實驗法與實驗設計
前言
 社會研究中的實驗研究
 社會科學向自然科學借鏡
 始於德國心理學研究
 1900前年並未成為心理學主流
 1900年後在美國等地亦開始設置心理學實驗室
 二戰後社會研究普遍接受實驗法
前言
 社會研究中的實驗研究
 受行為主義影響
 行為主義(behaviorsim)
 心理學的派別,強調可觀察的行為或精神生活的結果,提倡以實驗法對假
設進行嚴格的經驗檢定。
 量化研究普及
 受試者多樣化
前言
 實驗是一種為測試假設而在控制環境下,操 弄一個或一個
以上變項的學術研究(research investigation)。
 實驗法 (experimentation) 則是一種研究方法,藉由操弄
一個或一個以上之變項,並且控制研究環境,藉此衡量變
項間的因果關係。
前言
 實驗法(experiment)
 又稱實驗觀察法,此種研究方法是在妥善控制的情境下,探
討自變項對依變項的因果關係,因此它可說是各種實証研究
法中最科學的方法。
 實驗涉及採取行動與觀察行動所造成的後果
 非科學的探索中,亦在不覺中使用實驗法
 Ex.煮飯加調味料
 實驗研究是一種在為了某種特定目的而設計的情境之中進行
觀察(或資料蒐集)的過程。
前言
 實驗法的要素有二
 採取行動
 觀察行動所帶來的結果。
 簡單來說,即研究者透過此法會選擇一組受試者,向受試
者「採取行動」,進而觀察行動後產生的結果。
前言
 在科學研究裡面,實驗法號稱最嚴密的方法。
 在自然科學的研究,多數應用實驗研究法。
 物理、化學的研究常在特別設計的實驗室裡面,刻意操弄自
變項,同時注意觀察並測量依變項的變化,藉觀察測量的結
果,確定自變項的刻意變化是否造成依變項的效應。
前言
 適用實驗法的主題
 範圍有限、定義清楚的概念與命題的研究設計。
 亦適用於研究小團體互動。
實驗法的特性
 實驗是在人為設定的環境中進行
 將受試者分成實驗組及控制組
 研究者藉由操作自變數,觀察其對依變數的變化
 實驗的同時,須控制干擾變數
實驗法的目的
 檢試命題是否成立
 測試變項間的因果關係
 建立理論系統
實驗法的優點
 研究者可操控自變數,藉由比較與控制組的結果,使操控
有比較的基礎點。
 比其他研究法更可操控外生變數所造成的干擾,產生較佳
的內部效度,有較高的外部效度及概化能力。
 最適用於因果關係的探討,如個案研究法、調查研究法等
研究法較適合回答變數間的相關性,若實驗研究法如能對
外在環境及變數做嚴謹的控制,則非常適用於有因果關係
之研究問題。
實驗法的優點
 實驗結果可複製,後來研究者可對不同的受試者、在不同
的情境下,重複進行實驗及複驗,以提昇因果關係的外部
效度。
 研究過程最嚴謹、最科學。
 採用實地實驗法,比實驗室實驗更能降低研究者的干擾、
及降低實驗情境與日常生活的脫節。
實驗法的缺點
 人為操控
 實驗結果較無法一般化
 實驗情境過度單純、樣本少,降低外部效度
 實際應用的成本高
 實驗對過去變數或預測較難處理
 實驗處理通常針對現象或目前問題
 實驗過程可能違反人道
實驗設計
 實驗設計是指研究者為解答研究問題,說明如何分派、選
樣、控制變異數等的一種扼要的計畫或策略。
 實驗設計的原則
 操控自變數產生最大變化
 控制外生變數的干擾
 最小化隨機誤差
實驗設計原則
使實驗變異達到最大
 進行實驗設計時,須設法使實驗處理(變數X)的幾個條件之間儘可
能的彼此有所不同。
 例如,二種教學方法愈不同,則實驗變異量就愈大。
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實驗設計原則
 控制無關變異量
 排除法
 把無關變數去除或保持恆定,例如選擇相同的外生變
數之樣本。此種控制方法最有效,但其通則化能力有
限。
 隨機法
 樣本分派隨機化是唯一可以控制「所有」外生之無關
變數的方法,它是配對法所不及的。
 納入法
 將無關(外生)變數一齊納入實驗設計中,即將外生變
數視為一個自變數來「控制」,使實驗設計變成多因
子實驗設計。
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實驗設計原則
 控制無關變異量
 配對法
 將各組受測者加以配對、或以受測者自身
