教育实验及其应用

教育实验及其应用

经典实验 斯金纳的刺激—反应实验

霍桑实验

皮格马利翁实验

教育实验研究，就是研究者根据一定的目的和计划，在控制条件下，对被试（教育对象）施加可操纵的教育影响，然后观测被试的变化及教育效果，以此推断所施加的教育影响同教育效果之间是否存在因果联系的一种研究。 教育实验研究的基本问题

一定的理论和假设 人为控制某些因素 论证某种因果关系 教育实验研究的基本要素——

以“评价方式对学生学习的影响”为例

实验的假设 “表扬比批评更能激发学生的学习动机”

被试： “106名四、五年级的学生”，含实验组和对比组 自变量： “不同的评价方式:表扬、批评” 因变量： “学生学习成绩”

无关变量： “学生、教师、教学环境”等 教育实验研究的基本特点

教育实验具有教育性 A.内容须服从于教育目的与人的发展的需要

B.实验假设的正面性

教育实验要揭示教育现象或教育行为之间的因果关系 教育实验对因果关系的预先设想以假设形式表现出来 研究者可以操纵或控制某些变量，人为地创设一定的情境 教育实验研究具有可重复性 教育实验是一种特殊的实验

实验对象（未完成的人）、物质手段（非实验室）、研究方法（难精确量化）

教育实验的局限性

教育实验只适合研究自变量数目少且便于操作的研究内容

教育实验中人的主观因素有可能使研究获得的资料和结论受到干扰

复杂的心理效应

教育实验法受到伦理和社会因素的限制

教育实验样本容量有限，不可避免地存在误差 教育实验研究的类型

从实验的目的看，可分为探索性实验、鉴别性实验和验证性实验

提出新的问题，检验新的

假设是否成立的实验研究。

鉴别性实验是比较二个或二个以上教育因素的实验研究。

从研究条件的控制上看，可分为实验室实验和现场实验

根据不同的实验设计系统操纵自变量的程度和内外效度的高低，可以分为前实验、

准实验和真实验

前实验无法随机分配被试，可以操纵自变量，不能有效地控制无关变量，误

差高，效度低，往往不能说明因果关系。常被称为“非实验设计”。

准实验无法对被试进行随机取样，一般按现存班级进行实验，但能对实验过

程进行某种程度的控制。现场实验一般属于准实验。

严格地控制无关因素。实验室实验一般属于真实验。

自变量、因变量、无关变量

自变量

由研究者主动操纵而变化的变量。它是能独立地变化并引起因变量变化的条

件、因素。

不同的教材、教学方法、教学组织形式

因变量

由自变量的变化引起研究对象行为或者有关因素发生相应反应的变量。 学生学习成绩、行为习惯、智力发展

控制变量

与某个特定研究目标无关的非研究变量，也叫无关变量。

例1：不同教育程度（小学、初中、高中、大学）的师生课堂交往研究。

自变量：不同的教育程度：小学、初中、高中、大学 因变量：测量出的师生课堂交往各项指标的分数 例2：学校地理分布影响初二年级学生对学校态度的研究。

自变量：学校地理分布，分3类：城市、城镇、乡村 因变量：对学校态度的各项指标分数

例3：两种教学方法（讲授法、练习法）对5年级学生数学成绩的效果

自变量：两种教学方法：讲授法、练习法 因变量：学生数学成绩 例4：男、女教师职业态度研究。

自变量：教师性别：男、女 因变量：职业态度各类指标分数。

实验者对变量的控制

例1．在学校C中，研究两种阅读方案（A和B）对3年级学生阅读成绩的影响。

研究假设：（1）对不同阅读成绩的学生，用方案A教学阅读成绩的平均增加分数与用方案B

教学

的平均增加分数之间没有差异。（2）按照原有的阅读成绩，对那些得分在后30%的学生用方案A来教，其平均增分大于用方案B来教的平均增分。（3）按照原有的阅读成绩，对那些得分在前30%的学生用方案B来教，其平均增分大于用方案A来教的平均增分。（4）按照原有的阅读成绩，对那些得分在中间40%的学生用方案A来教与用方案B来教其平均增分没有差异。 操作性定义：

