第6章教育技术实验研究全书电子课件完整版电子教案课件电子教案幻灯片.ppt

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1、教育技术实验研究教育技术实验研究教育技术实验研究教育技术实验研究尹尹 睿睿华南师范大学教育信息技术学院华南师范大学教育信息技术学院E-Mail: 请大家在下面的数字中，分别找出：n 第五个出现的数字是什么？颜色是什么？n 第十一个出现的数字是什么？颜色是什么？n 第十九个出现的数字是什么？颜色是什么？65734323674469123434945645976789033124806819048731918735504792113295865956836890007134787326791840825559030700055712142197114638863608063527657343236

2、744691234349456459767890331248068190487319187355047921132958659568368900071347873267918408255590307000557121421971146388636080635276573432367446912343494564597678903312480681904873191873550479211329586595683689000713478732679184082555903070005571214219711463886360806352765734323674469123434945645976

3、789033124806819048731918735504792113295865956836890007134787326791840825559030700055712142197114638863608063527一、实验研究的基本概念与特点二、实验研究的基本组成部分三、实验假设的建立四、实验模式的设计五、实验变量的操纵控制和测量六、准实验研究及其设计方法一、实验研究的基本概念与特点一、实验研究的基本概念与特点一、实验研究的基本概念与特点一、实验研究的基本概念与特点实验研究，就是根据研究目的，运用一定的手段，研究，就是根据研究目的，运用一定的手段，主主动干干预或控制研究或控制研究对象，

4、在典型的象，在典型的环境中或特境中或特定的条件下所定的条件下所进行的一种探索活行的一种探索活动。l它可以把某种特定因素分离出来，以便分析某一特定它可以把某种特定因素分离出来，以便分析某一特定因素的效果；因素的效果；l它可以使人它可以使人观察到在自然条件下所遇不到的情况，从察到在自然条件下所遇不到的情况，从而而扩大研究的范大研究的范围；l它便于它便于测量，可从中量，可从中获得比得比较可靠的研究成果；可靠的研究成果；l它可以重复它可以重复验证。二、实验研究的基本组成部分二、实验研究的基本组成部分二、实验研究的基本组成部分二、实验研究的基本组成部分实实验验者者实实验验对对象象实验实验手段手段操纵控制

5、操纵控制操纵控制操纵控制刺激干预刺激干预刺激干预刺激干预信息收集信息收集信息收集信息收集反应测量反应测量反应测量反应测量为什么要开展实验？为什么要开展实验？n 影响因素分析影响因素分析n 事物事物规律探索律探索n 应用效果分析用效果分析如何开展实验？如何开展实验？n 建立建立实验假假设n 选择实验模式模式n 控制控制实验变量量n 测量量实验结果果三、实验假设的建立三、实验假设的建立三、实验假设的建立三、实验假设的建立n假设是用已有的事实材料和科学原理为依据，对未知事实（包括现象间的规律性联系、事物的存在或原因、未来事件的出现）的假定的解释。n假设确定了研究的方向与具体目标。同时，假设澄明了变量

6、之间的关系，可以帮助研究者确定研究的重点，提示收集资料的方向与范围，并能提供研究结论的框架。n假设验证的结果有两种可能性：一是假设被证实，这是通常认为的理想结果；二是假设被证伪，事实上这也是一种理想的结果。需要注意的是：假需要注意的是：假设被被证伪，并不意味着研究本身，并不意味着研究本身的失的失败。假。假设的的证实或或证伪不取决于人不取决于人们的主的主观判断，而只判断，而只能是事能是事实检验的的结果，事果，事实是是检验假假设的根本的根本标准。准。n假设是对研究意图的一种具体化具体化简要的描述要的描述，一种带有某种有某种预测性的性的陈述述。但是，它并不是研究者的一种主观臆测，而是建立在坚实的文献

7、综述分析基础之上的。n科学性n推测性n可检验性n简明性要表述一个研究假设，通常要包括三个基本成分：（1）研究主）研究主题的限制性条件的限制性条件 它可包括研究个体对象的特征参数，或研究群体对象的特征参数，或研究环境的状态参数。（2）研究的自）研究的自变量量 在研究过程中，研究者打算加以操纵控制的，并有计划安排变化的诸因素，它可以是刺激研究对象的输入因素，也可以是研究对象的结构因素。（3）研究的因）研究的因变量量 在研究过程中，研究者打算进行观测、了解的有关研究对象如何对自变量做出响应变化的诸因素，它是研究对象的响应输出因素。（1）存在式表述）存在式表述 存在式表述的形式是“在C的条件下，A具有

