教育實驗法本詞條由“科普中國”百科科學詞條編寫與應用工作專案稽核

教育實驗法是研究者運用科學實驗的原理和方法，以一定的教育理論及其假設為指導，有目的地控制和操縱某些教育因素或教育條件，透過觀測與所控制的條件相伴隨的教育要素或教育現象變化的結果，來揭示教育活動規律的一種方法。其特點有四個：以科學的假設為前提；實驗過程被施行嚴格的積極主動的控制；探求變數間的因果關係；具有可重複性。教育實驗法可根據不同的標準進行分類。教育實驗法有其自身優點，也有其侷限性。教育實驗的過程一般可分為準備實驗——實施實驗——總結與評價實驗這三個基本階段，這是一個相對穩定的程式。

中文名教育實驗法應用學科心理學應用範圍教育心理學

定義

教育實驗法是研究者運用科學實驗的原理和方法，以一定的教育理論及其假設為指導，有目的地控制和操縱某些教育因素或教育條件，透過觀測與所控制的條件相伴隨的教育要素或教育現象變化的結果，來揭示教育活動規律的一種方法。

特點

1.以科學的假設為前提實驗法與其他觀察法、調查法等

顯著

的區別是，實驗法要求在實驗開始前就必須有一個明確的科學假設。實驗假設是實驗者在長期實踐、經驗

積累

的基礎上對實驗因素與教育效果之間因果關係的一種假定性的推測。科學發展的歷史證明，任何一種科學理論的產生，都是經過由科學的假說到實驗和實踐的驗證才確立起來的。

教育實驗

是針對教育中存在的某種問題，提出有科學根據的

設想

和假說，然後付諸實驗的檢驗，從而得出結論，接受或拒絕假設。例如，研究型學習與發展學生能力有什麼關係，班隊活動與班級集體的凝聚力有什麼關係？師生關係對學生人格發展有哪些影響？某種教學方法能否促進學生的學習能力？等等，都可以提出不同的理論假設，並透過實驗加以驗證。2.實驗過程被施行嚴格的積極主動的控制與觀察法、調查法在自然狀態下，消極等待研究現象的出現不同的是，實驗法是在嚴格控制的條件下，人為設定某種情境，積極主動地促使某些現象、性質特徵的出現，進而揭示事物、現象發生的原因。在教育實驗中，自變數即實驗因素，因變數即實驗效果，是依賴於其他變數而變化的變數，是實驗因素等變數作用下的反應，是實驗的結果。如在教學方法改革的實驗中，教學方法即自變數（實驗因素），教學質量是因變數（實驗結果），實驗控制即控制除實驗因素以外的其他因素（如年齡、人數、智力、學習成績、教師水平、教材、學生努力程度、教學時間等）對實驗結果的影響。控制是實驗法的本質特徵和精髓，沒有控制，也就稱不上是實驗。3.探求變數間的因果關係教育實驗的主要目的是探求變數間的因果關係。因為實驗過程中一切無關因素都已受到嚴格控制，而作用於因變數的只有實驗因素。因此，這一結果是必然的，研究者可確定實驗因素與結果之間的因果關係。如“小學美術深入嘗試教學法培養學生創新能力的實驗”，實驗因素是深入嘗試教學法，因變數是學生的創新能力。在對“嘗試教學法”作出操作性定義後，分別在低年級和高年級學生中各選2個班進行為期一學期的實驗，實驗班學生每個教學內容中讓學生在創作前進行深入嘗試，而對照班學生在創作前不進行深入嘗試，在嚴格控制其他條件的情況下，一學期下來，實驗班學生的作品與對照班學生的作品相比，在運筆用墨和畫面內容以及創造想象上更豐富，在畫面構成上更飽滿，在個性特徵上更鮮明，而且整個畫面都洋溢著活潑、朝氣、童趣。由此揭示了深入嘗試教學法與創新精神培養的因果關係。要得出兩類變數之間存在因果關係，需要滿足三個條件：（1）共變關係。自變數和因變數向同一方向變化。如上例中，進行美術課的嘗試教學法後，學生的創新能力就提高了。說明兩類變數間有共變關係。（2）

時間順序

。先有自變數的變化，才有因變數的變化。上例中，不能先有創新能力的提高，再進行嘗試教學法。（3）控制無關變數。上例中，影響學生創新能力的其他因素，如實驗班與對照班的原有基礎、師資水平、學生學習態度等都是需控制的無關變數。4.具有可重複性所謂可重複性是指在同樣實驗條件下，可以在不同地區、不同單位獲得同樣的實驗結果。實驗結果本身就是經過長期艱苦反覆的實驗獲得的。一旦某一因果關係確定後，可以肯定它具有較高的科學性。因此，如果在相同的實驗情境下，施加同樣的實驗因素，控制好無關因素的干擾，按同樣的方法加以操作，應該能夠獲得基本相同的結論。教育實驗的可重複性，使得實驗結果具有更強的說服力和推廣價值。

