準實驗研究在教育技術領域的應用

陳俊浩 顧 容 李春霞

【摘要】論文首先介紹了準實驗研究中的多種實驗方法,按照實驗對象將其分成單組實驗和多組實驗,并使用案例分析法分析、介紹其在教育技術領域內的應用,接著論述了幾種提高準實驗研究效度的方法,最后,對準實驗研究在教育技術領域中的應用進行了總結。

【關鍵詞】準實驗研究;實驗設計;教育技術;實驗效度

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2009)12—0031—04

引言

教育技術中的研究方法主要可分為科學實證主義和人文主義兩種研究范疇,其中科學實證主義研究也稱為實證主義研究,實證主義研究的具體方法有實驗研究法和調查研究法,在實驗研究中,又可按實驗被試是否隨機分組分為準實驗研究和真實驗研究[1]。

教育科學的研究不能脫離現實的社會文化背景,但在實際的社會情境中,不能用真實驗研究的方法進行研究。從嚴格意義上來說,教育實驗只能是準實驗[2-3],因此在教育領域內必然需要對準實驗研究的方法做充分的研究和推廣。與真實驗相比,兩者最大的區別在于準實驗對實驗條件和變量的控制水平比真實驗低,因此,較易被廣大教育研究者所掌握。自從引入到教育技術領域后,準實驗研究的方法就被廣泛使用,極大地促進了教育技術的發展。

一 準實驗研究的特點

真實驗的控制水平很高,操縱和測定變量很精確,但是它對研究人員和被試的各方面要求較高,在操作上的困難較大。準實驗研究是指在無須隨機安排被試時,運用原始群體,在較為自然的情況下進行實驗處理的研究方法,控制水平較低,比較容易實現和掌握[4-5]。下面將準實驗研究和真實驗研究進行對比,說明準實驗研究的特點:

1 被試

準實驗研究不要求對被試進行隨機安排,而使用原始的被試群體,在接近現實的條件下進行實驗處理,控制水平較低。而真實驗要求對被試進行隨機分組,并在“人工環境”中進行實驗,操縱和測定變量很精確,對實驗控制水平很高。

2 處理因素

準實驗研究的對象主要為不能與現實環境相脫離的因素,或者與現實環境關系密切的因素,這些因素在真實驗的“人工環境”中也可進行研究,但會削弱實驗結果對實踐應用的指導意義。

3 效度

內部效度方面,準實驗研究利用原始組進行研究,缺少隨機組合,因此無法證明實驗組是否為較大群體的隨機樣本,另外其它因素也可能對被試群體起作用,所以研究結果需要進一步分析以確定其普適性。外在效度方面,準實驗研究低于真實驗研究。但是準實驗研究沒有過多的人工干預,實驗在接近自然情境的環境中進行,因此,其外部效度優于真實驗研究。

4 實驗控制

由于教育研究的特殊性,準實驗研究對實驗條件和變量的控制都只能算是準控制,實驗變量、實驗對象、實驗教師和實驗投入各方面的控制不同于真實驗研究,較易被廣大教育工作者所掌握。

二 準實驗研究的幾種常用方法分析

準實驗研究中的實驗設計方法有多種,這些準實驗設計的方式、效度和控制水平有所不同。從準實驗研究中多種實驗方法的特點和應用案例來看,準實驗研究可以得出較為可靠的研究結果,具有較大的實踐價值[6]。下面按有無對照組對常用的準實驗設計方法進行分類,并結合若干應用案例介紹其應用,表中符號“O”是指“測量”,下標是指測量的次序,符號“X”指“實驗處理”。

1 單組實驗

(1)單組僅施后測準實驗設計

這種實驗設計是指:一組被試經過某種處理以后,測量其因變量,進而得出實驗結論。這是最簡單的實驗方法,但是可靠性也最低,因為盡管自變量和因變量可以聯系在一起,但是沒有前測、缺少比較組而無法做出較準確的因果推斷,因而這種實驗方法很少被采用,也不建議采用。其實驗設計方法如表1所示:

