教育實驗研究

教育實驗是獲得知識、檢驗理論的一種特殊實踐活動。作為一種相對獨立的社會實踐活動，教育實驗區別於一般實驗，它具有實驗的根本特徵，能夠自覺主動地去探索，變革和創新，主動採取某個變革措施，發揮實驗的“純化，重組，強化，模擬”作用，探索教育內外部規律性聯繫，因果聯繫，從而發展理論。同時，教育實驗又不同於一般的實驗活動，它是教育實踐。

教育實驗具有以下幾個基本特徵：

1．因果關係的探討

區別於歷史研究、調查研究和相關研究，實驗研究可以系統地變化條件，以觀察因這些條件化所引起的事物相應變化，從而揭示事物發展過程中各種變數間的因果關係。

歷史研究是研究過去發生的事件。

調查研究以搜集，分析存在的客觀事物或材料為直接認識任務，是對現狀的認識把握。

相關研究尋求假說命題相關研究說明事物發生、發展過程諸要素的相互關係，“表明兩個事物之間有聯繫”。

只有實驗研究，才揭示變數間的因果關係，“若A則B”的正確性，說明“為什麼”，推論因果關係的邏輯性。

2．自變數的操作

教育實驗是為了變革現實，探索和創新，是要索取而不是消極等待研究現象的自然發生。因此，必須主動操縱自變數的變化。

自變數，即變化的措施，條件。

自變數的操作，是指研究者人為地去干預，控制現象發生的條件和進程，有意識地變革研究對象某一方面的條件，從而得到自己所要的結果。

3．控制無關變數

控制無關變數，也叫控制變數，指在實驗中應該保持恆定的變數。

教育實驗中，為了探索因果關係，證實確實是自變數X導致因變數Y的變化，就必須排除其他無關因素的影響，使實驗的其他條件保持恆定。否則，就無法顯現假設中提出的因果關係，實驗也不可能有效度。

“控制”在教育實驗中主要含有三層含義：（1）研究對於外部因素的和實驗情況的控制能力，包括各種無關因素的控制。（2）研究對於實驗所操縱的自變數的控制程度。（3）研究實驗設計過程中的控制成分，即研究如何通過實驗的設計控制無關變數。

實驗研究是唯一能真正檢驗因果關係假設的研究。實驗作為一種相對獨立的社會實踐活動，是科學理論的源泉和檢驗科學理論真理性的重要標準。教育實驗作為教育研究中的一種基本形式，其功能由教育實驗的本質特徵決定，它能超越感性直觀經驗的局限，探索和發現客觀事物的內部聯繫和規律性，並獲得利用這些規律來預測和駕馭事物發生和發展的能力。教育實驗研究的主要功能，具體分析有以下三點：

1．檢驗、修改和完善教育理論

檢驗現有教育理論的科學性、先進性，並改進教育教學過程與方法。通過提供有意義的可靠的信息，對現有教育教學理論進行篩選、改造、提煉和發展、完善。另外，為發現和揭示新的教育特點和規律提供必要的基礎。通過教育實驗，我們能發現未知，開拓新的研究領域，從而不斷加深對教育發展的規律性認識。

2．促進教育實踐的改革與發展

通過教育實驗，人為地創設一定的系統和環境，在科學教育理論指導下改革教學內容或教學方法。

3．為新的科學理論假說應用於教育實踐尋求操作程序

當研究者提出一套完善的教育教學理論后，必須通過教育實驗將理論轉化成可操作的實驗方案以付諸教育實踐，才能切實發揮科學理論的指導作用。通過實驗，一方面尋求將這些理論具體化並運用於教育教學實踐過程的操作程序；另一方面，實驗的結果又將進一步檢驗、充實、完善這些理論的科學性、先進性和可行性。

