第八章 教育实验法
本章要点：教育实验法的含义、特点、类型；有结构观察与无结构观察的类型及其方法；教育观察法的实施步骤与方法，教育观察法的实施要求。
第一节 教育实验法概述
一、教育实验法的含义与特点
（一）教育实验法的含义
教育实验研究法是根据一定的理论和假设，通过人为地控制教育现象中某些因素，从而探索变量之间某种因果关系的研究方法。
教育实验研究主要涉及以下几个基本问题：①一定的理论和假设；②人为控制某些因素；③论证某种因果关系。
教育实验研究的过程：①通常是在科学的教育理论指导下，提出一个具有因果关系的假设；②以这个假设为出发点，选取被试；③按照某种方式对被试实施实验处理和测量；④最后通过统计分析确定所提出的假设是否成立，⑤进而论证某一因果关系。
（二）实验研究的特点
教育实验具有科学实验的一些基本特点，主要表现在以下几个方面：
1、控制性
教育实验是在人为地创设或控制某些条件的情况下进行的，对变量的控制是实验研究的重要特点。研究者通过对无关变量的控制，以确定所研究变量之间的因果关系。
2、揭示变量之间的因果关系
在实验研究中，由于研究者可以有效地控制影响实验结果的无关变量。因此，研究者可以确定实验中所操纵的自变量的变化对因变量产生的影响，揭示出自变量与因变量之间的因果关系。
3、主动性
实验研究不是被动地等待所研究现象的自然出现，而是通过研究者主动操纵某些条件，以引起某种特定现象的发现或变化而对其进行研究。
4、可重复性
只要具备同样的实验先决条件，采用同样的实验措施，实验就可以重复进行，结果可以验证。
教育实验以操纵和控制变量为手段，以揭示变量之间因果关系为根本目的，这是教育实验研究方法的根本特点和优点。但是，教育实验也存在一定的局限性。由于教育研究对象的特殊性、教育现象的复杂性，教育实验所涉及的变量很多，有的甚至无法预料，因此，教育实验实际上很难做到对所有无关变量的严格控制，难以完全排除无关变量对实验结果的影响。此外，教育实验还涉及受教育者的实验道德问题，不是所有的教育问题都可以用实验法来研究，如涉及社会伦理道德、受教育者身心健康等方面的教育问题就不宜用实验来研究。
二、实验的类型
（一）实验室实验和自然实验
从研究条件的控制上划分，教育实验可分为实验室实验和自然实验两种。
1、实验室实验
实验室实验是在人为设计的环境下，严格控制外界条件进行的实验研究。教育研究中的实验室实验是借助自然科学实验研究方法进行的，其控制的程度力求达到自然科学实验的标准。事实上，实验室实验是将被试置于特定的环境中，由实验者设计特定的教学情境，通过被试在特定的教育情境中的表现，得出有关的因果关系。由于实验室实验控制条件过于严格，而教育现象又是一个极其复杂的多因素系统工程，所以即使实验室实验得出了精确的结果，但由于与现实的教育距离较远，所以在实践中也难以推广。
2、自然实验
自然实验法是在现实的教育环境和教育条件下进行的实验研究。自然实验从控制程度看，没有实验室实验严格，但自然实验立足于现实的教育，以教育实践中的问题为出发点，以现有的教育环境为条件，探索在自然的教育环境下，改变某种教育因素所产生的效果。自然实验更多地考虑实验结果的实用价值，更多地考虑教育活动的教育性和道德性，在此前提下尽可能地运用科学的研究方法和程序。与实验室实验相比，其特点是：一方面，立足于现实的教育，是在真实的教育环境中进行的研究，所得的结论情境与现实的教育较为接近，研究成果容易被推广；另一方面，由于在真实的教育环境中控制变量相对不够严格，因而易受各种无关变量的干扰而影响研究结果的有效性和精确性。所以，在进行教育自然实验研究时，既要保证现场的自然性、真实性，又要尽可能的控制各种变量，同时，在下结论时要注意研究结果的客观性和科学性。
（二）探索性实验、验证性实验和改进性实验
按实验的目的划分，可以把教育实验分为探索性实验、验证性实验和改进性实验三种类型。
1、探索性实验
探索性实验是在一定的理论和实践研究的基础上，提出新的问题，检验新的假设是否成立的实验研究。探索性实验的特点在于求新，是研究一个新的课题，验证一个新的假设。
2、验证性实验
验证性实验是对他人已经研究并得出结论的问题，再进行重复性研究。验证性研究并不是简单重复别人的研究，而是将一项研究在不同时间，不同地域或不同研究对象中进行研究，以检验在新的条件下是否会取得同样的结果。
3、改进性实验
改进性实验是对已经取得的实验成果所做的修改和完善。实验成果往往是在一定的时间，一定的区域或一定的研究对象中研究取得的，当这些成果推广到别的区域或别的群体时，
必须进行相应的充实和改造。
（三）单因素实验与多因素实验
根据自变量的多少，可把教育实验分为单因素实验和多因素实验两种，
1、单因素实验
指自变量只有一个，自变量有两个或两个以上水平的实验。例如：教师职业倦怠对工作绩效的影响，自变量只有一个，即职业倦怠，这就是一个单因素实验。
2、多因素实验
多因素实验是指自变量有两个或两个以上，每个自变量都有两个或两个以上水平的实验。例如：教学方法与手段对学生学习成绩的影响实验中，研究的自变量有两个（教学方法与教学手段），这两个自变量都有两个或两个以上的水平，就是一个多因素实验。多因素实验不仅可以研究每个自变量的主效应，还可以研究自变量的之间的交互作用。
（四）前实验、真实验和准实验
根据控制条件的严密程度不同，可以把教育实验划分为前实验、真实验和准实验三种。
1、前实验
前实验是指实验中无关变量缺乏控制的实验，是一种不理想的实验。
2、真实验
真实验是指在实验中能随机选择和分配被试，能有效操纵实验变量并能严格控制影响实验结果的无关变量，实验结果能客观地反映实验处理的影响的实验。
3、准实验
准实验是介于前实验和真实验之间的一种实验设计。在无关变量的控制上，它比前实验设计好，但不如真实验设计那样对无关变量控制得严格和充分，准实验对被试的选择和分组不能做到随机化，实验中所使用的各被试组往往是那种已经形成的现成团体（如现有的两个班级、两所学校等）。
三、实验变量的特点
教育实验研究中的变量分为自变量、因变量和无关变量三类。三类变量在实验过程中具有一些明显的特征。
1、自变量
自变量是由研究者选择并操纵的用以变革教育有关方面的变量，是施于被试的某种变化的因素。它是假定的原因变量，有人又称之为实验处理或输入变量。自变量可以是不同的教材、不同的教学方法、不同的教学组织形式等。自变量具有如下特征：
（1）新颖性
实验中操纵的自变量一般是用来取代教育过程中现存的落后的因素，变量只有具备新颖性才具研究的意义。杜威的芝加哥实验学校是用“新教育”代替“传统教育”；赞科夫的教学与发展实验中“新教学体系”替代旧的“教学体系”；“自学辅导法”替代传统的教学方
法等，都是试图用新的教育方法、教育手段、教育内容或教育体系来代替传统的。具有新颖性是实验自变量的一个重要特征。
（2）有效性
通过经验和理论的分析、预测，研究者应该确信自变量能够对教育教学产生良好的影响。这是由教育实验的特殊性所决定的，如果自变量效果不佳甚至有消极作用，会给学生的发展造成不可挽回的负面影响。自变量在投入教育实验之前，要进行多方面的认真论证，这也是由教育实验要受道德标准约束这一特征所决定的。
（3）可操作性
自变量只有可操作，才能把它引进教育实验，加以变革和研究，如果过于抽象或笼统，则难以获得满意的实验结果。如上面例子中不同评价方式，研究者在设计时要有明确的表述，使其具有可操作性。
2、因变量
因变量是由于自变量的变化，希望引起被试有关方面相应变化的变量，也叫结果变量，如学生的学习成绩、行为习惯、智力发展等。因变量是研究中需要观测的指标。因变量具有如下特征：
（1）可变性
所选择的因变量要由一定自变量的作用而发生变化，显示出自变量影响的效果。如学生的学习成绩、学生的智力水平等都可作为因变量。在教育过程中某些因素是恒定的，不能成为因变量。
（2）外依性
因变量不仅是可变的，而且这种变化要外依于其他因素的作用，不是完全靠自身的自然生长完成的。具有外依性，才能使自变量的影响作用显现出来，从而使实验成为必要和可能。
（3）可测评性
实验效果主要是通过因变量的变化反映出来，所选择的实验因变量只有具备可测评性，才能根据其变化判断实验效果如何。测评包括两个方面，一是定量描述，通过测验等方法来测量；二是定性描述，通过观察、分析等方法来评判。就测评来说，目前已发展起许多标准化的工具，如智力测验工具、个性测验工具、创造力测验工具、技能测验工具等；也有许多可用的技术，如投射技术可用于测评个性因变量，情境反应技术可用于测评品德因变量等。越容易测评的变量，对实验评价来说就越方便。
3、无关变量
无关变量也称控制变量，是可能对实验结果产生影响的、自变量以外的因素。由于它对研究结果可能产生影响，又被称为干扰变量，需要在研究过程中加以控制。上例中将被试分成四个相等的组，进行同样的加法练习等都是对无关变量的控制。无关变量具有如下特征：
（1）潜在性
从实验研究的角度来说，自变量、因变量及其关系是明显的，是研究者直接操作的对象。而无关变量隐藏在研究过程之中对因变量产生影响，在实验研究中扮演“第三者”的角色，因而它们不能在实验及其报告中被无意忽略，需要认真研究并加以控制。
（2）二重性
教育实验中的干扰变量在一方面可能是有害的，在另一方面可能又是有利的，从而显示出两面性，使实验归因复杂化。例如在教材改革实验中，学生对新教材的新鲜感作为干扰变量具有二重性，这种新鲜感的作用对于取得较好的教学效果来说是有利的，对于实验归因来说则是不利的因素：实验效果究竟是教材本身产生的呢，还是学生对新教材的新鲜感暂时促进了学习行为而造成的?如果是后者，随着时间的延长，学生的新鲜感减弱，教学效果就会降低。二重性这一特点使教育实验中采取的控制方法更多的是平衡法、归因分析法及统计处理法等。
（3）多样性
由于教育实验是在实际的情境中进行的，发生“干扰”的变量是很多的，远远超出自然科学中的实验，且难以预先作出具体准确的测定，更不能采取相应的防范措施。因而针对这一特点，教育实验中对无关变量的控制更多地采取即时灵活的艺术性方法。
第二节 教育实验的效度与控制
一、教育实验的效度
进行实验设计，首先必须考虑实验效度。所谓实验效度，就是指实验设计能够回答所要研究问题的程度。实验效度有两种：内部效度和外部效度。
（一）内部效度
内部效度就是指实验者所操纵的实验变量对因变量所造成的影响的真正程度。实验内部效度高低，取决于对无关变量控制的程度。无关变量控制越好，实验结果越能解释为由实验处理所造成。反之，控制越差，实验结果越无法解释。其结果究竟是由实验处理所产生，或由其他无关因素所导致，将难以确定。由此可见，内部效度是实验研究的基本条件。
那么，有哪些无关变量会影响实验结果呢?美国的坎贝尔和斯坦利（Camp—bell＆Stanley，1963）认为下列八项因素是影响内部效度的无关变量。
1、历史或偶然事件
历史是指在教育实验的进程中，同时发生了没有预料到的偶然事件，因而影响实验效果。一般说来，实验时间越长，实验处理以外的其他事件的影响可能性就越大。
2、被试成熟
受试者在实验期间，不论生理或心理均会产生变化。时间在受试者身上发生了作用。例如，在教学实验中，学生在两小时后因疲劳、饥饿而分心或没兴趣等，这些改变会影响实验结果。在上述例子中，学生因年龄增长而在认识能力方面的自然发展和成熟，或词汇的自然
增长，都可能干扰实验处理的效果，所以阅读能力的提高，就难以单纯归因于新的阅读教学方法。
3、测验
第一次测验可能会提高继后第一、二次测验的成绩。
4、工具
在测量过程中，因测量工具（如试卷、仪器等）不同，评量者身心发生变化（如评卷人员在评价后测时，变得比前测时较为疲劳、粗心或严格），或两位主考对同一项教学实验进行后测所使用的工具、程序和方法不同，也可能改变实验的结果。
5、统计回归
统计回归现象，是指受试者的测量分数在第二次测量时，有向团体平均数回归（趋近）的倾向。换言之，高分组的受试者在第二次测量时，其分数由于向平均数回归而有降低的趋势，但低分组的受试者，其分数却有升高的趋势。
6、差异的选择
由于未用随机抽样和随机分派之故，所选择的两组或几组受试者，在未进行实验处理之前，本来各方面的能力就有所偏差或不相等，那么实验结果的两组成绩不同，就不能说这种差异是单纯由于实验处理所造成的。
7、实验对象的流失
实验对象在实验期间的流失，如迁居、退学、死亡等，则可能使实验结果难以解释。