型別

1.根據實驗控制是否嚴密可分為真實驗和準實驗。真實驗是對所有可能會影響實驗效果的因素都作了充分的控制的實驗。如在實驗中對實驗進行平等的分組，實驗組和對照組特徵相同，對實驗環境作了充分的控制，對實驗中的無關變數作了徹底的排除或抵消。然而，教育實驗的物件是人，是世界上最為複雜的動物。我們不可能象自然科學實驗室裡的實驗那樣將學生禁錮在實驗室內，嚴密控制他的思想和行為。教育實驗主要採用自然實驗法，因此實驗物件和和實驗環境很難作到充分嚴密的控制。如實驗組和對照組成員未能進行完全等同的搭配等。這種缺少一個或幾個方面的控制的實驗，就是準實驗。常見的準實驗有在組間特質不相等的情況下進行的實驗，對各組未施行前測的實驗，對實驗環境未很好進行選擇和控制的實驗等多種情況。從某種意義上說，教育實驗只可能是準實驗。2.根據實驗是否具有開創性，可將實驗研究分為開創性實驗、驗證性實驗和改造性實驗。開創性實驗是指前人從未做過的實驗，具有開創性。驗證性實驗是指前人已經做過的實驗，研究者按照相同的方法重複進行，包括第一輪實驗後的第二論實驗。如“關於某一地區素質教育經驗的實驗研究”等。改造性實驗是指在別人曾經做過的實驗的基礎上，根據本地、本單位實際加以充實、改進的實驗。3.根據課題覆蓋區域的大小，可分為單科單項實驗、多科實驗和整體實驗單科單項實驗是指一門學科或一項專門性的教育活動的實驗。如小學語文注音識字，提前讀寫的實驗；小學英語“三位一體”教學法改革實驗；小學語文“四結合”的實驗等。多科實驗是指包括兩門及兩門以上學科的一項或多項教育活動的實驗。如計算機輔助教學的實驗，涉及到語文、數學、常識等各學科；基礎教育課程改革實驗涉及到基礎教育各門課程的設定、學時、進度等等。整體實驗也城綜合實驗。是指運用系統和整體的現代思維方法，研究整體內部各要素及其組成結構的改革，以求整體功能最最佳化的教育實驗。整體實驗往往涉及到教育環境、學校管理體制、評價體系、教學方法、課程設定等各要素。如“中小學教育整體改革”、“小學生最最佳化發展綜合實驗”等。4.根據實驗因素的多少，可分為單因素實驗、雙因素實驗和多因素實驗。單因素實驗是指在實驗過程中，僅施加一個實驗因素的實驗。如“小學低年級學生抄寫生字遍數與識字鞏固率關係的研究”，實驗因素只有學生抄寫生字遍數一個。如“用錄音帶批改作文的實驗”，實驗因素就只有一個，即用錄音帶批改學生作文。雙因素實驗是指在實驗過程中，施加兩種實驗因素的實驗。如現代小學數學 集中練習教學法及教材體系改的革實驗。實驗因素包括集中練習教學法和教材體系改革兩個。多因素實驗是指在實驗中施加了三個及以上的實驗因素的實驗。前面提及的教育整體改革實驗都屬於多因素實驗。如北京教育學院所作的“小學語文能力整體發展的實驗”就是涉及語文課程、教材、教法三個因素的多因素實驗。

優點和侷限性

優點：

第一，有利於教育理論的發展實驗法的一個突出特點是研究者能夠主動干預研究物件，透過操縱自變數、控制無關變數、測定因變數而進行變數之間的因果分析，有利於教育理論的發展。1.

教育實驗

可以檢驗現有教育理論和觀點的科學性和先進性。2.教育實驗可以深化、改造或發展國外一些比較先進的教育理論和方法；例如對贊可夫的“教學與發展”實驗體系，中國教育界在吸取其成果的同時，豐富了他的“一般發展”概念內涵（掌握知識，發展智力，培養能力，特別是創造效能力，培養良好個性品質）；深化了他的綜合性實驗方式，發展為在整體最佳化原則指導下的中小學整體改革實驗。3.教育實驗實驗可以驗證新的教育理論假設，有利於創造新的教育理論。第二，促進教育改革的深化教育實驗法透過探討教育現象的特點和規律，能直接促進教育改革的深化，提高社會效益。1.教育實驗可以為解決教育實踐活動中的現實問題提供了理論依據；2.教育實驗可以為改進教育實踐提供最最佳化的互動策略。第三，提高研究人員的素質和能力教育實驗要求研究者提供理論假設、主動干預研究物件、努力控制無關變數、準確測定因變數、科學總結實驗結果等等，這一切都對研究人員的素質與能力提出很高的要求，促使他們認真學習、刻苦鑽研、提高實驗技術，充分發揮主觀能動性。另一方面，實驗的成功又將促使研究者提高從事教育改革實驗的積極性，形成良性迴圈。

侷限性：

其一，教育領域中的許多現象和問題，往往都包含許多變數和複雜的相互關係，且處於一定的教育情景下，僅用實驗法不一定能夠解決問題，必須與調查法、理論研究法等相結合才能真正揭示教育發展規律。其二，教育研究的物件是人。實驗過程中不僅研究者與被試之間易產生互動影響。例如，師生對待實驗的心理反應等；而且研究者本身的觀點、態度、動機等也會影響實驗的走向；這些都會影響實驗結果。第三，在現有的測量工具和實驗條件下，被試的選樣誤差、因變數的測量誤差等難以完全避免。實驗樣本容量較小，其結論推廣到物件總體就缺乏可信度。

一般程式

教育實驗的過程一般可分為準備實驗——實施實驗——總結與評價實驗這三個基本階段，這是一個相對穩定的程式。

準備實驗

實驗的準備階段的主要任務是制訂實驗方案。該方案應包括以下內容：1.確定研究課題，明確實驗目的。實驗研究的課題的表述應簡明。對課題中涉及的關鍵概念應作界定。研究者為什麼要研究這一課題，也要有所交代。2.設計理論框架，形成實驗假設。研究者要作先期的調查研究，查閱有關文獻資料，在充分討論的基礎上，按照實驗研究的目的設計、指導實驗的理論框架，明確實驗的指導思想和教育觀念，在此基礎上確定實驗的具體目標，並對實驗研究的方向、範圍以及如何蒐集、分析和解釋資料資料作出明確的具體規定。實驗假設是實驗的核心與靈魂，是研究者對所要研究的變數之間關係的一種假定，是從理論框架和研究目的，以及對所要研究的變數進行分析以後提出來的，實驗假設至少應包含兩個變數，並說明變數之間的某種關係，且預計會被實驗所證實。3.選擇被試，分解實驗變數，進行實驗設計。研究者要具體說明實驗被試選擇的方法、被試分組的方法，以及是否設定對照組。分解實驗變數時要準確描述實驗課題的自變數、因變數、無關變數。還應對這些變數的操縱、控制措施以及實驗手段、條件等實驗過程進行規定，進行合理的實驗設計，最大限度地提高實驗的效度。對此，本章第三節還將詳細闡述。4.編制測量工具、選擇統計方法。研究者要根據實驗的目的要求，設計好蒐集實驗資料和資料的方法，準備好測定因變數的工具，決定採用什麼樣的統計方法，從而明確評價因變數的指標。5.預設實驗過程。說明實驗分為哪些階段和過程，他們的研究任務各是什麼，預計何時完成等。

