精品實用文檔.精品第二節實驗的根本模式

一、實驗模式設計的根本要素在實驗模式設計時經常需要考慮三個根本要素：

〔一〕變量

實驗設計中包括三類變量：實驗變量，即自變量。它是由實驗者設計安排的，人為操縱控制的，有方案地變化的實驗情境或條件因素。反響變量，即因變量。它是隨著自變量的變化而變化的，是實驗者需觀察、測量、計算的變化因素。無關變量，即干擾變量。它是除實驗者操縱控制而有方案地變化的實驗變量之外，另外一些影響反響變量變化的其他干擾因素。它使實驗者無法對所得的結果做出正確的判斷和解釋。

實驗的根本操作就是研究實驗變量對實驗對象施加作用之后。實驗對象產生怎樣的反響變化，從而了解實驗因素的作用。通常使用如下符號表示：

O——實驗對象，

X——實驗變量，

Y——反響變量的測量結果，

XO——實驗因素X對實驗對象施加作用，

C——整個實驗結果。

〔二〕事前測驗與事后測驗

在實驗因素未對實驗對象施加作用之前，事先對因變量進展測量，即事前測驗，其結果通常用Y0表示。在實驗因素對實驗對象施加作用之后所進展測量，即事后測驗，其結果用Y表示。

〔三〕實驗組與控制組

利用隨機取樣或測量配對選擇而形成的兩個條件相等的樣本組，其中一組承受實驗因素的作用，即實驗組，用O實表示。另外一組將不承受實驗因素的作用，只作為比較標準，即控制組，用O控表示。

根據實驗的目的要求不同，教育傳播實驗最常用的模式有三種，即單組實驗模式、等組實驗模式和循環實驗〔或稱輪組實驗〕模式。精品實用文檔.精品二、單組實驗單組實驗，是指同一實驗因素X，只對同一組〔或一個〕實驗對象O施加作用，然后測定對象所產生的變化，以確定實驗因素的效果如何。

單組實驗通常采用前測與后測比較的方法來研究實驗因素的效果。在未進展實驗處理之前，先進展一次測量〔稱為前測〕，其結果為〔Y0〕，在進展實驗處理〔XO〕之后，再進展一次測量〔稱為后測〕，其結果為〔Y〕，那么整個實驗結果C＝Y－Y0，其操作過程可用表4-1表示。三、等組實驗以兩個或兩個以上條件一樣的實驗組〔等組〕為實驗對象〔O1和O2，O1＝O2〕，使之分別承受不同的實驗因素的作用(X1和X2)，然后將各個實驗因素所產生的效果加以測量和比較。實驗操作過程可用表4-2表示。等組實驗操作也可用公式表示為：

等組實驗最重要的條件是各組必須盡量相等，即要符合O1＝O2的條件。相等的含義是指除實驗因素外，所有能影響實驗的其他因素，實驗對象的原有水平必須根本一樣或相等。

為了選擇等組，通常采用兩種方法：

1．隨機取樣法

這是利用隨機取樣方法，從總體中隨機抽取兩組數目一樣的樣本分別作為實驗組和控制組。

2．測量配對法

這是在進展實驗前，先把實驗對象進展一次測量，并把測量結果按分數多少的順序排列好，然后再按順序位置，以如下方法把對象分派到兩組去。

精品實用文檔.精品

這樣的分組，不會使某一組占有特別的優勢。

這類設計模式的特點是：

⑴抑制了對象選擇的干擾；

⑵兩組都有前測和后測，有〔Y1－Y10〕和〔Y2－Y20〕之間的對照，這樣，由于時間、對象的成長和測量工具等干擾因素的影響是一樣的，因此這類設計的內在效度有了顯著提高。四、輪組實驗有時候因受到許多條件的限制，無法對實驗對象進展隨機抽樣處理，也無法進展測量選擇分派。在這種情況下，那么可以采用輪組實驗法，即把各個實驗因素輪換作用于各個實驗組，而各實驗組條件并不均等；然后，根據各個實驗因素作用所引起的變化總和來決定實驗結果。如表4-3所示：

