第七章美术教育的实验研究方法.docx
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第七章美术教育的实验研究方法
第七章美术教育的实验研究方法
实验研究是美术教育硏究中重要的方法之一，具有很强的科学性，本章描述了实验的标准与实验研究必须考虑的相关因素，列出一些最常见的实验设汁的方法与计划。
但是，实验设计具有严格的规范与标准，还会涉及统计•分析以及运用计算机进行数据处理等相关知识的学习运用，在本课程之外，学习者还需要进行更深入的研究才能在实践中灵活运用。
第一节美术教育实验研究方法概述
一、什么是美术教育实验研究方法及其特点
如果我们在现实生活中有一种想法，还没有确定的结论，通常便会通过小范围的实践来验证我们的想法的结果与可行性，如果不成功，也不至于有什么不好的影响，这是在人们生活中形成的通过实验来研究事物的关系，后来实验研究发展成为研究自然科学的一种必要的方法。
实验的方法引进到教育学研究领域后，形成了教育实验的两种基本研究范式，一是以自然科学实验为基础，将实验与数学方法结合运用于教育研究，形成了注重定量研究的教育实验基本研究方式，这种方式模仿自然科学，强调数学工具的运用，强调严格控制实验条件，将事实与价值分开以追求结论的客观性；二是从一般教育活动的本身分化发展而形成的教育实验，这种实验选择教育自然环境，强调研究LI的的应用性、对象的整体性以及定性的说明方法。
在美术教育硏究的范围内，实验研究的方法即是根据研究H的，运用人工手段创设一定的条件，主动干预或控制研究对象的发生、发展过程，以探索、验证所研究美术教育现象因果关系的研究过程。
这个界定里包含这样儿个要素：
一，是要研究美术教育现象的因果关系，这里的因果即是变量之间的因果关系；二，主动干预或控制研究对象的发生、发展过程即是对自变量的操作；三，需要运用人工手段对研究条件加以控制，以保证实验结果的有效性。
在说到这些要素的时候，需要考虑到一些问题，如在美术教育活动中，无法对实验条件做到象物理、化学等自然科学实验的严密程度，再者，美术教育学科的实验也无法象其他自然科学实验一样有精确的“可重复性”。
但是，美术教育研究是建立在教育研究的基础上，教育研究实验的研究过程方法源于自然科学，并且同样是检验教育科学理论的重要手段，因此，美术教育实验研究与一般的科学研究即有共性的特征也有着自己不同的特点。
与科学实验的共同特征主要有以下儿点：
（-）因果关系推论。
我们所说对因果关系的推论是包括历史研究、理论研究、调查研究共同的要求，在实验研究中还需要做到理论与实践的结合，不仅仅依赖与诸如理论研究的逻辑推理。
因果关系的推论也就是要揭示变量之间的关系。
（二）自变量操作。
操作自变量，旨在研究者人为地去干预、控制现象发生的条件和进程，有意识地变革研究对象某一方面的条件从而得到自己所要的结果。
例如，要实现美术教育更多适应社会的价值，就需要主动采取措施，例如改变教学内容、方式、学习材料、学习环境等等，这就是所操纵的自变量。
（三）控制无关变量。
在美术教育实验中，对实验干扰的因素非常多，为了探索因果关系，必须尽量排除其他无关因素的影响，使实验的其他条件保持恒定。
美术教育是通过美术活动涉及有关人和社会的现象，是属于社会科学研究的范畴，与一般自然科学的研究有区别。
尽管美术教育实验研究有着科学研究的共性，但是，还有其特殊性。
对教育实验研究特殊性的把握对美术教育的实验研究的理解与运用有重要的意义。
1,研究对象的区别：
自然科学的实验研究的对象是自然现象，是研究物的属性；美术教育研究的对象是美术教育现象，主要以人和人所从事的美术教育活动为研究对象。
美术教育现象本身就是复杂的社会现象。
它包含了与美术教育相关的人与社会的关系。
2,研究手段的区别：
自然科学实验主要在可以严格控制的实验室条件下进行,强调仪器手段的先进性，可以运用改变研究对象的各种手段。