1.研究中包括的个体：所有C学校3年级的学生 2.方案A：从Y出版社买来的材料以及活动建议 3.方案B：从X出版社买来的材料以及活动建议

自变量：阅读材料——A和B 因变量：阅读分数的增加

教育实验研究的基本程序 确定研究课题 选择实验设计 制定实验研究方案 实验的具体实施 数据的整理和分析 撰写实验报告

教育实验包括准备、实施和总结三个阶段 实验的准备阶段

选择和确定实验课题 具有研究价值 具有可行性 提出实验假设

选择实验模式和实验对象 制定实验方案

实验目的和指标 实验变量

分析和选择实验对象 实验处理方法

制定实验程序和控制措施

实验的组织领导、实验时间的安排、经费设备来源、实验的技术准备等

实验研究方案·实例

运用现代教育技术，充分发挥学生主体作用的研究

一、课题的提出

1、随着素质教育的全面深入的发展，摆在我们面前的问题是：如何由应试教育向素质教育转轨。从我校的情况看，„„但是，传统的以应试为中心的教学模式仍在起着主要作用。“粉笔+教本+备课本”的形式仍是大多数教师采用的教学方法和手段，这种模式从目标上看重分数，轻能力，忽视综合素质；从操作上看，手段落后，过程简单，缺乏创造性与实践性；从时效上看，关注眼前，急功近利，不求学生未来发展；从信息传递上看，信息量小、信息通道单一，学生缺乏信息加工的自由度；从师生关系上看，以教师为中心，学生处于被动地位。因此，要改变目前这种状况，必须实施素质教育，促使学生全面、主动、创造性地发展，必须在教育教学活动中弘扬人的主体性，确定学生的主体地位，培养学生的主体意识和主体能力。 2、当代世界知识经济迅速兴起，经济全球化不断发展，社会信息化日益扩展，综合国力竞争日趋激烈，一个民族，一个国家要在激烈的国际竞争中赢得主动权，关键是要提高全民族的素质和创新能力。倡导主体性教育，弘扬和发展人的主体性，是我们应对时代挑战，提高全民族创新能力的客观要求。„

3、联合国教科文组织设立的国际教育发展委员会，在1972年发表的考察研究报告《学会生存》一文中就指出：“新的教育使个人成为他自己文化进步的主人和创造者。自学，尤其是在帮助下的自学，在任何教育

体系中，都具有无可替代的价值。”“未来的学校必须把教育的对象变成自己教育自己的主体，受教育的人必须成为教育他自己的人；别人的教育必须成为这个人自己的教育。”因此，从国际大环境来看，实施主体教育是当代世界教育改革的基本取向，许多国家的教育教学改革都贯穿着突出受教育者主体地位、培养受教育者主体性素质的主导思想。实施主体性教育是培养学生创新精神和实践能力的重要前提，运用现代教育技术，可通过视觉、听觉、多媒体等，是促使学生认知、情感、能力全面发展的关键。为此，我们规划了本实验研究方案。

二、实验假设

学校的生存，有赖于教育质量，而教育质量的高低，除跟师资有关外，还跟学生有关。只有充分发挥学生的主体性，促使学生全面、主动、创造性地发展，才能全面提高教育质量。在教育过程中，教师如果能以现代教育教学理论为指导，能够科学而又合理地运用现代教育技术，就能进一步调动学生的学习积极性，充分发挥学生的主体作用。

三、实验变量与对象 自变量：运用现代教育技术。 因变量：充分发挥学生的主体作用。

相关变量：教师及学生的素质，课题组成员的研究水平，教学资源，教室内可使用的现代教育技术环境和条件。

实验对象：课题组成员为实验内容所选定的班级的学生。

四、实验内容

运用现代教育技术的理论和现代教育教学理论，结合实验教师及学生的实际情况，探索充分发挥学生主体作用的教学过程。

1、现代教育技术与构建自主创新型课堂教学结构的研究 2、现代教育技术与学生自主学习活动的研究

五、实验目标

进行现代教育技术与构建自主、创新型课堂教学结构的研究，与只采用传统方法的教学进行对比，验证现代教育技术在构建自主创新课堂教学结构的作用。

在学生自主学习活动中，进行对比性研究，寻求现代教育技术对发挥学生的主体作用，发挥学生的自觉性，独立性，创造性方面所起的作用及可行方法。

通过实验，使课题组成员能熟练运用现代教育技术进行教学，在学校中起到带头作用，写出一批有一定质量的论文、课例，制作出合适的教学课件。

六、实验方法和步骤

本课题研究的实验方法有：观察法、调查法、实验法 [实验步骤]