8、选择与成熟的交互作用
上述七项因素的彼此交互作用，将是构成影响内部效度的另一个因素，选择与成熟的交互作用便是常见的例子。
上述八项影响实验内部效度的因素，必须加以适当的控制，才能正确解释实验结果单纯由实验处理所造成。
（二）外部效度
外部效度指实验结果的概括性和代表性。换言之，就是指实验结果是否可推论到实验对象以外的其他受试者，或实验情境以外的其他情境。一个实验越能实现这个目的，就表示该实验越有良好的外部效度。如果用于男生实验的结果，只适于男生，而不能推论到女生；用于中学生实验的结果，只适用于中学生，而不能推论到小学生，那么，这个实验设计的外部效度（群体效度）就比较低。如果在实验室里实验的结果，只适用于实验室情境，而不能推论到日常生活情境；在城市实验的结果，只适用于城市，而不能推论到农村，这个实验设计的外部效度（生态效度）也不高。
坎贝尔和斯坦利又认为，下列四个因素是影响实验外部效度的无关变量：
1、测验的反作用或交互作用效果
测验的反作用指前测对后测的作用；测验的交互作用，指前测与后测的交互作用。有前
测经验易造成后测成绩好。在有前测和后测的实验设计中，前测的经验往往会限制研究结果的推论性。
2、选择偏差与实验变量的交互作用效果
当研究者选取一些具有独特心理特质的受试者做实验时，选择偏差与实验变量的交互作用效果就容易产生。因为这些独特的心理特质，有利于对实验处理造成较佳的反应。
3．实验安排的反作用效果（著名的“霍桑效应” ）
由于实验情境的安排，受试者知道自已正在被观察或正在参加实验，他所表现出来的行为，自然而然地与他不知道正在被观察或不是参加实验时，有很大的不同。这时，他们往往为投实验者之所好，可能改变正常的行为方式，努力表现实验者所期望的行为，以获得实验者的欢悦。但受试者在非实验情境的表现，可能与此完全不一样。
4、多重实验处理的干扰
当同样的受试者重复接受两种或多种的实验处理时，由于前面的处理通常不易完全消失，以致几项实验处理间会相互产生干扰的作用。因此，这种实验的结果，只能推论到类似这种重复实验处理的情况。
二、教育实验的控制
要提高教育实验的效度，必须重视教育实验控制。控制是教育实验的核心和精髓，没有控制，就谈不上实验的科学性。
要正确地解释实验结果，除了具体分析影响实验效度的各种因素外，还必须设法控制一些影响实验效果的无关变量。
（一）实验控制的原则
实验控制有一个基本原则，这就是最大最小控制原则，意思是使自变量产生最大变化，使其他干扰的变量与误差产生最小的影响。
（1）控制实验变量。要使实验变量有系统而且尽量地使前后的变化显出差异。
（2）控制无关变量。要控制自变量之外一切可能影响结果的其他变量，使其保持不变
或达到最小变化甚至排除在实验情境之外，务必不致影响自变量与因变量之间的因果关系。
（3）控制测量工具。控制测量工具的选择与使用，务必使误差减低到最低限度。
（二）教育实验控制的内容
开展教育实验，实验者要操纵和控制的是什么?是实验变量、无关变量和测量工具。控制这三方面内容的总原则是“最大最小”。具体说来是：①使实验变量发生的变化差异最大，以便于比较分析；②使无关变量干扰实验结果最小，从而提高实验的内部效度；③使测量工具误差最小，从而提高实验效果测量的准确性。
（三）教育实验控制的方法
教育实验控制方法的思路是：对实验变量进行严格的界定，有效地操纵和运作。对无关变量和测量工具，则采用平衡对消法进行控制，即用综合平衡方式使非实验因素对实验结果
的影响保持平衡，从而互相抵消。
1、控制实验变量的方法
所谓控制实验变量，就是实验者对实验变量的操作和具体处理。控制时，要令其有系统地变化，而且变化的差异要尽可能大。例如，要研究时间（自变量）与遗忘（因变量）的关系，“时间”是实验变量，实验者怎样控制“时间”?正确的控制方法是：时间的选择应采用1，3，5，7，9，11等日期的变化顺序，而不宜采用l，2，3，4，5，6，7，8等小时的变化顺序。因为后者变化差异太小，所产生的效果不易辨别。此外，控制实验变量还可以理解为：①对实验因子进行明确界定，并写出操作性定义，令其重复不走样，推广不失实；②实验者严格地按预先界定的实验变量的含义和要求去实施。如，实验“启、读、练”综合教学法时，实验者对这种方法做出明确的界定。
2、控制无关变量的方法
无关变量是指实验变量之外一切可能影响实验结果的变量，包括外部干扰的变量和中介变量。控制的方法可用排除法、纳入法、物理法、随机法、配对法、测选法等。
（1）排除法
在实验设计时，预先将可能影响结果的变量，排除于实验条件之外，使自变量简化。如，在试验启发式教学法和演讲式教学法的优劣时，如果认为智力因素会影响结果，则只选高智力生为实验变量（或只选中等智力生或只选低智力生为实验变量），这样智力因素对实验结果的影响被排除了。同样，如果认为性别因素对实验有影响，则可采用单一性别（如只用男生或只用女生为实验变量），这样，性别因素对实验结果的影响可排除掉。
排除法能很有效地控制无关变量，但所得的实验结果缺乏普遍的推论性，例如，只用男生为研究对象，将来结果就不适用于女生。因此，在实验设计时，排除法并不常用。
（2）纳入法
把影响实验结果的某种（或某些）因素也当作自变量来处理，将其纳人实验设计中，成为多因子实验设计。这样，不但可以收到控制之效，而且还可以进一步了解变量间的交互作用结果。例如，上例中，可将智力因素分为高、中、低三个层次纳入设计中，这时，原设计就变成2（教学法）×3（智力）×2（性别）的三因子实验设计。
（3）物理法
实验情景的控制常用物理控制法。物理控制法就是注意实验情境的物理条件是否保持恒定，以及实验的记录是否客观一致等物理性因素的控制。
（4）随机法
随机控制法是指将参与实验的受试者以随机分派的方式，分为实验组与控制组或各种不同的实验组。在实际使用时，随机分派法可分为两个步骤：第一步是用随机的方法将参加实验的所有学生进行均等分组；第二是再以随机的方法决定哪一组为实验组，哪一组为控制组。随机控制的方法，虽然在事实上未必各方面都完全相等，但理论上它们相等的机会是比较多
的。
（5）配对法
运用配对法的目的主要是使实验组和控制组在一些重要条件上相等或接近，从而控制无关因素对实验结果的影响。
（6）测选法
测选法是把参加实验的对象于实验处理之前全部测量一下，然后根据测量的结果，予以合理的选择与分配。为了使各组均等而编制或采用的测验，必须合乎实验处理的要求。如，打算用两个组做实验，以比较两种数学教学方法的效果，那么所要测量的就是学生原有的数学水平。测量的结果出来后，就按分数高低的顺序排列好，然后再按排列顺序上的位置，用高低分搭配的方式把他们均等地分在各组里面。
3、控制测量工具的方法
根据实验的需要，科学地选择、编制和使用测量工具。无论是选用现成的测量工具还是自行编制测量工具，都要有较高的效度和信度。使用各种测量工具应正确实施，想方设法降低测量的误差。此外，还可以运用物理控制法，降低测量工具的误差。
综上所述，教育实验控制的内容、原则和方法如表8一l所示。
（李方：现代教育研究方法）
第三节 教育实验的设计与实施
教育实验设计是实验研究的蓝图。实验设计的意义在于，它为研究者提供如何控制变量、进行实验操作、达到实验目的方法。
教育实验设计是指实验研究中被试选择和分组、实验处理和因变量测量等三个主要因素的安排方式。
实验设计需要考虑的主要因素包括：被试的选择与安排、实验处理和因变量的测量。被试的不同选择方法，实验处理安排在不同的位置，测验因变量的不同方法和次数，都会产生不同的设计方法。为叙述方便，用下面的符号表示被试、实验处理和因变量测量等因素。为简明地表示各种实验设计的特征，用下面符号表示被试、实验处理和因变量的测量：
S：表示被试；
R：表示被试是经过随机选择和分配的
X：表示实验处理（自变量）；
O：表示因变量的测量
这几种因素的不同安排方式，就构成了不同的实验设计。
美国教育实验专家坎贝尔和斯坦利根据实验变量的控制程度，将教育实验分为三类：前实验、准实验、真实验。
前实验没有对无关变量进行有效的控制，内部效度低，可以进行观察和比较，但由于对无关因素的干扰和混淆因素缺乏应有的控制，因而无法验证自变量与因变量之间的规律性关系，也很难将实验结果推论到实验以外的其他情形。前实验设计包括单组后测设计、单组前后测设计、不等组后测设计（固定组或静态组比较设计）。
准实验不能随机分派实验对象，不能完全控制无关变量，只尽可能予以条件控制。准实验是在教育的实际情境中进行的，因而具有推广到其他教育实际中去的可行性。之所以说教育实验大多属于准实验，是因为教育实验的情境和教育实验的对象的特殊性，教育实验难以满足一般科学实验的规范要求，在许多教育实验中，实验对象是处于正常的自然状态接受实验的。准实验设计包括不等组前后测设计、相等时间样本设计、时间序列设计、平衡设计（轮组设计或循环设计）。
真实验是能严格地随机分派实验对象，完全控制无关变量，能系统地操作自变量的实验。真实验相对于前实验和准实验，是最规范的。但就我国目前教育实验的水平看，能称得上“真实验”的，确实很少。真实验设计包括等组后测设计、等组前后测设计、多重处理技术、所罗门四组设计。
一、单组实验设计
单组实验设计对被试不做专门的选择和处理，通常是一种在完全自然的条件下，用单一实验组为研究对象，施加某一种或数种实验处理的实验设计。这种设计不是严格意义上的实验，对无关变量不能加以控制，但可以操纵自变量。
1、单组后测设计
基本模式为：S（X—O）
这种设计的要求是，首先选择一些受试者作为研究对象，并给予一种实验处理，然后测量实验处理的效果。
例如， 某种新的记忆方法对于提高中学生英语单词记忆效果的影响。
实验假设：某种新的记忆方法对提高中学生英语单词记忆有好的效果。
实验处理：在英语课上，教师运用这种新的记忆方法教授单词。
样本：高一年级一个班学生。
因变量测定：高一英语学习成绩测验。
后测：使用新的记忆方法教学后进行测试。
一个学期后，测验学生的学习成绩，并凭研究者主观的判断下结论说：这种教学方法有助于学习成绩的提高。这个结论可能是不正确的，因为，这种设计的内部效度甚差，如“历史”、“成熟”、“差异的选择”和“受试的流失”等因素可能干扰实验结果。总之，这种设计虽然简单易行，但因缺乏控制组和可比较的量数，许多因素会混淆结果，在一般的教育研究中，这种设计已甚少采用，不过，能认识其优缺点，对于从事更适当的实验设计是必要的。
2、单组前后测设计
基本模式为：S（O1—X—O2）
这种设计的要求是：对受试者进行实验处理前的测验（O1），然后给予受试者实验处理（X），再给予受试者一次测验（O2）。最后比较前测和后测的分数，通常采用两个相关样本平均数差异的显著性检验（N>30用z检验，N
例如， 某种新的记忆方法对于提高中学生英语单词记忆效果的影响。
实验假设：某种新的记忆方法对提高中学生英语单词记忆有好的效果。
实验处理：在英语课上，教师运用这种新的记忆方法教授单词。
样本：高一年级一个班学生。
因变量测定：高一英语学习成绩测验。
前测：在传统教学方法下，对学生进行测试。
后测：使用新的记忆方法教学后进行测试。
如果采用新方法前，实验班平均成绩是80分，采用新方法后，测试成绩为90分，这样前后测比较，成绩提高了10分，如果统计检验证明存在显著性差异，说明实验假设成立，即新的记忆方法对提高中学生英语单词记忆有好的效果。
这种研究设计的优点是：相同的受试者都接受前测和后测，“差异的选择”和“受试的流失”两因素即可被控制。缺点则是：实验效果可能受到“历史”、“成熟”、“工具”、“选择与成熟的交互作用”的干扰，可见其内部效度也很差，少用为宜。
3、单组相等时间样本设计
基本模式为：S（X1—O1—X0—O2—X1—O3 —X0—O4）
这种设计是对一组受试者抽取两个相等的时间样本，在其中一个时间样本出现实验处理（X1），另一个时间样本不出现实验处理（X0），然后，比较这两段时间测验的分数。例如，新的教学方法与传统的教学方法对同一班学生相间出现，看两段时间的学习成绩有无不同。统计检验可采用变异数分析法，也可采用相关样本平均数差异的显著性检验（N>30用z检验，N
这种设计能完全控制影响内部效度的八个因素。缺点主要在外部效度方面，实验结果可能会受到“实验安排的反作用效果”、“选择的偏差与实验变量的交互作用”、“重复实验处理
的干扰”等因素的影响。
这一设计也可用于只有一个受试者的情形。
