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2018年9月22日┃研究方法┃教育实验的设计与实施


本文预计阅读时间:6分钟

教育实验的设计与实施


河南省教育科学研究所 徐万山


教育实验研究是研究者根据研究目的和计划,在一定条件下,对研究对象(被试)施加某种可操纵的教育影响(如采用某种教学方法或教育技术),然后观测其变化及教育效果,以此推断所施加教育影响与教育效果之间是否存在因果关系的研究方法。中小学课程改革及较大范围的教学方法创新等,大都以教育实验作为其理论支撑或推广依据。


一、教育实验的基本形式

教育实验有三种基本形式:单组实验、等组实验和循环组实验

1.单组实验

单组实验是指同一组被试(如学生)在其他条件保持不变的情况下,先后接受不同实验因素的影响,然后对实验因素所产生的结果进行观察和比较,从而推断某种因果关系的实验形式。比如要对某项课堂教学方法进行实验,看它是否有利于提高教学质量。若采用单组实验形式,就要先选定一个教学班作为实验班,在进行基础测试(前测)后,开始采用这一课堂教学方法进行教学,一个实验周期(一般为一个学期)后进行效果测试(后测),将前后两个测试结果进行统计比较,就可推断此项课堂教学改革与提高教学质量之间是否具有因果关系。这种实验方式简便易行,尤其适合在规模较小的学校采用。


2.等组实验

等组实验是将被试分成几个条件相同的组或选择几个基础相同的样本进行的实验研究。在教育研究中,经常采用实验组与控制组相对照的方法,将被试分成实验组和控制组,实验组接受实验因素的影响,控制组不接受实验因素影响,在实验过程中两组被试其他条件保持相同,最后对实验因素所产生的结果进行观测和比较,从而判断实验因素的作用效果。等组实验的要点在于保证各实验组的同质(基础相同)。比如要开展“有计划的学法指导”实验,看其是否有利于提高学生学业成绩,若采用等组实验方式,就可先通过基础测试(前测)选定两个学生学业基础相同的教学班分别作为实验班和控制班(或称对照班),然后对实验班学生进行有计划的学法指导,对控制班学生不作学法指导,经过一个实验周期后,再对两个班的学生进行学业成绩测试(后测),将前后两个测试结果进行统计比较,从而推断有计划的学法指导与学生学业成绩提高之间的因果关系。


3.循环组实验

循环组实验是单组实验与等组实验相结合的一种实验研究形式,实验因素在各组中轮流施行。由于采用循环的形式,各组基础条件可不必完全相同,同一时间内各组分别接受不同实验因素的影响,比较实验结果后,再进行下一轮的循环实验。比如对“运用多媒体辅助教学”进行实验,看其是否有利于提高学生的学业水平,若采用循环组实验方式,就要先选定两个教学班,确定实验周期并将其划分为两个阶段,第一阶段甲班为实验班、乙班为控制班,第二阶段乙班为实验班、甲班为控制班,实验班运用多媒体辅助教学,控制班不用多媒体,每个阶段结束时均对实验班、控制班进行学业成绩测试,最后将两个实验班(多媒体教学班)成绩与两个控制班(非多媒体教学班)成绩进行统计比较,推断多媒体辅助教学与学生学业成绩提高之间有无因果关系。


二、教育实验的设计

教育实验设计一般包括研究变量及假设的提出、被试的选择、测量工具的准备、实验形式与周期的安排、对无关变量的控制等内容。

1.提出假设及其研究变量

实验的目的是为验证假设,提出假设是实验的前提。所谓假设是指研究者预先说明两种或两种以上变量之间的关系。一个假设起码应该有两种基本变量:自变量和因变量。在教育实验中,自变量一般是根据研究目的来设计的,如教学方法、课程结构、师生关系、管理制度等都能作为一项实验的自变量。因变量往往与被试者身心发展的水平和相关状况有关,如学生的道德水平、教学质量、学校效能等。自变量与因变量之间构成某种待检验的关系,也就是实验提出的假设。一个好的假设,理论上应该能够说明实验中的自变量和因变量之间的因果关系,而且还必须具有明确的实践操作方案,即具体规定了实验实施方法、过程等,规定了实验结果的检验指标、测量工具等一整套实施操作系统。只有这样,该项实验的假设才可以得到检验,他人才可以重复,实验才具有科学意义。


