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1、第四讲教育技术实验研究第一节教育技术实验研究概述一、实验研究的基本特征实验原来是在自然科学领域中广泛采用的一种研究方法，后来逐渐推广到社会科学领域内。 实验，就是根据研究目的，运用一定的手段，主动干预或控制研究对象，在典型的环境中或特定的条件下进行的一种探索活动。 实验，是搜集科学事实、获取感性材料的基本方法之一，也是形成、发展和检验理论的实践基础。实验和观察是紧密联系在一起的。实验包括有观察活动，但是科学的实验与简单的观察不同。简单的观察是在自然状态条件下考察对象，而科学的实验则是在人为地造成、控制或改变对象状态和条件下考察对象。也就是说，实验是在变革中去认识客观世界的，因而更加充分地体现了
2、人的主观能动作用；而观察则具有直观性和一定程度的被动性，它是在自然发生的条件下，在不干预和不控制对象的情况下，通过人的感觉器官（虽然也常常借助一定的科学仪器）来感知客观世界的事物和现象。 由于实验可以人为地控制有关条件，因此，它具有如下的特点：它可以使人观察到在自然条件下所遇不到的情况，从而扩大研究的范围。它可以把某种特定的因素分离出来，以便于分析某一特定因素的效果。它可以重复验证。二、教育技术实验研究的基本组成部分 教育技术实验研究是由实验者、实验对象和实验手段三个基本部分组成。 （一）实验者及其活动 实验者作为实验活动的主体。实验者必须进行一系列操作活动，这些活动包括对实验变量的控制，实验
3、者借助感觉器官或仪器在实验过程中获取信息、实验者的逻辑思维与理论的分析等活动。（二）实验对象 这是实验活动的客体。教育技术实验研究的对象主要是教学过程中受教育的个体或全体。他们是作为社会成员的人，是有思想、有意识、有主观能动作用的活生生的人。因此，同自然科学以物为主要对象的实验不同，教育技术研究的实验控制更为困难，教育技术实验研究对象具有它的特殊性。 1.实验者与实验对象存在相互影响 由于实验者和实验对象都是活生生的人，而且，两者往往关系密切，因此，实验者的言行，甚至其职位、资历、态度等都会对实验对象起着某种暗示的作用。例如，在某项教育技术应用实验中、当有的实验对象无意中了解到主持该项实验的实
4、验者是位有名望的学者，还了解到所做实验的目的意图，实验对象就有可能有意识地按实验者的意愿作出某种反应，回答问题。显然，这将会影响实验的准确性和客观性。 2.实验对象的心理状态对实验过程会产生影响 由于社会或家庭及其它因素的影响，实验对象对待实验的动机、态度、情绪有所不同，这些心理状态会对实验因素刺激的接受和反应都有所不同，从而使实验结果的准确性受到了影响。 3.对受教育者的实验存在某些禁区 与自然科学不同，物理学家、化学家可以随意变化实验条件，实验对象（物质）都可以承受。但教育技术研究的实验对象是受教育的人，在实验中，给实验对象的刺激作用是有限制的，不能给实验对象带来精神或肉体上的痛苦，也不能
5、人为地安排某些破坏儿童身心健康的环境（如色情、暴力电视），去对青少年儿童施加影响（当然不排除我们进行社会传播环境对儿童影响的研究），这不仅是实验的禁区，也是实验者必须具备的道德修养。(三）实验手段在教育技术实验研究中，主要的实验手段是现代教育媒体以及某些测量仪器和其他实验装置。实验手段的基本功能主要是刺激、干预、控制和检测实验对象的活动，或对实验对象施加影响，以及记录和分析实验结果。1.刺激手段，这是指实验者按照一定的目的，通过设计、控制媒体的各种因素，包括媒体的内容构成、媒体的种类、媒体的组织、媒体的演播方式等方面，对实验对象产生不同的刺激作用，从而观察、测量实验对象的行为和心理上的反应，以