4、单组时间序列设计
基本模式为：S（O1— O2— O3—X—O4 —O5 —O6）
使用这种设计时，研究者要对该组做周期性一系列的测量，并在测量的这一时间系列中间呈现实验变量（x），然后比较实验变量前后的一系列测量记录是否有显著差异。例如，研究者欲探索提高工人的教育水平是否会提高工厂的产量，于是从1月到6月，在每月末时，都把准备参加教育培训的工人的生产量记录起来，然后，从7月至12月，对工人进行某一项专门技术的教育培训，接着，继续记录从第二年的1月至6月的生产量，看看经培训后的1～6月产量比之培训前的l一6月产量是否有显著增加。
这种设计的统计分析除了可用相关样本平均数差异的显著性检验（N>30用z检验，N
这一设计在内部效度方面的缺点是：“历史”的因素可能对实验结果产生干扰。要补救这一缺点，最好多增加一个控制组，成为“多重纵贯时间系列设计”。除了“历史”因素外，影响内部效度的其他因素均可被控制。在外部效度方面，“测验的反作用或交互作用效果”未能控制，因此，其实验结果只能推论到重复测验的群体。好在利用学校里的学生做实验时，学生便是常常接受重复测验的团体，而研究者所要推论的对象也正好是学生。因此，这一缺点，对于在校学生而言，并非真正的缺点。
二、不等组实验设计
不等组实验设计是在现实的教育情境中，对实验过程进行某种程度的控制，但不能采用随机化方法进行被试分组的设计。准实验具有一定的外在效度，但由于被试不是随机选择，对无关变量的控制还是不够的。
1、不等组后测设计（固定组比较设计）
基本模式如下：
S1（X—O1）
S2 （ O2）
实验结果= O1—O2
这种设计要求选择一班学生作为实验组，另一班学生为控制组，给予实验组实验处理后，测验两班学生的成绩。统计分析可采用独立样本平均数差异的显著性检验（N>30用z检验，N
例如：小学数学教学使用学具的实验研究。
研究问题：探索学具在小学数学教学中的作用及使用方法。
实验处理：1.实验班结合教材内容，注意选择和使用各种学具进行教学。
2.对比班仍然按普通的教学方法进行教学。
样本：东北师大附小6个一年级班中通过摸底测验，确定2个实验班和2个对比班。 因变量测定：基本的数学概念、基本的数量关系、思维灵活性和创造性等三方面内容的测验。
优点：由于有控制组，有前后测比较，因此科研控制成熟、历史、测验、工具、统计回归等因素影响，一定程度上控制被试的选择偏差，从而提高了研究的内部效度。
局限性：不是随机取样分组，选择与成熟交互作用可能会降低实验的内在效度。
前后测的交互作用。因此，实验结果不能直接推论到无前测的情境中，对实验结果的解释要慎重。
这种设计由于使用控制组比较，“历史”因素可被控制，如果两组年龄相同，也可能控制“成熟”因素。因在设计中没有前测，“测验”和“工具”，两因素也易控制。但由于两组实验对象条件不相等，“差异的选择”、“选择与成熟”的因素可能会影响结果。因为有两个组，“受试者的流失”也可能干扰实验效果。
2、不等组前后测设计
基本模式如下：
S1（O1—X—O2）
S2 （O3— —O4）
实验结果=（ O2—O1）—（O4—O3）
这种设计与固定组 （静态）比较设计相比，惟一不同之处是：这种设计两组都有前测。而与等组前后测设计相比，区别则在于：这种设计不是采取随机方法分派受试者，所以实验组与控制组的各方面条件未必相等。
运用这种设计的一般步骤是：①以班级为单位，将班级随机分派为实验组和控制组；②对两组实施前测；③实验组接受实验处理，而控制组则否；④实验处理后，两组进行后测。 例如，研究者欲试验新编的小学《思想品德》课教材是否优于旧教材，可接洽一所小学做实验，结果这所学校不允许他采用随机方法从各班级中抽取学生，并随机分派到实验组和控制组，而只能提供六个原来班级学生作为实验对象。这时，研究者只好将六个班级随机分派三个班为实验组，另三个班为控制组（显然，这种分派方式不能看做是随机分派，因为每一位学生并没有同等机会被分派到实验组或控制组。不过，在不能完全随机分派学生的情况下，以班级为单位随机分派也是一种可取的措施）。接着，研究者实施一项思想品德水平测验于两组受试者，然后，实验组使用新编教科书教学，而控制组仍使用旧教材教学，一个学期后，两组再接受思想品德水平测验，则可比较新旧教材之优劣。统计分析同第7种设计。 这种实验设计在教育研究中使用很普遍。
这种设计在内部效度方面，可以控制“历史”、“测验”、“成熟”、“测量的工具”、“受试的流失”等因素。由于有前测，“差异之选择”因素也可控制（如，可用共变量分析法控制某些特质方面的差异）。但由于没有采用完全随机方式分派受试者，故“选择与成熟”、
“选择与同时事件”等的交互作用，会干扰实验效果。如果两组受试的选择不适当，“统计回归”也有可能产生。在外部效度方面，不能控制“测验的反作用或交互作用效果”、“选择偏差的交互作用效果”和“实验安排的反作用效果”等因素。
3、循环设计（轮组设计）
循环实验设计或轮组实验设计也叫做对抗平衡设计，这种设计中拟采取几种实验处理，就选取几种实验被试，将各种实验处理轮换施行于各组（各组不必均等），然后根据每种实验处理所发生变化的总和来决定实验的效果。每种实验处理的实验结果等于其在各组测试成绩总和的平均数
基本模式为（以三种实验处理、三组被试前后测实验为例）：
S1（O1—X1—O2）—（O7—X2—O8）—（O13—X3—O14）
S2（O3—X2—O4）—（O9—X3—O10）—（O15—X1—O16）
S3（O5—X3—O6）—（O11—X1—O12）—（O17—X2—O18）
实验结果（X1）=[（O2 –O1）+（O12 –O11）+（O16 –O15）]/3
这样的排列方法使每一种实验处理不但在各组中循环了一遍，而且在实验次序的每一个地位上也都循环了一遍。
上述设计，也可以不要前测。
这种设计在内部效度方面，除了可能产生“选择与成熟的交互作用效果”之外，其他七个影响内部效度的因素均可被控制。在外部效度方面，“多重实验处理的干扰”的因素可能影响外部效度。在每种实验处理都有前测的这类设计，“测验的反作用效果”因素也能影响外部效度。
在实际应用上，这种设计不必要求各组均等，因而省却了均等组别的麻烦。但各种实验处理被实验的次数增加，这就自然又增加了很多麻烦。
三、等组实验设计
等组实验设计（真实验设计）是被试为随机抽样和随机分组，并且都有一个控制组的设计。这种设计不仅保证被试具有代表性，也对无关变量进行有效的控制，因此，具有很好的内在效度和外在效度。
1、等组前后测设计
基本模式为：
R S实验组（O1—X—O2）
R S控制组（O3— —O4 ）
这个设计的主要步骤是：
①用随机方法选择受试者，并将其随机分派到实验组和控制组（R）；
②实验处理前，两组都接受前测（O1，O3）；
③实验组接受实验处理（X），而控制组则否；
④实验处理后，两组都接受后测（O2，O4）；
⑤比较两组实验结果[（O2- O1）一（O4一O3）]
这种实验设计可扩展到两个以上实验因子的比较研究：
R S1（O1—X1—O2）
R S2（O3—X2—O4）
这种设计的统计分析是对两组调节后的平均数（实验后测值减去前测值之平均数，即各增益数之平均数）做独立样本平均数差异的显著性检验（N>30用Z检验，N
例如：在语文教学中，阅读技巧训练对于提高学生学习的影响
实验假设：语文教学中，阅读技巧训练有助于提高学生学习成绩。
实验处理：1.实验班的语文教学中，在学生阅读材料前，教师讲解阅读技巧。
2.对照班的语文教学中，在学生阅读材料前，教师不讲解阅读技巧。
样本：在高一学生中随即抽取100名学生，随机编为两个班，其中一个为实验班，另一个为对照班。
因变量测试：高一学生语文成绩测试。
前测：实验班和对照班在使用新方法前同时进行测试。
后测：实验班在采用阅读技巧训练一个月后进行测试，对照班在相应时间同时进行测试。 条件控制：同一教师进行教学；教学内容、作业量相同；学生学习语文时间总量相同。 在这项等组前后测实验中，设置了实验班和对比班。前测时，实验班的成绩为70分，对照班的成绩为73分。历时一个月后进行后测，实验班平均成绩为95分，对照本平均成绩为80分。这样，分别将前后测进行比较，实验班成绩提高25分，对照班成绩提高7分。二者比较，说明语文教学中阅读技巧训练有助于提高学生的语文学习成绩。
这种实验设计的内部效度是很高的，由于采用相等的控制组，而且两组都有前后测，故在前测到后测期间影响内部效度的”历史”、“成熟”、“测验”、“工具”、“统计回归”等因素，两组完全一样。再者，由于采用随机方法，两组在各方面的特质相等，故可控制“差异的选择”、“受试的流失”和“选择与成熟等因素交互作用”三个因素的干扰。可见，它是一种严谨控制的实验设计，在教育实验研究中常被采用。
但在外部效度方面，由于采用前测，实验结果可能受到“测验的反作用或交互作用效果”因素的干扰，“实验安排的反作用效果”因素的干扰有时也可能产生。
2、等组后测设计
基本模式为：
R S实验组（X1—O1）
R S控制组（ O2）
这种设计与前述等组前后测设计比较，不同之处是两组在实验处理前都没有测验。 这是一种十分理想的实验设计，因为它对影响内部效度的八个因素均可有效控制，而且，尚可避免因前测所产生的“测验的反作用效果”。
这种设计的局限性在于，它无法确定实验处理是否对不同层次的受试者有不同的效果。如果有前测时，则可据之以形成不同组别，从事进一步的分析。例如，假定要比较采用归纳法和演绎法教数学的效果，如实验前，两组都没有进行数学成绩的测验(前测)，仅在实验后测量数学成绩，如经比较结果，发现两组没有显著差异，据此而确定实验处理没有效果。但是，如果有数学成绩的前测，我们就可根据数学成绩将学生分成高、中、低三个层次，进行2(教学法)×3(数学成绩)的实验设计，实验结果，我们可能进一步发现两种教学方法的效果因学生数学前测成绩不同而异。
3、多重处理设计
基本模式为：
R S1（O1—X1—O2）
R S2（O3—X2—O4）
R S3（O5—X3—O6）
R S4（O7—X4—O8）
多重处理设计是等组设计的扩展，是有三个或三个以上实验处理时的实验设计。在研究具体问题时，实验处理可能不止一个或两个，为了在几种不同方法之间进行比较研究，就需要运用多重处理的实验设计。这种设计的方法是随机选取被试，并将被试分成与实验处理个数相同的组，对所有被试进行前测验(也可以不做前测验)，分别在每一组被试中实施一种实验处理，对各组进行后测验。
多重处理设计可以同时比较几种不同的实验处理，可以提高实验研究的效率。由于被试为随机抽样和分配，因此，也具有较高的实验内在效度和外在效度。其局限性在于可能产生前后测验的交互作用。
4、所罗门四组设计
基本模式为：
R S1（O1—X—O2）
R S2（O3— —O4 ）
R S3（ X—O5 ）
R S1（ O6 ）
所罗门四组设计是针对前后测验设计和只有后测验设计的局限性而设计的。为了检验前后测验之间是否有交互作用，按照是否有前后测验，设计成四个组。
这种设计包含有两个实验组和两个控制组，四组受试者均由随机方法选择而来。其中，有两个组接受前测，两个组则无。实验处理后，四组均接受后测。
实验效果的测定，可用相关样本或独立样本的z检验或t检验(N>30用z检验，N
①第一组前测和后测平均数的差异(O2—O1)；
②第一组和第二组后测平均数的差异(O2—O4)；
③第三组、第四组后测平均数的差异(O5—O6)；
④第一组、第二组前测平均数和第三组后测平均数的分别差异(O5—O1或O5—O3)。 如果上述四个差异的检验都获得一致性的效果，研究者将更有信心确定是实验处理产生了效果。因为这等于重复做了四次实验(若以有前测和无前测比较，则等于重复做了两次实验)。有关前测经验的单独效果之检验，可比较第二组和第四组后测平均数的差异(O4—O6)。
这种设计对影响内部效度的八个因素均可控制，而且，可以控制和测量前测的主要效果，可以控制和测量前测与实验处理间的交互作用效果(通过第一组和第三组的比较)，可以测量“成熟”和“历史”的综合影响效果(根据第四组的后测平均数O6和第一、第二组的个别前测平均数O1、O3的比较)。可见，这种设计是最严谨控制的实验设计之一。