實驗結果為分別比較X1、X2、X3各因素的作用效果之間的差異情況，即比較C1－C2或C2－C3或C3－C1之間是否存在差異。

這種輪組實驗，不僅使每個實驗因素在各組中循環作用了一遍，而且在實驗次序的每一個地位上也都循環了一遍，這就不至于使某一個實驗因素由于總是排列在最先、最后或中間而受到有利的或不利的影響。

通常在教育技術實驗研究中，實驗對象常是兩個條件不同的班，而實驗因素是兩種不同的教學方法〔或運用不同的媒體〕，那么可以采用如下表4-4所示的簡化模型：精品實用文檔.精品

實驗結果C＝C1－C2。

這種實驗法具有如下優點：

1．不要求各組均等，因而省去了均等組別的麻煩；

2．在實驗過程中，各實驗因素對實驗對象的作用次數增多，平均效果正確性可增長；

3．無關因素的影響時機與次數一樣，可以減少無關因素的影響。第三節實驗變量的操縱控制和測量

一、實驗變量控制和測量的根本內容實驗操作中包括對實驗變量〔自變量〕、反響變量〔因變量〕和干擾變量三類變量的控制和測量。實驗者應有效的操縱實驗變量，努力控制和排除無關變量，盡量降低對反響變量測量的誤差，以提高實驗的效度。

實驗者對三類變量的控制關系可用圖4-3表示：精品實用文檔.精品

在實驗設計中，變量的控制包括如下幾個方面。

〔一〕對實驗變量的有效操縱

對實驗變量有效操縱的原那么是要有系統的變化，而且變化的差異要盡可能大。因此，通常在實驗設計時選擇兩個極端值，或取其最正確值，或選擇幾個具有代表性的值作為實驗刺激的條件。例如，以教學方法作為實驗變量時，那么兩種〔或兩種以上〕教學方法應有顯著的不同，實驗才能取得成效。又如，假設以媒體的刺激量或刺激持續時間作為實驗變量時，那么要把刺激量或刺激持續時間分成幾個等級，每個等級之間應有顯著的不同，并且最好是包括有極端值的情況，即完全沒有刺激或刺激時間為零的情況。

〔二〕對無關變量干擾的控制

在實驗過程中，有許多無關因素干擾實驗過程，影響實驗的結果，這些干擾因素，根據其顯現的狀態可分為兩大類：外擾變量。這是指除了預定的實驗變量之外，一切可能影響實驗結果的、可以明確識別的外在因素，如受試者的年齡、性別、身體機能〔視力、聽力〕等。中介變量。這是指除了預定的實驗變量之外，可能對實驗結果發生作用的內在因素。它不能直接被觀察識別，只能憑個體外顯行為的線索去推知這種干擾的存在，如受試者的動機、性格、態度等。

控制這些干擾因素的原那么是使干擾因索保持不變，或使其到達最小的變化，或者將其排除出外。

〔三〕減低測量誤差

實驗因變量的變化情況是通過測量工具來測定的。測量方法包括有心理測驗、問卷、量表、測驗試題、各種反響儀器等。但是，任何工具都不可能做到百分之百的準確，因此設計時就需要合理選擇、設計和正確使用測量工具，如問卷設計的合理性，測驗試題設計、評分標準的掌握，反響儀器靈敏度的調整等等，都應盡量使誤差降到最低限度，以減少測量誤差對實驗結果的干擾。精品實用文檔.精品二、變量控制的目的在于提高實驗效度實驗效度是指實驗的準確性和代表性。

實驗效度是影響著實驗設計、實施、解析、推廣、評價等工作的重要因素，它是衡量實驗成敗、優劣的關鍵性的質量指標。實驗效度是由內在效度和外在效度兩局部構成。內在效度決定了實驗結果的準確性，影響到對實驗結果的解釋。外在效度那么直接影響實驗結果的可推廣性。

〔一〕實驗的內在效度

這是指實驗方面的準確度問題，即實驗設計能否有效地控制變量，以使研究者能夠清楚地解釋所得的實驗結果。如果一個實驗設計，除了研究者所控制的實驗變量外，還有其它變量也影響反響變量的變化，使研究者無法正確解釋所得的實驗結果，那么該項實驗設計的內在效度就很差。