實施實驗

實驗的實施階段是實驗的實質性階段。研究者和實驗人員應按照實驗設計，有條不紊地展開實驗。各個階段和過程的主要任務是按照實驗設計進行實驗處理；採取有效辦法，消除無關變數的影響；蒐集實驗資料和其他實驗資料，隨時觀察和測量操縱自變數所產生的效應。

總結與評價實驗

這是實驗的結束階段，其任務如下：1.分析處理實驗中所獲得的資料資料，在統計分析的基礎上對變數作因果分析，肯定或否定實驗假設，得出科學結論。2.評價實驗結論，寫出實驗報告。

打一個通俗的比方，偉大的物理學家愛因斯坦當年提出了很多理論性的物理學定律，但是這些畢竟一開始只是一個科學假設，只是等人們不斷透過實驗或者觀測之後與科學假設對應的結果符合，才形成理論的。回到問題，同樣的教育方法也是可以透過這種先提出一個理論依據或者假設，再進行驗證，驗證結果符合我們的預期就是一套成功的教育方法，這樣的過程就是教育實驗法。

一．教育實驗法概述

（一）實驗法的特點與意義實驗法是透過主動變革、控制研究物件來發現與確認事物間的因果聯絡的一種科研方法。其主要特點有:第一，主動變革性。觀察與調查都是在不干預研究物件的前提下去認識研究物件，發現其中的問題。而實驗卻要求主動操縱實驗條件，人為地改變物件的存在方式、變化過程，使它服從於科學認識的需要。第二，控制性。科學實驗要求根據研究的需要，藉助各種方法技術，減少或消除各種可能影響科學性的無關因素的干擾，在簡化、純化的狀態下認識研究物件。第三，因果性。實驗以發現、確認事物之間的因果聯絡為直接宗旨和主要任務，本質上是按因果推論邏輯設計與實施的，它是揭示事物之間的因果聯絡的有效工具和必要途徑。揭示研究物件的因果聯絡是科學研究的主要任務。一般認為，要確認A、B兩變數中，A是B的原因(B是由A引起的)，必須滿足三個條件:第一，共變關係，即 A變B也變。如果A變B未變，則不能肯定A是B的原因。第二，時間順序，即A在B前變，或與B同時變化。如果B先於A變化，則也不能肯定A是B的原因。第三，控制原則，必須在排除A之外的一切可能對B發生影響的情況下，才能確定A是B的原因。觀察法、調查法都是對自然發生的現象進行描述、歸納與分析，不能主動操縱、干預研究物件，難以排除原因與結果之外第三變數的干擾，最終也很難確認事物間的因果聯絡只能對某種可能性的原因進行推測。與觀察法、調查法相比較，實驗不僅常利用實驗組與控制組的對比來確定變數的共變關係，用預測與後測來了解實驗前後情況，決定變數發生變化的時間順序，而且更重要的是採用各種控制方法、技術來改變研究物件的存在狀態，排除了無關因素的干擾，從而滿足了因果推論的第三個條件，成為揭示變數間的因果聯絡的有效方法。與哲學方法相比較，實驗將事物間的因果聯絡以可經驗方式顯現出來，最終不是靠思辨的力量而是靠事實的說服力，不是由推理的邏輯而是以操作性的實踐，不是以定性的方式而是以定量的方法來證明、確認研究物件的因果聯絡的客觀存在，保證了研究過程的可重複性、結論的可檢驗性和認識結果的客觀性。實驗方法也有它自身的侷限性：第一，科學研究中的許多變數是無法操縱、控制的，不能透過實驗法去研究。原因與結果處於不同層次，許多原因往往不能直接觀察到，而需在事物的深層結構和內在機制上加以理解性解釋。第二，實驗控制有時使實驗情境與實際生活情境存在一些差距，從實驗情景中獲得的結論並不完全適用於實際生活情景，它還需要透過廣泛的實踐作進一步的檢驗。第三，實驗過程本身離不開理論假設的引導，離不開對研究物件的觀測，從某種意義上來說，實驗是觀察調查與理性思辨的綜合運用。（二）教育實驗的特徵與基本要求1．教育實驗的特徵教育實驗是實驗性的教育實踐活動，又是教育性的實驗研究活動，是實驗性和教育性的統一。作為一種教育科研活動，它與其它科學實驗有著共同的實驗性，這就是它的主動變革性、控制性和因果性，又有著不同於其它科學實驗的個性，這就是它的“教育性”。（1）實驗者與教育者合二為一。一個教育實驗工作者不僅是實驗的設計者、組織者、實施者，而且同時必須是一個教育者，必須在教育人的過程中研究教育。（2）教育實驗的被試就是教育物件，是一定群體的學生。他們是參與實驗的主體，有自己的自主性、創造性，研究者必須尊重他們的意願，發揮他們的積極性、創造性。“與兒童一起實驗”，而不能損害兒童的身心健康。（3）教育實驗更多地是在真實的社會環境和學校環境裡(而不是在專門的實驗室)進行，不可避免地要受到政治、文化、民俗及其它大量的非科學因素的干擾，其實驗控制不如實驗室實驗那樣精確、嚴密。（4）教育實驗既要確認教育現象之間的因果聯絡，即旨在求真，又要探索有效的教育內容、方法，有力地促進兒童身心的健康發展，即旨在求善。它既要有求真作基礎和前提條件，又要以至善為出發點和歸宿，同時受到真理標準與價值規範的雙重製約。2．教育實驗的基本要求（1）在理論假設的引導下，有目的、有預見地操縱實驗條件，進行教育變革。一方面，整個實驗操作是為了檢驗假設並構建新的假設而進行；另一方面，假設直接指導實驗方法的選擇，實驗資料的蒐集與實驗結果的總結。教育實驗的操作直接關係到兒童身心的健康和發展，實驗者必須以高度嚴謹的科學態度，提出實驗假設，對實驗方案的效應作嚴密的科學論證，以避免負效應的出現。