中小学教育实验研究的效度

教育实验设计的意义在于以最小的人力、物力、财力的投入，获得最多的信息资料，并对信息资料进行科学合理的统计分析。因此，研究者为了保证研究结果的有效性，给研究结果作出合理的解释和证明，在实验设计中就必须充分考虑各种因素的合理安排，最大限度地提高实验的效度。

效度是指实验结果的有效性和真实程度。效度反映了实验研究达到预期目的的程度，实验的效度分为内在效度和外在效度两种。

内在效度是指自变量与因变量的因果关系的真实程度。即因变量的变化确实是由对自变量的操作所引起的直接结果，不是由其他因素影响而引起的结果。

内在效度反映了实验过程的可靠性和实验结果的真实性，决定着对实验结果的解释。一般来说，内在效度越充分，实验结果就越真实可靠，没有内在效度的实验研究是没有价值的、无效的研究。

在实验研究中，内在效度主要与对无关变量的控制有关。实验中如果能够有效地控制实验条件，消除无关刺激的干扰，其内在效度就高；相反，如果一个实验不能有效地控制实验条件，不能清楚地解释实验结果，那么这个实验的内在效度就低。

影响实验研究内在效度的因素很多，归纳起来主要有以下几个方面。

1．履历效应

在研究过程中，被试除了受实验操作的影响外，其思想和行为还会受到周围所发生的其他各种事件的影响而产生一定的变化，从而导致实验结果受到影响，降低了实验的内在效度。

实验研究一般都具有一定的或较长的周期，在这个周期时间内，被试会受到来自生活中各方面因素的影响，如接受广播电视媒体宣传、课外阅读、生活的变故、重大社会事件的影响等，这些因素带给被试的影响可能正好是实验研究所期待的结果方向，会造成研究结果有效性较高的假象；这种影响也可能是与研究期待的结果方向相悖的，导致研究结果显示的效果较差。不管哪种情况，都干扰了实验过程，在一定程度上导致实验结果不完全是因为对自变量的操作而引起的，从而降低了实验的内在效度。因此，实验设计中应考虑被试的履历因素，尽可能消除或最大限度地减少这些因素对实验结果的影响。

2．竞赛效应

实验中如果控制组（对照组）有意识地与实验组进行比赛，或者实验组有意识地比平时格外积极地投入学习或活动，两种情况下的两组被试都分别处在失去常态的控制状态下，有意识地把自己置身于竞争当中，使结果的产生不完全来源于对实验条件的控制。

在平常的教育教学活动中，适宜的竞赛可以激发人的斗志，提高个体参与活动的积极性，从而提高学习或活动效率，是教育工作中常用的一种方法。但是在实验研究中设立控制组（对照组）的目的是为了验证实验的方法与常态的方法之间的效果差异，如果中间加入了竞赛因素，那么必然导致实验结果的真实性，降低了实验的内在效度。

3．被试的成熟

在实验过程中，被试的生理和心理的自然成熟产生的变化会对实验的结果产生影响，降低实验的内在效度。因此，被试的自然成熟所产生的结果也是影响实验内在效度的一个因素。

实验研究要经历一定的周期，在这个过程中，特别是在一项周期较长的实验研究过程中，被试会慢慢长大，其身体在不断生长发育。骨骼肌肉的生长发育会增强学生的动作能力和运动能力，神经系统的发育成熟促进了被试心理的不断发展，增强了被试的学习能力，在常规的生活和学习中也会变得知识更丰富，能力更全面，这些变化都可能表现在实验研究的结果中，使实验结果不完全来自于对自变量的操作，从而降低了实验的内在效度。

4．样本因素

实验研究中的对象样本也会影响实验的内在效度。样本因素主要从以下几方面影响实验的内在效度。

（1）被试取样偏差

实验研究要求所选择的被试样本应该能代表被试总体，如果选择被试的程序和方法不恰当，造成被试组之间存在系统性差异，在接受实验处理之前就存在各方面的不均衡，这种不均衡影响着实验结果，使实验结果不完全来自实验条件的控制，降低实验的内在效度。

样本差异主要有被试本身的能力水平、学业基础、学习动机态度等。如果所选的实验组刚好是学习能力较强，或学习基础扎实，或学习主动性积极性高的被试，而对照组则刚好是学习能力差，或学习基础差，或学习动机较弱的被试，实验结果可能就会出现本来实验控制导致的实验效果可能不太好，而实际结果却显示实验效果很好的状况。反之，如果所选的实验组被试刚好是整体学习能力差，或学习基础差，或学习动机较弱的被试，而所选的对照组被试刚好是学习能力较强，或学习基础扎实，或学习主动性积极性高的被试，则会出现本来实验控制的结果可能会较好，而实际结果显示却不太好。无论哪种情况，都表明实验结果不真实，实验的内在效度较低。

