实验研究

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一、实验研究法的原理

实验研究法是唯一能够确认自变项与依变项间因果关系（causalrelationship）

的研究方法。在实验研究中，研究者藉由随机抽样、随机分派的过程，将研究对

象区分为实验组与控制组，然后在严谨的实验设计之下，系统且客观的操弄自变

项，且将影响依变项的各个干扰变项予以控制或维持恒定，再观察依变项的反应，

以作为研究结果的判定。

实验研究包含三大部分，分别是自变项与依变项、实验组与控制组以及结果

的测量，藉由对此三部分的操弄、控制与观察，研究者获取了最后的研究结果。

二、实验研究法的特征

(一)随机化

所谓的随机化（randomization）它需包含二个阶段，第一个阶段是随机抽样；

第二阶段是随机分派。

实验研究中之所以要控制变项，是为了要确保影响依变项的因素只剩实验处

理一项，亦即自变项，如此才能够推论自变项与依变项间的因果关系。

(二)变项的控制

针对这些干扰变项的控制，常用的方式有下列六种：

1.随机化

2.将干扰变项保持恒定不变

3.将变项纳入实验设计之中

4.配对

5.以受试者本身作为控制

6.共变量分析

三、实验研究法的基本步骤

(一)决定研究题目与目的

(二)提出研究假设

(三)界定变项

(四)准备实验或测量器材

(五)控制干扰变项

(六)选择实验设计

(七)受试者的抽样与分派

(八)决定实验步骤并依计划进行实验

(九)资料的统计分析

(十)根据实验结果撰写研究报告

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一、真实验研究与准实验研究

(一)区别标准

1.能否操弄自变项。

2.对于受试者能否随机抽样、随机分派。

3.能否依照研究计划般地控制实验误差。

(二)真实验研究

真实验研究（trueexperiment）最大的特征在于能产生等组的受试者，而这些

受试者是以随机抽样与随机分派的方式产生。

(三)准实验研究

准实验研究（quasiexperiment）是指无法达到真实验研究的标准，只能尽可

能地以真实验研究的精神进行研究，其中最显著之处是无法使用随机抽样与随机

分派的方式选取受试者。

二、实验室研究与实地研究

实验室研究（laboratoryexperiment）是指研究的实施是在实验室中进行的。

实地研究（fieldexperiment）所指的是在实际的教育情境中所进行的研究工

作。

三、试探性研究与验证性研究

试探性研究（exploratoryexperiment）是指研究者对所研究的问题背景或有关

问题的知识所知有限，因此对于相关问题的解决方式，并无法提出一套完整有效

的设计方案，只能形成非正式的假设。

当研究者从试探性的研究中获得相关的讯息后，研究者对于研究中的自变项

及依变项的关系即有较明确的认识，此时即可进行验证性研究（confirmatory

experiment），以检验结果是否如研究假设中所陈述的一般。

四、S—R法则实验与O—R法则实验

所谓的S—R法则实验是在探讨S变项与R变项之间是否具有因果关系。

而O—R法则实验则是指探讨O变项与R变项间的关系。

五、初步研究与正式研究

初步研究（pilotstudy）是指在正式研究进行之前，所做的预备性实验，此时

通常只使用少数的受试者进行研究，其目的只在于试探某些实验步骤是否可行，

以供正式研究时的修正参考意见，以避免正式研究时才发现窒碍难行之处。

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一、实验研究的目的

实验研究最主要的目的在于验证自变项与依变项之间的因果关系，欲达此目

的便须要针对各种影响依变项的因素加以控制，否则最后所得到的将是一个混淆

的结果。

二、控制影响研究效度的因素

(一)受试者间控制与情境控制

1.受试者间控制

(1)随机化

(2)受试者自身控制

(3)受试者配对

(4)将受试者因素纳入成为一个自变项

2.情境控制

(1)将无关的干扰变项予以排除或控制恒定

(2)物理控制

(二)实验控制与统计控制

1.统计控制

2.实验控制

三、内在效度

内在效度（internalvalidity）是指研究结果可以达到研究目的的程度，若研究

结果能确认变项间的因果关系，将实验结果完全归因于自变项的操作所致，或是

实验处理已达到研究者所设定的目标，则这便是一个具有内在效度的研究。

影响内在效度的因素可归纳成以下十三项：

(一)历史事件（同时事件）

(二)受试者的身心发展与成熟

(三)前测的影响

(四)测验工具

(五)统计回归

(六)受试者选择的偏差

(七)受试者流失

(八)资料搜集的情境

(九)实验处理的扩散

(十)受试者的态度

(十一)实施过程