上述11种实验设计各有利弊。在选择运用时，每种设计还可以根据实验情况而加以改进。准实验设计在教育研究中广泛应用，原因是在学校抽样很难做到随机化，因为在实际中，人们不能也不愿打破现存的编班。而准实验设计，以原班级作为实验对象，并在可能的条件下尽可能进行控制，所以教育研究者常常愿意采用。
第四节 教育实验法的基本程序
教育实验的全过程一般包括准备、实施和总结三个基本阶段。准备阶段包括：（1）确定实验课题、提出实验假设，（2）选择实验设计，（3）制定实验方案；实施阶段包括（4）实施实验设计；总结评价阶段包括：（5）验证实验假设、形成研究结论，（6）总结研究成果、形成研究报告
一、教育实验的准备阶段
准备阶段是教育实验研究最重要的阶段，实验是否具有科学性、可行性，在很大程度上取决于准备阶段在理论上的探索和具体方案的设计。一般来讲，实验的准备阶段包括以下几个方面的内容：
（一）确定实验课题，提出实验假设
教育实验研究是在一定理论指导下，以验证某一假设为目的的研究。确定恰当的课题并形成理论假设是教育实验研究的第一步，也是成功的教育实验研究不可缺少的环节。实际研究中应当注意以下几个方面：
第一，教育实验选题要遵循选题原则。选题要具有价值性、科学性、创新性、可行性。 一是确定具有较高价值的研究课题。教育实验研究一般要经过周密的设计和安排，研究的周期相对来说比较长。因此，在选择研究课题时，要确定那些在理论上和实践上有重要意
义的问题。
二是实验课题要具有可行性。完成一项系统的科学的实验研究，需要具备多方面条件，包括理论上的指导、实验教师的队伍、实验学校的内部与外部条件等。不具备必要的条件，实验研究的措施就得不到落实，就不可能达到预期的实验效果。如中小学整体改革实验的设计与实施，需要具备各方面的条件，包括理论上的指导、原有的实验基础、实验教师的状况等。只有具备了进行某项实验研究的条件，才能选择相应的实验研究课题。选定的实验课题应当与研究者或研究学校本身的条件相符合，不能只考虑实验课题自身的价值，要综合考虑多种因素。
第二、教育实验要遵循科研育人原则。教育实验的实践目的是科研育人，通过实验研究促进学生的身心发展，而不能给学生身心发展带来负面影响。教育实验必须符合教育伦理要求。
第三，教育实验要有明确的实验假设。假设是对实验研究问题中因果关系的表述，研究者在确定研究课题时首先要明确实验研究的假设，明确实验过程中改变哪些因素，进而对哪些因素的变化产生影响，在实验设计时要将这些问题表述清楚。《创造性思维与个性教学模式的实验研究》中提出的假设是“使用由上述10种教学方法(矛盾法、发散与集中法、定势打破法等)构成的创造性思维与个性教学模式，在培养和发展学生的创造性思维品质和个性品质方面，比常规的教学方式方法效果好。”这一假设比较明确地阐述了课题研究的目标，明确了变量之间的因果关系。课题的假设如果不明确，就会使研究具有很大的盲目性。
（二）选择实验设计
实验设计是指实验研究中被试的选择和分组的方式，以及自变量与因变量实施和测量的安排。比如，被试的选择是采取简单随机抽样还是其他的抽样方式，是单组设计还是等组设计；是只有前测验的设计还是前后测验的设计等。不同设计方法，产生的研究效度也不同。设计教育实验研究时，需要全面考虑各方面因素，确定恰当的设计方案。
（三）制定实验方案
一个完整的实验研究方案，应该包括以下几个方面的内容。
(1)问题的提出。简要地阐明研究课题的来源，对该研究课题研究现状作概括性说明，明确研究的基本假设等。
(2)实验的理论基础和指导思想。对实验研究所依据的理论基础作必要的说明，对实验所遵循的指导思想和基本原则作简要的阐述。
(3)实验的对象和方法。说明被试的来源，分组的方式和实验设计的方法。
(4)自变量与因变量的操纵。明确规定实验处理的性质与操作方式，这是把实验所提出的假设具体化的关键。一项实验研究的可行性如何，很重要的因素就是实验处理是否明确。同时还要确定因变量测量的方法，以便有效地分析和论证实验效果。要根据实验研究的目的和实验中变量的内容，确定如何测量实验的因变量。如对学生学习成绩的测量，学生智力发
展水平的测量，学生个性品质的测量等。
(5)实验的具体步骤。规定完成实验研究的时间表，包括实验的准备阶段、实施阶段、总结阶段等具体的时间安排。
(6)实验的组织与领导。比较大的实验研究要确定实验的领导小组，以保证实验各项任务的落实。
以上几个方面的问题，在实验研究方案的具体表述上可以进行适当的整合和调整。下面是一个实验研究方案的摘录，从中可以体会实验方案的具体结构和表述方式。
二、实验的实施阶段
实验方案的实施过程就是按照实验的设计方案搜集资料的过程。要通过培训教师，落实实验的各项措施，严格按照实验程序操作，做好各项实验记录，组织因变量的测验，随时对取得的数据进行初步的归类等。
三、实验结果的总结评价阶段
一是验证实验假设，形成研究结论。要将实验过程中搜集到的资料进行整理和分析，发现有价值的结论，验证提出的实验假设；二是总结实验成果，撰写实验研究报告。
第五节 等组前后测实验设计训练
一、德育与数学整合教学的实验研究课题
（一）设计研究目的、意义和研究假设
1、研究目的、意义
（1）研究目的：通过一个学期的整合教学，验证是否可以有效地提高德育效果和数学成绩
（2）研究意义：为了有效地开展德育教育和学科教学探讨有益的教育教学方法
2、研究假设
（1）数学与德育整合教学可以转变学生的学习态度、提高学习积极性
（2）德育内容通过教学内容和教学过程的充分整合，使学生在学科教学中受到德育的熏陶
（二）理论依据
1、建构主义学习理论：学生是认知的主体，是决定学习结果的关键因素，教师是学生学习的指导者，教师的作用在于帮助学生创设良好的学习环境，引导学生积极探索，主动发现，实现对所学知识的有意义建构。
2、布鲁纳的认知结构学习理论：知识学习包括三个阶段。首先是知识的获得，其次是知识的转化，再次是知识的评价，学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。
（三）实验对象与教学内容设计
1、实验对象：从七年级中随机抽取学生成绩均等的两个班，其中一个为对照、另一个为实验班。
2、教学内容：对照班：人教版七年级《数学》(上)，包括有理数，整式的加减，一元一次方程、图形认识初步。被试班：以人教版七年级《数学》(上)为主，结合爱国主义、集体主义、个性心理品质教育等德育内容。
3、课时安排：有理数、一元一次方程各28课时，整式加减、图形认识初步各20课时，复习课12课时。
（四）实验实施
对照班按常规课堂教学要求进行：即复习提问(10分钟)—引入新内容、学生思考， 教师指导，得出结论(10分钟)—范例学习(5分钟)—随堂练习(10分钟)—小结，布置作业(5分钟)。
被试班在常规课堂教学基础上，①创设具有激发爱国热情的问题情境。②制定学习目标。每周第一节课制定本周学习目标与计划。最后一节课自查完成情况，引导学生制定各自的人生目标，成为有理想的人。③ 以独立、互动学习相结合，培养学生良好学习习惯，互相学习、互相帮助、共同进步的团队精神。④ 培养勇于面对失败和纠正错误的精神，学会自我11 罗虎章 德育与数学整合教学的实验研究 吉林教育（普教研究） 2009。4
完善的方法，提高自我完善的能力。
实验班和常规班由同一位教师授课。
（五）对结果进行测试和分析讨论
1、实验观察测试
数学课采取期中、期末测试的办法，同时观察学生课堂学习、课堂练习和课后作业的表现。
2、结果分析与讨论
（1）数学平均成绩明显提高。被试班期中、期末测试的数学平均成绩比对照班分别多11．43和l1．79分，差异达显著水平(P≤0．05)；数学成绩及格人数明显增多。被试班期中、期末测试数学成绩及格人数分别比对照班多12和9人，对比净增52．17％和64．29％，用t检验合格率差异具有非常显著水平(P≤O．01)；中下游学生的数学成绩提高明显。把两班学生期末数学成绩按组距为10分别分组，统计各组学生人数， 制得各分数段人数折线分布图。可见，被试班40～5O、6O～7O分数段人数分别为15和13人。比对照班增多5和9人：30分以下人数为22人，比对照班32人少1O人。可见，整合教学对成绩在70分以下的学生帮助较大。
(2)课堂学习、练习评价。课堂观察统计，学期初两班学生课堂学习、练习的积极性相差不大，参与人数均在86％以上。随着教学的深入，对照班学生上课开小差人数增多，学期末有25％学生无心上课。另有30％学生注意力不集中，主动完成课堂练习人数不足40％，被试班主动完成课堂练习人数却保持在80—90％之间。只有10％左右的学生未能进人学习状态。
(3)课后作业评价。被试班85％学生能自觉完成作业，其中有75％学生能独立完成并检查修正作业，9O％学生能按时交作业；对照班自觉完成作业、按时缴交作业人数为50％，欠交作业的学生人数超过30％，经常出现不做或漏做现象。
（六）形成结论
1、结论。应用德育与数学整合教学一学期后。被试班数学成绩、课堂纪律、练习和作业完成等明显比对照班好。说明整合教学可以转变学习态度、提高学习积极性，帮助实现德育效果，提高数学水平，是提高中学数学教学与德育水平的有效方法，德育内容通过教学内容和教学过程充分整合是促进教学效果的关键。
2、反思。在数学教学中进行德育整合的途径有四种：充分发挥教师人格魅力；充分利用教材挖掘德育素材；在教学过程中进行德育渗透；利用数学活动和其他形式进行德育教育。本研究只对第2、3种途径进行部分内容研究。尚末形成完整的整合模式，还有待进一步的研究探索
（七）撰写实验研究报告（略）
二、生物学教学中两类教学媒体效果的实验研究
（一）实验目的、意义和假设 22 李新生 生物学教学中两类教学媒体效果的实验研究 中学生物学 2009。4
1、实验目的、意义
（1）实验目的：验证多媒体教学是否可以有效提高生物学课堂教学效果
（2）研究意义：为人们更好地利用多媒体开展生物学课堂教学提供参考
2、研究假设
（1）多媒体教学能使学生的多种感觉器官共同参与到学习活动中来，形成最佳心理状态；
（2）多媒体教学使教学内容由静态变为动态，能够强化对所学知识的掌握；
（3）多媒体教学能激发学生学习兴趣，充分调动学生学习的积极性。
（二）实验对象与内容设计
1、实验对象
被试者为五年制师范二年级小学教育专业班学生，首先建立对照班和实验班，根据上学期期末学习总成绩和班主任对学生学习积极性的反映，把成绩等其他方面相同的学生配成一对，这样将80名学生配成40对，然后从每对中任抽一人(共40人)组成实验班，剩余的另一人(共40人)组成对照班，即采用配对法组成实验班和对照班。实验班和对照班学生之间总体智力水平相当，以备在实验结束后进行效果比较。
2、教学内容
教学内容为《生物学》中“细胞的分裂”一节，教材为山东省五年一贯制小学教育专业统编教材，教案由测试组共同制定，由同一个教师执教，上课时间为45min，测试时间为8min。
（三）实验过程
实验过程是在实验班运用现代教育技术媒体教学，选用了计算机多媒体、61寸投影电视、视频展示台、电视录像等先进教学设备及相应配套软件。主要教学过程是用计算机多媒体展示细胞周期的概念图，视频展示台展示染色体和染色单体模型与模式图，计算机多媒体模拟植物细胞和动细胞有丝分裂的整个过程(动态)、突出显示各个时期的主要变化特点(尤其是染色体的变化特点)、总结展现各期主要特点、动物细胞和植物细胞有丝分裂过程的不同点，观看植物细胞有丝分裂过程的录像片，计算机多媒体模拟细胞无丝分裂过程(动态)、归纳本节内容、进行学生练习等。
对照班只采用传统的教学媒体，即选用挂图、模型等。主要过程是展示细胞周期概念挂图、染色体和染色单体模型与挂图、植物细胞和动物细胞有丝分裂过程模式图和模型、细胞无丝分裂过程模式图、归纳本节主要内容、进行学生练习等。教学过程中教师均采用诱思探究的教学方法，通过一连串的问题，一步步引导学生积极思考，主动学习，并注意及时归纳总结和讲解。
（四）实验结果测试
一节课后采用同一套试题对实验班和对照班进行测试。
（五）实验结果与分析
对测试结果进行描述统计和T检验，从学生的感官，学习的主动性、自觉性，学生对知
识的掌握等三个方面，分析了实验的效果
（六）形成实验结论（略）
（七）撰写实验报告（略）
思考题
1、教育实验法的特征、功能及其局限性？
2、教育实验控制的原则与方法？
3、例举影响教育实验的内部效度与外部效度的因素。
4、解释前实验、准实验和真实验的各种实验设计类型可以消除哪些干扰因素？
5、等组前后测实验实施的基本步骤？