2.挑选实验被试

教育实验中的研究对象称为被试,是相对于实验者(主试)而言的。被试可以是一个或几个人,也可以是某一个群体,如班级、学校,甚至更大范围的人群。确定被试必须以实验目的为依据,即按实验课题的需要,选择具有一定条件、一定数量的被试。具体抽取被试的方法,必须结合具体设计的需要来确定。无论何种抽样方法,首先应确定实验被试的总体定义,即明确被试的年龄、性别、智力水平等相对稳定的总体特征,然后在这个特定的总体中抽取一定数量、能够代表这些总体特征的对象作为实验被试。实验被试的样本量应根据总体的大小而定。中小学教育实验常常以一个或几个教学班为被试群体。


3.编制或选择测量工具

在实验研究过程中,需要对因变量做多次测量,因此,必须确定因变量测量指标并准备好测量工具。中小学教育实验主要的测量工具有测试卷、观察表、心理量表等。实验测量工具可以根据实验实际需要由课题组自行编制,也可以从相关科学量表(如心理量表)中选择使用。


4.确定实验形式及实验周期

根据研究对象总体数量的多少及相关研究条件,确定采用单组实验、等组实验、循环组实验中的哪种形式作为实验形式,同时安排实验周期。如果采用单组实验或等组实验形式,还需要安排运用测量工具(如学业测试卷)对被试进行前测;若采用循环组实验形式,则需要在实验周期内科学划分实验阶段。

5.控制实验的无关变量

在实验研究中,自变量以外的,能够影响因变量且可能干扰实验的因素,统称为无关变量。无关变量对实验并不是无关,只是研究者在实验中未将其列为研究的变量。教育实验中的无关变量,是被试自身带到实验中来的各种因素特征,如被试年龄、性别、智力水平、学习经验以及被试在实验过程中的兴趣、态度、情绪等因素;也可能是实验措施本身造成的对因变量的影响,或者是外界(如校园环境)对实验的意外干扰等。教育实验设计的一项重要内容,就是如何控制这些无关变量,从而提高实验结果的有效程度。


三、教育实验的步骤

一项教育实验一般包括准备、实施、资料收集与分析、结果验证等几个阶段。

1.实验的准备

教育实验准备阶段的总体任务是制定实验研究的实施方案,内容一般包括:(1)确定实验课题,明确实验目的。(2)明确实验的理论基础,提出实验研究的假设。(3)选择被试,区分变量,进行实验设计。(4)准备合适的测量工具,确定实验形式和周期。


2.实验的实施

做好充分的准备后,教育实验即可按计划开始实施。实验方案的实施,主要应做好以下几方面工作:一是按照实验设计,操纵自变量;二是有效控制无关变量;三是随时观察测量因变量,收集实验数据以及其他重要实验资料。实验活动的开展,一般应严格按照实验方案进行,不应随意更改实验程序和实验措施。


3.实验资料的收集和整理分析

实验资料包括实验实施过程中观察、谈话、测量所得的信息,如观察和谈话记录、测验分数或等级等。收集实验资料时,要考虑资料的可靠性和准确性。资料的整理与分析,既可定量统计,也可定性描述,但一定要按统计程序和实验思路进行。


4.实验结果验证

一项教育实验得出最终结论之前,还需要对实验结果进行验证。一是检验提出的实验假设是否科学、合理、有价值;二是检验是否有效控制了无关变量,主动操纵了自变量,客观测量了因变量;三是检验实验的方法和过程是否设计合理;四是检验能否揭示自变量与因变量之间的因果关系;五是检验实验具有怎样的可重复性,实验的可重复性越高,表明实验结果的可靠性越高。

教育实验常用于教育教学改革的研究,如课程体系改革实验、新教材实验、新教学方法实验等;也可用于对已有教育教学成果的验证,或为形成新的教育理论、教育模式等提供依据。

本文来源: 《河南教育(基教版)》 2015年第9期P20-21页

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