实验研究方法

目次

壹、绪论 4 贰、实验研究法的意义 4 参、实验研究法的特征 5

一、随机化 5

二、控制变项 5

三、周详的观察 7

四、精确数量的记载 7

五、反复实验 7 肆、实验研究法理论基础 7

一、实验心理学 7

二、逻辑经验论 9

三、方法统一论 10 伍、提升实验研究设计具有内外在效度 11

一、具有内在效度 11

二、精确性 15

三、具有外在效度 25 陆、实验研究法进行程序 29 柒、实验误差控制 30

一、实验控制的因素 30

二、实验控制的方法 31 捌、实验设计类型 33

一、前实验设计 33

二、真实验设计 34

三、多因子实验设计 36

四、准实验设计 37 玖、实验研究法适用的统计工具 41

一、各量尺适用之统计工具 41

二、实验研究法常用的统计 42 拾、实验研究伦理问题 45

一、研究伦理的原理原则 45

二、遇到限制时，因应之道 46 拾壹、实验研究法在教育研究应用的限制 46

一、优点与限制 46

二、使用实验研究法应注意事项 48 拾贰、论文评析 49

一、论文搜寻来源 49

二、课程与教学领域中运用实验研究法之论文 49

三、实验研究法近期在课程与教学研究的趋势 59

四、论文评析 60 拾参、参考书目 69

表目次

表1 统计检定的可能结果 24 表2 独立样本多因子设计模式范例 36 表3 非独立样本多因子设计模式范例 37 表4 各种前、真实验设计的内外在效度39 表5 各类型准实验研究设计的内外在效度40 表6 各量尺适用之统计工具41

图目次

图1 三个自由度不同的t分配 18 图2 图2：当μ＝68、σX ＝2时之95%及99%推估信赖区间 (19)

图3 假设检定的信赖水平与拒斥区22

壹、绪论

实验研究法是唯一能真正考验有关因果关系之假设的方法，也

是解决教育上理论与实际的问题及推动教育成为一门科学的最有效途径。在实验研究中研究者至少操纵一个自变项，控制其它有关变项，以及观察一个或多个变项的结果。

实验研究法最早运用在物理界的研究观察，十九世纪引入生物科学，十九世纪末将之应用于实验心理学，1890年代将之应用于教育情境问题的研究，尔后便大量运用于教育领域中(王文科，1999)。

贰、实验研究法的意义

实验研究法是科学研究的一种方式，是用以找出事件之间的因果关系的方法，从事实验研究时，实验者对某一个或几个变项加以操弄，以观察或测量其它变项因此而发生的影响或改变。

实验研究法中所谓变项(variable)，乃是指一种可变的情况或因素，在实验中所操作的变项，称为自变项(independent variable)或实验变项，用以指任何实验处理，所观测之其它变项称为依变项(dependent variable)，由此可知，实验研究法是指研究者在小心操弄可能影响实验结果的因素下，探求自变项与依变项的关系。

实验研究非常强调「操作」，即对实验情况，自变项及控制组之控制，其主要目的有三，其一为自变项以外的其它因素不致影响依变项，其二为确定自变项所产生之影响大小，其三为以数值表示变项之程度(郭生玉，1999)。

此外A. C. Porter（1997）对实验研究法有更明确定义，其为确定自变项「直接」受研究者掌控，实验结果是计划中的改变，而非自然改变，而实验对象的选择是随机的。

参、实验研究法的特征

学者大致上有以下的看法（郭生玉，1999；陈龙安、庄明贞，

2000）

一、随机化（randomization）

在心理与教育研究中，由于研究情境相当复杂，且不同组别的受试者具有许多特质的差别，故欲完全控制这些因素，事实上是无法达到的目标。因此，研究者往往采用随机化原则排除那些无法直接适当控制的因素之影响。所谓

「随机化」，简单的说，就是在一个界定的研究群体（population）中，每一个分子均有相等的机会被抽取做为研究的对象。一般而言，最常用在实验研究中的随机化步骤有两个：一个是随机抽样（random sampling），另一个是随机分派（random assignment）。理论上，抽取的样本人数愈多，在理论上实验组与控制组的各方面特征将会接近完全相等或相似。

二、控制变项（control variable）

控制变项的主要目的，是经由适当的实验设计，以控制三种变异量，即实验变异量、无关变异量和误差变异量。以下分别说明控制这三种变异量的意义。

（一）增加实验变异量到最大

实验研究者在从事实验时，其重要任务之一是操纵实验变项，使由这个实验处理所造成的实验变异量（experimental variance）增加到最大的程度。易言之，实验者必须尽可能使几个实验处理间彼此有很大的不同。

（二）排除无关变异量

无关变异量（extraneous variance）是由一些实验者没有控制好的变项所造成。这些无关变异量常因此混淆实验的效果，而使实验结果的解释产生困难。因此研究者必须设法控制实验变项以外的所有无关变项，使它们对实验效果的影响减至最低的程度，以免无法正确解释实验结果。

（三）减低误差变异量到最小

任何实验研究总难免会有误差存在，只是程度上的不同而已。因为这些误差将会影响实验效果的显著性，因此，研究者必须设法减低到最小的限度。在实验过程中，造成误差的来源主要有二：一是无法认定和控制的个别差异因素，另一是测量误差。为了减低误差变异量到最小，研究者应从两方面努力：第一，妥善控制实验情境。第二，提高测量的信度。

三、周详的观察

实验者对于环境的一切事物必须时时抱持着怀疑的态度，以犀利之眼光、客观的态度、科学之方法，观察问题之所在，然后实验工作才能着手。

四、精确数量的记载

科学研究的特征之一，是所得到的具体数据，都可以用实际的数量来比较，用统计的方法来处理。因此，实验的结果必须用精确