第八章 教育实验法
本章要点：教育实验法的含义、特点、类型；有结构观察与无结构观察的类型及其方法；教育观察法的实施步骤与方法，教育观察法的实施要求。
第一节 教育实验法概述
一、教育实验法的含义与特点
（一）教育实验法的含义
教育实验研究法是根据一定的理论和假设，通过人为地控制教育现象中某些因素，从而探索变量之间某种因果关系的研究方法。
教育实验研究主要涉及以下几个基本问题：①一定的理论和假设；②人为控制某些因素；③论证某种因果关系。
教育实验研究的过程：①通常是在科学的教育理论指导下，提出一个具有因果关系的假设；②以这个假设为出发点，选取被试；③按照某种方式对被试实施实验处理和测量；④最后通过统计分析确定所提出的假设是否成立，⑤进而论证某一因果关系。
（二）实验研究的特点
教育实验具有科学实验的一些基本特点，主要表现在以下几个方面：
1、控制性
教育实验是在人为地创设或控制某些条件的情况下进行的，对变量的控制是实验研究的重要特点。研究者通过对无关变量的控制，以确定所研究变量之间的因果关系。
2、揭示变量之间的因果关系
在实验研究中，由于研究者可以有效地控制影响实验结果的无关变量。因此，研究者可以确定实验中所操纵的自变量的变化对因变量产生的影响，揭示出自变量与因变量之间的因果关系。
3、主动性
实验研究不是被动地等待所研究现象的自然出现，而是通过研究者主动操纵某些条件，以引起某种特定现象的发现或变化而对其进行研究。
4、可重复性
只要具备同样的实验先决条件，采用同样的实验措施，实验就可以重复进行，结果可以验证。
教育实验以操纵和控制变量为手段，以揭示变量之间因果关系为根本目的，这是教育实验研究方法的根本特点和优点。但是，教育实验也存在一定的局限性。由于教育研究对象的特殊性、教育现象的复杂性，教育实验所涉及的变量很多，有的甚至无法预料，因此，教育实验实际上很难做到对所有无关变量的严格控制，难以完全排除无关变量对实验结果的影响。此外，教育实验还涉及受教育者的实验道德问题，不是所有的教育问题都可以用实验法来研究，如涉及社会伦理道德、受教育者身心健康等方面的教育问题就不宜用实验来研究。
二、实验的类型
（一）实验室实验和自然实验
从研究条件的控制上划分，教育实验可分为实验室实验和自然实验两种。
1、实验室实验
实验室实验是在人为设计的环境下，严格控制外界条件进行的实验研究。教育研究中的实验室实验是借助自然科学实验研究方法进行的，其控制的程度力求达到自然科学实验的标准。事实上，实验室实验是将被试置于特定的环境中，由实验者设计特定的教学情境，通过被试在特定的教育情境中的表现，得出有关的因果关系。由于实验室实验控制条件过于严格，而教育现象又是一个极其复杂的多因素系统工程，所以即使实验室实验得出了精确的结果，但由于与现实的教育距离较远，所以在实践中也难以推广。
2、自然实验
自然实验法是在现实的教育环境和教育条件下进行的实验研究。自然实验从控制程度看，没有实验室实验严格，但自然实验立足于现实的教育，以教育实践中的问题为出发点，以现有的教育环境为条件，探索在自然的教育环境下，改变某种教育因素所产生的效果。自然实验更多地考虑实验结果的实用价值，更多地考虑教育活动的教育性和道德性，在此前提下尽可能地运用科学的研究方法和程序。与实验室实验相比，其特点是：一方面，立足于现实的教育，是在真实的教育环境中进行的研究，所得的结论情境与现实的教育较为接近，研究成果容易被推广；另一方面，由于在真实的教育环境中控制变量相对不够严格，因而易受各种无关变量的干扰而影响研究结果的有效性和精确性。所以，在进行教育自然实验研究时，既要保证现场的自然性、真实性，又要尽可能的控制各种变量，同时，在下结论时要注意研究结果的客观性和科学性。
（二）探索性实验、验证性实验和改进性实验
按实验的目的划分，可以把教育实验分为探索性实验、验证性实验和改进性实验三种类型。
1、探索性实验
探索性实验是在一定的理论和实践研究的基础上，提出新的问题，检验新的假设是否成立的实验研究。探索性实验的特点在于求新，是研究一个新的课题，验证一个新的假设。
2、验证性实验
验证性实验是对他人已经研究并得出结论的问题，再进行重复性研究。验证性研究并不是简单重复别人的研究，而是将一项研究在不同时间，不同地域或不同研究对象中进行研究，以检验在新的条件下是否会取得同样的结果。
3、改进性实验
改进性实验是对已经取得的实验成果所做的修改和完善。实验成果往往是在一定的时间，一定的区域或一定的研究对象中研究取得的，当这些成果推广到别的区域或别的群体时，
必须进行相应的充实和改造。
（三）单因素实验与多因素实验
根据自变量的多少，可把教育实验分为单因素实验和多因素实验两种，
1、单因素实验
指自变量只有一个，自变量有两个或两个以上水平的实验。例如：教师职业倦怠对工作绩效的影响，自变量只有一个，即职业倦怠，这就是一个单因素实验。
2、多因素实验
多因素实验是指自变量有两个或两个以上，每个自变量都有两个或两个以上水平的实验。例如：教学方法与手段对学生学习成绩的影响实验中，研究的自变量有两个（教学方法与教学手段），这两个自变量都有两个或两个以上的水平，就是一个多因素实验。多因素实验不仅可以研究每个自变量的主效应，还可以研究自变量的之间的交互作用。
（四）前实验、真实验和准实验
根据控制条件的严密程度不同，可以把教育实验划分为前实验、真实验和准实验三种。
1、前实验
前实验是指实验中无关变量缺乏控制的实验，是一种不理想的实验。
2、真实验
真实验是指在实验中能随机选择和分配被试，能有效操纵实验变量并能严格控制影响实验结果的无关变量，实验结果能客观地反映实验处理的影响的实验。
3、准实验
准实验是介于前实验和真实验之间的一种实验设计。在无关变量的控制上，它比前实验设计好，但不如真实验设计那样对无关变量控制得严格和充分，准实验对被试的选择和分组不能做到随机化，实验中所使用的各被试组往往是那种已经形成的现成团体（如现有的两个班级、两所学校等）。
三、实验变量的特点
教育实验研究中的变量分为自变量、因变量和无关变量三类。三类变量在实验过程中具有一些明显的特征。
1、自变量
自变量是由研究者选择并操纵的用以变革教育有关方面的变量，是施于被试的某种变化的因素。它是假定的原因变量，有人又称之为实验处理或输入变量。自变量可以是不同的教材、不同的教学方法、不同的教学组织形式等。自变量具有如下特征：
（1）新颖性
实验中操纵的自变量一般是用来取代教育过程中现存的落后的因素，变量只有具备新颖性才具研究的意义。杜威的芝加哥实验学校是用“新教育”代替“传统教育”；赞科夫的教学与发展实验中“新教学体系”替代旧的“教学体系”；“自学辅导法”替代传统的教学方
法等，都是试图用新的教育方法、教育手段、教育内容或教育体系来代替传统的。具有新颖性是实验自变量的一个重要特征。
（2）有效性
通过经验和理论的分析、预测，研究者应该确信自变量能够对教育教学产生良好的影响。这是由教育实验的特殊性所决定的，如果自变量效果不佳甚至有消极作用，会给学生的发展造成不可挽回的负面影响。自变量在投入教育实验之前，要进行多方面的认真论证，这也是由教育实验要受道德标准约束这一特征所决定的。
（3）可操作性
自变量只有可操作，才能把它引进教育实验，加以变革和研究，如果过于抽象或笼统，则难以获得满意的实验结果。如上面例子中不同评价方式，研究者在设计时要有明确的表述，使其具有可操作性。
2、因变量
因变量是由于自变量的变化，希望引起被试有关方面相应变化的变量，也叫结果变量，如学生的学习成绩、行为习惯、智力发展等。因变量是研究中需要观测的指标。因变量具有如下特征：
（1）可变性
所选择的因变量要由一定自变量的作用而发生变化，显示出自变量影响的效果。如学生的学习成绩、学生的智力水平等都可作为因变量。在教育过程中某些因素是恒定的，不能成为因变量。
（2）外依性
因变量不仅是可变的，而且这种变化要外依于其他因素的作用，不是完全靠自身的自然生长完成的。具有外依性，才能使自变量的影响作用显现出来，从而使实验成为必要和可能。
（3）可测评性
实验效果主要是通过因变量的变化反映出来，所选择的实验因变量只有具备可测评性，才能根据其变化判断实验效果如何。测评包括两个方面，一是定量描述，通过测验等方法来测量；二是定性描述，通过观察、分析等方法来评判。就测评来说，目前已发展起许多标准化的工具，如智力测验工具、个性测验工具、创造力测验工具、技能测验工具等；也有许多可用的技术，如投射技术可用于测评个性因变量，情境反应技术可用于测评品德因变量等。越容易测评的变量，对实验评价来说就越方便。
3、无关变量
无关变量也称控制变量，是可能对实验结果产生影响的、自变量以外的因素。由于它对研究结果可能产生影响，又被称为干扰变量，需要在研究过程中加以控制。上例中将被试分成四个相等的组，进行同样的加法练习等都是对无关变量的控制。无关变量具有如下特征：
（1）潜在性
从实验研究的角度来说，自变量、因变量及其关系是明显的，是研究者直接操作的对象。而无关变量隐藏在研究过程之中对因变量产生影响，在实验研究中扮演“第三者”的角色，因而它们不能在实验及其报告中被无意忽略，需要认真研究并加以控制。
（2）二重性
教育实验中的干扰变量在一方面可能是有害的，在另一方面可能又是有利的，从而显示出两面性，使实验归因复杂化。例如在教材改革实验中，学生对新教材的新鲜感作为干扰变量具有二重性，这种新鲜感的作用对于取得较好的教学效果来说是有利的，对于实验归因来说则是不利的因素：实验效果究竟是教材本身产生的呢，还是学生对新教材的新鲜感暂时促进了学习行为而造成的?如果是后者，随着时间的延长，学生的新鲜感减弱，教学效果就会降低。二重性这一特点使教育实验中采取的控制方法更多的是平衡法、归因分析法及统计处理法等。
（3）多样性
由于教育实验是在实际的情境中进行的，发生“干扰”的变量是很多的，远远超出自然科学中的实验，且难以预先作出具体准确的测定，更不能采取相应的防范措施。因而针对这一特点，教育实验中对无关变量的控制更多地采取即时灵活的艺术性方法。
第二节 教育实验的效度与控制
一、教育实验的效度
进行实验设计，首先必须考虑实验效度。所谓实验效度，就是指实验设计能够回答所要研究问题的程度。实验效度有两种：内部效度和外部效度。
（一）内部效度
内部效度就是指实验者所操纵的实验变量对因变量所造成的影响的真正程度。实验内部效度高低，取决于对无关变量控制的程度。无关变量控制越好，实验结果越能解释为由实验处理所造成。反之，控制越差，实验结果越无法解释。其结果究竟是由实验处理所产生，或由其他无关因素所导致，将难以确定。由此可见，内部效度是实验研究的基本条件。
那么，有哪些无关变量会影响实验结果呢?美国的坎贝尔和斯坦利（Camp—bell＆Stanley，1963）认为下列八项因素是影响内部效度的无关变量。
1、历史或偶然事件
历史是指在教育实验的进程中，同时发生了没有预料到的偶然事件，因而影响实验效果。一般说来，实验时间越长，实验处理以外的其他事件的影响可能性就越大。
2、被试成熟
受试者在实验期间，不论生理或心理均会产生变化。时间在受试者身上发生了作用。例如，在教学实验中，学生在两小时后因疲劳、饥饿而分心或没兴趣等，这些改变会影响实验结果。在上述例子中，学生因年龄增长而在认识能力方面的自然发展和成熟，或词汇的自然
增长，都可能干扰实验处理的效果，所以阅读能力的提高，就难以单纯归因于新的阅读教学方法。
3、测验
第一次测验可能会提高继后第一、二次测验的成绩。
4、工具
在测量过程中，因测量工具（如试卷、仪器等）不同，评量者身心发生变化（如评卷人员在评价后测时，变得比前测时较为疲劳、粗心或严格），或两位主考对同一项教学实验进行后测所使用的工具、程序和方法不同，也可能改变实验的结果。
5、统计回归
统计回归现象，是指受试者的测量分数在第二次测量时，有向团体平均数回归（趋近）的倾向。换言之，高分组的受试者在第二次测量时，其分数由于向平均数回归而有降低的趋势，但低分组的受试者，其分数却有升高的趋势。
6、差异的选择
由于未用随机抽样和随机分派之故，所选择的两组或几组受试者，在未进行实验处理之前，本来各方面的能力就有所偏差或不相等，那么实验结果的两组成绩不同，就不能说这种差异是单纯由于实验处理所造成的。
7、实验对象的流失
实验对象在实验期间的流失，如迁居、退学、死亡等，则可能使实验结果难以解释。