在進展教育技術實驗研究中，影響實驗內在效度的因素主要有：

1.時間

由于實驗周期較長，除了實驗變量之外，一些未經控制的因素會在較長的實驗過程中介入，從而引起實驗結果的變化。

2.對象成長

在實施實驗的過程中，受教育者可能會產生生理上或心理上的變化，如成熟、自信心的增強等，從而使實驗結果發生變化，而這種變化并非是由實驗變量所導致的。

3.測驗動機

當學生知道自己是在參加實驗，是被研究的對象時，往往會產生一種特殊的心理反響，他對實驗變量的刺激就有了一種準備性的動機。另外，進展屢次重復性的量度時，受試者也就有了心理的準備，即使對同一個問題，往往第二次的口答反響“自動〞地與第一次不同，而這種差異不是來自實驗變量的刺激，而是由測驗動機所引起的。

4.對象的損耗

由于某種原因，受試者沒有“合作〞，例如問而不答，試卷沒有交，中途缺席等現象都可能影響統計的結果。

5.測量的誤差

進展測驗時，試題設計不當，評卷者對評分標準掌握的程度，評卷人的心理狀態與動機等，都直接影響到實驗的準確性。

(二〕實驗的外在效度

這是指實驗結果的可推論性，即代表性問題，表示實驗結果是否適合于推廣應用，能否做到對同類事物現象作解析、預測和控制。如果實驗結果只適用于某一范圍〔如年級、學科、性別等〕而不能推廣到其他同類事物現象，那么說明其外在效度比較差。

通常影響外在效度的主要因素有：精品實用文檔.精品實驗情境的過分人工化受試對象缺乏代表性測量工具選擇的特殊性

在進展教育技術實驗設計時，必須考慮要使實驗設計到達兩方面的要求。第一，要能有效地控制實驗情境，安排好實驗變量，控制其他可能發生影響的干擾因素，保證反響變量的變化，確實是由于實驗變量變化所產生的。第二，要考慮到實驗研究的結果能推廣應用，能對同類事物現象進展解析、預測和控制。因此，在實驗設計時，都必須考慮如何提高實驗效度的問題。

為了提高實驗的內在效度和外在效度，在實驗過程中，通常采用如下的一些方法來控制干擾因素。

1.恒定法

即在設計實驗時，為了將可能影響結果的干擾因素排除在實驗條件之外，可使之保持恒定。例如，實驗者考慮到某一實驗結果，會受學生年齡的影響，因而可采用在單一年齡區間〔如19—20歲〕內進展實驗，以排除年齡因素的影響。但是，從實驗研究的價值來看，使用恒定法后所得的研究結果缺乏普遍的推論性，因而其外在效度是較低的，故在實驗設計時，恒定法并不常用。

2.納入法

這是把影響實驗結果的某種干擾因素也當作自變量來處理，同樣安排它作系統的變化，并且觀察、測量、記錄和分析行為反響與這一因素的關系。例如，研究某種教學媒體對學生理解知識所產生的影響時，如果考慮學生的年齡對于媒體所傳遞的信息的感知能力有所影響，那么在實驗設計時，把受試者的年齡因素包括在內，當作自變量處理。把學生按一定的年齡區間分組受試，這樣所得的研究結果其外在效度便可提高。

3.平衡法

即利用數學概率原理，將參加實驗的受試者用隨機抽樣與隨機分派的方式進展分組，通常的方法是先用隨機抽樣的方法〔可用編號抽簽決定，或使用亂數表決定〕，在總體中先抽取受試樣本，然后再用隨機分派的方式，把樣本編入實驗組與控制組內，或分派到各個不同的實驗組內，使各組受試者所具備的各種干擾因素時機均等，互相平衡而抵消，這就不致產生系統性的偏差。在理論上，這種方法是唯一能有效地控制所有無關變量干擾的方法。

4.循環法

考慮到受試組個人條件因素會對實驗結果產生影響，在設計時，可把同一受試組承受幾種實驗處理，每個受試者都重復承受幾種不同的實驗條件。在各種實驗條件之下，受試者個人條件因素根本不變。這樣可以認為受試者個人條件因素對各個實驗處理結果的影響時機均等，從而排除了干擾。上述輪組實驗就是循環法的表達。精品實用文檔.精品三、實驗反響變量的測量在教育技術研究中，總是要涉及到許多反響變量的測量問題。所謂測量，就是依據某種法那么，對事物賦于某種特征程度的符號或數字，即對研究對象的屬性給予數值化的過程。