（2）從檢驗假設的需要出發，根據研究的性質任務，適度控制實驗條件，採取有效措施，儘可能地避免或減少與實驗目的無關因素的干擾。沒有控制就不能稱之為實驗。要增強實驗控制的意識，創造出更多的符合教育實驗實際的有效控制方法。（3）堅持以實驗事實為依據，公開實驗操作過程和操作方法，實事求是地報告實驗結果，讓不同的研究者進行重複驗證，確保假設檢驗的客觀性。教育實驗變數常常是綜合性的、整體性的。綜合變數的輸入產生綜合效應，從整體上是可以重複顯示的。當然，這種重複並不是過去發生的社會事件原原本本地再現出來，許多具體的細節是難以完全重現的。（4）在遵循教育性原則的前提下開展實驗，使實驗研究控制在社會道德允許的範圍內。（三）教育實驗中的三種變數變數是隨著條件、情景的變化而在數量或型別上起變化的人或事物的特徵或方面，又稱因子或因素。1．自變數自變數是實驗者操縱的假定的原因變數。例如：有幾種不同的教材，考察它對學生的學習影響有沒有顯著差異。在這裡，教材就是實驗自變數。自變數可以處在不同的變化狀態中，如教材便有甲、乙、丙、丁等等不同種類。它是對自變數變化程度的規定。我們要解決的問題不是用不用教材，而是採取哪種教材才能更有效地促進教學。所以，一個實驗因子至少要有兩種水平才能進行比較，否則其本身就不能構成實驗因子。2．因變數因變數是一種假定的結果變數，它是實驗變數作用於實驗物件之後所出現的效果變數。實驗因變數必須具有一定的可測性。3．無關變數那些不是某實驗所需要研究的、自變數與因變數之外的一切變數統稱為該實驗研究的無關變數，也稱非實驗因子或無關因子。如進行幾種不同教材的比較實驗，教材之外的教師水平、學生原有基礎、家庭輔導、學習時間等等一切可能影響教學效果的因素都是該實驗中的無關變數。（四）教育實驗的型別根據教育實驗的特點，可以從不同的方面把教育實驗分成不同的型別。1．單項單科實驗與整體實驗中小學單科單項改革研究的一個基本目標是解決教育、教學中遇到的困難，提高教育教學水平，提高教育質量，具有強烈的針對性與應用性。這種研究又不單純是為了一時、一校、一課、一書的改革需要，而越來越注意到弄清某個教育現象內外各個因素之間的關係，並已由單一的解決個別具體問題發展到探索帶規律性的現象。從研究的內容看，已包括中小學各門學科，課內、課外、校外的全部教育領域，課程、教材、教法、學法的方方面面，以及學校教育的每一個方面，呈現出內容的廣泛性。它研究基本上是以教師為主體，教師、教研(科研)工作者、教育行政工作者三結合；個別研究、教研經集體研究與學校立項研究相結合；一校研究、多校協作研究與區域合作研究相結合？研究形式趨向合作化。但這種“教研”因為帶有明顯的經驗性，難以進行科學的評價，難以探索那些比較複雜的教育現象而受到侷限。隨著學校教育的發展，“走向合作，揚長避短，優勢互補”已成為中小學教育改革研究的基本走向。這與科學在經歷了從總體走向分化之後，又在新的基礎上進行新的綜合這一發展趨勢是一致的。它的研究既可以是理論研究，也可以是應用研究，主要以實證研究為主。中小學整體改革研究是對一所學校的整體改革進行科學範疇的研究活動。中小學辦學規律的探索過程，是為學生的全面發展、個性特長健康發展與身心和諧發展，而由學校、家庭、社會共同努力，創造良好教育環境的系統工程；是從指導思想上、統籌規劃上、總體設計上、結構調整上，對中小學教育改革進行的宏觀控制。中小學整體改革研究是對社會主義初級階段素質教育規律、教書育人規律的研究，是一種把改革、實驗、探索、實踐融為一體的實驗研究。這是一種將自然科學領域的實驗方法與社會科學領域的改革嘗試同時引入教育領域，而在中小學這個特定？間產生的新事物。在這裡，“實驗”規定著它的科學性，“探索”意味著是一種開拓性的嘗試，“改革”顯示著它在價值取向上的革命性與操作應用上的能動性，“實踐”則表明這是一種以一定理論為依據提出變革實踐的課題，以整體設計的教育活動為實踐內容，以教育活動顯示的結果作為評價依據的可控過程。2．探索性實驗與驗證性實驗這是根據實驗主要任務的不同所進行的劃分。探索性實驗探明造成某種現象的原因究竟有哪些，或者操縱某些條件會引起什麼效果，它的特點是因子多，常將許多可能影響結果的因子組合在一起，選行比較、篩選、更新，實驗規模小，對實驗精度的要求也不高。如果對研究課題比較明確，已經有了具體的假設和方案，實驗只是為了驗證假設是否成立，方案有怎樣的效果，這就是驗證性實驗。它的特點是問題十分明確，因素不多，實驗規模較大，控制要求也比較高。探索性實驗與驗證性實驗是相互聯絡的。雖然在實際研究的不同階段，探索與驗證、發現與確認兩者有所側重，可以分步走，但新的教育設想、方案的提出，這既是發現，同時也包含著對一切可供選擇的方案的比較、篩選。對已有方案的實施，也不是一個機械執行的過程，而是一個創造性的物化與具體化的過程。3．前實驗、準實驗與真實驗這是根據實驗控制的程度、實驗內外效度所作的劃分。前實驗是指缺乏控制無關因子的措施，內外效度是較差的實驗。準實驗指在現成的教學班級內進行、沒有隨機分派被試、不能完全控制誤差來源的實驗。真實驗指隨機分派被試、完全控制無關因子、內外效度都很高的實驗。這種分類是美國的坎貝爾(Camplell.D.T)等人站在自然科學的立場，以實證主義的標準劃分的。一般不用於對中國教育實驗的劃分。