术课的学业成绩有所增加。

这种设计没有控制组，无法证明因变量的变化是由自变量所引起的。

实验前没有进行前测，实验的随意性比较大，无法剔除其他因素的影响，总而言之单组后测设计模式的实验的科学水平比较低。

（2）单组前后测试设计模式
单组前后测试设计可以用O1-X-O2来表示，即只有一组被试，被试在实验处理（X）前后都有一次测试（O1和O2），例如一个教师为了测试多媒体教室对学生信息素养的提高是否有作用，就在学期前对学生进行了测试，然后一个学期都在多媒体教室中对学生进行授课，学期末再进行测试，测试结果发现学生的信息素养有所提高。

将两次成绩的差异归因于多媒体教室的作用。

这种实验模式选取单组被试且不是随机分配，没有控制组，虽然进行了前后测，因为没有控制组进行对比，实验结论仅仅是前后测的比较。

进行归因得出来的，该种实验设计模式无法排除其他相关因素的影响。

这种实验设计模式适用于通过教育活动就可以直接取得效果的因变量，比如知识的掌握程度、技能等，对那
些见效较慢的因变量来说则不适合，总而言之该种实验模式的结论的科学性不高。

2、准实验设计
准实验研究与真实实验研究的区别在于准实验研究不对被试进行随机选择，让一些实验活动发生在真实的教育环境中。

这种准实验的设计不打扰学校的日常教育教学活动，一般不会遭到教师、学生和家长的反对，实验更容易进行，准实验成为了最广泛的、使用最多的一种教育实验设计方法。

准实验一般以班级作为一个整体来进行研究。

（1）不等实验组、控制组后测设计模式
不等实验组控制组后测的模式是X----O1 O2不等实验组、控制组后测设计中有实验组和控制组，只有实验组接受了实验控制（X），两组都有实验后测（O1、O2），通过比对组数据的后测结果来推出实验结论。

例如教师要做一个关于电子白板在教学中的应用效果的一个实验研究，对自己所教的各方面水平基本相当的两个自然班进行实验研究，仅对作为实验组的被试班级在教学中使用电子白板来授课，一段时间之后对两个班级进行测试，以两个班级的测验结果来推导电子白板在授课中对学生学业水平的作用。

这种实验设计没有前测，优点在于消除了前测对后测的影响，通过横向比较来判断实验变量的有效性；而缺点在于实验组和控制组的被试不是随机选取的，是靠感觉和印象选取的，两个组之间可能在实验处理上存在较大的差异，初始水平的差异对实验结果影响较大，对无关变量的控制不严格，使得实验的效度较低。

（2）不等实验组、控制组的前后测设计模式
不等实验组、控制组的前后测设计模式为O1------ X ------O2---O3------ ─ ------O4这种准实验设计模式有实验组和控制组，实验组和控制组都进行前
测和后测，而仅对实验组进行实验控制。

控制组不进行实验控制。

根据两个组的前后测的成绩来推导实验控制和实验结果的因果关系。

例如，教师进行导学案有效性的实验研究中，被试是在各方面水平基本相当的两个班级（实验的前提是两个班级均未使用过导学案教学方式），作为实验组的班级使用导学案方式进行授课，作为控制组的班级不改变教学方式。

对两个班级的实验前后的学业水平进行测试。

通过对两组的前后测成绩来推导导学案在促进学生学业水平发展的关系。

显然这种实验设计可以消除初始水平差异的因素对实验结果的影响。

但是前测可能会对被试产生敏感或适应，从而影响了后测的结果的效度，进而影响了整个实验研究的效度。

3、真实验研究
真实验研究的设计模式与准实验研究的的设计模式最大的差别在于真实验研究必须要求采用随机分配的方式进行分组。

类似于准实验研究，真实验研究的设计模式也可以分为两种：
（1）随机分配实验组、控制组的后测设计模式
随机分配实验组、控制组的后测设计模式可以表示为R X------O1R O2
这种设计模式要求将被试随机分配为实验组和控制组，两个组在统计意义上是相等的。