〔一〕實驗反響變量的選擇

教育技術實驗研究的過程主要是實驗者通過媒體以不同的方式作用于實驗對象，使實驗對象作出反響；這些反響主要表現為實驗對象對媒體的接觸所表現的行為，情感態度以及對媒體內容的認知程度。

1.對媒體接觸所表現的行為〔Ya〕，這是指實驗對象面對教學媒體，進展收聽、收看時所表現的行為，包括語言行為、非語言行為和特殊語言行為。

2.面對媒體時的態度〔Yb〕，這是指對實驗對象面對教學媒體時的興趣、喜惡、關注和評價等諸方面。

3.對媒體內容的認知〔Yc〕，這是指實驗對象經媒體作用后，對媒體內容的認識、理解、應用、分析、綜合、評價等諸方面。

實驗對象這三方面的反響彼此是互相聯系的。當對象對媒體接觸次數多時，會對媒體的態度發生變化，也可能加深了對媒體內容的理解。當對象對媒體發生濃厚的興趣時，也有助于對媒體內容的認知和理解。精品實用文檔.精品行為、態度和對內容的認知等實驗反響變量，是實驗對象對實驗因素的作用所作出的反響，是能夠被測定的變化因素。這些反響變量。既可以是事物的數量，又可以是事物的質量。例如反響速度、有效程度、錯誤率、正確率、記憶率等數量，可作反響變量；而某些作用的有效與無效、存在與不存在、品質的好與壞等，屬于質量問題，也可以作為反響變量。

反響變量的選擇在整個教育技術實驗中占有十分重要的地位，因為實驗的結論都是從反響變量所提供的事實材料中推測、判斷或推導出來的。反響變量選擇是否得當，直接關系到實驗的成敗。

(二〕選擇實驗反響變量應遵循如下幾項原那么

1.反響變量的客觀性

這是指反響變量是客觀存在的，是可以為實驗者或儀器所感知或記錄下來的。一個實驗反響變量如果是客觀的，它不依人的主觀愿望而轉移，那么，它在一定的條件下就會重現。

2.反響變量的合理性

這是指某反響變量確實能代表所研究的對象，兩者之間有著十分密切的關系，反響變量的變化代表著研究對象的某一種特性。

3.反響變量的靈敏性

這是指某項反響變量在技術上具有顯示的可能性，在實驗條件的嚴格控制下，它能無偏差地顯現出來。

4.反響變量的可轉換性

這是指反響變量既可以分級比較，也可以與其他變量相配合使用，從而表現出某種關系。雖然，有些反響變量不能直接看出其規律，但經過某種數學的變換便可看出規律性。

實驗反響變量的選擇是否得當、是否有用，主要取決于實驗者對專業理論與統計知識的掌握程度。如果實驗研究所建立的假設是符合實際的，這就為反響變量的選擇提供了前提條件。

一項實驗的反響變量，實驗者既可以根據理論假設的需要自創，也可以從有關文獻或其他實驗中選取現成的、定型的反響變量。第四節準實驗研究及其設計方法

隨著信息技術的開展，信息技術在教育領域的應用迅速擴展，其應用范圍的擴大、應用層次的深入使有關的研究活動越來越多，越來越深入，為此在這一領域需要更多更好的研究方法。準實驗研究方法本來是心理學研究中采用的一種研究方法，近年來已被國外教育界引入到教育研究中，為了能在教育技術領域運用這種方法，這里特對準實驗研究方法的根本原理和設計方法進展闡述。一、準實驗研究及其特點在介紹準實驗研究方法之前，先來看看實驗研究方法。概括地說，教育實驗研究是為了解決某一教育問題，根據一定的教育理論和建立的假設組織有方案的教育實踐，經過一定時間對效果進展比較分析，從而得出結論的研究方法。這種研究方法是在適當地控制無關變量，以隨機化原那么，在嚴格控制下進展的。實驗研究很準確，但進展環境過于理想化，要花費較多的人力、物力和時間去控制對象和環境，但對于教育研究而言要進展有效控制是很難的，因為教育實驗的對象常常是人而非物，不可能進展嚴格的控制，同時在實驗中對研究者的要求也很高，讓研究者和被研究者都感到有壓力，而且還要受到受試單位、學校配合程度等因素的影響。基于上述的局限，實驗這種研究方法在教育研究中的應用不如其它研究方法廣泛，沒有發揮出它的優勢和作用。為了解決實驗的這些缺乏之處，發揮實驗研究應有的作用，我們可以采用原始的組，在較為自然的環境下以類似實驗的方法設計方案來進展研究，這就是本節要介紹和闡述的準實驗研究方法。