二．教育實驗的步驟與實驗要求（一）實驗課題的確定與理論假設的形成1．課題的產生與選定問題是教育實驗的起點，它源於教育理想與教育現實間的差距，源於教育理論與教育現實之間的矛盾。如，幾千年來，人們學漢語都先識字、後讀書，不識字則無以讀書，而黑龍江省一些教改實驗者卻另闢蹊徑，突破傳統，探索了一條“注音識字、提前讀寫”的新路子，創造了將識字寓於學漢語之中的新方法。發現具有科研價值的問題，必須對產生問題的有關現象進行去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及裡的分析，最終使問題得到歸納、概括、提煉、集中，從而抓住問題的實質，將有科學價值的問題篩選出來。中國近些年來，有關教學方法的改革實驗是一個異常活躍的領域，許多新的教學方法不斷湧現。而在眾多的教學方法改革實驗中，有不少是停留在表面現象的羅列上，經驗型問題居多數，缺乏必要的教育理論的加工。在眾多的影響教育教學效果的因素中，有些雖是重要的，但實驗條件不允許，研究者無法操縱它；有些雖然可操縱，但預計操縱它，施加在教育物件身上，會影響他們的身心健康等等，這些都不可能運用實驗法來研究。2．假設的形成假設是對問題的實質做出猜想，構建某種教育教學措施與教育教學效果之間因果對應關係。問題只有發展為假設才能變得清晰、明確，找到解決的辦法。好的實驗假設是教育實驗的靈魂，整個實驗過程是圍繞著檢驗與發展假設展開的，它為實驗研究規定了方向、範圍，為收集、分析、解釋材料、資料提供了框架。假設的形成思路有二:一是歸納式。側重從學校的實際工作出發，對已有的教育教學經驗進行歸納、篩選、分析，提出切實的教改實驗的設想。如上海青浦縣的“大面積提高數學教學質量實驗”，他們在三年抽查研究、積累160項專題經驗的基礎上，篩選出四條有效的教學措施：第一，讓學生在迫切要求之下學習；第二，組織好課堂教學的層次；第三，指導學生親自去嘗試；第四，及時提供教學效果的資訊，隨時調節教學。這四項措施就是該項實驗的假設。二是演繹式。側重從教育科學或其他相關學科理論出發，透過理性思辨，派生出一些新的教育哲學觀念、教學改革思想，並具體化為教改實驗的措施。中國80年代以來許多教育實驗假設便是從心理學、腦科學、系統論原理中引申出來。如根據人腦科學研究關於左右半腦功能互相聯絡以及大腦潛能的最新觀點，演繹出讓兒童言語符號學習與動作形象學習交替進行，促進左右腦協調發展的實驗假設。兩種思路是密切聯絡，缺一不可的。經過探索並形成的實驗假設，必須是合理的，有一定的事實材料和科學理論依據，能夠解釋已有事實；必須是新穎的，是針對某一教育問題所作的大膽設想，具有一定的創新意義；必須是可檢驗的、簡明的，涉及到的變數是可以操作的，切忌籠統、含糊不清。（二）實驗方案的設計與實施1．教育實驗的設計（1）設計就是要對整個實驗的程序進行全面規劃，其內容包括兩個方面:①實驗操作部分。確定實驗自變數的操作原則、方法與實施程式；規定實驗物件的選擇原則、分組方法和實施程式；制定無關變數控制的目標、原則、方法與程式；提出階段性實驗目標達成的評價標準和方法以及終級目標達成的評價標準和方法，即進行因變數觀測設計；確定實驗資料的積累要求、實驗資料的處理方法。②實驗管理部分。制訂以上述內容為核心的實驗工作計劃，包括組織保證、規章制度、裝置籌劃、經費使用、時間程序的安排等具體方案。實驗設計因實驗控制程度、自變數的數量水平、實驗組織形式、因變數的觀測安排的不同而不同。從實驗控制程度上看，有真實驗設計與準實驗設計的區分；從自變數的數量水平上看，有單因子設計和多因子設計；從實驗組織形式上看，有單組設計、多組設計、不等組設計的不同；從因變數的觀測上看，有前測後測設計、迴圈設計等等。（2）教育實驗最基本的設計型別①前測後測單組設計(RG) Y1 X1 Y2 X2 Y3R代表隨機抽樣，G代表小組，RG代表實驗組是採用隨機抽樣配成的。X1、X2代表同一類實驗因子的兩種不同水平的實驗處理。Y代表因變數的觀測資料，Y1為初次觀測資料，Y2 、Y3分別為兩次處理後因變數變化的觀測結果。透過Y1與Y2、Y1與Y3以及Y2與Y3的差異比較，來反映兩種不同的處理效果的優劣。使用單組設計要求:第一，隨機選擇一組被試；第二，實驗因子兩種水平的處理的先後順序應隨機確定，並且後一實驗處理不受前一實驗處理的干擾；第三，至少要安排兩次觀測，一次在處理Xl之後，另一次在處理X2之後。如能再作一次原初水平的觀測就更好。幾次觀測的難度、信度、效度應相當；將前後兩種處理比較的前提條件是無關因子的影響在實驗前後兩個階段基本恆定不變。否則，我們就不能將兩次測驗之差歸結為實驗因子水平的不同。上述實驗設計在實踐中有時被簡化為：(RG)Y1XY2X為實驗處理，Y1為施行處理前對被試的觀測結果，Y2為施行處理後的觀測結果。實驗結束後，透過前測與後測結果的比較，來判別實驗處理是否對實驗結果產生明顯的效應。這樣，實驗簡便易行多了。但由於缺乏必要的比較，歸因分析是很不充分的，它沒有排除被試本身自然成熟的影響。為了彌補實驗設計的不足，研究者應儘可能使用有常模參照的各種標準化測驗，將實驗班學生的發展同相應的常模比較；尋找可用對照的比較組。②前測後測等組設計(RG1)Y1X1Y2