然后对实验组进行实验处理，对实验组和控制组仅进行后测，这种测试的优点在于消除了前测对后测的影响和实验变量之间的相互作用，这种设计模式的内在效度较高。

（2）随机分配实验组、控制组的前后测设计模式
这种设计的模式是R O1------ X ------O2R O3------ ------O4这种设计模式要求将被试随机分配为实验组和控制组，两个组在统计意义上是相等的，然后对实验组进行实验处理，对实验组和控制组均进行前后测，通过对前后两组数
据的变化来推导实验处理与实验结果的因果关系。

这种模式的优点在于进行前后测可以充分说明是因变量的作用，使得实验结果的因果关系可靠性高。

由于实验设计上的内在特点，真实验的效度必将高于准实验的效度，但是，进行真实验的难度很大，随机抽样在学校的教学环境中很难做到，按照实验设计而打乱学校日常的教育教学秩序是不道德的且容易受到各方面抵触的。

影响真实验的效度的因素还有部分无关变量是难于严格控制的。

五、实验法的优点与缺点
实验法的优点主要体现在教育实验是可以有目的地控制变量，而有目的地控制变量是实验研究的核心。

排除了无关变量之后，研究者对自变量进行有目的地控制，通过观察因变量的变化，才能客观地分析自变量与因变量之间的因果关系，这样得出的结论是具有说服力的。

其次，实验研究有着严格的实验设计和明确的实验程序，教育实验设计对被试的选择、实验变量的确定、实验材料和工具的选定、实验程序的设计等，每一个步骤都有具体明确的要求，这样科学严谨的程序是实验结论可靠性的保障。

第三，教育实验法的可重复性。

实验是可以重复验证的，即设置与前人一样的实验条件，重复前人的实验过程就一定会得到同样的结论。

经过了反复验证的结论才是科学可靠的结论。

实验法的缺点在于实验法对实验所需的现象和环境的控制难度较大，在科学实验中很多变量是无法操纵和控制的，无关变量难于排除，这些都会制约实验研究结论的科学性。

实验控制造成了环境不可避免地在一定程度上失真了，实验条件的控制得越严格，离真实的教育环境的差别就越大，在自然环境下教育活动中重复进行实验的可能性就越小，这就造成了在实验环境中的结论不能完全适用于实际教育环境。

六、实验法的范例
卢正芝在教育研究2003年第7期发表了《高中学生主体参与模式的构建与实验研究》该研究运用实验法对其研究结果阶段是这样论述的三年的实验研究过程中，课题组采用多种方法和工具，对实验的效果进行了全面的、科学的评价，从定性与定量两方面对学生的主体性素质发展水平进行了测量与评估。

（一）学生能力、特长、个性得到了很好的发展对与主体性素质紧密相关的思维能力、创造力、归因倾向、自信等核心素质用权威量表进行测量，结果如下。

1.学生思维能力测验
思维能力测验量表是由北京师范大学心理系根据国外有关智力测验的量表修订而成，有较高的信度与效度，有中国常模，适用于初中到高中学生的思维能力的测验。

测量结果见表1。

2.劳德塞创造能力测验
劳德塞创造能力测验量表是创造能力测验中比较著名的一种，由著名的美国普林斯顿创造才能研究公司的总经理、心理学家尤金·劳德塞与他的同事们编制而成。

他们编制的创造能力测试50题经过我国有关专家改编后，适用于我国中学生。

测量结果见表2。

3.个人评价问卷（自信）测验
个人评价量表引自于Robinson、Shaver&W right主编，由台湾杨中芳博士校订的《性格与社会心理测量总览》。

测量结果见表3。

4.内—外控制量表测验
内—外控制量表也引自于Robinson、Shaver&W right主编，由台湾杨中芳博士校订的《性格与社会心理测量总览》。

测量结果见表4。

统计的数据表明，研究的干预措施在对提高高中学生的自信心、创造力和思维能力及归因倾向的自主能力上有明显的效果，在发展高中学生的主体性素质上有较明显的成效。