美术教育的实验主要是在美术教育和教学的自然环境中进行，因为研究的对象是人的美术教育活动，研究的手段也就必须符合社会伦理、道德以及法律的要求，可以采用的手段也与自然科学不同。
脱离美术教育实践就无法实现教育活动。
3,在研究过程中的变量控制：
一般自然科学需要强调对无关变量的控制。
教育实验涉及的介入因素非常多，因此无法对所有的无关变量进行有效的控制，只能控制其主要的无关变量。
4,研究方法：
自然科学实验更关注的是量的描述，追求精确；教育实验的研究的变量不易确定，且研究周期长，因素复朵，要求精确的量化是很困难的，而且，作为人文学科的美术教育研究过于追求确定量的变化容易将复杂社会性活动简单化，因此更强调定量研究与定性研究相结合的方法。
美术教育实验与科学实验在基本性质上具有共性，但是在具体的实验中乂有着巨大的差别。
对于教育实验的特殊性的研究本身就是美术教育研究的研究内容之一，这些特殊性也就会导致教育实验研究的局限性，诸如：
1,教育实验的研究对象涉及人、人的心理、行为。
教育实验的结果具有滞后性，有些结果在实验期间还没有显现。
因此，教育实验经常必须与其他研究方法结合使用才能真正揭示教育规律。
2,研究结果不能完全重复。
在教育实践中，因为研究环境与研究对象是很难象自然科学一样重复。
不仅研究者与被研究者容易产生交互影响，而且研究者本身的价值观、态度、动机会自觉不自觉地影响实验的结果。
因此，教育实验的结果较难重复。
3,测量水平的限制。
在实验的过程中，现有的测量工具还不能十分恰当地测量教育情境下的复杂行为，对实验结果的分析也必然受到限制。
二、美术教育实验的分类
教育实验的分类方法很多，从不同的角度、层次出发可以有不同的分类，例如：
按照实验LI的划分可以分为：
探索性实验、验证性实验、推广性实验；按照基本研究方法可以分为定量实验和定性实验；按自变量因素多少分可以分为：
单因素实验和多因素实验；按实验的组织形式可以分为单组、等组和轮组实验；按照实验的场所可以分为自然实验和实验室实验；按照实验控制程度可以分为前实验、真实验和准实验。
这里主要介绍比较基本的两种分类方法。
（-）按照目的和功能划分
1,探索性实验。
这种实验是以探索教育规律为U的。
通过探索教育对象的因果关系及问题解决，尝试建构某种理论体系。
这类实验有坚实的理论基础，严格的条件控制，比较规范的实验程序以及对资料数据的统讣。
探索性实验可以研究教育理论中的根本性问题，也可以探索教育实践中的方法等。
这种实验不仅有重要的理论意义，而且可以在指导教育实践中发挥重要的作用。
2,验证性实验。
这类实验以验证已经取得的实验成果为U标，是对已经取得认识的认识成果用再实践的经验来检验、修订和完善。
3,推广性实验。
推广性实验的H的在于研究结果的推广。
教育实验的推广是具有研究性与创新性的重复，推广的过程也是验证的过程，因此，在推广的过程中其至会得出新的结论。
（二）定量研究实验和定性研究实验。
定量研究实验是指获得实验的资料以及对资料的处理是量化的。
定量研究实验的特点有二，一是仿效科学实验研究的方法，强调实验设计获得定量的资料。
二是尽可能严格的条件控制以说明结论的客观性，使之具有较高的外在效度。
定性研究强调研究中的人文科学方法，强调对象的整体性分析和质的分析。
一般情况下定性研究实验是定量研究实验的基础，尤其在教育研究实验中，这两种方法经常是同时使用和相互补充。
三、美术教育实验研究的一般程序
美术教育实验研究的全过程一般可以分为准备、实施、总结三个基本阶段。
（一）实验的准备阶段。
实验前的准备工作是教育实验中的重要的环节，是实验取得成功的前提。
具体包括以下内容：
1,选定实验研究的课题，形成研究假说。
2,确定指导实验的理论框架。