8、B的性质”。例如，对于网络教学软件，清晰的导航设计具有帮助学生掌握知识内容结构的作用。条件因素C=网络教学软件自变量A=网络教学软件中的导航设计因变量B=学生掌握知识内容的结构（2）条件式表述）条件式表述 条件式表述的形式是“在C的条件下，如果有A，则有B”。例如，对于小学某年级的学生，在语文阅读课的教学中，如果开展情境式启发教学，能增强对词语语义的记忆和理解，使长期记忆效果（6个月后）达到标准以上。条件因素C=学生年龄学科科目自变量A=情境式启发教学方式因变量B=对词语语义的记忆和理解程度（3）差异式表述）差异式表述 差异式表述的形式是“在C的条件下，A和B之间存在差异”。差异可表示为AB或

9、AB。例如，对于综合实践活动课，探究式教学方法的效果优于讲授式教学方法的效果。条件因素C=综合实践活动课自变量=教学方法的类型（A=探究式教学方法，B=讲授式教学方法）因变量=课程教学效果（4）函数式表述）函数式表述 函数式表述的形式是“在C的条件下，B随A的变化而变化”。例如，小学生在利用多媒体教学软件进行学习时，随着学习时间的增加，学生的注意保持率将逐渐下降。条件因素C=小学生利用多媒体教学软件进行学习自变量A=使用软件进行学习的时间因变量B=学生在学习中的注意保持率四、实验模式的选择四、实验模式的选择四、实验模式的选择四、实验模式的选择（一）（一）单组实验（二）等（二）等组实验（三）（三

10、）轮组实验（一）单组实验（一）单组实验（一）单组实验（一）单组实验单组实验，是指同一，是指同一实验因素因素X，只，只对同一同一组（或一个）（或一个）实验对象象O施加作用，然后施加作用，然后测定定对象所象所产生的生的变化，以确定化，以确定实验因素的效果如何。因素的效果如何。单组实验通常采用前通常采用前测与后与后测比比较的方法来研究的方法来研究实验因素的因素的效果。在未效果。在未进行行实验处理之前，先理之前，先进行一次行一次测量（称量（称为前前测），其，其结果果为（Y Y0 0），在），在进行行实验处理（理（X X0 0）之后，再）之后，再进行行一次一次测量（称量（称为后后测），其），其结果果为（

11、Y），），则整个整个实验结果果C=Y-Y Y0 0。Y Y0 0 XO Y XO Y C=Y-Y C=Y-Y0 0这种实验模式有什么优点与不足？（二）等组实验（二）等组实验（二）等组实验（二）等组实验等等组实验，是指以两个或两个以上，是指以两个或两个以上条件相同条件相同的的实验组（等（等组）为实验对象（象（O1和和O2，O1=O2），使之分），使之分别接受不同的接受不同的实验因素的作用（因素的作用（X1和和X2），然后将各个），然后将各个实验因素所因素所产生的效果生的效果加以加以测量和比量和比较。实验组：Y10 X1O1 Y1 C1=Y1-Y10 对照照组：Y20 X2O2 Y2 C2=Y2-

12、Y20 C=C1-C2=（Y1-Y10）-（Y2-Y20）相等相等的含义是指除实验因素外，所有能影响实验的其他因素，的含义是指除实验因素外，所有能影响实验的其他因素，实验对象的原有水平必须基本相同或相等。实验对象的原有水平必须基本相同或相等。（二）等组实验（二）等组实验（二）等组实验（二）等组实验通常有两种方法可以通常有两种方法可以获得等得等组：l随机取随机取样法：法：从从总体中随机抽取两体中随机抽取两组数目相同的数目相同的样本分本分别作作为实验组和控制和控制组。l测量配量配对法：法：在在进行行实验前，先把前，先把实验对象象进行一次行一次测量，量，并把并把测量量结果按分数多少的果按分数多少的顺

13、序排列好，然后再按序排列好，然后再按顺序位序位置，以如下的方法把置，以如下的方法把对象分派到两象分派到两组去。去。测量排列量排列顺序序 1，2，3，4，5，6，7，8 分派到甲分派到甲组 1 4 5 8 9 12 乙乙组 2 3 6 7 10 11这种实验模式有什么优点与不足？（三）轮组实验（三）轮组实验（三）轮组实验（三）轮组实验轮组实验，是指把各个，是指把各个实验因素因素轮换作用于各个作用于各个实验组，而各，而各实验组条件并不均等；然后，根据各个条件并不均等；然后，根据各个实验因素作用所引起的因素作用所引起的变化化总和来决定和来决定实验结果。果。C1=（YA1+YB1+YC1）/3，C2=