教育研究的全過程可分為“準備—實施—總結推廣”三個基本階段。這是一個相對穩定的、有序的結構序列。

1．教育實驗的準備階段

教育實驗成功與否，很大程度上取決於實驗前的準備工作。具體包括以下內容：

（1）選定實驗研究的課題，形成研究假說。一般來說，一個實驗至少被一種假設指導，應陳述兩種變數間所希望的因果關係。

（2）明確實驗目的。確定指導實驗的理論構架。為了使理論系統分析更接近客觀實際，需要進行先期的調查研究，查閱相關文獻資料並讓課題組全體成員進行充分討論。

（3）確定實驗的自變數。選擇被試和形成被試組，決定每組進行什麼樣的實驗處理，並確定操作定義。

（4）選擇適合的測量工具並確定採用什麼樣的統計方法，從而明確評價因變數的指標。

（5）選擇實驗設計類型，謀划好控制無關因素的措施，以最大限度地提高實驗的內部效度和外部效度。

2．教育實驗的實施階段

按照實驗設計進行教育實驗，採取一定的變革措施（實驗處理），觀測由此產生的效應，並記錄實驗所獲得的資料、數據等。

3．教育實驗的總結推廣階段

在實驗的總結和評價階段，研究者的主要任務是對實驗中獲得的資料、數據進行分析處理，確定誤差的範圍，從而對研究假設進行檢驗，最後得出科學結論。在對實驗結果進行分析的基礎上撰寫實驗報告，對實驗的過程和結論進行全面的表述。

為了在教育研究中正確運用實驗研究法並促進實驗法的發展，必須對教育實驗作出科學合理的分類。掌握不同的分類標準，確定教育實驗類型、特點、操作程序、適用範圍和條件是搞好教育實驗的一個重要前提。

（一）實驗室實驗與自然實驗

根據實驗進行的場所，可分為實驗室實驗和自然實驗。

1．實驗室研究

實驗室實驗指研究者根據研究的需要於經過專門設計的、人工高度控制的環境中進行的實驗。這類實驗的優點是能把實驗中的各種變數嚴格分離出來，並給予確切的操作與控制，提高研究結論的準確性和可靠性。

2．自然實驗

自然實驗也叫現場實驗，是在實際的教育情境中進行的實驗。

（二）確認性實驗、探索性實驗與驗證性實驗

1．確認性實驗

這類實驗的目標主要在於藉助實驗搜集事實材料，確認所研究的對象是否具有研究假說內容的基本特徵，並推動教育實踐的發展，也叫試探性實驗。研究問題來自實際，所以具有直接的實踐意義。實驗強調的是研究的應用價值，在事實基礎上概況經驗性規律，追求最大限度的有效性。這類實驗在現場情境下進行，在研究方法上帶有很大的試探性，操作程序不太規範。因此，內在、外在效度均不高。

2．探索性實驗

這類實驗包括有預測作用的超前實驗。它是以認識某種教育現象或受教育者個性發展規律為目標，通過揭示與研究對象有關的因果關係及問題的解決，來嘗試創建某種理論體系，所以具有較強的創新性。探索性實驗主要研究教育理論體系中的根本性問題，有重要的理論意義和實踐指導意義。此類實驗以專門研究人員為主進行。

3．驗證性實驗

它是以驗證已取得的實驗成果為目標，對已經取得的認識成果用再實踐的經驗來檢驗、修正和完善。這類實驗具有明顯的重複性，是在不同環境條件下反覆進行的，不僅對實驗條件有明確分析，而且實驗方案具有可操作性，關注實驗結果應用的普遍性，追求實驗較高的外在效度。

（三）單因素實驗與多因素實驗

根據同一實驗中自變數因素的多少，可分為單因素實驗和多因素實驗。

1．單因素實驗

它是指同一實驗中研究者只操縱一個自變數的實驗，也叫單一變數實驗。由於單因素實驗的自變數單一、明確，操縱相對比較容易，實驗難度相對較小。

2．多因素實驗

它是指在同一實驗中需要操縱兩個或兩個以上的自變數的實驗，也叫組合變數實驗。這類實驗要操縱的實驗因素較多，實驗的過程比較複雜，因變數的觀測內容也隨之增多，因而在研究整體上難度較大。

（四）前實驗、准實驗與真實驗

1．前實驗

指最原始的一種實驗類型，它是對任何無關變數都不進行控制的實驗。

2．准實驗

指在實驗中未按隨機原則來選擇和分配被試，只把已有的研究對象作為被試，且只對無關變數作儘可能控制的實驗。

3．真實驗

指嚴格按照實驗法的科學性要求，隨機地選擇和分配被試，系統地操縱自變數，全面地控制無關變數的實驗。

1．教育實驗研究效度的含義

所謂效度，就是指實驗設計能夠回答要研究的問題的程度。教育實驗研究效度標示著教育實驗研究結論的準確性和普遍性程度。自從坎貝爾和斯坦利1966年起用內在效度和外在效度概念以來，各國學者皆沿用此兩種效度來討論實驗研究結果的正確性。