这种指导性的理论框架主要是启发研究者按照研究LI的对实验研究的方向、范圉以及如何搜集、分析和解释数据资料作出明确具体的说明。
为了使这一理论框架更贴近客观实际，需要做先期的调查硏究，查阅有关文献资料并与有关人员专家进行充分的讨论。
3,确定实验的自变量。
选择被试和形成被试组，决定每组进行什么样的处理,并确定操作定义。
4,确定实验处理及适当的测量方法。
选择适合的测量工具并决定采用什么样的统计方法，从而明确因变量的指标。
5,选择实验设计的类型，判定需要控制的无关因素及控制方法，以最大限度地提高实验的内部效度和外部效度。
（二）实验的实施阶段。
按照实验设计进行教育实验，采取一定的实验处理，观测山此产生的效应，并记录实验所获得的资料、数据等。
（三）实验结果的总结评价阶段。
对实验中取得的数据资料进行处理分析，确定误差的范围，从而对研究假设进行检验。
最后得出科学的结论。
（四）在实验研究的基础上撰写实验报告。
（五）进行重复和扩大实验。
第二节美术教育实验的设计
美术教育实验设讣指在进行一项美术教育实验研究的整体设讣，涉及研究的各个环节，即确定课题，提出假设，确定变量，选择样本，确定实验的组织形式和具体方法。
以上部分相关内容和基本概念在第二章中有所描述，以下主要针对实验研究进行专门叙述。
一、实验变量的选择与控制
在确定课题提出假设以后，变量的选择与控制对实验的成功与否具有关键意义。
（-）实验处理设计（自变量设计）
如果想通过改变教学方法来提高学生的学习效率，就要对学习方法进行操纵、改变，这里的学习方法就是被处理的自变量，我们通过对自变量的处理来观测因变量一一学习效率的变化。
所谓的实验处理设计可以这样理解：
即试验者对实验情境，对象的主动操纵、改变，以观测实验介入的处理后引起被试什么样的反应。
（二）实验结果的测定（因变量）
例如通过改变教学方法来提高学生的学习效率，“教学方法”是需要被操纵的自变量，“学习效率”就是因变量，就是实验处理后在被试者一一学生身上产生的变化。
实验的LI的也就是通过因变量的测定来研究自变量因变量之间是否存在对应的关系。
在实验的设讣中，需要充分考虑到对因变量进行评估的问题。
实验结果可以通过直接和间接的方式被观测和测量，并可以转化为测验的分数、考试成绩、评定等级等形式。
（三）无关变量（控制变量）的控制
在研究的自变量和因变量之间，可能还有很多和研究主题无关的因素变量，我们称之为无关变量或控制变量。
山于无关变量会对自变量和因变量的关系造成干扰，影响因变量的测定，因此在实验设计中需要对其控制。
控制无关变量是实验研究的一个关键问题。
山于无关变量很多，很复朵，无法得到完全的控制，我们主要通过以下的儿种方法来控制主要的无关变量。
平衡。
平衡是指将无关变量的影响尽量平均分配到实验组和控制组中去，使实验组和控制组的变异量尽可能接近或平衡。
在研究中要设置实验组和控制组。
实验组指接受实验处理的被试组。
控制组乂叫对照组，指不接受实验处理，其他条件与实验组相似的组。
随机处理。
随机处理是控制无关变量影响最简单的方法，主要包括两个方面:
第一，从总体中随机选择研究对象（被试）；第二，随机形成实验组和控制组。
随机处理抽取的样本要保证质量，样本应稍大一些。
统计处理。
统计处理指用统计的方法对实验数据作处理，以排除或消弱无关变量的影响。
用一些统计方法可以减少无关变量的影响。
例如，在计算平均数时排除两极端的分数。
消除。
消除指设法运用各种方法，将无关变量排除在实验之外。
例如我们在选择学生时候选择基础接近的，选择学校也选择条件差不多的，以避免无关的因素参与进来，这在一定程度上消除了学生基础，学校条件等方面的影响。
恒定。
恒定即是对无关变量进行控制，保持其在实验中不变，使它变为常量。
例如，在实验研究中实验组和控制组上课教师一致、课时安排一致等。
山于教学受环境情境的影响，在运用这些方法时要灵活，并在实验中互相配合以达到控制无关变量的LI的。