6、探索其规律。2.观察手段，这是指实验者借助广角摄影、带遥控变焦镜头的电视录像、电影摄影、电视特技等手段进行重点跟踪观察、非临场遥控观察、多场面对比观察、搜索性观察等，或借助虚拟现实技术，模拟现实中的实验环境进行观察，可以实现在现实中难以达到的实验条件。因此，借助现代教育媒体作为观察手段，可以弥补人的感觉器官的局限性，以获得更多的信息。3.记录、存贮与重现手段，这是指借助照相、幻灯可以对瞬时静态资料进行记录、把某些实验反应过程中最有代表性的典型资料记录下来，并加以保存。借助电视录像、电影摄影可以记录实验过程中实验对象的行为变化过程，还可以记录行为存在的环境条件，行为的各种表现形态，行为在时间上的
7、演变，行为在空间上的分布等等。借助录音机可以记录有关实验过程中所进行的有关实验问题的谈话、演讲、课堂教学、学生回答等语言资料。借助计算机或利用计算机原理设计的反应信息装置，可以记录下实验对象的特征资料（姓名、性别、民族教育程度等）及实验对象的实验反应信息，如学习得分、反应时间等。以上各种资料将分别以照片、幻灯片、电影片、录像片、录音带、计算机磁盘、CD-ROM光盘等方式存贮起来。 4.信息处理与分析手段 计算机是一种具有快速运算能力、又具有逻辑判断和信息存贮与分析功能的现代化设备，它作为教育技术实验手段，日益发挥着显著的作用。在对问卷和考卷数据的采集、对响应信息的记录以及数据的统计分析等方面已
8、经取得了显著的效果，新的应用领域正在发展。当然，对实验手段的这种划分并不是绝对的，因为有些难以归类或者彼此之间有交错。但不管怎样，实验手段的基本功能不外是取得信息、传递信息、对信息加工。实验手段作为人的感觉器官和思维器官的延伸，可以有效地克服实验者感觉器官的局限性，提高人的认识能力，使人的认识更加准确、精细、客观。 综上所述，我们可以把实验过程中实验者、实验对象和实验手段三者的关系用图4-1表示。由此可见，实验过程就是实验者借助实验手段并操纵控制实验因素，刺激和作用于实验对象；并通过实验手段测量和记录实验对象对实验因素的刺激作出的反应结果，实验者通过对反应的分析获取信息。三、教育技术实验研究的
9、基本类型根据不同的实验目的，通常可分如下几种类型的实验。（一）判断性实验这是通过实验，判断某一种现象是否存在，某一种关系是否成立，某个因素是否起作用，着重探讨研究对象具有怎样的性质和结构。这类实验就是为了解决“有没有”、“是不是”一类的问题，它往往肯定一种事实，从而引起产生一种新的观念，通常是在典型或极端的条件下进行实验。这种实验的做法是：以相同的自变量X分别作用在相同类型但不同个体的对象O1、O2、On上，使对象产生Y的反应，即如果，O1、O2、On属于同一类型、同一性质的对象，行为反应Y1、Y2是指同一类型的行为反应，则可判断： 如果Y1Y2Yn，则可认为X的作用将产生Y的效果。 如果Y1
10、Y2Yn，则可认为Y与X无直接联系。这类实验在科学研究中占有十分重要的地位，是作为进一步研究的基础。只有对研究对象先确定了某些因素是否存在，某种联系是否成立的前提下，才有可能安排其他更深入的研究。（二）对比性实验这是通过实验对两个不同群体、不同时间或不同条件进行差异性的比较。这种实验有两个或两个以上的相似组群，一个是“对照组”，作为比较标准；另一个是“实验组”，通过某种实验步骤，以确定实验因素对实验组的影响。通常的做法是：通过实验，比较Y1和Y2的差异性（相同或不同），便可知道X所起的作用。（三）析因性实验这是通过实验探讨影响某一事件的发生和变化过程，起主要的或决定性作用的因素。这类实验的一个