14、（YA2+YB2+YC2）/3，C3=（YA3+YB3+YC3）/3实验结果果为分分别比比较X1，X2，X3各因素的作用效果之各因素的作用效果之间的差异情况，的差异情况，即比即比较C1-C2或或C2-C3或或C3-C1之之间是否存在差异。是否存在差异。实验因素实验因素作用作用实验对象实验对象OA YA1 YA2 YA3 OB YB1 YB2 YB3OC YC1 YC2 YC3各因素的平均效果各因素的平均效果 C1 C2 C3X1 X2 X3 五、实验变量的操纵控制和测量五、实验变量的操纵控制和测量五、实验变量的操纵控制和测量五、实验变量的操纵控制和测量（一）（一）实验研究中涉及的研究中涉及的变

15、量量类型型（二）（二）实验变量的操量的操纵（三）（三）实验干干扰变量的控制量的控制（四）（四）实验反反应变量的量的测量量（一）实验研究中涉及的变量类型（一）实验研究中涉及的变量类型（一）实验研究中涉及的变量类型（一）实验研究中涉及的变量类型实验变量，即自量，即自变量。量。它是由它是由实验者者设计安排的，安排的，人人为操操纵控制的，有控制的，有计划地划地变化的化的实验情境或条件情境或条件因素。因素。反反应变量，即因量，即因变量。量。它是随着自它是随着自变量的量的变化而化而变化的，是化的，是实验者需者需观察、察、测量、量、计算的算的变化因素。化因素。无关无关变量，即干量，即干扰变量。量。它是除它是

16、除实验者操者操纵控制而控制而有有计划地划地变化的化的实验变量之外，另外一些影响反量之外，另外一些影响反应变量量变化的其他干化的其他干扰因素。它使因素。它使实验者无法者无法对所得所得的的结果做出正确的判断和解果做出正确的判断和解释。实验研究研究课题：问题探究式教学在初中数学探究式教学在初中数学“几何几何图形形”教学中的教学中的应用研究用研究自自变量：量：X=问题探究式教学方法探究式教学方法因因变量：量：Y=初中生的数学学初中生的数学学习效果效果 Y1=初中生的几何思初中生的几何思维水平水平 Y2=初中生的初中生的问题解决能力解决能力 Y3=初中生的数学学初中生的数学学习兴趣趣 Y4=干干扰变量：

17、量：学生由于学生由于实验时间的延的延续所引起的知所引起的知识、技能、技能与能力的增与能力的增长（二）实验变量的操纵（二）实验变量的操纵（二）实验变量的操纵（二）实验变量的操纵对实验变量有效操量有效操纵的原的原则是要有系是要有系统的的变化，而化，而且且变化的差异要尽可能大。因此，通常在化的差异要尽可能大。因此，通常在实验设计时选择两个极端两个极端值，或取其最佳，或取其最佳值，或，或选择几个具几个具有代表性的有代表性的值作作为实验刺激的条件。刺激的条件。l若以教学方法作若以教学方法作为实验变量量时，则两种（或两种以上）两种（或两种以上）教学方法教学方法应有有显著的不同，著的不同，实验才能取得成效。

18、才能取得成效。l若以媒体的刺激量或刺激持若以媒体的刺激量或刺激持续时间作作为实验变量量时，则要把刺激量或刺激持要把刺激量或刺激持续时间分成几个等分成几个等级，每个等，每个等级之之间应有有显著的不同，并且最好是包括有极端著的不同，并且最好是包括有极端值的情况，的情况，即完全没有刺激或刺激即完全没有刺激或刺激时间为零的情况。零的情况。（三）实验干扰变量的控制（三）实验干扰变量的控制（三）实验干扰变量的控制（三）实验干扰变量的控制在在实验过程中，有程中，有许多无关因素干多无关因素干扰实验过程，影响程，影响实验的的结果，果，这些干些干扰因素，根据其因素，根据其显现的状的状态可分可分为两两大大类：l外外