(RG2)Y3X2Y4將實驗物件隨機分成兩個或兩個以上的等值組，然後分別對各組施以不同的實驗處理，並使一切無關因子對各組的影響效果相等。實驗結束後，透過實驗前後各組測驗結果的比較，來鑑別實驗處理的優劣。等組設計的最主要規範是隨機選擇被試，進行分組，確保實驗各組除實驗處理不同，其它各方面的情況基本相同，並隨機確定各組所接受的實驗處理。③簡單隨機化設計RG1 X­1---Y1RG2 X2---Y2RG3 X3---Y3RGn Xn---Yn簡單隨機化設計要求：第一，隨機將被試分派到各實驗組；第二，各實驗組的被試應儘可能多些，以保證無關因子的影響在隨機化的過程中得到均衡；第三，隨機安排實驗處理；第四，採用多差分析，進行實驗資料的多重比較。簡單隨機化設計能夠在一次實驗中解決多種處理效應的差異比較問題，既提高了工作效率，又增強了實驗結論的可靠性，它是一切現代化實驗設計的基礎。（3）實驗方案設計必須遵循下列要求:第一，可操作性要求。包括實驗目的具有一定的可觀測性，實驗變數具有明確的操作界定。條件控制切實，措施落實，其中要特別強化有別於常規教育教學的實驗變數的操作程式、規則說明。第二，與理論假設的內在一致性要求。第三，可比性要求。根據課題特點，選擇適當的實驗設計型別，設計必要的控制組、對照班，儘可能地平衡、清除主要的無關變數的影響，確保實驗前後的可比性，或實驗班與對照班的可比性，以便進行實驗效果的歸因分析。第四，研究過程設計合乎規律的要求。對實驗工作程序的安排要合理，按認識過程的客觀規律辦事，形成行之有效的研究思路和工作方法。2．實驗方案的實施（1）健全實驗組織，準備實驗器材，落實實驗學校、班級與實驗教師保證其代表性。（2）加強實驗程序的控制，一方面要使實驗變數隨實驗的意圖變化，切實貫徹方案規定的程式、原則，保證落實到位；另一方面保持實驗教師、實驗物件、實驗環境的相對穩定，排除來自家庭、社會多方面因素的干擾。 （3）有目的、有計劃地觀測實驗效果，經常不斷地收集實驗資料、資料。（4）週期較長的實驗應做好階段性小結，不斷進行形成性評價。查明在實驗因子的影響下，在實驗過程的不同階段，兒童身心是怎樣發展變化的。不斷將實驗結果與初期目標作系統對照，分析階段性目標達成度。（三）實驗成果總結與應用推廣1．實驗總結（1）將大量的原始資料、資料歸納整理成易於處理和能夠理解的統計圖表，並在這基礎上進行必要的統計檢驗與統計控制。（2）運用科學的原理與方法，對取得實驗結果的原因進行解釋，從理論上回答“為何如此”的問題，做出因果關係的結論。（3）將實驗探究的過程與結果客觀地、全面地反映出來，形成實驗報告和學術論文。堅持定量分析與定性分析相結合，對實驗事實、資料去偽存真，客觀地公佈於眾。反對對實驗資料作修剪，對實驗效果作選擇性的報道，甚至憑空捏造。要遵循因果推論的準則，對實驗結果進行歸因分析。報告結果時，必須詳細說明實驗結果的取得所依賴的條件(師資水平、社群教育環境、兒童經濟文化背景等)。2．應用推廣成功的教改實驗總是在先進的教育理論、正確的教育思想指導下進行的。推廣教改實驗成果的關鍵在於轉變教育思想。同時，教改經驗中既有共性的東西構成其可遷移性，又具有一定的個性，必須因人、因地、因時而異。對教改經驗的學習、教改成果的應用，需要廣大教育工作者根據自身實際，認真地加以選擇、提煉、創新，為我所用。並不是任何實驗都可以推廣應用的。為了確保實驗成果的科學性、先進性，必須深入開展局外人對實驗成果的科學評價、評論。任何教改實驗總是在一定範圍內有效，把本來只適用於特定情景下的教改經驗誇大為普遍有效的真理，是不科學的。實驗成果推廣還必須作整體規劃，協調各方面的力量，有步驟、分層次地推進。避免一哄而上，造成大面積教育的失誤，其中特別需要加強對實驗教師的培訓。三．教育實驗中無關因子的控制（一）無關因子控制的意義實際影響實驗效果的因素除了實驗因子外，還有很多非實驗因子，若不採取措施控制它們，則隨著自變數操縱的漸次展開，諸多無關因子也會同時發生作用，或與自變數作用一致，或與之相反，那麼，實驗者就不能證實實驗效果是實驗因子引起的，還是無關因子引起的，或者是兩者相互作用的結果，以至無法進行歸因分析，從而導致假設檢驗的失敗。通常所講的實驗控制，主要是指控制無關因子，排除它們的干擾，使之不影響我們對實驗因子效應的正確觀測與鑑定。（二）無關因子控制的方法經典實驗常採用隨機、消除、恆定、平衡、抵消等方法來控制無關因子。1．隨機。指在選擇被試、安排實驗處理順序等許多實驗環節上不受實驗人員主觀意圖的影響，而由偶然機遇決定。問題在於，教育實驗不能打亂正常的教學秩序。有時，實驗者不能不限於在允許的學校和班級內進行，實驗人員在確定學校、班級、執教者時不得不有意而為之。2．消除。即想方設法使無關因子從實驗情境中消失。一些心理實驗在暗室或隔音室內進行，就是為了消除作為無關因子的光線、室外噪音等物理因素的干擾。教育實驗中諸多影響實驗結果的心理因素是無法消除的。不恰當地採用消除法，會使實驗情境失去“自然性”、“現實性”，反而會引起被試的疑慮、期望、緊張等情緒變化，干擾實驗的程序。3．恆定。即使無關因子效應在實驗前後保持不變，不影響實驗效果的前後比較。如使實驗班人數固定不變，實驗教師保持相對穩定等，但由於教育實驗週期長，實驗物件身心不斷髮展，諸多因子無法恆定不變。4．平衡。指在分組比較實驗中，要使各組的無關因子作用相同，這樣可以把實驗班與對照班的不同歸結為實驗處理的不同。5．抵消。即讓同樣的被試先後接受幾種不同的實驗處理，使每一種實驗處理以不同的次序出現，列成機會均等的組合，並隨機分派接受各個順序組合。