8、选择与成熟的交互作用
上述七项因素的彼此交互作用，将是构成影响内部效度的另一个因素，选择与成熟的交互作用便是常见的例子。
上述八项影响实验内部效度的因素，必须加以适当的控制，才能正确解释实验结果单纯由实验处理所造成。
（二）外部效度
外部效度指实验结果的概括性和代表性。换言之，就是指实验结果是否可推论到实验对象以外的其他受试者，或实验情境以外的其他情境。一个实验越能实现这个目的，就表示该实验越有良好的外部效度。如果用于男生实验的结果，只适于男生，而不能推论到女生；用于中学生实验的结果，只适用于中学生，而不能推论到小学生，那么，这个实验设计的外部效度（群体效度）就比较低。如果在实验室里实验的结果，只适用于实验室情境，而不能推论到日常生活情境；在城市实验的结果，只适用于城市，而不能推论到农村，这个实验设计的外部效度（生态效度）也不高。
坎贝尔和斯坦利又认为，下列四个因素是影响实验外部效度的无关变量：
1、测验的反作用或交互作用效果
测验的反作用指前测对后测的作用；测验的交互作用，指前测与后测的交互作用。有前
测经验易造成后测成绩好。在有前测和后测的实验设计中，前测的经验往往会限制研究结果的推论性。
2、选择偏差与实验变量的交互作用效果
当研究者选取一些具有独特心理特质的受试者做实验时，选择偏差与实验变量的交互作用效果就容易产生。因为这些独特的心理特质，有利于对实验处理造成较佳的反应。
3．实验安排的反作用效果（著名的“霍桑效应” ）
由于实验情境的安排，受试者知道自已正在被观察或正在参加实验，他所表现出来的行为，自然而然地与他不知道正在被观察或不是参加实验时，有很大的不同。这时，他们往往为投实验者之所好，可能改变正常的行为方式，努力表现实验者所期望的行为，以获得实验者的欢悦。但受试者在非实验情境的表现，可能与此完全不一样。
4、多重实验处理的干扰
当同样的受试者重复接受两种或多种的实验处理时，由于前面的处理通常不易完全消失，以致几项实验处理间会相互产生干扰的作用。因此，这种实验的结果，只能推论到类似这种重复实验处理的情况。
二、教育实验的控制
要提高教育实验的效度，必须重视教育实验控制。控制是教育实验的核心和精髓，没有控制，就谈不上实验的科学性。
要正确地解释实验结果，除了具体分析影响实验效度的各种因素外，还必须设法控制一些影响实验效果的无关变量。
（一）实验控制的原则
实验控制有一个基本原则，这就是最大最小控制原则，意思是使自变量产生最大变化，使其他干扰的变量与误差产生最小的影响。
（1）控制实验变量。要使实验变量有系统而且尽量地使前后的变化显出差异。
（2）控制无关变量。要控制自变量之外一切可能影响结果的其他变量，使其保持不变
或达到最小变化甚至排除在实验情境之外，务必不致影响自变量与因变量之间的因果关系。
（3）控制测量工具。控制测量工具的选择与使用，务必使误差减低到最低限度。
（二）教育实验控制的内容
开展教育实验，实验者要操纵和控制的是什么?是实验变量、无关变量和测量工具。控制这三方面内容的总原则是“最大最小”。具体说来是：①使实验变量发生的变化差异最大，以便于比较分析；②使无关变量干扰实验结果最小，从而提高实验的内部效度；③使测量工具误差最小，从而提高实验效果测量的准确性。
（三）教育实验控制的方法
教育实验控制方法的思路是：对实验变量进行严格的界定，有效地操纵和运作。对无关变量和测量工具，则采用平衡对消法进行控制，即用综合平衡方式使非实验因素对实验结果
的影响保持平衡，从而互相抵消。
1、控制实验变量的方法
所谓控制实验变量，就是实验者对实验变量的操作和具体处理。控制时，要令其有系统地变化，而且变化的差异要尽可能大。例如，要研究时间（自变量）与遗忘（因变量）的关系，“时间”是实验变量，实验者怎样控制“时间”?正确的控制方法是：时间的选择应采用1，3，5，7，9，11等日期的变化顺序，而不宜采用l，2，3，4，5，6，7，8等小时的变化顺序。因为后者变化差异太小，所产生的效果不易辨别。此外，控制实验变量还可以理解为：①对实验因子进行明确界定，并写出操作性定义，令其重复不走样，推广不失实；②实验者严格地按预先界定的实验变量的含义和要求去实施。如，实验“启、读、练”综合教学法时，实验者对这种方法做出明确的界定。
2、控制无关变量的方法
无关变量是指实验变量之外一切可能影响实验结果的变量，包括外部干扰的变量和中介变量。控制的方法可用排除法、纳入法、物理法、随机法、配对法、测选法等。
（1）排除法
在实验设计时，预先将可能影响结果的变量，排除于实验条件之外，使自变量简化。如，在试验启发式教学法和演讲式教学法的优劣时，如果认为智力因素会影响结果，则只选高智力生为实验变量（或只选中等智力生或只选低智力生为实验变量），这样智力因素对实验结果的影响被排除了。同样，如果认为性别因素对实验有影响，则可采用单一性别（如只用男生或只用女生为实验变量），这样，性别因素对实验结果的影响可排除掉。
排除法能很有效地控制无关变量，但所得的实验结果缺乏普遍的推论性，例如，只用男生为研究对象，将来结果就不适用于女生。因此，在实验设计时，排除法并不常用。
（2）纳入法
把影响实验结果的某种（或某些）因素也当作自变量来处理，将其纳人实验设计中，成为多因子实验设计。这样，不但可以收到控制之效，而且还可以进一步了解变量间的交互作用结果。例如，上例中，可将智力因素分为高、中、低三个层次纳入设计中，这时，原设计就变成2（教学法）×3（智力）×2（性别）的三因子实验设计。
（3）物理法
实验情景的控制常用物理控制法。物理控制法就是注意实验情境的物理条件是否保持恒定，以及实验的记录是否客观一致等物理性因素的控制。
（4）随机法
随机控制法是指将参与实验的受试者以随机分派的方式，分为实验组与控制组或各种不同的实验组。在实际使用时，随机分派法可分为两个步骤：第一步是用随机的方法将参加实验的所有学生进行均等分组；第二是再以随机的方法决定哪一组为实验组，哪一组为控制组。随机控制的方法，虽然在事实上未必各方面都完全相等，但理论上它们相等的机会是比较多
的。
（5）配对法
运用配对法的目的主要是使实验组和控制组在一些重要条件上相等或接近，从而控制无关因素对实验结果的影响。
（6）测选法
测选法是把参加实验的对象于实验处理之前全部测量一下，然后根据测量的结果，予以合理的选择与分配。为了使各组均等而编制或采用的测验，必须合乎实验处理的要求。如，打算用两个组做实验，以比较两种数学教学方法的效果，那么所要测量的就是学生原有的数学水平。测量的结果出来后，就按分数高低的顺序排列好，然后再按排列顺序上的位置，用高低分搭配的方式把他们均等地分在各组里面。
3、控制测量工具的方法
根据实验的需要，科学地选择、编制和使用测量工具。无论是选用现成的测量工具还是自行编制测量工具，都要有较高的效度和信度。使用各种测量工具应正确实施，想方设法降低测量的误差。此外，还可以运用物理控制法，降低测量工具的误差。
综上所述，教育实验控制的内容、原则和方法如表8一l所示。
（李方：现代教育研究方法）
第三节 教育实验的设计与实施
教育实验设计是实验研究的蓝图。实验设计的意义在于，它为研究者提供如何控制变量、进行实验操作、达到实验目的方法。
教育实验设计是指实验研究中被试选择和分组、实验处理和因变量测量等三个主要因素的安排方式。
实验设计需要考虑的主要因素包括：被试的选择与安排、实验处理和因变量的测量。被试的不同选择方法，实验处理安排在不同的位置，测验因变量的不同方法和次数，都会产生不同的设计方法。为叙述方便，用下面的符号表示被试、实验处理和因变量测量等因素。为简明地表示各种实验设计的特征，用下面符号表示被试、实验处理和因变量的测量：
S：表示被试；
R：表示被试是经过随机选择和分配的
X：表示实验处理（自变量）；
O：表示因变量的测量
这几种因素的不同安排方式，就构成了不同的实验设计。
美国教育实验专家坎贝尔和斯坦利根据实验变量的控制程度，将教育实验分为三类：前实验、准实验、真实验。
前实验没有对无关变量进行有效的控制，内部效度低，可以进行观察和比较，但由于对无关因素的干扰和混淆因素缺乏应有的控制，因而无法验证自变量与因变量之间的规律性关系，也很难将实验结果推论到实验以外的其他情形。前实验设计包括单组后测设计、单组前后测设计、不等组后测设计（固定组或静态组比较设计）。
准实验不能随机分派实验对象，不能完全控制无关变量，只尽可能予以条件控制。准实验是在教育的实际情境中进行的，因而具有推广到其他教育实际中去的可行性。之所以说教育实验大多属于准实验，是因为教育实验的情境和教育实验的对象的特殊性，教育实验难以满足一般科学实验的规范要求，在许多教育实验中，实验对象是处于正常的自然状态接受实验的。准实验设计包括不等组前后测设计、相等时间样本设计、时间序列设计、平衡设计（轮组设计或循环设计）。
真实验是能严格地随机分派实验对象，完全控制无关变量，能系统地操作自变量的实验。真实验相对于前实验和准实验，是最规范的。但就我国目前教育实验的水平看，能称得上“真实验”的，确实很少。真实验设计包括等组后测设计、等组前后测设计、多重处理技术、所罗门四组设计。
一、单组实验设计
单组实验设计对被试不做专门的选择和处理，通常是一种在完全自然的条件下，用单一实验组为研究对象，施加某一种或数种实验处理的实验设计。这种设计不是严格意义上的实验，对无关变量不能加以控制，但可以操纵自变量。
1、单组后测设计
基本模式为：S（X—O）
这种设计的要求是，首先选择一些受试者作为研究对象，并给予一种实验处理，然后测量实验处理的效果。
例如， 某种新的记忆方法对于提高中学生英语单词记忆效果的影响。
实验假设：某种新的记忆方法对提高中学生英语单词记忆有好的效果。
实验处理：在英语课上，教师运用这种新的记忆方法教授单词。
样本：高一年级一个班学生。
因变量测定：高一英语学习成绩测验。
后测：使用新的记忆方法教学后进行测试。
一个学期后，测验学生的学习成绩，并凭研究者主观的判断下结论说：这种教学方法有助于学习成绩的提高。这个结论可能是不正确的，因为，这种设计的内部效度甚差，如“历史”、“成熟”、“差异的选择”和“受试的流失”等因素可能干扰实验结果。总之，这种设计虽然简单易行，但因缺乏控制组和可比较的量数，许多因素会混淆结果，在一般的教育研究中，这种设计已甚少采用，不过，能认识其优缺点，对于从事更适当的实验设计是必要的。
2、单组前后测设计
基本模式为：S（O1—X—O2）
这种设计的要求是：对受试者进行实验处理前的测验（O1），然后给予受试者实验处理（X），再给予受试者一次测验（O2）。最后比较前测和后测的分数，通常采用两个相关样本平均数差异的显著性检验（N>30用z检验，N
例如， 某种新的记忆方法对于提高中学生英语单词记忆效果的影响。
实验假设：某种新的记忆方法对提高中学生英语单词记忆有好的效果。
实验处理：在英语课上，教师运用这种新的记忆方法教授单词。
样本：高一年级一个班学生。
因变量测定：高一英语学习成绩测验。
前测：在传统教学方法下，对学生进行测试。
后测：使用新的记忆方法教学后进行测试。
如果采用新方法前，实验班平均成绩是80分，采用新方法后，测试成绩为90分，这样前后测比较，成绩提高了10分，如果统计检验证明存在显著性差异，说明实验假设成立，即新的记忆方法对提高中学生英语单词记忆有好的效果。
这种研究设计的优点是：相同的受试者都接受前测和后测，“差异的选择”和“受试的流失”两因素即可被控制。缺点则是：实验效果可能受到“历史”、“成熟”、“工具”、“选择与成熟的交互作用”的干扰，可见其内部效度也很差，少用为宜。
3、单组相等时间样本设计
基本模式为：S（X1—O1—X0—O2—X1—O3 —X0—O4）
这种设计是对一组受试者抽取两个相等的时间样本，在其中一个时间样本出现实验处理（X1），另一个时间样本不出现实验处理（X0），然后，比较这两段时间测验的分数。例如，新的教学方法与传统的教学方法对同一班学生相间出现，看两段时间的学习成绩有无不同。统计检验可采用变异数分析法，也可采用相关样本平均数差异的显著性检验（N>30用z检验，N
这种设计能完全控制影响内部效度的八个因素。缺点主要在外部效度方面，实验结果可能会受到“实验安排的反作用效果”、“选择的偏差与实验变量的交互作用”、“重复实验处理
的干扰”等因素的影响。
这一设计也可用于只有一个受试者的情形。
