第5章　教育实验法

一、名词解释

1．实验法，教育实验法

答：实验法是人们根据研究的目的，利用科学仪器、设备或材料，人为地控制和操纵一定的条件，使所要研究的现象发生，通过观测现象的变化来研究自然规律的一种研究方法。实验法是产生于物理学、生物学等自然科学领域的一种研究方法。随着自然科学的发展，实验法不断向社会科学的各个领域渗透，同时也在教育研究中得到了发展。

教育实验法是研究者运用科学实验的原理和方法，以一定的教育理论及其假设为指导，有目的地控制和操纵某些教育因素或教育条件，通过观测与所控制的条件相伴随的教育要素或教育现象变化的结果，来揭示教育活动规律的一种研究方法。它不仅是自然科学实验方法论移植到教育领域的结果，也是人们的教育思想和教育实践活动不断深化的直接结果。

2．前实验，准实验，真实验

答：前实验，准实验，真实验是教育实验法的基本类型。它们是根据实验对变量的操纵和控制的程度和水平的不同划分的。

①前实验是指对无关变量缺乏控制，误差较大，难以验证自变量与因变量的因果关系或相关关系，研究结果不能推论到实验以外的其他群体或情景的实验。前实验有利于教育工作者灵活地进行一些改革性的思考。

②准实验是指未随机分配被试，只把已有的研究对象作为被试，对无关变量作尽可能的控制，无法完全控制误差来源的实验。这种实验的特点是以现有的对象为被试进行实验，不打乱现实的教育活动的秩序。其缺点是对无关变量缺乏完全控制，实验结论存在一定的误差。

③真实验是指按照实验的科学性要求，随机地选择和分配被试，能系统有序地操纵自变量，完全控制无关变量和误差来源，结论可靠的实验。

3．变量，自变量，因变量，无关变量

答：变量是指在量或质上可能发生变化的、可以赋予一定值的可测量的特征。它主要包括自变量、因变量和无关变量。

①自变量是指由研究者操纵对被试产生影响的条件或变量，是研究者呈现给被试的刺激变量。在实验过程中，自变量作为一种假定的原因变量，是由实验者主动操纵的。自变量对被试产生一定的影响，是实验的条件之一。教育实验的自变量一般是依据研究目的来设计的。

②因变量又称为应变量、倚变数，是指由自变量的作用而导致的被试变化的结果。因变量是对自变量的刺激作出的反应，是一种结果变量。在教育实验中，因变量与被试身心发展的水平、程度、状况有关。

③无关变量泛指除自变量以外一切可能影响研究结果，而对实验可能起干扰作用的因素。无关变量与实验目的无关，但它在一定程度上影响着实验结果。因而，在实验中，需要对无关变量进行控制。

自变量、因变量、无关变量是内在的联系在一起的。因变量是由自变量引起的，自变量是原因，因变量是结果。无关变量对实验结果也有一定的影响，如果把无关变量对被试的影响控制到最小程度，或者使无关变量在各种情境下对被试的影响相对稳定，就能很好的说明观测到的因变量就是自变量引起的。

4．内在效度，外在效度

答：内在效度和外在效度是从实验结果上评价实验研究质量的两个基本指标。

①内在效度是指实验的自变量与因变量之间存在明确因果关系或相关关系的程度。它用来说明因变量Y的变化是由自变量X直接引起的程度。内在效度高，说明因变量基本上就是自变量的变化导致的结果，自变量与因变量之间的因果关系或相关关系就比较清晰；内在效度低，说明自变量与因变量之间的因果关系或相关关系较模糊。

②外在效度是指实验和研究的结果的概括程度。它一般用来说明实验及其结果能够概括到其他的对象总体、实验条件、时间和背景中去的程度，表明实验措施、认识成果和实践策略的普适性、可用性，即实验的推广度。外在效度是评价实验对其他情境的实用价值的指标。它的影响因素有两个：一是被试变量的特征；二是实验研究的情境。

二、问答题

1．教育实验法有哪些特点?