讓同樣的被試先後輪換接受各種不同的實驗處理，從理論上講，被試自身以及由實驗順序造成的練習、適應、疲勞等無關因子效應便可在先後輪換過程中相互抵消了。但如果一種新的教學體系系統性較強，就不能讓被試一會兒學習甲教材，一會兒學習乙教材。輪換在提高實驗精度的同時，也延長了實驗時間，在實驗週期較長的情況下不宜使用。還應該採取適應教育實驗特點新對策:(1)納入處理針對某些無關因子影響無法排除的情況，將其作為一種實驗變數，納入實驗之中，使之有系統地變化，並分析它的效應及其與實驗因子的互動作用。這實際上是將單項單科實驗發展為整體的多因素實驗。(2)重複驗證由於研究物件的複雜多變，教育實驗規模應由小到大，逐步擴充套件，在不同地區、不同學校反覆驗證，保證實驗結論的可靠性。(3)統計控制運用統計方法對實驗資料作技術性處理，以消除無關因子在實驗結果中的影響。例如，進行幾種有關語文教法的實驗，在不同教法處理實施時，學生投入了不等的自修時間，作為無關因子的自修時間便可能對實驗結果產生影響。對此，可以在統計分析時，把它作為一種協變數，透過調整各組均數和F檢驗的實驗誤差項，將協變數的影響從實驗總效應中分離出來(即協方差分析)，從而有效地控制了自修時間對實驗結果的影響。(4)代表性策略在實驗點的確定、被試選擇、實驗教師的配合等諸多環節上，確定其在研究範圍內的代表性。如堅持在普通學校、普通教師、普通兒童、普通教材的條件下開展實驗。(5)開展輔助實驗在進行主體實驗的同時，進行一些與主體實驗相關的輔助性實驗，以深化研究重點，診斷實驗疑點，豐富主體實驗的內容。(6)作詳細說明在一些規模較大的實驗中，實驗者不可能對所有無關因子作全部控制，常常只能控制其中最主要的幾個。對其它一些無關因子必須在實驗過程中加以記錄，在實驗報告中加以詳略說明。這樣使實驗結論更符合事實，也便於他人重複實驗時不要忽略這些因素的作用。四．運用教育實驗法應注意的問題（一）實驗設計要符合基本的道德準則教育實驗不同於一般自然科學實驗的顯著之處就在於前者的研究物件是人。因此，在提出一個實驗課題或設計實驗因素時，務必要注意不能使實驗對學生（即使是個別學生）的身心健康產生不良影響。如青少年犯罪問題的研究，常見病發病率的研究等課題就不宜採用實驗法進行研究。（二）必須提出實驗的假設選擇好課題以後，必須針對研究的目的，提出實驗的假設。假設，就是根據已經掌握的一些事實和原理，對所要解決的問題的結果所做的“猜測”，這種“猜測”雖然需要發揮充分的想象力和創造力，但畢竟不是單憑主觀臆想而來的。它是以有關的事實材料和科學理論為基礎的有根據的推測，是對所研究問題的本質和規律提出的初步設想，而這種設想尚未得到確切可靠的證實，需要透過實驗研究加以確認或推翻。假設，使實驗研究的方向與範圍更加集中，為實驗的實施與資料的蒐集整理指出了方向，同時也是思考和研究問題的一種重要方法。例如，一位數學教師進行“中學數學自學輔導教學”實驗，這種教法對提高初中一般學生數學成績有效，這已經過各地的反覆實驗，基本得到證實，但對成績落後學生是否有效尚有爭論。在此情況下，提出瞭如下的假設：這種教法對由於非智力因素引起的成績落後學生也是有效的。又如，美國依阿華大學S.亞格爾等人進行的“小組共同學習中的口頭討論：從小組到個人的遷移以及成績”實驗，提出瞭如下的假設：共同學習較之獨立自學，學生能取得更好的成績。具體表述為：1.小組共同學習的學生與獨立自學的學生學習同一種教材，前者成績優於後者，即存在著小組到個人的正遷移。2.作為區別共同學習與獨立學習的一種變數是：在小組共同學習中，學生互相解釋所學的教材，認真聽取別人的解釋，能達到共同的理解。3.學生們同那些與自己年齡相仿、水平各異的學生共同學習能學到更多的東西。實驗的目的，就是檢驗以上假設是否正確，很明顯，一個實驗的假設是否明確、恰當，對於該實驗的成功與否和價值大小，有著重要的影響，它是實驗過程中一個必不可少的步驟。（三）確定實驗的自變數（實驗因素）1．自變數的確定，必須以研究的目的和假設為依據。例如由以色列教育家弗爾斯坦因主持的對一批智力低下的猶太孤兒（平均智商為80）的研究。他們認為，對於這些人，需要從改正他們運用心理功能時的缺點（如感覺上的粗校大葉、檢查材料不求系統等等）出發，採取教育措施。他們組織了一項實驗，名為“工具豐富法”，根據這一目的，其自變數是：利用專門設計的十五件工具（或者說十五組練習）組成一整套教學程式，循序漸進地對兒童進行涉及到空間觀念、分類比較能力、時間關係、數的進展等方面的每週3--5小時的訓練（其餘課程照常），時間為兩年，用以糾正學生智力機制的缺陷，恢復他們的學習能力。這種自變數的設計針對性強，過程明確。另外，在確定自變數時，要努力去尋找那些“可以改變的變數”（布盧姆《教育研究與教育實踐的新方向：幾種可改變的變數》），所謂可以改變的變數是針對那些相對穩定的變數而言的。例如對於弱智兒童，如果我們總是著眼於研究如何透過補償教育，提高他們的知識水平，可能收效不大，而如果從研究如何改正他們運用心理功能時的缺點出發，利用某些工具，發展智力，可能會促使他們有明顯的變化。所以對於這些弱智兒童來說，“教知識”與“教智力”這兩個變數，可能是“教智力”更具有積極的意義。因此，我們在確定自變數時，應儘可能去選擇那些“更積極”的變數，即能促進更大變化的“可以改變的變數”。2．自變數要具有可操作性，自變數是由主試操縱的一些措施，如果模糊不清，就無法準確操作。例如一項研究對學生進行表揚或批評的作用的實驗，將被試分成四個等組，其中三個組同在一間教室學習，另一組單獨在另外教室學習，每天這四個組同時做15分鐘的數學練習，共5天。