4、单组时间序列设计
基本模式为：S（O1— O2— O3—X—O4 —O5 —O6）
使用这种设计时，研究者要对该组做周期性一系列的测量，并在测量的这一时间系列中间呈现实验变量（x），然后比较实验变量前后的一系列测量记录是否有显著差异。例如，研究者欲探索提高工人的教育水平是否会提高工厂的产量，于是从1月到6月，在每月末时，都把准备参加教育培训的工人的生产量记录起来，然后，从7月至12月，对工人进行某一项专门技术的教育培训，接着，继续记录从第二年的1月至6月的生产量，看看经培训后的1～6月产量比之培训前的l一6月产量是否有显著增加。
这种设计的统计分析除了可用相关样本平均数差异的显著性检验（N>30用z检验，N
这一设计在内部效度方面的缺点是：“历史”的因素可能对实验结果产生干扰。要补救这一缺点，最好多增加一个控制组，成为“多重纵贯时间系列设计”。除了“历史”因素外，影响内部效度的其他因素均可被控制。在外部效度方面，“测验的反作用或交互作用效果”未能控制，因此，其实验结果只能推论到重复测验的群体。好在利用学校里的学生做实验时，学生便是常常接受重复测验的团体，而研究者所要推论的对象也正好是学生。因此，这一缺点，对于在校学生而言，并非真正的缺点。
二、不等组实验设计
不等组实验设计是在现实的教育情境中，对实验过程进行某种程度的控制，但不能采用随机化方法进行被试分组的设计。准实验具有一定的外在效度，但由于被试不是随机选择，对无关变量的控制还是不够的。
1、不等组后测设计（固定组比较设计）
基本模式如下：
S1（X—O1）
S2 （ O2）
实验结果= O1—O2
这种设计要求选择一班学生作为实验组，另一班学生为控制组，给予实验组实验处理后，测验两班学生的成绩。统计分析可采用独立样本平均数差异的显著性检验（N>30用z检验，N
例如：小学数学教学使用学具的实验研究。
研究问题：探索学具在小学数学教学中的作用及使用方法。
实验处理：1.实验班结合教材内容，注意选择和使用各种学具进行教学。
2.对比班仍然按普通的教学方法进行教学。
样本：东北师大附小6个一年级班中通过摸底测验，确定2个实验班和2个对比班。 因变量测定：基本的数学概念、基本的数量关系、思维灵活性和创造性等三方面内容的测验。
优点：由于有控制组，有前后测比较，因此科研控制成熟、历史、测验、工具、统计回归等因素影响，一定程度上控制被试的选择偏差，从而提高了研究的内部效度。
局限性：不是随机取样分组，选择与成熟交互作用可能会降低实验的内在效度。
前后测的交互作用。因此，实验结果不能直接推论到无前测的情境中，对实验结果的解释要慎重。
这种设计由于使用控制组比较，“历史”因素可被控制，如果两组年龄相同，也可能控制“成熟”因素。因在设计中没有前测，“测验”和“工具”，两因素也易控制。但由于两组实验对象条件不相等，“差异的选择”、“选择与成熟”的因素可能会影响结果。因为有两个组，“受试者的流失”也可能干扰实验效果。
2、不等组前后测设计
基本模式如下：
S1（O1—X—O2）
S2 （O3— —O4）
实验结果=（ O2—O1）—（O4—O3）
这种设计与固定组 （静态）比较设计相比，惟一不同之处是：这种设计两组都有前测。而与等组前后测设计相比，区别则在于：这种设计不是采取随机方法分派受试者，所以实验组与控制组的各方面条件未必相等。
运用这种设计的一般步骤是：①以班级为单位，将班级随机分派为实验组和控制组；②对两组实施前测；③实验组接受实验处理，而控制组则否；④实验处理后，两组进行后测。 例如，研究者欲试验新编的小学《思想品德》课教材是否优于旧教材，可接洽一所小学做实验，结果这所学校不允许他采用随机方法从各班级中抽取学生，并随机分派到实验组和控制组，而只能提供六个原来班级学生作为实验对象。这时，研究者只好将六个班级随机分派三个班为实验组，另三个班为控制组（显然，这种分派方式不能看做是随机分派，因为每一位学生并没有同等机会被分派到实验组或控制组。不过，在不能完全随机分派学生的情况下，以班级为单位随机分派也是一种可取的措施）。接着，研究者实施一项思想品德水平测验于两组受试者，然后，实验组使用新编教科书教学，而控制组仍使用旧教材教学，一个学期后，两组再接受思想品德水平测验，则可比较新旧教材之优劣。统计分析同第7种设计。 这种实验设计在教育研究中使用很普遍。
这种设计在内部效度方面，可以控制“历史”、“测验”、“成熟”、“测量的工具”、“受试的流失”等因素。由于有前测，“差异之选择”因素也可控制（如，可用共变量分析法控制某些特质方面的差异）。但由于没有采用完全随机方式分派受试者，故“选择与成熟”、
“选择与同时事件”等的交互作用，会干扰实验效果。如果两组受试的选择不适当，“统计回归”也有可能产生。在外部效度方面，不能控制“测验的反作用或交互作用效果”、“选择偏差的交互作用效果”和“实验安排的反作用效果”等因素。
3、循环设计（轮组设计）
循环实验设计或轮组实验设计也叫做对抗平衡设计，这种设计中拟采取几种实验处理，就选取几种实验被试，将各种实验处理轮换施行于各组（各组不必均等），然后根据每种实验处理所发生变化的总和来决定实验的效果。每种实验处理的实验结果等于其在各组测试成绩总和的平均数
基本模式为（以三种实验处理、三组被试前后测实验为例）：
S1（O1—X1—O2）—（O7—X2—O8）—（O13—X3—O14）
S2（O3—X2—O4）—（O9—X3—O10）—（O15—X1—O16）
S3（O5—X3—O6）—（O11—X1—O12）—（O17—X2—O18）
实验结果（X1）=[（O2 –O1）+（O12 –O11）+（O16 –O15）]/3
这样的排列方法使每一种实验处理不但在各组中循环了一遍，而且在实验次序的每一个地位上也都循环了一遍。
上述设计，也可以不要前测。
这种设计在内部效度方面，除了可能产生“选择与成熟的交互作用效果”之外，其他七个影响内部效度的因素均可被控制。在外部效度方面，“多重实验处理的干扰”的因素可能影响外部效度。在每种实验处理都有前测的这类设计，“测验的反作用效果”因素也能影响外部效度。
在实际应用上，这种设计不必要求各组均等，因而省却了均等组别的麻烦。但各种实验处理被实验的次数增加，这就自然又增加了很多麻烦。
三、等组实验设计
等组实验设计（真实验设计）是被试为随机抽样和随机分组，并且都有一个控制组的设计。这种设计不仅保证被试具有代表性，也对无关变量进行有效的控制，因此，具有很好的内在效度和外在效度。
1、等组前后测设计
基本模式为：
R S实验组（O1—X—O2）
R S控制组（O3— —O4 ）
这个设计的主要步骤是：
①用随机方法选择受试者，并将其随机分派到实验组和控制组（R）；
②实验处理前，两组都接受前测（O1，O3）；
③实验组接受实验处理（X），而控制组则否；
④实验处理后，两组都接受后测（O2，O4）；
⑤比较两组实验结果[（O2- O1）一（O4一O3）]
这种实验设计可扩展到两个以上实验因子的比较研究：
R S1（O1—X1—O2）
R S2（O3—X2—O4）
这种设计的统计分析是对两组调节后的平均数（实验后测值减去前测值之平均数，即各增益数之平均数）做独立样本平均数差异的显著性检验（N>30用Z检验，N
例如：在语文教学中，阅读技巧训练对于提高学生学习的影响
实验假设：语文教学中，阅读技巧训练有助于提高学生学习成绩。
实验处理：1.实验班的语文教学中，在学生阅读材料前，教师讲解阅读技巧。
2.对照班的语文教学中，在学生阅读材料前，教师不讲解阅读技巧。
样本：在高一学生中随即抽取100名学生，随机编为两个班，其中一个为实验班，另一个为对照班。
因变量测试：高一学生语文成绩测试。
前测：实验班和对照班在使用新方法前同时进行测试。
后测：实验班在采用阅读技巧训练一个月后进行测试，对照班在相应时间同时进行测试。 条件控制：同一教师进行教学；教学内容、作业量相同；学生学习语文时间总量相同。 在这项等组前后测实验中，设置了实验班和对比班。前测时，实验班的成绩为70分，对照班的成绩为73分。历时一个月后进行后测，实验班平均成绩为95分，对照本平均成绩为80分。这样，分别将前后测进行比较，实验班成绩提高25分，对照班成绩提高7分。二者比较，说明语文教学中阅读技巧训练有助于提高学生的语文学习成绩。
这种实验设计的内部效度是很高的，由于采用相等的控制组，而且两组都有前后测，故在前测到后测期间影响内部效度的”历史”、“成熟”、“测验”、“工具”、“统计回归”等因素，两组完全一样。再者，由于采用随机方法，两组在各方面的特质相等，故可控制“差异的选择”、“受试的流失”和“选择与成熟等因素交互作用”三个因素的干扰。可见，它是一种严谨控制的实验设计，在教育实验研究中常被采用。
但在外部效度方面，由于采用前测，实验结果可能受到“测验的反作用或交互作用效果”因素的干扰，“实验安排的反作用效果”因素的干扰有时也可能产生。
2、等组后测设计
基本模式为：
R S实验组（X1—O1）
R S控制组（ O2）
这种设计与前述等组前后测设计比较，不同之处是两组在实验处理前都没有测验。 这是一种十分理想的实验设计，因为它对影响内部效度的八个因素均可有效控制，而且，尚可避免因前测所产生的“测验的反作用效果”。
这种设计的局限性在于，它无法确定实验处理是否对不同层次的受试者有不同的效果。如果有前测时，则可据之以形成不同组别，从事进一步的分析。例如，假定要比较采用归纳法和演绎法教数学的效果，如实验前，两组都没有进行数学成绩的测验(前测)，仅在实验后测量数学成绩，如经比较结果，发现两组没有显著差异，据此而确定实验处理没有效果。但是，如果有数学成绩的前测，我们就可根据数学成绩将学生分成高、中、低三个层次，进行2(教学法)×3(数学成绩)的实验设计，实验结果，我们可能进一步发现两种教学方法的效果因学生数学前测成绩不同而异。
3、多重处理设计
基本模式为：
R S1（O1—X1—O2）
R S2（O3—X2—O4）
R S3（O5—X3—O6）
R S4（O7—X4—O8）
多重处理设计是等组设计的扩展，是有三个或三个以上实验处理时的实验设计。在研究具体问题时，实验处理可能不止一个或两个，为了在几种不同方法之间进行比较研究，就需要运用多重处理的实验设计。这种设计的方法是随机选取被试，并将被试分成与实验处理个数相同的组，对所有被试进行前测验(也可以不做前测验)，分别在每一组被试中实施一种实验处理，对各组进行后测验。
多重处理设计可以同时比较几种不同的实验处理，可以提高实验研究的效率。由于被试为随机抽样和分配，因此，也具有较高的实验内在效度和外在效度。其局限性在于可能产生前后测验的交互作用。
4、所罗门四组设计
基本模式为：
R S1（O1—X—O2）
R S2（O3— —O4 ）
R S3（ X—O5 ）
R S1（ O6 ）
所罗门四组设计是针对前后测验设计和只有后测验设计的局限性而设计的。为了检验前后测验之间是否有交互作用，按照是否有前后测验，设计成四个组。
这种设计包含有两个实验组和两个控制组，四组受试者均由随机方法选择而来。其中，有两个组接受前测，两个组则无。实验处理后，四组均接受后测。
实验效果的测定，可用相关样本或独立样本的z检验或t检验(N>30用z检验，N
①第一组前测和后测平均数的差异(O2—O1)；
②第一组和第二组后测平均数的差异(O2—O4)；
③第三组、第四组后测平均数的差异(O5—O6)；
④第一组、第二组前测平均数和第三组后测平均数的分别差异(O5—O1或O5—O3)。 如果上述四个差异的检验都获得一致性的效果，研究者将更有信心确定是实验处理产生了效果。因为这等于重复做了四次实验(若以有前测和无前测比较，则等于重复做了两次实验)。有关前测经验的单独效果之检验，可比较第二组和第四组后测平均数的差异(O4—O6)。
这种设计对影响内部效度的八个因素均可控制，而且，可以控制和测量前测的主要效果，可以控制和测量前测与实验处理间的交互作用效果(通过第一组和第三组的比较)，可以测量“成熟”和“历史”的综合影响效果(根据第四组的后测平均数O6和第一、第二组的个别前测平均数O1、O3的比较)。可见，这种设计是最严谨控制的实验设计之一。
