教科研方法——教育實驗法

教育實驗法就是在可控的教育情景中，依據一定的理論假設，有目的地改變一些教育因素(自變數)，控制無關因素，觀察記錄另一些教育因素(因變數)的變化，到了一定時間後，在統計分析的基礎上，找到兩類教育因素之間的內在聯繫，驗證理論假設的方法。也就是通過控制尋找教育因素間內在聯繫的方法。例如，三算結合實驗，就是要通過控制教師因素、教學時間、學生的作業量等無關因素來尋找「口算、筆算、珠算結合教學法」與學生的學習成績和身心發展的關係。而教材實驗則是要在教師的教學能力相當，所用教學時間相同、教學條件基本一樣的前提下，比較兩類教材哪一種的效果更好。

教育實驗中有三種變數，即自變數、因變數和無關變數。自變數就是通常所說的實驗變數，又稱為實驗因子或刺激變數，它是指實驗者操作的假定的原因變數。自變數應具有可操作性和可變性，也就是說，自變數要能用操作定義加以描述，並且至少要有兩個水平。

因變數又稱實驗結果的反應變數，是自變數作用於實驗對象後出現的教育結果。教育實驗的因變數應有以下特點：

(1)與自變數的時間順序性。因變數的變化必須在自變數變化發生之後或同時。

(2)可測性。因變數的變化必須是可測的，否則實驗的結果就說不清楚。

(3)客觀性。因變數最好是那些客觀指標，如測驗分數、身高、體重、肺活量、閱讀速度、單詞擁有量，等等。主觀指標只能作參考。如教師反映課堂氣氛活躍，感到學生的學習積極性有了提高等只能作為參考。

無關變數是指自變數與因變數之外的一切變數。例如在教學方法的實驗中，教學時間和課外輔導都是無關變數。欲增加實驗的科學性，必須加強對無關變數的控制，使它不影響因變數的變化。

教育實驗作為一種科學的研究方法，有以下4個明顯的特點：

(1)實驗者有主動權，不必浪費時間等待現象自發的機會去做偶然的觀察，能夠選擇方便的地點與時間使現象發生，並事先做好觀察記錄的準備，比自然觀察法主動。實驗法還能使現象在同樣條件下重複發生，反覆觀察驗證。例如，表揚對學生學習動機的影響實驗中，就可以有意表揚一些學生，然後觀察記錄這些學生的反應。

(2)實驗者可以系統地變化條件，觀察因這些條件的變化而引起的另一些教育現象的變化，從而發現這兩類教育現象之間的關係，使人們能夠更準確地查明每一種因素的作用。

(3)通過控制實驗過程中的無關因素，消除無關因素的影響，保證了因變數的變化確實是由自變數的變化而引起的，為因果判斷提供了科學的依據，較觀察法、調查法、總結經驗法更為客觀、準確。控制是實驗法的本質特點。

(4)實驗者在實驗之前就對自變數與因變數的關係有一個判斷，並形成了一個假說，這一假說在實驗中逐步完善、逐步具體化，並逐步得到驗證。

綜合以上各項內容我們可知，教育實驗法是有目的、有計劃地驗證理論假設的過程，它需要研究者在實驗操作之前對實驗課題做深入而細緻的分析，作出有充分科學根據的理論假設和實驗設計，在實驗操作之後還要對實驗數據進行科學的分析，從而得出較深刻的理性結論，按個實驗過程都寓不開理論思維，而實驗本身又是在控制條件下的觀察過程，它需要較嚴密的條件控制，要不斷記錄、觀測研究對象的發展變化過程，積累材料和數據，為理論分析提供充分的事實依據。所以說，實驗法既吸取了理論研究的優點，又運用了實證研究的手段，是理論研究與實證研究的有機結合，正是在這種意義上，人們把教育實驗研究稱為教育科學研究的靈魂。

二、教育實驗的操作步驟

搞教育實驗要嚴格按照科學的程序進行。總結各類教育實驗的全過程，我們認為教育實驗的過程主要有6個步驟，而教育情報工作自始至終地存在於教育實驗的全過程中，圖示如下：

教育實驗步驟模式圖

(一)定題就是提出實驗課題

中小學教師搞實驗，最好在工作問題中選課題，選擇最關鍵、最有帶動作用的問題作實驗課題，然後，通過論證確定下來。整個過程都要遵循有價值、有創造性和可行性等定題原則。

(二)建設實驗假說

所謂假說就是實驗者對自變數與因變數之間關係的推測與判斷。它不是隨意的主觀猜想，它的建立是有充分根據的，有的來源於自己的教育經驗，有的來源於科學的理論，還有的來源於他人的經驗，一般情況下，假說是對上述幾方面信息進行綜合加工的結果。