2．教育實驗研究的內在效度

內在效度是指自變數與因變數的因果聯繫的真實程度，即因變數的變化，確實由自變數引起，是操作自變數的直接成果，而非其他未加控制的因素所致。內在效度表明的是因變數Y的變化在多大程度上取決於自變數X——有效性。沒有內在效度的實驗研究是沒有價值的，因為內在效度決定了實驗結果的解釋。

坎貝爾和斯坦利認為，有八類新異變數與教育實驗內在效度有關或成為內在效度的威脅因素。分別是：

（1）偶然事件：在實驗進展過程中沒有預料到的影響因變數的事件的發生。

（2）成熟程度：時間在被試身上起的作用。

（3）測驗：注意一次測驗對隨後另一次測驗的影響

（4）測量手段：測量手段不統一會產生錯誤的結果

（5）統計回歸：挑選被試的誤差，比如用極端分數進行回歸，將對今後的測驗產生不利影響.

（6）在實驗進展過程中被試的選擇差異：被試未能隨機分配或挑選，而其中一個因素起了作用，從而產生了組的不對等性。

（7）實驗的偶然減員：非隨機挑選的被試脫離實驗，會產生不良影響。

（8）取樣：成熟程度交互作用，由於取樣不一帶來的成熟程度的不一致。

3．教育實驗研究的外在效度

外在效度涉及教育實驗研究結果的概括化、一般化和應用範圍問題，表明實驗結果的可推廣程度，研究結果是否能被正確地應用到其他非實驗情境、其他變數條件及其他時間、地點、總體中的程度。外在效度分總體效度和生態效度兩類。

總體效度，指實驗結果從特定的研究樣本推廣到更大的被試群體中去的適用範圍，從嚴格意義上講，研究結果只能推廣到抽樣樣本的那部分總體，即實驗可接受的總體中去。

生態效度，指實驗結果從研究者創設的實驗情境推廣到其他教育情境中去的範圍。

坎貝爾和斯坦利認為，對外在效度的威脅主要有以下四個主要因素：測驗的交互作用、抽樣偏差和實驗處理的交互作用、實驗安排的副效應、多重處理干擾。

內在效度是外在效度的必要條件，但內在效度的研究結果不一定具有很高的外在效度，而且內、外在效度有時會互相影響。

1．教育實驗變數控制的內涵

教育實驗變數控制即無關變數的控制，是指控制那些在教育實驗中應保持恆定的變數。教育實驗中，為了探索因果關係，證實確實是自變數X導致了因變數Y的變化，就必須排除外來的無關變數的干擾，保證各方面變數平等，才能保證實驗結果是可靠的。

2．教育實驗變數控制的主要方法

教育實驗中無關變數很多，要對其進行有效的控制，實驗者必須有針對性地選擇合理的方法。教育實驗中控制無關變數的主要方法有：

（1）隨機選擇和分配被試。消除被試個體之間的差異，因而採用隨機方法來選擇和分配被試能有效地控制被試間的各種差異。

（2）設置控制組。在實驗中設置一個或多個控制組，對兩個組同時進行因變數的觀測（包括前側和后側），能較好地排除或恆定成熟對實驗中因變數的作用。

（3）採用“雙盲法”。所謂雙盲法，即研究者在實驗中既不讓實驗的主試也不讓被試了解實驗的真實目的和意圖，這可在一定程度上控制主試的態度、被試間自變數的擴散等方面的無關變數.

（4）使無關變數保持恆定。對這些難以完全消除的無關變數，研究者可以設法將其恆定，即在實驗的各個組別、各個階段使其保持不變。

（5）提高實驗設計的科學性。在設計中根據對無關變數控制的需要來設計操作自變數的具體方法、設計實驗程序、進行時間分配，這能較好地進行無關變數的控制。

（6）控制資料統計過程。研究者按照實驗目的選擇合適的統計方法，並規範程序統計和結果處理，能減少統計誤差，提高研究結論的準確性。