作為控制(重複實驗)。
 共變數分析
 實驗時,因為受到現實環境的事實限制,
若上述各種方法都不能使用,即實驗「控
制」無能為力時,便訴諸「統計控制」,
將共變數(外生變數)對依變數的影響去除後,
各實驗處理之間平均數的差異是否達到顯
著水準。
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實驗設計原則
 使誤差變異數變為最小
 將實驗情境控制妥善
 增加測量工具的信度。因為測量工具信度愈低,實驗所測得
分數愈不穩定,所以其誤差變異量也就愈大
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內部效度之威脅
 內部效度
 指從實驗結果所得到的關係是否代表真正的關係。
 在實驗的進行中,可能會有其他事件發生而混淆了想要研究的受
試者
 受測者本身隨著時間的經過而發生身心變化(並非因為某些特別事
件),也可能會影響實驗的結果。此問題通常發生在長時期的研究
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內部效度之威脅
 在前測、及後測的研究中,由於受訪者做過前測有了經驗之故,
故後測的成績較前測好
 不同的觀察時點,可能因為實驗「評量工具或儀器」變形或評
量人員身心發生改變,而造成不同的結果
 研究者若未採用隨機抽樣和隨機分派樣本至實驗組及控制組,
可能產生選樣的誤差,如網路調查。
 在長期性縱向的研究時,各組成員的退出/流失將會降低研究的
內部效度。
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影響外部效度之因素
 外部效度
 此實驗設計所得結果能否推論到其他受試者或情境,即實驗結果
的可推性或代表性。
 測驗的反作用效果:在實驗處理(X)之前,舉行前測(O1),則前測
本身常會增加受試者對實驗處理(X)之敏感度,致使實驗結果無法
推論到「沒有」前測的情境。
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影響外部效度之因素
 外部效度
 選擇之偏差和實驗變數的交互作用:由於實驗處理的特性,使得
研究者傾向選擇具有某一性質的樣本來實驗。
 實驗安排的反作用效果:由於實驗情境的安排,受試者知道自己
正在被觀察或被實驗。
 重複實驗處理的干擾:利用單一受試者重複接受2個(以上)的實驗
處理,前一回實驗處理會影響後一回實驗處理,使得實驗結果無
法推論至「不是」重複實驗處理的情境、無法排除受試者之練習
效應、及疲勞效應。
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實驗法的類型
 真實驗研究
 準實驗研究
 準實驗研究基於教育實際的限制,在不能貫徹隨機分派的策
略的情境下,利用系統觀察,客觀評量,統計調整來力求符
合實驗原理。
實驗法的類型
 實驗室研究
 在這樣一個理想情況下,由研究者自己依理想要求刻意製造
操作特定的情境,專供實驗用的實驗室。
 實地實驗研究
 在一般教育生態的實地環境下,所進行的研究為實地研究
實驗設計的類型
 前實驗設計(pre experimental design)
 真正實驗設計(true experimental design)
 準實驗設計(quasi-experimental designs)
 實驗室研究(laboratory experimentation)
前實驗設計
 此種實驗設計,主要特徵是使用單一實驗組(缺少
控制組)或使用不相等的實驗做實驗。
 在未真正進入真實驗設計以前,先介紹一下常常使用,又過
度誇張其效果的實驗。
 前實驗研究的設計相當簡便,為日常生活中利用來試用新點
子或新產品的一種實驗。
前實驗設計的類型
 單組後測設計
 單組前後測設計
 靜態組比較設計
前實驗設計
 單組後測設計
 所操弄的實驗變項(V)→ 所觀察的分數或測驗分數(S)

教學實驗設計法是一種研究方法,用於在教育環境中評估教學方法、策略或課程的效果。這種方法通過控制和變更變量,觀察和測量學習者的表現來得出結論。以下是教學實驗設計法的簡要