答：在研究目的、研究对象、研究过程等方面，教育实验法具有自身的特点，具体表现在以下几个方面：

（1）教育实验法的研究目的是为了通过假设检验和归因分析形成教育的科学理论。

教育实验研究为了达到这一目的，在对教育要素之间存在某种相关关系或因果关系的假设基础上，控制和操纵某些因素和条件，从而确定教育现象的变化结果与条件变量之间存在明确关系的程度。对教育要素或教育变量之间的关系进行相关分析和因果分析，从而形成有关的教育科学理论，这是教育实验研究的根本目的。

（2）教育实验的研究对象是动态的、渗透着复杂的人的因素的教育活动。

教育实验是以人和人所从事的教育活动为对象的。由于教育实验研究对象的特殊性，使

得教育实验法具有与自然科学实验方法、教育研究的其他方法明显不同的特性：

①教育实验是在一定的社会关系和生动的教育情境中进行，具有强烈的社会性；

②教育实验是一种充满了情感、思想和教育价值观的研究活动，表现出研究者和被试的积极主动性；

③教育现象具有模糊性和整体性，要求教育实验必须用整体的观点和综合性方法处理教育变量。

（3）教育实验在具体方法上通过定量描述与定性描述相结合来描述教育变量之间的某种确定性的关系，注重对教育变量的变化过程进行纵向的相关分析和因果分析。

2．教育实验法的结构是什么?

答：教育实验的基本结构是由实验要改变的教育要素或教育条件、要控制的不被改变的相对稳定的要素和条件、要观测的结果三个具有逻辑联系的基本要素构成的。在教育实验方法论上，三个基本要素分别被称为自变量、因变量和无关变量。自变量是指由研究者操纵对被试产生影响的条件或变量，是研究者呈现给被试的刺激变量。因变量，又称为应变量、倚变数，是指由自变量的作用而导致的被试变化的结果。无关变量泛指除自变量以外一切可能影响研究结果，而对实验可能起干扰作用的因素。

教育实验的基本结构是由操纵自变量、控制无关变量、观测因变量三个相互联系的部分构成的。

①按照实验设计，操纵自变量。即进行实验处理，有步骤地改变所要研究的实验条件，向被试呈现自变量。

②控制无关变量。采取有效方法，消除无关变量对被试的影响，或者使无关变量对被试的影响相对稳定，甚至恒定。

③随时观察和测量因变量，搜集实验数据和其他重要实验资料。在实验前、实验中、实验结束时，分阶段搜集被试和因变量的数据等资料。

对被试产生影响的因素是多方面的，一类是研究者主动改变和操纵的自变量，另一类是需要控制的无关变量。如果把无关变量对被试的影响控制到最小程度，或者使无关变量在各种情境下对被试的影响相对稳定，那么就能很好地说明观测到的因变量就是自变量引起的。无论什么类型的教育实验，都要从实验的基本结构来进行实验设计。

3．教育实验法有哪些类型?

答：教育实验法依据不同的标准，有不同的种类。

（1）实验室实验和自然实验，这是根据实验场地的不同划分的。

①实验室实验是指在高度、精确的人工控制的特定环境中进行的实验。

②自然实验是指在实际自然情境和现实活动情境中进行的实验。

（2）前实验、准实验和真实验，这是根据实验对变量的操纵和控制的程度和水平划分的。

①前实验是指对无关变量缺乏控制，误差较大，难以验证自变量与因变量的因果关系或相关关系，研究结果不能推论到实验以外的其他群体或情景的实验。

②准实验是指未随机分配被试，只把已有的研究对象作为被试，对无关变量作尽可能的控制，无法完全控制误差来源的实验。

③真实验是指按照实验的科学性要求，随机地选择和分配被试，能系统有序地操纵自变量，完全控制无关变量和误差来源，结论可靠的实验。

（3）探索性实验和验证性实验，这是根据实验研究的目的划分的。

①探索性实验是指以揭示某种教育现象的内在规律，以及探索受教育者个性发展规律为目的的实验。

②验证性实验是指以验证已经取得的认识成果和实践策略为目的的实验。

（4）单因子实验和多因子实验，这是根据实验的自变量的多少来划分的。

①单因子实验是指只操纵一个自变量的实验。

②多因子实验是指需要操纵两个或两个以上的自变量的实验。

4．教育实验法的实施步骤有哪些?