〔一〕定義

嚴格地說，準實驗研究是指在無須隨機地安排被試時，運用原始群體，在較為自然的情況下進展實驗處理的研究方法。

〔二〕準實驗研究的特點

比照起真實驗研究，準實驗研究有以下特點：

1.降低控制水平，增強現實性

準實驗設計是將真實驗的方法用于解決實際問題的一種研究方法，它不能完全控制研究的條件，在某些方面降低了控制水平。雖然如此，它卻是在接近現實的條件下，盡可能地運用真實驗設計的原那么和要求，最大限度地控制因素，進展實驗處理實施的，因此準實驗研究的實驗結果較容易與現實情況聯系起來，即現實性較強。

相對而言，真實驗設計的控制水平很高，操縱和測定變量很準確，但是它對于實驗者和被試的要求較高，帶來操作上很大的困難，現實性比較低。

2.研究進展的環境不同

準實驗研究進展的環境是現實的和自然的，與現實的聯系也就密切得多。而實驗研究的環境與實際生活中的情況相差很大，完全是一個“人工制作〞的環境，與現實的聯系較難。

3.效度

準實驗設計利用原始組進展研究，缺少隨機組合，無法證明實驗組是否為較大群體的隨機樣本，同時任何因素都可能對原始群體起作用，所以因被試挑選帶來的偏差將損害研究結果的可推廣性，從而影響了準實驗研究的內在效度，因此在內在效度上，真實驗優于準實驗設計。但由于準實驗的環境自然而現實，它在外部效度上能夠且應該優于真實驗設計。因此，在考慮準實驗研究的效度時應該對它的特點有清楚地認識，并注意確定實驗組間的對等性，同時在邏輯上對可能有的代表性和可推廣性加以論證，避開其缺乏之處。精品實用文檔.精品二、準實驗研究設計方法從研究設計的思想和要求來推論，可以認為準實驗設計是一種降低了控制標準的類似真實驗的研究方法，因此準實驗研究設計的方法在許多方面與真實驗有一樣之處，常用的準實驗設計方法有不相等實驗組控制組前后測準實驗設計、不相等區組后測準實驗設計、單組前測后測時間系列準實驗設計、多組前測后測時間系列準實驗設計、修補法準實驗設計等五種。

〔一〕不相等實驗組控制組前后測準實驗設計

這種準實驗設計方法通常應用的情況是：需要安排兩組被試作為實驗組和控制組進展研究，但又不能按照隨機化原那么重新選擇被試樣本和分配被試。這是一種典型的準實驗設計方法，用于針對不同被試組在一開場就不相等時，進展實驗組和控制組后測結果的比較，實驗程序安排如表4-6所示：精品實用文檔.精品

不相等實驗組控制組前后測準實驗設計在進展過程中要注意兩個問題。進展前測是用于檢驗在實驗要考證的問題上實驗組和控制組原有的近似程度，而不考慮其它因素。只有當兩個組在考證問題上原有水平相接近時，才能進展該種準實驗研究。對結果進展分析時，要對R3和R4之間的差異進展統計檢驗，而非簡單比較平均分、方差等，通過檢驗確定進展實驗后兩個組之間是否存在差異，差異程度如何。

[例4-1]

某一課題要研究利用多媒體計算機輔助物理教學后學生的學習效果，應用準實驗方法進展研究，設計方案如下：

第一步：選取實驗對象。

為保證正常教學的進展，在某個年級中選擇兩個現成的整班參加實驗。

為了保證參加研究的兩個班物理學習的原始水平相似，對該年級所有的班進展前測以檢測起始水平，從中選出兩個水平接近的整班參加研究，保證選出的兩個班在物理學習上總體水平一樣或相近。然后從中隨機確定一個班作為實驗組，承受多媒體計算機輔助物理教學；同時另一個班作為控制組按照原有教學方案和教學方式進展學習。