例如，在北京市教育科學研究所與紅廟小學合作搞的「小學生全面發展教育實驗」，研究者看到小學生沒有得到全面、和諧、充分的發展，提出了「實現整體優化，促進學生全面發展」的假說，開展了小學教育整體優化實驗。

又如，在「發展學生創造性思維的實驗」中，研究者提出了「開設思維訓練課和開展創造性活動，能加速學生創造性思維的發展」的假說。實驗假說具有三個特徵：

(1)假說應當設想出實驗變數(自變數)與反應變數(因變數)之間的關係。

(2)假說應當用陳述句或條件句的形式明確地、毫不含糊地表述出來。

(3)假說應當是可以檢驗的。

例如，智商與學習成績正相關、男學生的邏輯思維能力比女學生的邏輯思維能力強、表揚能夠調動學生學習的積極性、目標管理能夠提高學校的工作質量與效率等都可以作為實驗假說。

在實際工作中，對一對變數或一組變數往往可以提出許多個假說，實驗者應對這些假說進行認真分析與初步檢驗，然後選一個最科學的作為實驗假說。實驗假說的構造直接影響著教育實驗的成功與失敗。在一定意義上說，教育實驗就驗證假說的活動。

(三)實驗設計

實驗設計是指實驗者在實際著手驗證假說之前制定的實驗計劃。它的目的在於更科學、更經濟地驗證假設。實驗設計的內容主要有以下幾方面：

(1)實驗變數的操作與控制。

(2)反應變數的觀測方法。

(3)無關變數的控柄措施。

(4)實驗對象的選擇。

(5)實驗的組織形式。

(6)實驗數據處理方法的確定。

關於實驗設計的具體內容我們在下節論述。

(四)實驗的實施

實驗的實施就是實驗工作者按照設計的實驗方案，操作實驗變數，控制無關變數，觀察、記錄、測量反應變數，搜集實驗信息的過程，也就是將實驗方案物質化，現實化的過程。

實施設計(計劃)必須做到兩方面的工作：一是實驗進程的控制，保持實驗過程按實驗設計的要求程序進行；二是經常地、有重點地、客觀地搜集實驗信息與資料，觀測反應變數，為因果推論提供事實和數據。這兩方面的工作是密切聯繫的，前者是手段，後者是目的。控制進程是為了有效地搜集資料，也只有在嚴格控制實驗因子和非實驗因子的情況下，才能搜集到有用的科學的事實材料。實驗進程的控制需做好以下工作：

(1)健全實驗組織機構，準備好實驗的表格與器材。

(2)處理好教育實驗過程中的「動」、「靜」關係。

所謂「動」是指實驗過程中實驗因子的操作變化，「靜」是指非實驗因子的相對穩定性。實施計劃時，要按照實驗設計規定的程序和原則操作實驗因子，使之不斷產生變化，以觀其效果，在這同時，又要控制好一切非實驗因子，排除意外的情況干擾，使實驗教師、實驗對象、實驗條件保持相對的穩定性。整個進程應該是「動」中有「靜」，「靜」中有「動」，保持一種動態的平衡。

(3)做好階段性小結。階段性小結的目的是查明在實驗措施的作用下，反應變數每個階段的變化情況，並認真地實事求是地記錄下來，看看哪些主觀假設被驗證，哪些被推翻，哪些有待於進一步驗證。階段性小結有診斷實驗方案的作用，通過總結前一個階段的情況。及時發現問題，為修改方案進一步做好下一段工作提供依據與經驗。階段性小結，有定期與不定期之分，有專題小結和全面小結之別。搞教育實驗，至少一個月要小結一次，隨時還要根據實驗的具體情況安排一些專題小結。

實驗資料的收集應注意以下幾點：

(1)必須建立實驗檔案和相應的觀察記錄製度。實驗教師的備課筆記、上課教案和每節、每單元的教學體會，以及實驗的其他參加者提出的建議與意見，還有實驗過程中發生的一切有關實驗的事情都應及時地客觀地記錄下來，分類地整理成檔案。

(2)要以實驗假設為中心，既全面又有重點地搜集信息。在文字材料與數據材料之間，以數據材料為重點，以便於統計處理：在原始材料與非原始材料之間以原始材料為重點，每次測量的試卷與記錄都應該存檔保存，在實驗因子的操作記錄與反應變數的觀測之間，以反應變數的觀測為重點。