（2）样本流失

在实验过程中，因为各种原因，有些被试可能会退出实验组或者对照组。如果流失的被试较多或者较特殊，导致实验的测验结果不是实验操作所应有的结果，就会降低实验的内在效度。特别是在周期较长的实验过程中，被试的流失率可能较高，而最容易流失的往往多是那些在各方面表现较差的学生，也可能是班上比较优秀的学生，如果这两种学生的流失量较大，无论是只出现在实验组还是只出现在控制组（对照组），都会对实验效度产生很大的影响。如果实验研究中的两个组学生流失的量很小，且流失学生的基本情况相当，则实验结果仍具有一定的真实性，研究者可根据实际情况加以把握。

被试的缺失也包含了在实验研究中，被试因特殊原因缺课的因素。由于实验周期较长，有些被试虽然没有离开实验样本群体，但由于个人或家庭等因素（如生病等）影响，使他们耽误了一定的学习时间，影响了他们对实验组控制中各种活动的参与，如果有这种耽误的对象过多，时间过长，也会影响实验结果的效果，降低实验的内在效度。

5．测验因素。

测验是教育实验研究中的重要环节，测验中的因素也会影响实验研究结果的真实性，具体表现为以下几方面。

（1）测验时间的安排设计不当

在设计有前测验和后测验的实验中，对被试进行的前测验可能会使被试学到一定的经验，比如被试了解了测验的特点，了解了研究者在测题中所隐含的目标，这些经验就会使被试对以后的测验表现较为熟练，导致以后的测验结果的真实程度下降。特别是在那些设计有阶段性测验的实验中，前后两次测验时间较短的情况下，前一次测验的经验提高后一次测验的成绩更为明显，进而严重降低了实验的内在效度。测验安排带来的被试的测验经验对实验效果的影响，可以通过设置对照组、恰当控制测验次数、提高测验题目质量等手段加以控制，从而提高实验的内在效度。

（2）测验手段影响

测验手段使用不当，也会影响实验的内在效度。

第一，测量工具的质量影响实验的内在效度。测验所采用的测量工具是否科学化，标准化，与实验研究目标的一致性等都会影响实验结果的真实性。如果测验中采用的测量工具是自编量表和自制常模，其科学化和标准化程度不高，题目内容不能真正反映实验研究的目标任务，那么测验结果就不能反映实验的真实效果，导致实验内在效度的降低。在选择已有的比较普及通用的测量工具时，也可能出现所选量表与实验目标是否一致的问题。避免测验工具质量对测验结果的影响，研究者应尽量选择比较科学的、标准的、与研究目标一致的测验量表。如果是自制量表，必须经过多次认真修订和试验，征求专家同行的意见，使量表达到相应的质量要求。

第二，测量的实施方式会影响实验的内在效度。在测验实施过程中，前后测验所选定的具体时间发生改变、测验的环境发生变化、施测人员对问题的说明或提问的方式和态度等差异，都会导致测验结果的差异，从而影响实验的内在效度。因此，施测前应对施测人员进行统一培训，提高施测人员的素质，严格按照要求对被试进行测量，消除或减小测量过程中的方式因素对实验内在效度的影响。

外在效度是指一项实验所得到的结果能够应用于其他场合的程度。

外在效度是实验的重要价值指标，它表明实验研究结果的可推广程度，即实验研究成果能被正确地应用到其他场合中去的程度。这种其他场合分为两种情况：第一，推广范围是实验抽取对象样本的总体，实验研究结果在这一范围的推广程度称为总体效度；第二，推广范围是与研究者创设的实验情境不同的其他教育情境，实验研究结果在这一范围内的推广程度称为生态效度。从严格意义上，实验研究的结果只能推广到抽取实验样本的总体中去，但从实验的实际价值体现来看，我们也应该追求实验的生态效度，使实验成果在更大范围内发挥作用。

教育实验的目标是要验证研究假设，解决教育问题。所以，教育实验研究总是希望研究的结果适合于较大的教育实践范围，具有普遍性，即追求较高的实验外在效度。因此，研究者必须尽力控制影响实验外在效度的因素。影响实验外在效度的因素主要有以下几种。

1．样本的代表性

实验所选择的样本应该是研究对象总体的代表，样本代表总体的范围越广，实验结果就越具有普遍意义。反之，样本的代表性不强，实验结果就很难在较大范围内推广，其外在效度降低。因此，被试的数量、被试参与实验的态度、被试的学业成绩水平、能力基础等各方面都应该能够代表总体。如果被试数量较少、或偏向于学习成绩好（差）、或偏向于都是主动积极地带着强烈愿望参加、或偏向于都是消极被动地参加实验，等等，都会影响样本的代表性，从而降低实验的外在效度。因此，在选择研究对象时，应注意采用多种形式的随机抽样方法抽取足够的被试样本，使样本能够真正代表总体。