二、教育实验设计的效度
实验的效度指实验的有效性和真实程度，是实验设讣质量评鉴的标准。
教育实验如果没有良好的效度，实验的结果就值得怀疑。
实验效度包括两个方面的内容：
内在效度和外在效度。
（-）内在效度
内在效度乂称内部效度，指实验本身的真实有效程度，既实验结果是否真实地反映了自变量和因变量的关系，而不是其他未加控制的因素所致。
有效的实验是指得到的结果仅仅是111于操作了自变量和控制了无关因素的干扰。
没有内在效度的实验是没有价值的，因为内在效度决定了实验结果的价值。
影响实验内在效度的因素很多，坎贝尔（DonaldCampbell）和斯坦利（JulianStanley）认为有8种新异变量与内在效度有关：
1,历史：
在实验的过程中需要一段时间，这段时间为实验处理以外其他惜况的发主提供了机会。
而倘若这些事件超出研究者所能控制的范围，势必对实验产生影响。
2,成熟:
在实验处理的过程中，被试者会因为时间的推移发生生理和心理上的变化。
比如心理、知识、技能、经验的增长等，会导致实验对象取得进步，而未必是实验带来的效应，因此，设置控制组是消解成熟因素比较必要的方法。
3,测验：
教育实验中的前测可能会影响后测的成绩。
如果两个测试类似，可能学生在前测中获得了经验而影响后测的成绩。
测验因素一般通过设置无前测的对照组加以控制。
4,测试工具：
教育实验中测试手段技术或工具的无效或缺少一致性导致实验的无效。
特别是观测性实验中，实验主持者主观情绪态度上的变化等因素会对实验的测试有很大影响。
5,统讣回归：
这是在教育实验前测中分数两级分化，后测中趋向平均的现象。
因为学生在测试中会因为各种因素考得好一些或者差一些，但是并不是他学习水平发生变化，例如在好班和差班都进行实验处理，好班可能后测成绩下降一些，差班可能后测成绩上升一些，这就是统计回归现象。
在研究中为了避免此因素的干扰，最好不要采用两极端的被试或者在研究中将极端分数者单独分组。
6,被试选择:
指被试取样不等，山于选择被试的程序不当而导致被试组之间存在系统性差异。
例如，没有采取随机取样随机分组，或实验组是自愿者，态度积极；控制组是非自愿，态度消极等，都会造成实验结果的偏差。
7,被试的缺失：
在延续时间较长的过程中，被试的更换、淘汰、退出可能对研究结果产生的影响。
这在问卷中如果回收不到70%也会大大影响研究结果的有效性。
8,选择-成熟的交互作用：
指成熟程度的不同被试被安排在对照组中，这样
会影响实验结果的正确解释。
例如，实验组的平均年龄比对比组大，其年龄的因素会导致实验结果不能确定。
后来，坎贝尔和库克（ThomasKook）乂增加了四种外部变量：
4,实验处理扩散：
如果实验处理的条件特别吸引控制组，控制组的成员可能会寻求获得处理条件。
如果两个组的成员彼此非常容易接近，就特别容易发生实验处理扩散。
在实验过程中应当尽量避免两个组之间的接触。
实验后应当对样本进行访问来确定有没有发生实验处理扩散。
5,控制组的补偿性竞争：
是指山于控制组知道了他们在与实验组竞争而发挥了超水平的能力。
6,处理的补偿性均等：
在对处理对象进行有吸引力的处理时，可能会出现外部变量。
在这些条件下，实施者可能会试图对控制组也进行一些处理进行补偿。
例如，在实验组获得一定的基金实验时，可能作为补偿的控制组也获得同样的基金作为补偿，这可能为控制组获得另外的类似实验处理的机会。
7,控制组的不满而士气低落：
当控制组知道实验组正得到了一个有吸引力的处理，而他们没有得到这样的机会而失去信心。
这也会导致后测成绩会降低，而实验组正相反。
（二）外在效度
外在效度指一项实验的发现能推广应用于被研究以外的个人和环境的程度。
外在效度主要分为两类：
总体效度和生态效度。
总体效度指实验的结果虽然来自研究样本，却能够推广到一个更大的总体中去。