19、扰变量：量：这是指除了是指除了预定的定的实验变量之外，一切可能影响量之外，一切可能影响实验结果的、果的、可以明确辨可以明确辨认的外在因素的外在因素，如受，如受试者的年者的年龄、性、性别、身体机能（身体机能（视力、听力）等。力、听力）等。l中介中介变量：量：这是指除了是指除了预定的定的实验变量之外，可能量之外，可能对实验结果果发生作用的内在因素。它生作用的内在因素。它不能直接被不能直接被观察辨察辨认，只能凭个体外，只能凭个体外显行行为的的线索去推知索去推知这种干种干扰的存在的存在，如受，如受试者的者的动机、性格、机、性格、态度等。度等。（三）实验干扰变量的控制（三）实验干扰变量的控制（三）实验干

20、扰变量的控制（三）实验干扰变量的控制1、恒定法、恒定法2、纳入法入法3、平衡法、平衡法4、循、循环法法1、恒定法、恒定法在在设计实验时，为了将可能影响了将可能影响结果的干果的干扰因素排因素排除在除在实验条件之外，可使之保持恒定。条件之外，可使之保持恒定。例如：例如：实验者考者考虑到某一到某一实验结果，会受学生果，会受学生年年龄的影响，因而可采用在的影响，因而可采用在单一年一年龄区区间（如（如1920岁）内）内进行行实验，以排除年，以排除年龄因素的影响。因素的影响。从从实验研究的价研究的价值来看，使用恒定法后所得的研究来看，使用恒定法后所得的研究结果缺乏普遍的推果缺乏普遍的推论性，因而其性，因而

21、其外在效度外在效度是是较低低的，的，故在故在实验设计时，恒定法并不常用。，恒定法并不常用。2、纳入法、纳入法把影响把影响实验结果的某种干果的某种干扰因素也当作自因素也当作自变量来量来处理，理，同同样安排它作系安排它作系统的的变化，并且化，并且观察、察、测量、量、记录和分和分析行析行为反反应与与这一因素的关系。一因素的关系。例如：研究某种教学媒体例如：研究某种教学媒体对学生理解知学生理解知识所所产生的生的影响影响时，如果考，如果考虑学生的年学生的年龄对于媒体所于媒体所传递的信息的的信息的感知能力有所影响，感知能力有所影响，则在在实验设计时，把受，把受试者的年者的年龄因素包括在内，当作自因素包括在

22、内，当作自变量量处理。把学生按一定的年理。把学生按一定的年龄区区间分分组受受试。使用使用纳入法后，所得的研究入法后，所得的研究结果其果其外在效度外在效度便可提便可提高高。3、平衡法、平衡法利用数学概率原理，将参加利用数学概率原理，将参加实验的受的受试者用随机抽者用随机抽样与与随机分派的方式随机分派的方式进行分行分组。通常的做法是：先用随机抽通常的做法是：先用随机抽样的的办法（可用法（可用编号抽号抽签决决定，或使用乱数表决定），在定，或使用乱数表决定），在总体中先抽取受体中先抽取受试样本，本，然后再用随机分派的方式，把然后再用随机分派的方式，把样本本编入入实验组与控制与控制组内，或分派到各个不同

23、的内，或分派到各个不同的实验组内。内。使用平衡法，可以使各使用平衡法，可以使各组受受试者所具者所具备的各种干的各种干扰因素因素机会均等，互相平衡而抵消，机会均等，互相平衡而抵消，这就不致就不致产生系生系统性的偏性的偏差。在理差。在理论上，上，这种方法是唯一能有效地控制所有无关种方法是唯一能有效地控制所有无关变量干量干扰的方法。的方法。4、循环法、循环法考考虑到受到受试组个人条件因素会个人条件因素会对实验结果果产生影响，在生影响，在设计时，可把同一受，可把同一受试组接受几种接受几种实验处理，每个受理，每个受试者都重复接受几种不同的者都重复接受几种不同的实验条件。在各种条件。在各种实验条件之条件之

24、下，受下，受试者个人条件因素基本不者个人条件因素基本不变。这样可以可以认为受受试者个人条件因素者个人条件因素对各个各个实验处理理结果的影响机会均等，果的影响机会均等，从而排除了干从而排除了干扰。（四）实验反应变量的测量（四）实验反应变量的测量（四）实验反应变量的测量（四）实验反应变量的测量实验反应实验反应变量变量内涵内涵测量方法测量方法行为表现行为表现 指实验对象在实验过程中所表现的行为，包指实验对象在实验过程中所表现的行为，包括语言行为、非语言行为和动作行为等。括语言行为、非语言行为和动作行为等。观察方法观察方法 态度观念态度观念指对实验对象在实验过程中的兴趣、喜恶、指对实验对象在实验过程中