第一阶段：准备和启动阶段 2001.12——2002.8

⒈课题变更申报，⒉广泛收集理论学习材料，课题组成员认真学习、领会；⒊做好课题研究的前期准备工作。

第二阶段：组织实施阶段 2002.9——2004.10 第三阶段：总结结题阶段 2004.11

撰写实验报告，整理各项数据及资料，申请结题。

实验的实施阶段

主要任务

创设验证假设的条件（操作自变量、控制无关变量） 观察假设的现象是否发生（观测因变量变化） 收集验证假设所需要的资料

注意点

实验要体现正面教育性 被试必须保持正常状态

必须认真考虑所采用的手段和技术会不会产生不科学的结论 进行试探性的实验

实验的总结阶段

整理实验资料 统计分析实验结果 撰写实验报告

撰写实验报告的注意事项

要以陈述事实为主

要进行定性和定量的分析

应遵循撰写报告的常规：结构清晰、材料翔实、逻辑严密、结论严

谨

要持以严肃认真的态度

教育实验报告的一般结构

题目、署名、前言、实验的目标和原则、实验的内容（或实验的因

素）、实验的过程和方法、实验的结果与分析、讨论、参考文献及附录

实验研究报告·实例

教师情绪状态对教学效果影响的实验研究 一、问题的提出

教师的情绪状态是影响课堂教学效果的一个重要因素，快节奏的现代社会已使这一问题在教育教学中更加明晰地凸显出来。以往虽有研究者曾提出或关注过该领域的问题，但对二者之间关系的探讨缺乏实证性研究。本研究将以实验的方法科学论证教师的情绪状态与课堂教学效果之间的内在关系，具有一定的理论价值和较强的现实意义。 二、研究假设

1、教师的情绪状态对教学效果有影响 2、教师的积极情绪状态有助于提高教学效果 3、教师的消极情绪状态降低教学效果 三、自变量与因变量的说明

1、自变量：教师情绪状态 分为三级水平：

（1）正状态（精神饱满 面带微笑 富有激情）（2）负状态（精神颓废 面容憔悴 萎靡不振） （3）常态（介于正负状态之间）

2、因变量：教学效果 分三方面内容：

（1）学习成绩（知识的掌握） （2）学生非智力因素（兴趣、动机）（3）教师情感体验（自我效能感） 注：自我效能感：个人对自己在特定情境中是否有能力完成某种行为的主观判断与期望。这种期望

不仅是教师自身工作的动力，而且也是学生发展的重要因素。一位优秀教师必备这种期望。

四、实验过程

1.被试的选择：从某大学本科三年级学生中随机抽取150名同学进行实验。 2.被试的分组：将被试随机分为正状态、负状态、常态三个组。3.实验的实施：同一教师、同一内容、同一教学环境分别在三个组上课 。4.结果测查：

考试（后附考卷）

问卷调查 （后附：学生课堂情感体验问卷调查表） 访谈（后附：教师教学自我效能感访谈提纲） 5.研究的具体进度（时间表）

五、实验结果统计

1.三种状态下学生学习成绩 2.三种状态下学生非智力因素3.三种状态下教师自我效能感 六、实验结果分析

1.三种状态下学生学习成绩的比较2.三种状态下学生非智力因素的比较 3.三种状态下教师自我效能感的比较 4.三种状态下性别差异比较5.三种状态下专业差异比较 6.三种状态下成绩差异比较 七、实验的基本结论 1. 2. 3.……

八、实验干扰变量控制的说明 九、实验的组织（课题组架构）

教育实验设计是根据实验研究课题的性质和实验研究所具备的主客观条件，对有关被试的选择和分组、自变量的操作、因变量的测量、无关变量的控制等问题所确定的具体操作程序。 教育实验设计的一般步骤 选择实验设计

判断需要控制的无关因素，控制方法、控制过程和控制程度 确定因变量及适当的测量方法

列举总体、样本、抽样方法及样本大小 确定实验处理（自变量的变化） 陈述研究假设

教育实验设计的类型和方法

⏹ 被试——Ｓ ⏹ 实验处理——Ｘ ⏹ 因变量测量——Ｏ

⏹ 由这三个因素的不同安排方式，就构成了不同的实验设计 ⏹ （一）单组实验设计 ⏹ 单组后测验设计 ⏹ 单组前后测验设计 ⏹ 时间序列设计

⏹ （二）等组实验设计 ⏹ 前后测验的等组设计 ⏹ 仅有后测验的等组设计 ⏹ 多重处理设计

⏹ （三）循环组实验设计

一、单组设计

1.单组后测验设计：是对一组被试先实施实验处理，然后进行因变量的测量。用测量的成绩来描述实验的效果。

具体的设计方式是：Ｓ（Ｘ－Ｏ）

2.单组前后测验设计：是对一组被试先进行前测验；然后实施实验处理；最后进行后测验。通过比较前后两次测验的成绩来确定实验的效果。

具体的设计方式是：Ｓ（Ｏ－Ｘ－Ｏ） 两个实验因子的单组前后测验设计 ：

Ｓ（Ｏ－Ｘ1 －Ｏ）－（Ｏ－Ｘ２ －Ｏ）

3.时间序列设计：是按一定时间间隔对一组被试进行一系列测验，而把实验处理安排在这一系列测验的某两个之间。实验的效果是通过比较实验处理前后各个测验结果的差异得到的。 设计方式是：Ｓ（Ｏ－Ｏ－Ｏ－Ｘ－Ｏ－Ｏ－Ｏ）