生态效度指实验结果从研究者创设的实验情境推广到其他教育情境中去的范围。
布莱切（GlaennBeacht）和格拉斯（GeneGlass）确定了以下10种影响生态效度的因素：
实验处理的详细描述、多实验处理干预、霍桑效应、新鲜与分裂效应、试验者效应、前测敬感、后测敬感、历史和处理的相互作用、因变量的测量、测量时间和处理效果之间的相互作用①。
这里主要介绍坎贝尔和斯坦利认为的对外在效度的主要四个威胁因素：
1，选择与实验处理的交互作用效应：
表现为取样偏差，被试取样没有代表性。
例如在城市車点学校的实验不能推广到偏远农村学校。
2,测验与处理的交互作用：
表现为对测量的敬感化，前测提高了被试对后测的敬感性，或前测干扰了实验处理的作用。
因此，有前测的实验结果不能推广到没有前测的对象中去，只能应用于已作过相似前测的样本。
3,实验安排的效应：
指实验情境对被试的影响。
被试山于参与实验而提高了积极性。
4,多重处理的干扰：
如果某实验组重复接受两种或两种以上的实验处理，那么后一实验处理将受到前一实验处理的干扰，产生练习效应或疲劳效应。
（三）内在效度和外在效度的关系
内在效度是保证实验本身的真实可鼎；外在效度是针对实验的推广价值。
因此，他们的关系有两点，一是内在效度是实验质量的根本保证，是外在效度的保证的前提，没有内在效度便谈不上外在效度。
二是外在效度是研究的根本价值指向，没有外在效度，内在效度较高，也无法体现其应用价值。
内在效度较高的实验未必具有较高的外在效度，反之亦然。
有时为了确保某种效度，另一种效度的就会受到影响以致削弱。
例如，只选择男生或女生作为被试，实验的内在效度提高了，但实验无法推广到不同性别中去，结论的普遍适用性降低了。
因此，在实验设计中要综合考虑内在效度与外在效度的平衡，在保证实验内在效度的基础上，尽量使研究获得更大的外在效度。
三、实验设计的类型
实验设讣的类型按照不同的标准可以划分为很多种，按照坎贝尔和斯坦利的区分划分为单因素实验设计（仅有一个自变量）和多因素实验设计（含有两个和两个以上的自变量），在单因素实验设计中包括三种类型：
一是前实验设计，这种实验通常是一种自然描述，用来识别自然存在的临界变量及其关系。
这不是严格意义上的实验，但它却是真实验设讣的组成部分或重要元素。
前实验设讣无关变量不能控制，但是可以操纵自变量的变化；第二是准实验设计•，准实验设计是用于在真实的教学情境中不能用真正的实验来控制无关变量，不能采用随机化方法分派被试的情况；第三是真实验设计，这种设讣使实验中的自变量、因变量、无关变量得到比较严格的控制。
这里介绍儿个常用的教育实验类型。
进行实验设计时主要用到以下符号：
X表示实验处理或自变量；
-表示无实验处理；
0表示实验观测，包括因变量的测定；
G表示组，实验组或控制组；
R表示被试已被随机选择分配和控制；
S表示被试；
……表示虚线的上面的和下面的组不是等组。
另外，字母后面的数字表示表示次数，如01表示观测1,02表示观测2；XI表示实验处理1,X2表示实验处理2。
（-）单组设计、配对组设计和轮组设计
1、单组设计
单组设计指研究只有一个实验组，不设置控制组。
通过实验处理后测量的差异，看实验处理的效果来获得实验处理与结果的关系。
下面为一个单组的前后测模式：
G01X02
单组设计的优点是被试兼作控制组，避免了不同被试差异造成的影响，但是在前测与后测中没有控制组作比较，不能控制历史、成熟以及历史回归。
再者前测可能影响后测（处理效果）产生实验误差。
2、配对组设计
配对组设计乂称等组设计，是教育实验研究中最基本的设讣形式。
配对组是在实验处理前根据一定的标准，通过测定，将条件一致的被试一对一配对，然后再随机分配给实验组和控制组。
为了做到组间的对等，一般是对被试进行与实验相关的测试，按照成绩进行排列来进行分组，然后随机进行配对分组。