25、的兴趣、喜恶、关注和观念变化等方面。关注和观念变化等方面。调查方法调查方法（问卷（问卷+量表）量表）知识达成知识达成指实验对象经实验后，对内容的认识、理解、指实验对象经实验后，对内容的认识、理解、应用、分析、综合、评价等方面。应用、分析、综合、评价等方面。测验方法测验方法能力水平能力水平指实验对象经实验后，能力发展变化等方面。指实验对象经实验后，能力发展变化等方面。评价方法评价方法（评价指标（评价指标+量表）量表）为了比较“传统班级课堂讲授”与“网络自主学习”两种不同教学方式的效果，研究者设计了一份实验研究方案，请小组合作，共同找出该方案中的错漏之处，并加以修改，形成一份完整的实验方案。实验课

26、题：网络自主学习的效果研究实验假设：与“传统班级课堂讲授”相比，“网络自主学习”对大学生学习效果的影响更好实验对象：某大学教育技术学专业大二、大三学生教学内容：教学媒体的选择（2节）实验周期：2013年10月12日第14节变量分析：自变量：1、学生年级，由大学二年级学生、大学三年级学生等两个变数构成；2、教学方式，由传统班级课堂讲授、网络自主学习等两个变数构成。因变量：1、学生对“教学媒体的选择”这一内容的掌握程度；2、学生运用知识解决问题的能力。实验模式：等组实验六、准实验研究及其设计方法六、准实验研究及其设计方法六、准实验研究及其设计方法六、准实验研究及其设计方法（一）准（一）准实验研究的

27、概念与特点研究的概念与特点（二）准（二）准实验研究研究设计的方法的方法（一）准实验研究的概念与特点（一）准实验研究的概念与特点（一）准实验研究的概念与特点（一）准实验研究的概念与特点准准实验研究是指在无研究是指在无须随机地安排被随机地安排被试时，运用原，运用原始群体，在始群体，在较为自然的情况下自然的情况下进行行实验处理的研究理的研究方法。方法。与真与真实验研究相比，准研究相比，准实验研究具有如下特点：研究具有如下特点：l降低控制水平，增降低控制水平，增强现实性性l研究研究进行的行的环境不同境不同l内在效度内在效度较低，而外在效度低，而外在效度较高高（二）准实验研究设计的方法（二）准实验研究设

28、计的方法（二）准实验研究设计的方法（二）准实验研究设计的方法1、不相等、不相等实验组对照照组前后前后测准准实验设计2、时间系列准系列准实验设计1、不相等实验组对照组前后测、不相等实验组对照组前后测准实验设计准实验设计需要安排两需要安排两组被被试作作为实验组和和对照照组进行研究，但又不能行研究，但又不能按照随机化原按照随机化原则重新重新选择被被试样本和分配被本和分配被试。实验组：Y1XOY2 对照照组：Y3Y4当两当两组的前的前测结果基本相同果基本相同时，也就是两，也就是两组成成绩在在统计上没上没有有显著差异著差异时，可以直接，可以直接对两两组被被试的后的后测结果果进行差异行差异显著性著性检验。

29、当两当两组的前的前测结果有果有显著差异著差异时，要先求出，要先求出实验组与与对照照组各自的各自的实验效果（即效果（即进退数退数Y2-Y1与与Y4-Y3），然后），然后对两两组进退数退数进行差异行差异显著性著性检验。注意：是注意：是进行差异的行差异的显著性著性检验，不是，不是简单得比得比较平均分、平均分、标准差等。准差等。2、时间系列准实验设计、时间系列准实验设计时间序列序列设计是指是指对被被试组做一系列周期性做一系列周期性测量，并在量，并在测量的量的时间序列序列中引中引进实验处理，将引理，将引进实验处理后的一系列理后的一系列测量量结果与引果与引进实验处理理前的一系列前的一系列测量量结果相比果相比较，研究，研究实验处理插入前后理插入前后测量量结果的果的变化化趋势，从而推断，从而推断实验处理是否理是否产生效果生效果。时间序列准序列准实验设计可以分可以分为：单组前前测后后测时间序列和不等序列和不等组前前测后后测时间序列序列小结小结n实验研究的概念与组成n实验研究的设计（假设建立、模式设计、变量控制与结果测量）n准实验研究的设计n实验研究方案的撰写谢谢谢谢 谢！谢！谢！谢！