答：教育实验法的实施步骤主要分为以下几个阶段：

（1）教育实验的准备

教育实验的准备阶段的总体任务是制定实验研究的实施方案，实验方案是否合理、可行，直接影响着实验的结论。其具体任务包括：

①确定实验研究课题，明确实验研究目的。要研究什么、试图达到哪些目的，是进行实验之前必须明确的。实验研究课题应明确，对课题中涉及的基本概念应含义清晰。

②明确实验的理论基础，制定实验研究的理论假设。任何一个教育实验课题，都应明确其理论基础。理论基础是提出假设的依据，也是实验过程的指导性理论，对实验研究的方向、范围、乃至实验资料的搜集都会产生影响。

③选择被试，分解实验变量，进行实验设计。这是准备阶段的核心工作。实验课题、理论假设提出后，就要明确和分解实验变量。变量分解后，还应对变量的操纵、控制，以及变量呈现顺序、实验的辅助手段、条件等实验过程进行规定，根据实验课题的性质、任务和类型，选择实验设计类型，进行合理的实验设计。

④选择或编制合适的统计测量工具和手段。统计和测量工具和手段，应根据实验课题的要求选择已有的合适的量表，或者重新编制有关量表，从而准确地描述和评价因变量的状况。

（2）实验的实施

实施阶段是实验的实质性阶段，能否按照实验设计，有条不紊地展开实验过程，是决定能否得出可靠的实验结论的关键。实施阶段的具体任务主要有三个方面：

①按照实验设计，操纵自变量。即进行实验处理，有步骤地改变所要研究的实验条件，向被试呈现自变量。

②控制无关变量。采取有效方法，消除无关变量对被试的影响，或者使无关变量对被试的影响相对稳定，甚至恒定。

③随时观察和测量因变量，搜集实验数据和其他重要实验资料。在实验前、实验中、实验结束时，分阶段搜集被试和因变量的数据等资料。

（3）实验的总结与评价

实验的总结与评价是实验的结束阶段。其任务包括三个方面：

①对实验数据和有关资料进行统计分析，在统计分析的基础上，对变量作相关分析、因果分析，得出实验结论。

②评价实验结论。通过检验实验误差，分析实验的效度。必要时还需进行小规模的重复实验。

③撰写实验报告。

5．自变量的设计应注意哪些问题?

答：自变量的设计相当复杂，不同实验的自变量不同。一般来说，实验的自变量的设计应注意以下四点：

（1）自变量应准确、清晰，有可操作性

实验的自变量不能含糊不清，不应过于笼统。自变量不明确、不清晰，往往与实验研究

的目的不明确有关。准确、清晰、具有操作性的自变量不仅容易操纵，而且有助于实验归因。

（2）自变量应是可改变的、有效的条件

如果自变量无效，实验就不能得出任何结果。

（3）一项实验中定性自变量不应过多

定性自变量是指难以量化操作、量化统计的自变量。实验的推论一般要运用数理统计分析，如果定性自变量过多，不利于进行统计分析，影响推论的准确性。因此，实验的自变量应尽可能采用定量变量，定性自变量不能太多，即使采用了定性自变量，也应尽可能保证它具有较强的操作性。

（4）定量自变量的量化层次不应过多或过少

定量自变量的设计重点在于量的层次及其呈现给被试的顺序的设计。一般来说，量的层次不应过于繁琐，或等级跨度太大。层次太多，显得没有区分度，层次跨度太大，难以发现最适当的量的层次。

6．观测因变量有哪些要求?

答：观测因变量的基本要求包括以下三个方面：

（1）制定实验目标

教育实验的目标一般包括：

①促进被试的身心发展；

②形成有效的教育策略；

③建立一支高素质的教师队伍和管理队伍。

在此三个方面，促进学生身心发展和形成有效的教育策略是最核心的目标，第三个方面则是实验的副产品。实验设计必须明确实验的重点目标，即明确主要的因变量。

（2）分解实验目标

为了便于观测，应对主要的实验目标分解，即具体化。分解实验目标，要把该项实验促进被试的身心素质的发展的目标具体化。一般可将其分解为知识水平、各类能力状况、技能程度、品德水平、个性品质等项目，再根据实验的特殊性，确定重点观测的目标项目。

（3）具体描述因变量的观测指标

良好的因变量观测指标需满足四个基本条件：

①有效性，即指标反应的是要测量或评估的结果；

②客观性，即观测指标能够使用于不同的情境和不同的对象，实验情境和非实验情境可能用同一观测指标来评价学生的发展状况；

③数量化，即观测指标能够用数据、等级来表示；

④观测指标要有区分度，即观测指标能够表示出被试发展的程度的差异。

7．无关变量主要来源于哪些方面?如何控制?