(3)要保證材料的效度與信度。總的來說，效度是有效性的度量指標，信度是可靠性的度量指標。實驗中的觀測要確保其有效性和可靠性。

(4)避免高限效應和低限效應。高限效應是指測驗過於容易，每個被試都獲得了很高的分數，不管接受沒接受實驗措施，得分都很高；低限效應是指測驗過於難，不管接受沒接受實驗措施，得分都很低。這兩種情況下，測不出被試的真實成績。

(5)注重量化的科學化。美國心理學家R．C．斯普林塞爾有句名言：「數字並不撒謊，但說謊者可以利用數字。」有意用數字撒謊是科研道德所不容的，但由於不懂量化技術而無意造成的虛假數字，同樣具有欺騙性。在實驗中不恰當的量化比沒有量化的結果會更糟。這一點一定要注意。我們提倡的是科學的量化。

(6)進行全面而細緻的觀察和科學的測量。

(五)資料的統計處理

對在實驗過程中積累起來的資料，採用科學的統計方法進行統計分析，一般是先用描述統計的方法把反映結果的原始資料加以列表、圖示或計算該資料的平均數、標準差和相關係數等，然後再用推斷統計的方法來檢驗自變數與因變數之間的關係。實驗措施是否有效果要讓統計下結論，而不能憑感覺推斷，也不能用獎狀或上級的獎勵來代替統計推斷，先進稱號和其他的榮譽只能作為重要的參考指標。在教育實驗中常用的推斷統計方法有Z檢驗、T檢驗、F檢驗等。

(六)實驗報告

實驗報告是反映一項實驗的過程及結果並將其公佈於世的文字材料。是教育科研成果的一種重要形式。具體結構與寫法下節詳述。

(七)教育信息情報

教育信息情報在現代社會中越來越重要了，搞教育實驗更是寸步離不了情報。選題時要了解當今發展的最新水平與實際需要，從而選出有創造性又有實際指導意義的課題；建立假說時需要研究在該課題的領域裡已取得了哪些具體成就，還有哪些沒有解決，這些沒解決的問題是不是已有人在研究等；實驗設計則要參考同類實驗的作法及時吸收別人的長處或教訓；實施實驗時要及時了解國內國外該課題研究的新動向，有成功經驗時及時參觀、訪問，隨時把他人的成功經驗應用到自己的實驗之中或作為參考，有時還要根據新情況調整實驗設計或修正實驗假說，實驗數據的處理也需要參考別人的工作，更需要了解在統計工作上有專長的人，以便向他們求助或合作。實驗報告的寫作也離不開情報工作，所以每一名實驗工作人員，都要充分認識到教育情報在教育實驗中的重要作用，努力增強情報意識，提高情報能力。

情報意識是人腦對情報的反映過程，是指人捕捉和判斷情報，並決定自己採取何種態度的能力。它主要表現為對情報的重視程度和對情報的敏感性。情報能力則是指人從事情報活動所必須的技能和應有的素養。它包括情報獲取能力、情報處理能力、情報運用能力和情報傳遞能力。事實證明，情報意識強情報能力水平高的入，能順應時代發展的大趨勢，選出好的實驗課題，並能夠在實驗過程中及時借鑒最先進的經驗，從而取得最佳的實驗效果。

三、教育實驗應遵循的原則

(一)客觀性原則

要實事求是，不應有主觀臆造，要避免偏見、成見與期望傾向，為此要全面地佔有資料，要保證分析與統計的科學性。

(二)教育性原則

教育必須有教育性。教育實驗也必須有教育性。教育科研的出發點就是為更好地教書育人，所以在教育實驗中必須貫徹黨的教育方針，必須有利於，而不能損害兒童的身心發展，更不允許向兒童呈現與社會主義教育目的、任務相矛盾的圖片、問題和作業等。

(三)控制性原則

教育實驗旨在探索教育現象之間的內在因果關係。它必須遵循控制原則，否則就難以檢驗這種關係。控制有二層涵義：一要避免實驗因子各水平之間，各實驗處理組合之間發生混淆，即對實驗因子的控制；二是排除無關變數的干擾，使之不影響我們對反映變數的正確觀測和鑒定，保證反應變數的變化是由實驗變數(自變數)引起的，這就是對無關因子的控制。

教育實驗不能不講條件控制，又不能機械照搬自然科學實驗的控制標準。這正是教育實驗控制的困難所在。

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