第二步：經過同一進度的教學活動后，同時對兩個班級的物理課學習成績進展考核，考核的結果進展后測。

第三步：將兩個班的后測成績分別減去各自的前測成績，并用獨立樣本的t檢驗對這兩個差值的差異顯著性進展統計檢驗，最后判斷實驗組和控制組在進展實驗前后是否有明顯的差異，從而得出結論。

在這種準實驗設計方法中，實驗的情況通常可用圖4-4表示：精品實用文檔.精品〔二〕不相等區組后測準實驗設計

在研究來自不同總體的樣本之間的差異時，研究的主要目的是為了發現不同樣本的特點及其差異的顯著性。在研究中，自變量通常是研究者操縱的能誘發和引起樣本各種特點表現的情境，因變量是被試在承受這些情境時的行為反響。這種準實驗設計的方法，非常適用于對不同被試的心理特征進展研究。

在這種準實驗設計中，研究的設計方法和對變量的操縱等很接近真實驗設計。與真實驗有的區別之處在于準實驗實施過程中，受試的行為反響是在某種情節安排下自發產生的，有一定的偶然性；在被試的選擇方面，雖然進展分組和對象挑選，但并非嚴格地隨機抽樣，因此存在一定欠缺，但只要研究過程中控制得好所得的結果仍有說服力。

[例4-2]

研究課題是不同年齡的中學生利用Internet進展學習時的心理特征，運用準實驗方法，設計實驗研究如下：

針對研究的對象是在Internet環境中學習的不同年齡的中學生，先根據年齡將中學生劃分為幾組，然后分別從各組中選出5名中學生進展研究，實驗過程中設計了以下的情境：

⑴給出明確的學習任務，指定網站和網頁，讓學生進展25分鐘的網上學習；

⑵給出明確的學習任務，未指定網站，讓學生進展25分鐘的網上學習；

⑶未給出明確的學習任務，未指定網站，讓學生進展25分鐘的網上學習；

⑷給出明確的學習任務，指定網站和網頁，讓學生進展50分鐘的網上學習；

⑸給出明確的學習任務，未指定網站，讓學生進展50分鐘的網上學習；

⑹未給出明確的學習任務，未指定網站，讓學生進展50分鐘的網上學習。

擬研究的學生反響行為和學習情況為以下面五個方面：

⑴學生的探究行為；

⑵學生的自控能力；

⑶學生的自學能力；

⑷學生的反響時間；

⑸學生的焦慮反響。

對學生的探究行為、自控能力和自學能力采用卡方檢驗，對焦慮反響和反響時間采用t檢驗，分別檢驗差異程度，最后分析得出實驗結果。

〔三〕單組前測后測時間系列準實驗設計

這種研究設計中只安排一個被試組，進展方法是：在一個時間段中，按固定的周期對被試組成員進展一系列的某種測試，然后讓被試組承受實驗處理〔如某種與測試內容有關的訓練或指導等〕，之后又按原來的周期安排同樣的一系列測試。單組前測后測時間系列準實驗設計程序模式如表4-7所示。精品實用文檔.精品在這種設計中，進展前后測結果的差異比較時，不能只用實驗處理前后最接近的兩次結果R5和R4進展比較，也不能用R5和R4直接作統計分析，要采用回歸方程來判斷一系列前后測數據之間的關系。具體的方法是：

首先，根據實驗處理前的各次前測結果求出回歸方程〔直線回歸或曲線擬合〕。然后按外推法將假設不承受實驗處理的情況下，對應后測的各次測試時間上可能的結果推算出來。即對前測結果作直線回歸后再外推計算出R5’、R6’、R7’等，作為與R5、R6、R7等進展比照的數值，以此類推到以后各次測試。由于是對單組被試進展比較，所以必須用相關樣本的t檢驗作R5’、R6’、R7’等與R[例4-3]

研究課題是:對小學生在多媒體教學網中用多媒體教學軟件進展閱讀時，個別閱讀與小組閱讀的效果進展研究。研究設計方案如下：

第一步：前六個星期，每個星期安排一定的時間，讓實驗班學生采用個別閱讀的方法進展閱讀學習，且在每周星期五進展一次測驗。

第二步：在第七周采用小組閱讀的方法進展閱讀教學，同樣