二、等组设计

验组实施实验处理，在控制组用普通的方法；两个组再进行后测验。 Ｓ１（Ｏ－Ｘ－Ｏ） Ｓ２（Ｏ－ －Ｏ） 两个实验因子的情况：Ｓ１（Ｏ－Ｘ１－Ｏ）

Ｓ２（Ｏ－Ｘ２－Ｏ）

2.仅有后测验的等组设计：随机选择实验对象，并分成实验组和对比组；对实验组实施实验处理，而在控制组运用普通的方法；对两个组进行后测验。 Ｓ１（Ｘ－Ｏ） Ｓ２（ Ｏ） Ｓ１（Ｏ－Ｘ１－Ｏ） Ｓ２（Ｏ－Ｘ２－Ｏ） Ｓ３（Ｏ－Ｘ３－Ｏ） Ｓ４（Ｏ－Ｘ４－Ｏ） 循环组实验设计

循环组实验是以两个或两个以上条件不完全相同的个体或群体为实验对象，在其他条件保持不变

的情况下，实验者将若干不同的自变量或同一自变量的若干不同水平，分期、轮流施加于各实验组，使因变量产生变化，然后分别对各个自变量引起的各种因变量的变化加以测量、评价并对其总和加以对比分析，以判断哪一个自变量最有效。 第一轮实验：

实验一组：前测→实验处理甲→后测（效果甲1） 实验二组：前测→实验处理乙→后测（效果乙1）

第二轮实验：

实验一组：前测→实验处理乙→后测（效果乙2） 实验二组：前测→实验处理甲→后测（效果甲2）

比较方法：（甲1+甲2）－（乙1+乙2）

实例1

实例2：以“复习时间分配与外语复习效果”为研究主题，进行一项教育实验设计

研究假设：分散复习效果优于集中复习 实验处理：复习时间分配方式

时间 1 2 3 4 5 6 7 8 处理1： 20’ 20’ 20’ 20’ 20’ 20’ - 统 处理2： 30’ 30’ 30’ 30’ - 一 处理3： 40’ 40’ 40’ - 测 处理4： 120’ - 验

取样：一定数量高一学生，按智力水平、外语水平分成4个等组 因变量测定：复习效果，统一测验成绩

实验设计类型：多重处理设计 ：Ｓ１（Ｏ－Ｘ１－Ｏ） Ｓ２（Ｏ－Ｘ２－Ｏ） Ｓ３（Ｏ－Ｘ３－Ｏ） Ｓ４（Ｏ－Ｘ４－Ｏ）

控制方法：智力水平、原有成绩、复习时间总量、复习内容相同、后测相同

概念辨析：

质的研究与量的研究、定性研究

● 量的研究：客观性、因果性、演绎性、定量性、概括性、普遍性 ● 质的研究：主观性、意义性、归纳性、参与性、特例性、专有性 ● 定性研究 ﹦质的研究 ？

质的研究与定性研究的区别

● 定性研究的理论基础主要是哲学，其研究传统是一种形而上、思辨的传统；而质的

研究的理论基础主要是人种学、现象学、解释学、实证主义理论，具有跨学科、多学科的色彩。

● 定性研究的方法包括历史法、个案法、观察法、调查法、文献资料分析法、经验总

结法等；而质的研究除了上述定性研究方法外，还包含实证研究方法。定性研究注重哲学思辨、逻辑推理，根据个人主观经验，然后用演绎的方法对自己的思考进行验证。质的研究则注重在互动过程中系统收集、分析原始资料的基础上展开讨论。 ● 对于研究的结果，定性研究偏向结论性、抽象性和概括性；质的研究则更加强调研

究的过程性、情境性和具体性。定性研究更多地是研究者个人观点的阐发和个人的建议，质的研究强调在原始资料基础上建构结论或理论。

为什么说质的研究特别适合研究教育？

● 能够深入教育内部进行探究

● 便于从日常教育教学活动中发现研究问题 ● 适合整体考察教育问题

● 能够有效地探究教育（对不同人）的意义 ● 灵活的研究设计适合教育的实践要求

● 自下而上的研究路线有利于教育研究的创新

● 便于教师自己（或与研究者合作）进行研究，对教师具有较强的亲和力 行动研究与实验研究的区别

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