11、重要特点是，其结果是己知的，而影响或造成这种结果的各种因素，其中特别是主要因素却是未知的，待寻找的。通常的做法是：把自变量分解为几个因素（XA、XB、XC等），通过固定其中某些因素（如固定XA和XB），然后依次变化其中某个因素（如改变XC为XC1、XC2、XC3等），考察经作用反应变量Y的变化情况。如图4-2所示。其中Y1、Y2、Y3属同一类型的行为变化。然后再固定其他因素（如固定XA、XC）改变XB，再次考察Y的变化，从而决定哪一个因素对这种行为变化起主要作用。这类实验可以通过多因素分析方法和逻辑分析中的因果联系判定法加以分析处理。第二节实验的基本模式一、实验模式设计的基本要素在实验模式设计
12、时经常需要考虑三个基本要素：（一）变量实验设计中包括三类变量：实验变量，即自变量。它是由实验者设计安排的，人为操纵控制的，有计划地变化的实验情境或条件因素。反应变量，即因变量。它是随着自变量的变化而变化的，是实验者需观察、测量、计算的变化因素。无关变量，即干扰变量。它是除实验者操纵控制而有计划地变化的实验变量之外，另外一些影响反应变量变化的其他干扰因素。它使实验者无法对所得的结果做出正确的判断和解释。 实验的基本操作就是研究实验变量对实验对象施加作用之后。实验对象产生怎样的反应变化，从而了解实验因素的作用。通常使用如下符号表示：O实验对象，X实验变量，Y反应变量的测量结果，XO实验因素X对实验
13、对象施加作用，C整个实验结果。（二）事前测验与事后测验在实验因素未对实验对象施加作用之前，事先对因变量进行测量，即事前测验，其结果通常用Y0表示。在实验因素对实验对象施加作用之后所进行测量，即事后测验，其结果用Y表示。（三）实验组与控制组利用随机取样或测量配对选择而形成的两个条件相等的样本组，其中一组接受实验因素的作用，即实验组，用O实表示。另外一组将不接受实验因素的作用，只作为比较标准，即控制组，用O控表示。根据实验的目的要求不同，教育传播实验最常用的模式有三种，即单组实验模式、等组实验模式和循环实验（或称轮组实验）模式。 二、单组实验单组实验，是指同一实验因素X，只对同一组（或一个）实验对
14、象O施加作用，然后测定对象所产生的变化，以确定实验因素的效果如何。单组实验通常采用前测与后测比较的方法来研究实验因素的效果。在未进行实验处理之前，先进行一次测量（称为前测），其结果为（Y0），在进行实验处理（XO）之后，再进行一次测量（称为后测），其结果为（Y），则整个实验结果CYY0，其操作过程可用表4-1表示。三、等组实验以两个或两个以上条件相同的实验组（等组）为实验对象（O1和O2，O1O2），使之分别接受不同的实验因素的作用(X1和X2)，然后将各个实验因素所产生的效果加以测量和比较。实验操作过程可用表4-2表示。等组实验操作也可用公式表示为：等组实验最重要的条件是各组必须尽量相等，即要符合O1O2的条件。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，实验对象的原有水平必须基本相同或相等。为了选择等组，通常采用两种办法：1随机取样法 这是利用随机取样方法，从总体中随机抽取两组数目相同的样本分别作为实验组和控制组。2测量配对法 这是在进行实验前，先把实验对象进行一次测量，并把测量结果按分数多少的顺序排列好，然后再按顺序位置，以如下方法把对象分派到两组去。这样的分组，不会使某一组占有特别的优势。这类设计模式的特点是： 克服了对象选择的干扰； 两组都有前测和后测，有（Y1Y10）和（Y2Y20）之间的对照，这样，由于时间、对象的成长