上述11种实验设计各有利弊。在选择运用时，每种设计还可以根据实验情况而加以改进。准实验设计在教育研究中广泛应用，原因是在学校抽样很难做到随机化，因为在实际中，人们不能也不愿打破现存的编班。而准实验设计，以原班级作为实验对象，并在可能的条件下尽可能进行控制，所以教育研究者常常愿意采用。
第四节 教育实验法的基本程序
教育实验的全过程一般包括准备、实施和总结三个基本阶段。准备阶段包括：（1）确定实验课题、提出实验假设，（2）选择实验设计，（3）制定实验方案；实施阶段包括（4）实施实验设计；总结评价阶段包括：（5）验证实验假设、形成研究结论，（6）总结研究成果、形成研究报告
一、教育实验的准备阶段
准备阶段是教育实验研究最重要的阶段，实验是否具有科学性、可行性，在很大程度上取决于准备阶段在理论上的探索和具体方案的设计。一般来讲，实验的准备阶段包括以下几个方面的内容：
（一）确定实验课题，提出实验假设
教育实验研究是在一定理论指导下，以验证某一假设为目的的研究。确定恰当的课题并形成理论假设是教育实验研究的第一步，也是成功的教育实验研究不可缺少的环节。实际研究中应当注意以下几个方面：
第一，教育实验选题要遵循选题原则。选题要具有价值性、科学性、创新性、可行性。 一是确定具有较高价值的研究课题。教育实验研究一般要经过周密的设计和安排，研究的周期相对来说比较长。因此，在选择研究课题时，要确定那些在理论上和实践上有重要意
义的问题。
二是实验课题要具有可行性。完成一项系统的科学的实验研究，需要具备多方面条件，包括理论上的指导、实验教师的队伍、实验学校的内部与外部条件等。不具备必要的条件，实验研究的措施就得不到落实，就不可能达到预期的实验效果。如中小学整体改革实验的设计与实施，需要具备各方面的条件，包括理论上的指导、原有的实验基础、实验教师的状况等。只有具备了进行某项实验研究的条件，才能选择相应的实验研究课题。选定的实验课题应当与研究者或研究学校本身的条件相符合，不能只考虑实验课题自身的价值，要综合考虑多种因素。
第二、教育实验要遵循科研育人原则。教育实验的实践目的是科研育人，通过实验研究促进学生的身心发展，而不能给学生身心发展带来负面影响。教育实验必须符合教育伦理要求。
第三，教育实验要有明确的实验假设。假设是对实验研究问题中因果关系的表述，研究者在确定研究课题时首先要明确实验研究的假设，明确实验过程中改变哪些因素，进而对哪些因素的变化产生影响，在实验设计时要将这些问题表述清楚。《创造性思维与个性教学模式的实验研究》中提出的假设是“使用由上述10种教学方法(矛盾法、发散与集中法、定势打破法等)构成的创造性思维与个性教学模式，在培养和发展学生的创造性思维品质和个性品质方面，比常规的教学方式方法效果好。”这一假设比较明确地阐述了课题研究的目标，明确了变量之间的因果关系。课题的假设如果不明确，就会使研究具有很大的盲目性。
（二）选择实验设计
实验设计是指实验研究中被试的选择和分组的方式，以及自变量与因变量实施和测量的安排。比如，被试的选择是采取简单随机抽样还是其他的抽样方式，是单组设计还是等组设计；是只有前测验的设计还是前后测验的设计等。不同设计方法，产生的研究效度也不同。设计教育实验研究时，需要全面考虑各方面因素，确定恰当的设计方案。
（三）制定实验方案
一个完整的实验研究方案，应该包括以下几个方面的内容。
(1)问题的提出。简要地阐明研究课题的来源，对该研究课题研究现状作概括性说明，明确研究的基本假设等。
(2)实验的理论基础和指导思想。对实验研究所依据的理论基础作必要的说明，对实验所遵循的指导思想和基本原则作简要的阐述。
(3)实验的对象和方法。说明被试的来源，分组的方式和实验设计的方法。
(4)自变量与因变量的操纵。明确规定实验处理的性质与操作方式，这是把实验所提出的假设具体化的关键。一项实验研究的可行性如何，很重要的因素就是实验处理是否明确。同时还要确定因变量测量的方法，以便有效地分析和论证实验效果。要根据实验研究的目的和实验中变量的内容，确定如何测量实验的因变量。如对学生学习成绩的测量，学生智力发
展水平的测量，学生个性品质的测量等。
(5)实验的具体步骤。规定完成实验研究的时间表，包括实验的准备阶段、实施阶段、总结阶段等具体的时间安排。
(6)实验的组织与领导。比较大的实验研究要确定实验的领导小组，以保证实验各项任务的落实。
以上几个方面的问题，在实验研究方案的具体表述上可以进行适当的整合和调整。下面是一个实验研究方案的摘录，从中可以体会实验方案的具体结构和表述方式。
二、实验的实施阶段
实验方案的实施过程就是按照实验的设计方案搜集资料的过程。要通过培训教师，落实实验的各项措施，严格按照实验程序操作，做好各项实验记录，组织因变量的测验，随时对取得的数据进行初步的归类等。
三、实验结果的总结评价阶段
一是验证实验假设，形成研究结论。要将实验过程中搜集到的资料进行整理和分析，发现有价值的结论，验证提出的实验假设；二是总结实验成果，撰写实验研究报告。
第五节 等组前后测实验设计训练
一、德育与数学整合教学的实验研究课题
（一）设计研究目的、意义和研究假设
1、研究目的、意义
（1）研究目的：通过一个学期的整合教学，验证是否可以有效地提高德育效果和数学成绩
（2）研究意义：为了有效地开展德育教育和学科教学探讨有益的教育教学方法
2、研究假设
（1）数学与德育整合教学可以转变学生的学习态度、提高学习积极性
（2）德育内容通过教学内容和教学过程的充分整合，使学生在学科教学中受到德育的熏陶
（二）理论依据
1、建构主义学习理论：学生是认知的主体，是决定学习结果的关键因素，教师是学生学习的指导者，教师的作用在于帮助学生创设良好的学习环境，引导学生积极探索，主动发现，实现对所学知识的有意义建构。
2、布鲁纳的认知结构学习理论：知识学习包括三个阶段。首先是知识的获得，其次是知识的转化，再次是知识的评价，学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。
（三）实验对象与教学内容设计
1、实验对象：从七年级中随机抽取学生成绩均等的两个班，其中一个为对照、另一个为实验班。
2、教学内容：对照班：人教版七年级《数学》(上)，包括有理数，整式的加减，一元一次方程、图形认识初步。被试班：以人教版七年级《数学》(上)为主，结合爱国主义、集体主义、个性心理品质教育等德育内容。
3、课时安排：有理数、一元一次方程各28课时，整式加减、图形认识初步各20课时，复习课12课时。
（四）实验实施
对照班按常规课堂教学要求进行：即复习提问(10分钟)—引入新内容、学生思考， 教师指导，得出结论(10分钟)—范例学习(5分钟)—随堂练习(10分钟)—小结，布置作业(5分钟)。
被试班在常规课堂教学基础上，①创设具有激发爱国热情的问题情境。②制定学习目标。每周第一节课制定本周学习目标与计划。最后一节课自查完成情况，引导学生制定各自的人生目标，成为有理想的人。③ 以独立、互动学习相结合，培养学生良好学习习惯，互相学习、互相帮助、共同进步的团队精神。④ 培养勇于面对失败和纠正错误的精神，学会自我11 罗虎章 德育与数学整合教学的实验研究 吉林教育（普教研究） 2009。4
完善的方法，提高自我完善的能力。
实验班和常规班由同一位教师授课。
（五）对结果进行测试和分析讨论
1、实验观察测试
数学课采取期中、期末测试的办法，同时观察学生课堂学习、课堂练习和课后作业的表现。
2、结果分析与讨论
（1）数学平均成绩明显提高。被试班期中、期末测试的数学平均成绩比对照班分别多11．43和l1．79分，差异达显著水平(P≤0．05)；数学成绩及格人数明显增多。被试班期中、期末测试数学成绩及格人数分别比对照班多12和9人，对比净增52．17％和64．29％，用t检验合格率差异具有非常显著水平(P≤O．01)；中下游学生的数学成绩提高明显。把两班学生期末数学成绩按组距为10分别分组，统计各组学生人数， 制得各分数段人数折线分布图。可见，被试班40～5O、6O～7O分数段人数分别为15和13人。比对照班增多5和9人：30分以下人数为22人，比对照班32人少1O人。可见，整合教学对成绩在70分以下的学生帮助较大。
(2)课堂学习、练习评价。课堂观察统计，学期初两班学生课堂学习、练习的积极性相差不大，参与人数均在86％以上。随着教学的深入，对照班学生上课开小差人数增多，学期末有25％学生无心上课。另有30％学生注意力不集中，主动完成课堂练习人数不足40％，被试班主动完成课堂练习人数却保持在80—90％之间。只有10％左右的学生未能进人学习状态。
(3)课后作业评价。被试班85％学生能自觉完成作业，其中有75％学生能独立完成并检查修正作业，9O％学生能按时交作业；对照班自觉完成作业、按时缴交作业人数为50％，欠交作业的学生人数超过30％，经常出现不做或漏做现象。
（六）形成结论
1、结论。应用德育与数学整合教学一学期后。被试班数学成绩、课堂纪律、练习和作业完成等明显比对照班好。说明整合教学可以转变学习态度、提高学习积极性，帮助实现德育效果，提高数学水平，是提高中学数学教学与德育水平的有效方法，德育内容通过教学内容和教学过程充分整合是促进教学效果的关键。
2、反思。在数学教学中进行德育整合的途径有四种：充分发挥教师人格魅力；充分利用教材挖掘德育素材；在教学过程中进行德育渗透；利用数学活动和其他形式进行德育教育。本研究只对第2、3种途径进行部分内容研究。尚末形成完整的整合模式，还有待进一步的研究探索
（七）撰写实验研究报告（略）
二、生物学教学中两类教学媒体效果的实验研究
（一）实验目的、意义和假设 22 李新生 生物学教学中两类教学媒体效果的实验研究 中学生物学 2009。4
1、实验目的、意义
（1）实验目的：验证多媒体教学是否可以有效提高生物学课堂教学效果
（2）研究意义：为人们更好地利用多媒体开展生物学课堂教学提供参考
2、研究假设
（1）多媒体教学能使学生的多种感觉器官共同参与到学习活动中来，形成最佳心理状态；
（2）多媒体教学使教学内容由静态变为动态，能够强化对所学知识的掌握；
（3）多媒体教学能激发学生学习兴趣，充分调动学生学习的积极性。
（二）实验对象与内容设计
1、实验对象
被试者为五年制师范二年级小学教育专业班学生，首先建立对照班和实验班，根据上学期期末学习总成绩和班主任对学生学习积极性的反映，把成绩等其他方面相同的学生配成一对，这样将80名学生配成40对，然后从每对中任抽一人(共40人)组成实验班，剩余的另一人(共40人)组成对照班，即采用配对法组成实验班和对照班。实验班和对照班学生之间总体智力水平相当，以备在实验结束后进行效果比较。
2、教学内容
教学内容为《生物学》中“细胞的分裂”一节，教材为山东省五年一贯制小学教育专业统编教材，教案由测试组共同制定，由同一个教师执教，上课时间为45min，测试时间为8min。
（三）实验过程
实验过程是在实验班运用现代教育技术媒体教学，选用了计算机多媒体、61寸投影电视、视频展示台、电视录像等先进教学设备及相应配套软件。主要教学过程是用计算机多媒体展示细胞周期的概念图，视频展示台展示染色体和染色单体模型与模式图，计算机多媒体模拟植物细胞和动细胞有丝分裂的整个过程(动态)、突出显示各个时期的主要变化特点(尤其是染色体的变化特点)、总结展现各期主要特点、动物细胞和植物细胞有丝分裂过程的不同点，观看植物细胞有丝分裂过程的录像片，计算机多媒体模拟细胞无丝分裂过程(动态)、归纳本节内容、进行学生练习等。
对照班只采用传统的教学媒体，即选用挂图、模型等。主要过程是展示细胞周期概念挂图、染色体和染色单体模型与挂图、植物细胞和动物细胞有丝分裂过程模式图和模型、细胞无丝分裂过程模式图、归纳本节主要内容、进行学生练习等。教学过程中教师均采用诱思探究的教学方法，通过一连串的问题，一步步引导学生积极思考，主动学习，并注意及时归纳总结和讲解。
（四）实验结果测试
一节课后采用同一套试题对实验班和对照班进行测试。
（五）实验结果与分析
对测试结果进行描述统计和T检验，从学生的感官，学习的主动性、自觉性，学生对知
识的掌握等三个方面，分析了实验的效果
（六）形成实验结论（略）
（七）撰写实验报告（略）
思考题
1、教育实验法的特征、功能及其局限性？
2、教育实验控制的原则与方法？
3、例举影响教育实验的内部效度与外部效度的因素。
4、解释前实验、准实验和真实验的各种实验设计类型可以消除哪些干扰因素？
5、等组前后测实验实施的基本步骤？