答：（1）无关变量的来源

一般来讲，教育实验的无关变量主要来源于以下几个方面：

①实验设计。

实验设计不合理，极易导致无关变量。实验设计对实验过程的安排、对自变量呈现时间及先后顺序的安排、对实验前后测的安排，都可能产生无关变量。

②被试变量特征。

实验的被试选择如果不采用随机方法抽样并分组，实验组和控制组被试本身特征的不一致，被试组间的知识、能力、性格、智力、态度等特征相差较大，或者单组被试智力、知识各方面起点很高或者很低，都不能进行准确的归因分析；有的实验过程较长，甚至长达几年，随着时间的推移，被试身心本身逐步自然成熟，产生“成熟效应”和“履历效应”，被试身心的自然成熟，影响因变量，从而影响实验归因分析。

③实验过程中的负效应。

实验过程中，研究者以及参与实验的教师、控制组的教师和学生往往由于某些未加控制的心理反应，而产生一些影响因变量的负心理效应。

④统计因素。

统计方法不适合，统计量表以及测验试卷不科学，导致统计误差；实验中对因变量的观测指标不具体、量化标准不客观，影响统计的准确性。统计因素也是实验总结和归因推论的重要的一种无关变量。

（2）无关变量的控制

制定无关变量的控制措施，也是实验设计的重要内容。只有较严格地控制无关变量，才能较准确地作出自变量与因变量之间的归因分析或相关分析。控制无关变量可采用以下几种方法：

①合理安排实验程序，科学设计自变量呈现的时机。

实验设计首先必须保证自变量和因变量合理有效，减少由自变量和因变量本身不规范导致的无关变量；自变量呈现的时机、呈现的程序等影响着因变量的状况；对前测、练习也要精心安排，防止练习效应。

②使无关变量保持恒定。

在教育实验中，对一些不打算研究而又无法消除的无关变量，可以在不同的实验情境、实验组和控制组、不同的实验阶段，使这些变量的特征及其对因变量的影响保持恒定。使无关变量保持恒定，有利于在统计分析和归因分析时，考虑到无关变量的恒定的影响，作出较准确的归因分析和推论。

③设置控制组，并采用“盲被试”方法。

为了控制成熟效应、期望效应，可设置控制组，使实验组与控制组进行比较。还可在研究中不告诉被试和主试实验研究的真正目的，即采用盲被试法，以便避免来自主被试的无关变量对因变量的影响。

④控制统计过程，减少统计误差。

在实验数据的搜集和统计测量过程中，合理选用统计工具或量表，或者研制测量被试的有关问卷、试题等等手段。研制统计测验试题时，注意试题的难度、区分度等等。

8．被试分配有哪些方法?

答：被试变量是指由被试自身带来的各种因素或特征。采取合理的方法分配被试，有利于消除被试变量对因变量的不良影响。被试分配的方法主要有三种：

（1）等组法

等组法是指设法使两个或两个以上的被试组以及控制组在能力、知识经验、性别等被试特征上相等或尽可能相近的被试分配方法。等组法可采取三种具体的形式：

①随机分派。

将运用随机原理抽取来的被试，再采用抓阄、投硬币等随机抽样方法，把他们分别分配到两个组或多个组中，哪个组为实验组或控制组，也采用随机方法来确定。随机分配被试，使得被试组和控制组能够在能力、知识经验、兴趣、态度等方面基本一致。这样能够保证实验之前，各实验组之间以及实验组与控制组之间的起点相同，从而保证来自被试变量对因变量的影响得到一定控制。

②设置对手组。

通过测验或随机分配后，根据某一标准进行适当的调整，得到两个相等的组，这两个组称为对手组。确定其中一组为实验组，另一组为控制组。对手组是在随机分配的基础上，保证组与组之间的平衡，进一步控制被试变量的分组方法。

③对偶被试分组法。

先将随机抽取的被试按某一或几种特征两两配对，再用随机分派的方法把每对中的一个被试分到甲组，把另一个分到乙组，这种分组方法，称为对偶被试分组法。这是一种精确的分组方法，它能够保证两个组之间的被试一一对应地相等或平衡。

（2）单组法

根据实验需要，随机抽取一部分人作被试，这些被试构成一个组。这种设计的特点是只有一个被试组，而无控制组。每个被试都要接受两种实验处理A与B，然后比较不同的实验处理对因变量的影响。被试组自己在不同的实验处理条件下，其知识经验、能力、个性是完全相等的。

（3）轮组法

为了避免单组设计中不同自变量A与B呈现时间不同导致的顺序效应，可以把一个组分成两半，一半被试按AB顺序呈现自变量进行实验，另一半按BA顺序呈现自变量进行实验，这种方法就是轮组法。轮组法有利于克服单组法的不足，也避免了分组的困难。

9．怎样编写实验方案?