(十二)样本选择与成熟之间的交互作用

(十三)补偿作用

四、外在效度

外在效度（externalvalidity）是指根据研究结果所做推论的正确性，亦即研

究结果的可推论性（generalizability），当研究结果的可推论对象或范围越大越广

时，即表示外在效度越高，若推论能力较小则表示外在效度较低。

(一)母群体效度与生态效度

1.母群体效度

母群体效度是指研究结果可以推论至母群体

的程度。

2.生态效度

生态效度是指实验研究的结果，可以推论至

其它不同情境或不同研究条件的程度。

(二)影响外在效度的因素

1.前测－实验处理的交互作用

2.多重实验处理的干扰

3.选样偏差与实验处理的交互作用

4.变项的明确性

5.实验处理效果的扩散

6.实验者的效应

7.实验安排的反作用效果

五、外在效度与内在效度的关系

(一)没有内在效度则无外在效度

(二)有内在效度不见得有外在效度

(三)有外在效度一定有内在效度

(四)没有外在效度不见得没有内在效度

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一、前实验设计

前实验设计（pre-experimentaldesign），它对于影响研究效度因素的控制程度

有限，对于影响依变项的诸多干扰变项均未能有效控制，所以它无法确认自变项

与依变项间的关系。

(一)单一组后测设计

单一组后测设计（one-groupposttest-onlydesign）只有一组受试者接受实

验处理，当受试者接受实验处理后，再进行依变项的观察或测量，以评估实验处

理的成效。

(二)单一组前测—后测设计

单一组前测—后测设计，其目的是将前测结果拿来与后测结果比较，以检验

实验处理的效果。

(三)静态组比较设计

静态组比较设计（thestatic-groupcomparisondesign）采用了二组的概念进行

研究。因此实验处理的效果，将由二组的测量结果中进行比较而得。

二、准实验设计

准实验设计（quasiexperimentaldesign）是指无法像真实验设计一般地进行随

机抽样与随机分派，使实验中的实验组与控制组成为等组，进而确认自变项与依

变项间的因果关系。

(一)不相等比较组设计

在此设计中研究者除了可以进行后测的比较之外，也可以进行前后测的比

较。

(二)仅有配对的研究设计

受试者的选取是以配对的方式组成，以尽可能使实验组与控制组的成员在主

要的变项上能相等，以提升研究的内在效度。不过此种配对的方法通常仅能针对

主要的变项予以配对，一旦配对的变项数较多时，将变得相当困难。

(三)时间系列设计

时间系列设计在实验处理前后，各有多次的前测与后测，在这些测验中，研

究者可以对受试者在实验处理前后进行较长时间的观察，以了解实验处理的短期

与长期效果。

(四)平衡对抗设计

在平衡对抗设计（counterbalancedesign）中，各受试组均接受所有的实验处

理，但其实验处理的实施顺序不同，设计中必须要求「实验组数」与「实验处理

数」二者相同，而各组接受的实验处理顺序，是以随机的方式决定。

三、真实验设计

真实验设计（trueexperimentaldesign）最大的特点在于样本的选择上，能够

以随机抽样与随机分派的方式进行，因此能够达到等组的状态，且设有控制组，

并以此结果与实验组相互比较，以进一步确认自变项与依变项间的因果关系。

(一)随机分派之后测控制组设计

实施此实验设计时，研究者首先要以随机的方式选取受试者，并以随机的方

式将受试者分派至实验组与控制组，接着实验组接受实验处理，但控制组未接受

实验处理，待实验组实验处理完成后，对二组进行后测，以比较二组之间的差异。

(二)随机分派之前测—后测控制组设计

受试者先以随机抽样的方式产生，再以随机分派的方式分为实验组与控制

组。当样本选择并分派后，先对各组进行前测，再针对实验组进行实验处理，此

实验处理即相当于自变项。当实验处理执行完成后，再针对依变项进行后测，并

比较二组的后测结果，以了解实验处理的效果。

(三)随机化所罗门四等组设计

随机化所罗门四等组设计（Solomonfour-groupdesign），它以随机分派的方式

将受试者分配至四组之中，其中二组接受前测，另外二组未接受前测；一个接受

前测与一个未接受前测的组接受实验处理，另二个组则未接受实验处理。最后四

组同时接受后测。

(四)随机分派与配对设计

随机分派与配对设计（randomassignmentwithmatching）是指研究过程中，研

究者为确保实验组与控制组之间能维持等组的关系，因此先从母群之中以随机抽

样的方式抽选样本，再将这些样本依据研究的特定变项予以配对，并以随机分派

的方式将配对中的受试者一个分派至实验组，一个分派至控制组。

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