(2)單組前測后測準實驗設計

這種實驗設計是指:在進行前測后,對實驗對象施加處理,再測量因變量,對比前測、后測中的數據,進而得出結論。與前一種實驗設計相比,此設計多了一個前測,但是實驗仍然缺少對照組,且測量次數較少,無法肯定因變量的變化是否由所施加的處理引起,因此,此方法也不常采用。其實驗設計方法如表2所示:

(3) 單組前測后測時間序列準實驗設計

這種實驗設計是指:將時間變量因素引入實驗設計,在一段時間內間隔地對實驗組和控制組進行多次前測,對實驗組進行實驗處理后,再進行多次后測,最后對實驗結果進行比較。實驗采用回歸方程來判斷一系列前后測數據之間的關系。其實驗設計方法如表3所示:

表3 單組前測后測時間序列準實驗設計

單組實驗只安排一被試組,沒有對照組,實驗以被試組處理前和處理后的測量數據作為比較的依據。單組實驗由于缺少對照組而使得實驗效度大大降低,因此建議采用多組實驗,如果現實條件不允許,則可考慮采用單組前測后測時間序列準實驗設計,或者修補法準實驗設計,以提高實驗效度。

1 多組實驗

(1)多組前測后測準實驗設計

這種設計中,將被試分為實驗組和控制組,檢驗某種處理產生的效果,其實驗設計方法如表4所示。

表4 多組前測后測準實驗設計

例1:陜西師范大學在教育技術專業本科生的《教育技術研究方法》這門課程的教學中采用PBL教學方法,并以該校教育技術系2000級本科生一班和二班的全體同學為研究對象,將其按行政班級分組進行準實驗研究,研究內容為PBL教學方法的教學效果,這篇論文中對多組前測后測準實驗設計的方法進行了詳細的研究步驟說明[7],其實驗方案如圖1所示。

圖1 PBL在本科生教學中的準實驗研究及思考實驗方案

如果被試來自不同地區,則可采用“不同區組前測后測準實驗設計”。不同區組前測后測準實驗設計與多組前測后測準實驗設計的區別在于實驗組是否來自不同的地域。例如《數字化聚合環境中的課堂教學研究》中的實驗對象就是來自Z學校和F學校的不同年級的學生[8]。實驗對象來自不同區組,這樣的實驗方式在某種程度上使得實驗數據更加可靠,提高其研究成果的可推廣性。

(2)多組前測后測時間序列準實驗設計

在多組前測后測準實驗設計的基礎上引入時間變量因素,可以有一組或多組實驗組,也可以有一個或多個處理,具體情況要視研究問題而定,表5所示為兩組實驗組、分別施加不同處理的條件下的準實驗設計示意圖。

表5 多組前測后測時間序列準實驗設計-多處理

例2:華南師范大學的李有華設計的“基于電子學檔的發展性評價的準實驗研究”驗證基于電子學檔的發展性評價的實施策略和方法的有效性,以一個中學班級和一個小學班級為研究對象,采用了多組時間序列準實驗設計的方法進行研究,在實驗處理前對學生的學習狀況進行了兩次測量,在實驗處理后對學生的學習狀況進行了三次測量,作為前測和后測的數據[9]。其研究操作過程如圖2所示:

圖2 基于電子學檔的發展性評價的準實驗研究操作過程

以上的兩個實驗組來自不同的地區,稱為不同區組前測后測時間序列準實驗設計。如果多個實驗組或者實驗組和控制組來自同一個地區,則可稱為多組前測后測時間序列準實驗設計。

例3:英國佩斯利大學的Thomas M. Connolly教授等人利用準實驗研究法,花了三年時間,利用多組前測后測時間序列準實驗設計研究在線學習和面對面授課在高等教育中的不同效果[10]。

(3)修補法準實驗設計

在有些情況下,研究者暫時找不到相似的實驗組,則可先對已有的實驗組進行處理和后測,之后再尋找相似的實驗組,進行前測、處理和后測,對O1和O3、O2和O3進行分析、比較后得出實驗結論。

另一些需要采用修補法準實驗設計的情況如:①沒有多余的實驗對象可以作為控制組;②實驗時間很緊,只能先進行實驗處理再做后測。修補法準實驗設計如表6所示:

