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實驗的邏輯和實驗的條件
?。?）實驗的邏輯如果我們根據某種理論命題得到兩個變量之間存在因果聯系的假設，或者我們根據經驗事實和主觀判斷，推測現象X是造成現象Y的原因，即： X→Y。為了證明這一假設，我們首先觀察Y的變化情況。即先測量在沒有受到X的影響之前，Y的情況如何，然后，通過操縱某些條件，引入被看作自變量和原因的實驗刺激，即引入X，接著再對引入X以后Y的情況進行測量，并比較前后兩次測量的結果。如果前后兩次的情況發(fā)生變化，則可以初步認為X是導致Y變化的原因，即檢驗了X→Y。這可以說就是實驗研究的最基本的分析邏輯。如下圖所示。
當然，這只是一種最簡化的情形，同時，它也是一種最理想的情況。實際的教育科學實驗的形式要復雜得多。一般情況下，任何兩種事物或現象之間的關系，都會同時受到若干其他事物或現象的影響。要說明這兩種事物或現象之間存在因果聯系，實際上就意味著，人們要排除其他相關事物或現象造成因變量發(fā)生變化的可能性，即要排除其他各種因素造成因變量Y在前后兩次測量中所得的結果不同的可能性。
可能性最大的一個影響因素是前測的影響，即人們第一次對因變量Y進行測量的行為本身對因變量就已經產生了影響。它使得在人們引入實驗刺激（即引入自變量X）和在對因變量進行第二次測量（即后測）之前，因變量就已經發(fā)生了變化，因而人們帶著前測情況的影響進行后測，從而使后測結果產生變化（或有所不同）。正是為了排除這種因素造成結果變化的可能性，需要有一個控制組。對這個控制組來說，它也接受前后兩次對因變量Y的測量，但卻不對其實施實驗刺激，即不引入自變量X。這樣，在“實驗組和控制組這兩組對象是相同的”的前提下，人們就可以從實驗組前后兩次測量之差中，減去控制組前后兩次測量之差，從而得到僅由自變量X所產生的影響。這就是為什么實驗研究的分析邏輯中必須有“實驗組”、“控制組”這一對基本要素的原因。
注意上面所說的“在‘實驗組和控制組這兩組對象是相同的’前提下”這句話的含義，自然就會提出另一個重要的問題：實驗組和控制組的對象是否相同？以及如何使得或保證這兩個組的對象相同？如果實驗組和控制組這兩組對象本身就不同，那么，對這兩組對象進行前測和后測所得到的結果也會不一樣，他們之間的測量結果實際上是不可比的。換句話說，由兩組對象前后測之差相減所得到的，并不就是實驗剌激X的影響，其中還夾雜著由兩組對象本身的差異所造成的影響。正是為了排除這種影響，實驗研究又必須面對實驗對象選擇的問題。
通過一個假設的例子來具體說明實驗研究的基本邏輯，以及實驗的三組基本要素在實驗中所扮演的角色。假設，研究者對某種新的教學方法的效果感興趣，即他希望探討：“新的教學方式”（自變量）與“學生成績提高”（因變量）之間的是否存在因果關系？他選擇了兩個各方面情況都差不多的班級，并在開學初對這兩個班級的學生進行了相同科目、相同試卷的測驗（前測）。然后，在其中一個班級（實驗組）按一種新的教學方式進行教學（給予實驗剌激），而在另一個班級（控制組）中，仍按照原來的教學方式進行教學。學期末，他再對這兩個班級的學生進行第二次相同科目、相同試卷的測驗（后測），并對測量結果進行比較。如果兩班學生后來的學習成績相差無幾，則說明新的教學方式（實驗刺激）并沒有起作用；如果只有實驗組的成績提高了，而控制組的成績沒變化；或者雖然兩班學生的成績都提高了，但實驗組學生的成績提高得更多，則可以看作是新的教學法所起的作用和產生的影響。
?。?）實驗的條件進行一項具體實驗必須滿足這樣幾個基本條件：
?、俦仨毥⒆兞恐g因果關系的假設。實驗研究的目標就是檢驗和證明因果關系。因此，變量之間因果關系的假設是實驗研究的邏輯起點。在進行一項具體實驗時，研究者必須事先建立起兩個變量之間因果關系的明確的假設。同時，研究者應了解他所要引人的自變量是什么，他要測量的因變量是什么，特別是要清楚如何引入作為自變量的實驗刺激。
②自變量必須能夠很好地被“孤立”。這即是說，所要引入和觀測其效果的變量必須能夠與其他變量隔離開，即實驗環(huán)境能夠很好地“封閉”起來。在許多實際研究中，這一點往往是最難做到的。比如，如果研究者希望研究電視節(jié)目對兒童行為的影響，他就必須從兒童所受到的家庭影響、學校影響、同齡群體影響和其他大眾傳媒影響中，嚴格地“孤立”出“電視的影響”這一因素，顯然，這在實踐上常常是相當困難的。
③自變量（實驗刺激）必須是可以改變的，同時也是容易操縱的。最簡單的改變是“有”和“無”，對應的操縱則是“給予實驗刺激”和“不給予實驗刺激”；更為復雜的改變則是程度上的變化，比如刺激程度的“強”、“中”和“弱”以及刺激時間的長短等。
?、軐嶒灣绦蚝筒僮鞅仨毮軌蛑貜瓦M行。實驗作為教育科學與自然科學在研究方法中最接近，而且程序和操作也最嚴格的一種研究方法，可重復性是必須具備的重要條件之一。從另一個角度說，實驗的可重復性也是實驗結果所具有的確定性（或信度）的重要基礎。
?、荼仨毦哂懈叨鹊目刂茥l件和能力。對實驗對象（包括實驗組和控制組）的嚴格控制，以及對實驗環(huán)境的高度把握，共同決定著實驗研究的結論的準確程度?？梢哉f，控制是實驗研究的本質特征，沒有控制就沒有實驗。因為根據實驗的基本邏輯，如果研究者在實驗中缺乏適當的、準確的控制，他就無法確定實驗所得到的結果究竟是由于他所假設的因素（自變量）所導致，還是由于一些其他未能加以控制的因素所導致。
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