这样在分组上具有总体上同质的优点，其中一组接受实验处理，另一组不给予实验处理，其基本模式为：
RG1X01
RG2_02
配对组设计有比较好的内在效度，但是在美术教育的具体研究中，很难找到儿个变量、儿个方面都匹配完好的被试，因此，在很多教育情境中其外在效度将会受到影响。
在具体的教育实验中可以采取按照班级进行配对，对无法配对的实验组班级的同学同样进行实验处理，但是在统讣结果时不将其成绩计算在内。
3、固定组比较设计
固定组通常以自然班为单位，实验组和控制组的被试都不是随机选择和随机分配，因此称为固定组比较设计，乂叫整组比较设讣。
固定组设讣的模式如下：
G1X01
G2-02
固定组比较设计引入了控制组作外部比较，因此在一定程度上使偶然事件以及被试成熟等无关因素得到控制。
但是，固定组设计没有前测，分组上没有进行配对，这对被试的差异就没有较好的评估，其内在效度相对比较低。
4、轮组设计
轮组设计乂叫平衡设计，所有的组接受各种处理，但是是一个不同的顺序，各组处理的数U是相等、平衡的，用其平均成绩加以比较。
这种设计是把被试差异、时间顺序作为一个自变量纳入加以控制，是以假设各组间没有交互作用作为前提。
这样，每个实验组同时也是对照组，通过平衡的设计，许多影响实验的无关因素相互抵消了从而提高了实验的敬感性。
其模式为：
G101XI02X203
G204X205XI06
但是，这种设讣的缺陷是带来很多影响研究效度的因素和统讣检验分析方面的问题。
当同一个组接受一个以上处理时，有可能产生多重干扰，如教学的内容以及被试的成绩差异等，还有就是这样的设计中的交互作用也非常复杂。
轮组设计属于拉丁方设计，拉丁方设计是多组的平衡设计，每个实验处理在每一组都必须进行，仅仅是顺序差异，例如：
G1
XI
01
X2
02
X3
03
G2
X2
04
X3
05
XI
06
G3
X3
07
XI
08
X2
09
（二）时间序列设计
时间序列设讣指对一个非随机取样的被试组做周期性的一系列测量，在这一
时间段序列中施以实验处理，然后观测呈现实验变量后的一系列测量分数是否发生非连续性现象，从而推断实验处理是否产生效果。
这种设讣的优点是：
具有较好的控制条件；通过定时的重复观测能控制成熟并在一定的程度上控制偶然事件；可以控制实验效应；可以显示被试反应变量的发展趋势。
其缺点是不易得到多次的标准统一的观测数据，另外多次的反复观测容易引起被试的厌烦和疲劳，以及对测试的敬感。
下面介绍儿种时间序列设汁的模式：
1、单组时间序列设计模式
单组时间序列设讣即在多次的前测与后测之间任意介入实验处理，测试的次数看实验的必要来定，一般前测不少于3次，要等到前测数值趋于稳定后再介入实验处理。
其模式为：
G01020304X050607
在单组时间序列的设计中，实验处理介入后的观测应持续较长一段时间，一般也要等到观测数值趋于平稳为止；并且每次的观测指标应该是统一的，观测时间也需要定时。
观测的指标最好运用有大量复本的测验，或采用学校常规的测验分数。
2、多组时间序列设计
这种实验设计是在单组的基础上增加一个组，这时候就有了一个参照组，这种设计即可以对被试自身的变化程度进行纵向比较，乂可以通过另一组形成横向的比较，由于有了外部的比较，实验的内在效度就增强了。
其模式为：
G10102
03
04
X
05
06
07
G2011012
013
014
—
015
016
017
等值时间取样设讣
G01XI
02
X2
03
XI
04
X2
05
这种设讣将两种不同的实验处理反复交替地使用，可以部分地控制偶然事件,结果将02和04的平均分与03和05的平均分进行比较。
这种设计的不足之处在于实验处理的XI的实验效果可能会对后续的实验处理X2产生影响。
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