三 提高準實驗效度的方法

準實驗研究在低控制水平的條件下進行實驗,其實驗效度問題歷來被研究者所關注,在教育技術領域曾經圍繞何克抗教授的一個準實驗研究有過討論[11-14]。如何提高準實驗研究的效度是目前的一個關注熱點。提高準實驗研究效度的方法有多種,除了采用多組實驗,增加測驗次數等方式之外,在實驗過程控制和實驗結果處理上還有一些有效的方法:

1 實驗過程控制

(1)挑選合適的教師

實驗處理通常由教師完成,因此,有時需要對教師進行相關的專業培訓,并挑選合適的教師參與實驗研究。合適的教師不一定要有很高的學科造詣,但要能保持研究的激情,不會中途退出或者懈怠,并有扎實的進行實驗研究的基礎知識和技能。

(2)避免“霍桑效應”

“霍桑效應”是指實驗組成員由于從日常團體中被挑選出來加入實驗組,感到自己受到了特殊的關注,于是在心理和行為上都發生變化,這種虛假的效應會影響因變量的數值,降低實驗可信度,進而又影響實驗效度。通常的解決辦法是對實驗組和控制組的實驗情況進行保密,在常態下進行準實驗研究,抑或在兩地選取實驗組和控制組。

(3)避免“羅森塔爾效應”

“羅森塔爾效應”是指課堂教學中教師對學生能力或行為的信念影響其對學生的期望,而學生通過感受教師的熱愛和期望,變得更加自尊、自信、自強,從而使教師的期望變成學生的現實表現[15]。為避免“羅森塔爾效應”,除了對參與實驗研究的教師進行專業培訓,尋找實驗研究能力較強的教師之外,還可以安排研究小組之外的教師參與研究,負責對實驗組施加處理,他們不知道所進行的是一個實驗研究,自然可以降低此效應。

2 實驗結果處理

(1)使用共變數分析方法

準實驗不對被試進行隨機化處理,因此實驗組與控制組的多個方面會存在差異,影響實驗效果的歸因分析,使用教育統計學中的“共變數分析”方法可以幫助降低甚至消除原有的實驗組與控制組的差異。

共變數分析是一種統計程序,它把偏相關的原理推廣到方差分析,主要是用來消除兩組或多組被試在前測或其它變量方面的差異。從某種程度上來說,共變數分析比方差分析具有更高的精確性,并且對于大多數樣本初始狀態不同的教育實驗,共變數分析是一種重要的統計方法,它可以使準實驗的研究結果更接近于真實驗[16]。

(2)注意循環形式問題

有的時候,因變量的明顯變化是屬于循環性質的變化。即在一段時間內,因變量的變化是呈循環形式的,有高低起伏的變化,并不是由施加的處理所引起,注意到這種現象有助于分析實驗的處理和因變量的因果關系[17]。

(3)注意基準線不穩定問題

基準線本身不穩定也會影響實驗結果分析。有些時候,研究者會在情況發展到極致時為了采取對策而進行試驗研究,而根據隨機漲落原理,顛覆之后便有回歸的現象發生,即不需要采取任何措施,因變量也會向巔峰值之前的方向變化,這種變化同樣不是由所施加的處理引起,或者所施加的處理本身并有沒有這么大的效應。

避免循環形式和基準線不穩定的問題,除了對因變量和實驗處理進行更多的理論和數值分析外,更有效的是增加對照組,如果已經做完先前部分的實驗,則可采用修補法準實驗設計,以提高準實驗研究的效度[18]。

四 總結

準實驗研究降低了實驗控制的難度,使實驗研究和實踐間的跨度變小。同時,使用一些統計學和邏輯分析的方法可減少干擾因素對實驗結果的影響,提高準實驗研究的效度。準實驗研究符合教育研究的特性,其在教育技術領域的推廣和應用,將極大促進教育技術領域實驗方法的發展和教育問題的研究。

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參考文獻

[1]馬紅亮.教育技術研究中的科學實證主義和人文主義[J].電化教育研究,2004,(3):30-33.

[2]鄭繼偉.教育實驗只可能是準實驗[J].教育研究與實驗,1989,(1):48-51.