在上述安排下，其自變數為：每天練習後，點名表揚第一組學生出現的優點，點名批評第二組學生出現的缺點或錯誤，第三組學生在同一教室隨班聽老師，對一、二組學生的表揚或批評（即老師對第三組學生出現的優缺點不予評論），而第四組學生在另一教室學習，做完練習後，不受表揚或批評，也聽不到對別人的表揚或批評。最後比較四組學生成績的差異，其自變數十分明確並可操作。（四）明確評價因變數的指標對被試施加自變數後，引起了因變數的變化，這種變化需要明確的評價指標加以衡量，有了明確的評價指標，並在實驗的各階段按照這些指標進行觀察、測試，才可能對實驗的假設做出解釋。在確定這些指標時，必須注意以下幾點：1.指標與實驗目的要密切相關，如實驗是以培養學生勞動習慣為目的，則必須有衡量其勞動習慣變化情況的指標。2.指標必須具有一定的客觀性，如以客觀題型測試所取得的成績等作為評價指標，而一些主觀材料如社會、家長、學生的反映等可作為分析結果時的參考。3.指標必須具有一定的區分度，即自變數的變化能明顯地反映在因變數指標的變化上。例如“中學數學自學輔導”教學實驗，規定了四項評價因變數的指標：數學成績，自學能力水平，自學能力的遷移水平，各科成績發展水平。（五）嚴格控制無關變數教育實驗中，無關變數較大地影響著結論的準確性，只有加強對它們的控制並對結果進行適當的統計處理，才能將這種影響減少到最低限度。控制無關變數可以從以下幾個主要方面考慮：1.對主試的控制在選擇和確定主試時，首先要注意所選擇的物件是否對該實驗的自變數存在明顯的偏向，如果存在，必須幫助其克服或在必要時更換人選。在等組或輪組實驗中，各組主試若不是同一人選，則必須注意他們各方面條件的對等，如教育思想、業務水平、工作態度等必須相當，更不應出現有的主試擔任某一被試組的班主任，而其它主試卻不擔任班主任等差異現象。2.對被試的控制首先，被試必須處在自然狀態之下，不能使他們瞭解自己是某一實驗的物件，特別不能使他們瞭解實驗的自變數，否則就可能造成由於他們對實驗自變數的偏向而影響實驗的結果。在等組實驗中，最重要的就是儘可能使各組被試等質，這一點前面已有敘述。在確定對某一組實施某一自變數時，需採用隨機分配的辦法，以消除可能產生的主觀因素的影響。在單組或輪組實驗中則應注意由於週期長所帶來的學生自身的發展所造成的干擾。3.對環境的控制要防止各種偶然因素對實驗結果的影響。例如單組和輪組實驗中，各階段的實驗必須在同樣的環境下進行，如果第一階段在一個十分安靜的教室中進行，而第二階段卻在一個環境嘈雜的教室中進行，顯然就出現了條件不等。在等組實驗中，各等質組所處環境也應相當。4.對時間的控制時間也是影響實驗結果的重要因素。對於一個實驗，它的全過程所用時間往往是很明確的，如一個學期、一年、三年等等，但這並不是說在時間上不需要控制，因為實際上各被試組所用去的時間，可能是不等的，如實際教學、輔導、練習的時間，家長輔導的時間，都可能存在差異。這勢必影響實驗的結果。因此，對這些時間上可能出現的差異，也要進行嚴格的控制。例如，在算術教學中題為“講解法和質疑討論法效果比較”的等組實驗中，除嚴格按各種條件對等分組外，還規定以下控制因素：（1）控制實驗者的思想，使其對兩種教法態度公正；（2）兩組的上課內容、教學要點應相同，並將實驗全過程的32節課的教案，全部在實驗前寫好，上課時不得隨意變更；（3）上課時間安排對等，如第一天甲組為第一節課，乙組為第二節課，則第二天對調；（4）兩組均不佈置課外作業，不要求預習、複習，並要求家長在實驗階段停止輔導；（5）測試卷(包括口試和筆試)均在實驗前擬好。總之，對於無關變數的控制，是提高實驗科學性的關鍵，凡與自變數無關而又可能影響因變數的各種因素，都要自覺的、儘可能的加以控制，更不允許出現那種將好的教師、好的學生集中起來，提供好的裝置條件進行實驗，然後與一般條件的學校或班級比較，這顯然是違背了實驗研究的本意，必須極力防止。（六）教育實驗需要反覆進行由於教育實驗具有特殊的複雜性，對於某一個問題，透過一次實驗，往往很難下結論。因此，需要反覆進行，一般可以先從小規模開始，逐漸擴大範圍，延長週期，以便在更具有代表性的情況下，探索出事物的客觀規律。例如，上海某區進行的小學算術兩種教法的比較實驗，首先在兩個等組（各16人）中進行一個教學小單元的實驗，得到初步結果後，第二輪擴大到9個班級中進行，以後又進一步擴大，直到基本掌握規律並推廣。（七）實驗研究與其他研究方法的綜合運用教育科研通常要綜合運用各種研究方法。例如首先透過調查發現有價值的課題，進而設計實驗，而在實施實驗的過程中，採用觀察方法蒐集資料等等。上海青浦縣大面積提高數學教學質量的研究，為我們提供了很好的榜樣。他們首先調查老師們的優秀教學經驗，將這些經驗透過實際教學進行初步篩選，再將精選出來的好經驗作為自變數，組織教學實驗，最後將經過反覆實驗驗證得到的好的措施，向全縣推廣。經過十年的不懈努力，終於達到了提高全縣初中數學教學質量的目的，由於實驗法是探索教育的因果關係的方法，所以有人說：“實驗法是教育科研的生命”。長期以來，我們對實驗法重視不夠，運用較少，也是造成我們教育科研水平不高的原因之一。所以應該提倡廣大的教育工作者重視實驗、參與實驗，特別是要不斷增強實驗的意識，以提高研究工作的水平。當然，這並不是說只有進行實驗，才能提高研究工作的水平，教育中需要研究的問題是多種多樣的，教育研究的方法種類也很多，不同地區、不同的教育工作者在條件、水平等方面差異也很大，所以還是要根據需要和可能選擇適當的方法進行教育研究，只有這樣，才能使教育科研更加蓬勃發展，才能推動教育事業不斷前進。