答：教育实验方案是关于实验设计的思路和实验实施的计划，是在实验的准备阶段就应该形成的、用以指引实验进程的实施计划。编写实验方案的步骤主要有以下几个方面：

（1）明确实验的课题名称

实验方案首先要明确实验课题的名称，实验课题的表述应简明。

（2）实验课题的提出

该部分主要反映研究者提出问题的思路。一般来说，在这一部分，研究者应表明自己对这一问题的基本认识：问题的实质、特性、意义，以及在文献综述的基础上，对问题的历史考察和现实分析。

（3）理论基础、实验研究的目的以及实验假设

这一部分要概括性地阐述实验研究的理论基础，特别是现代教育理论基础，明确实验的指导思想和教育观念；在此基础上进一步指出实验的总体目的和具体目标，实验的目的和目标实质上体现了教育实验研究课题的理论价值和实践价值；然后提出教育问题的实验假设。实验假设应以陈述句的语句形式来表达，实验假设至少应包含两个变量，并说明变量之间的某种关系，且实验假设能够被实验结果所检验。

（4）变量分解与变量控制

这一部分重点是描述实验课题的自变量、因变量、无关变量，以及对这些变量的控制措施。实验方案对变量的设置和控制措施一定要具体。

（5）被试选择和分配

这一部分主要具体说明实验被试选择的方法、被试分组的方法，以及是否设置控制组，表述被试变量的特征。

（6）统计和测量方法

这一部分主要说明实验采取的实验资料和数据搜集的方法、观测因变量的统计和测量的手段、工具、量表、问卷、考试卷等，并说明控制统计误差的方法。

（7）实验实施过程

这一部分主要说明实验分为哪些阶段和过程，每一阶段或过程主要完成哪些研究任务等。

10．怎样评价实验的质量?

答：实验质量的评价，有利于避免盲目性，提高进行教育实验的自觉性。它主要包括实验方案的评价和实验过程与实验结果的评价两大方面。

（1）实验方案的评价

评价一项实验研究课题的质量，都是从评价实验方案开始的。实验方案的评价就是评价实验方案的科学性、可行性。具体来说，实验方案的评价，是对实验方案的各个部分内容的意义、科学性、合理性、可行性和有效性作出肯定或否定的价值判断。

①对教育实验课题的评价。

主要分析实验课题对教育理论是否具有理论价值，有多大的价值；分析它对教育实践具有多大的时间价值和现实意义。这实质是对教育实验的选题价值的大小作出判断。实验应具有认识功能和改善实践的功能，不同的实验研究课题的价值是不同的。研究者自己也可在提出实验课题后，对课题的价值作出分析。

②对理论基础、实验研究的目标和实验假设的评价。

主要分析其凭借的理论基础是否恰当，是否全面；分析其实验研究的目标是否明确、合理、具体，以及能否达到；分析其实验假设是否规范，实验假设对实验过程有多大的引导作用。

③对变量分解和控制的评价。

一般要对自变量设计的合理性、自变量的数目、自变量的操作性程度，以及自变量操纵的具体方法和程序进行分析和评价；对因变量的设置、因变量的观测方法的客观性进行评价；对无关变量的控制措施进行分析；还要对被试选择与分配的方法、被试变量的特征进行分析。在此基础上对整个实验设计的水平作出判断。

④统计与测量的评价。

主要对实验所运用的统计方法、工具等进行分析，从而对实验统计方法的科学性水平作出判断。

（2）实验过程与结果的评价

要综合评价一项实验研究课题的质量，还必须重点评价实验过程和实验结果。对实验过程的评价，主要是对实验的变量控制程度进行分析，对实验所搜集的资料和数据的真实性进行分析。在此基础上，把重点放在实验结果的评价上。从实验结果上评价实验研究的质量，一般采用两个基本指标来进行评价，即评价实验的内在效度和外在效度。

①实验的内在效度。

内在效度是指实验的自变量与因变量之间存在明确因果关系或相关关系的程度。它用来说明因变量Y的变化是由自变量X直接引起的程度。影响实验内在效度的因素是多方面的，主要包括实验设计和实验过程两大类。内在效度是评价实验本身的质量的基本指标。实验的内在效度越高，说明实验设计和实验实施过程的科学性和规范性水平越高。

②实验的外在效度。

外在效度是指实验和研究的结果的概括程度。它一般用来说明实验及其结果能够概括到其他的对象总体、实验条件、时间和背景中去的程度，表明实验措施、认识成果和实践策略的普适性、可用性，即实验的推广度。外在效度是评价实验对其他情境的实用价值的指标。