2．实验过程情境因素的影响

在实验过程中，实验的情境对实验结果的效度会产生一定的影响，使实验结果在另一情境下得不到有效推广。这种实验的情境主要包括两大方面的因素。其一是实验者的个性特点和主观因素，如实验者在主观上对实验抱有某种期望，影响了他对实验处理的态度，或者将实验目的、对实验结果的期望无意中传递给其他实验老师和被试学生，进而使实验产生研究者所期待的实验结果。其二是作为实验研究对象的被试带着美好愿望参加实验，提高了被试参加实验的积极性，影响了实验结果的真实性，使实验结果在另一情境下难以推广，降低了实验的外在效度。

3．对实验程序的描述影响实验外在效度

如果对实验的具体方法步骤进行比较详细、准确的描述，使别人在进行重复研究的时候，能够清楚地知道实验的基本思路和程序，从而准确地进行实验操作，使实验得到较好的推广。反之，如果对实验程序的描述不具体不详细，别人无法准确理解实验过程，就无法正确地进行实验操作，也就不能进行重复性研究，从而降低了实验的外在效度。

4．实验方法的扩散影响实验的外在效度

实验研究中，对自变量的操作应该是只局限于实验组的被试范围，如果这种控制因素扩散到了对照组的被试范围，这时，对实验组被试进行自变量操作带来的结果可能有较高的内在效度，但与对照组被试作比较后显示出结果的有效性就较低，别人在重复研究时就可能得不出相同的结果。

5．因变量测量的影响

实验的效果往往是通过对实验对象的测量结果表现出来的。实验中对因变量进行测量时，应注意对测量工具的选择，充分考虑测量工具的信度、效度以及与实验处理的关系。此外，还应注意测量时间的安排、测量情境的一致性、测量操作人员的素质等因素。因为这些因素会影响实验结果，进而影响实验结果的推广。

实验的效度是实验研究结果所要达到的要求，研究者应该从具体情况出发，使实验具有较高的内在效度和外在效度。实验的内在效度和外在效度的关系如下。

第一，内在效度是实验质量的根本保证，是外在效度的先决条件，没有内在效度就无所谓外在效度。

第二，外在效度是实现研究价值的基本途径，没有外在效度，即使内在效度较高的实验研究也无法实现其应用价值。

第三，内在效度越高实验研究结果越真实可靠，但不一定都具有较高的外在效度。因为在实验研究中，为了确保研究结果的真实可靠性，就会非常严格地操纵自变量，取得可靠的内在效度，但往往是这种非常严格地操纵自变量，会增强实验结果对实验条件的依赖程度，增强实验结果的个性，使该实验在推广过程中增加难度，降低了外在效度。

第四，外在效度较高的实验必须具有较高的内在信度。实验的外在效度较高，说明实验结果能够被普遍地推广使用，但这种被普遍推广使用的实验结果必须是真实可靠的，否则就会导致推广无效实验结果而造成损失。

实验的内在效度越充分，研究结果就越真实可靠，实验的外在效度越充分，研究结果的推广程度越大，研究越有价值。因此，在实验设计中，要考虑内在效度和外在效度的平衡，在保证实验结果的可靠性的基础上，尽可能地使研究获得更大的外在效度。

实验的效度反映了实验结果的真实性和实验的价值，是每一个实验设计所必须考虑的问题。因此，设计和实施实验时，要尽量减少和限制影响实验内在效度和外在效度的因素。一般应从以下几个方面加以操作以提高实验的效度。

为了提高实验研究的可靠性，首先，要按照科学的抽样方法选取被试，以保证所选被试具有代表性和典型性，以确保实验充分的外在效度。其次，要采取合理的设计方法安排被试，尽可能消除无关变量对被试的影响，这样有利于提高实验的内在效度。例如，为了避免被试带着期望，主动积极地参与实验，从而带来对研究结果的影响，研究者不能大张旗鼓地对外宣传即将进行的实验研究，不能对被试进行实验前的动员宣传；为了避免被试的自然生长和成熟对实验结果的影响，可采用等组设计方法消除该无关变量的影响，保证实验内在效度的充分性。

首先，研究人员要克服自身的主观因素对实验的影响，树立实事求是的思想，充分尊重实验过程中出现的各种客观事实，不要带着个人强烈的主观期待愿望进行实验。其次，要对参与实验研究的全体教师（所有参研人员）进行培训，强化他们的实验意识、控制意识，要求他们用科学的态度对待实验研究，使他们在实验中严格按要求进行实验操作，不带个人主观因素，控制自己的个人情感，不随意扩散实验方法，对照组教师不模仿实验方法，不对被试进行任何暗示等。最后，对实验班和对照班的教师的安排要均衡，两组教师在业务水平、教学经验和教学效果等方面基本一致。

在实验研究过程中，研究人员应该严格按照实验方案所规定的程序，有步骤地实施各项操作，对照班的教师则应严格按照常规的方式开展教育教学活动，不能随意模仿实验班教育教学活动，只有这样严格地控制实验程序，才能保证实验的有效性。

实验研究的结果依赖于检测手段的运用。要根据实验研究的内在性质和目标任务，科学地选择检测手段和检测工具，并做到正确地运用检测技术，合理地安排检测时间等，也能够充分保证实验结果的有效性，提高实验研究的效度。