第四讲 研究设计（量化）

null第四讲 研究设计第四讲 研究设计王晓莉 wxl.scnu@gmail.com 四 研究的过程 四 研究的过程26/11/2009*Kumar,2000,p.21本节内容纲要本节内容纲要什么是研究设计 研究设计的常见类型 量化研究之实验研究设计 研究伦理 研究计划书的构成 * © 王晓莉 *一 什么是研究设计一 什么是研究设计包括设计和实施研究的所有议题，从研究问题的选择和确定一直到研究结果的发表 思考和决定你要研究什么？ 将如何进行，采取什么程序能够回答研究问题 重要的是解决做什么，如何做的问题。 * © 王晓莉 *二 研究设计的基本类型二 研究设计的基本类型量化（Quan.）与质化(Qual.)研究是一个连续体 研究问题 研究假设（理论与结论） 研究设计的结构性 数据* © 王晓莉 *null与研究总体接触的次数 研究问题所涉及的时间范围 研究的本质 * © 王晓莉 *null* © 王晓莉 *三 量化研究之实验研究三 量化研究之实验研究教学方法对高中生化学学习的影响研究 * © 王晓莉 *(一) 实验研究设计的原理(一) 实验研究设计的原理定义 合理地控制和创设一定的条件，从而验证假设、探究现象成因的一种方法。 特征 人为控制的、具有理论假设、因果关系 原理 实验组和对照组 除研究变量外，两组在其他方面都一致 * © 王晓莉 *几个重要概念几个重要概念变量(variable) 操作化 实验处理与控制差异 * © 王晓莉 *null变量(variable) 变量的作用 变量的定义 变量的类别 * © 王晓莉 *null变量的作用 “这个食物好极了”“这个效果很好” 1.可以测量，统一 2.限制研究范围 3.减少主观性* © 王晓莉 *null变量的定义 可以产生不同数值的特质。 一种能被测量的意象、感觉和概念（通过不同的数值呈现。 （Kumar，2009） 富有： 收入+资产：年收入+房+车+投资等总值 * © 王晓莉 *null变量的类别（页62） 自变量（independent variable） 如教学方法，两种教学方法AB就构成了这一变量的两种水平。 因（依）变量（dependent variable） 可以测量的变量，学科成绩，它的值取决于自变量。如学科成绩 练习：3种不同教学方法对学习初一物理成绩的影响研究。 * © 王晓莉 *null变量的类别 外在变量（extraneous variable） 影响自变量改变的其他因素，可以推断其存在，但不能被控制或测量。例如，学生的学习风格，也可以叫做中间变量或无关变量。 控制变量（control variables） 不同于起主要作用的自变量，它的效果可由研究者控制。例如，男女性别。* © 王晓莉 *null操作化（操作性定义） 如何或者用什么办法测量变量的描述 界定和厘清关键概念 研究对象和研究主题 了解西部山区生活在贫困线以下儿童的数目 确定流动人口家庭对学生学业成绩的影响* © 王晓莉 *null操作化的功能 避免含混不清、模棱两可 确认同样题目和问题研究间相似点和差异 提高研究结果的可解释性 没有方法来决定操作性定义是否有效，对于定义的适当性，你要说服别人接受你的观点 * © 王晓莉 * 实验处理和控制差异 实验处理和控制差异自变量可能的取值称之为因素水平 实验处理 每个实验因素各取一个水平得到一个组合，实验处理的个数是各因素水平乘积。 使用计算器对生计算能力的影响 * © 王晓莉 *null控制差异 什么是差异（variance） 什么导致Y？什么导致了Y的变化？ 差异具有数量的意义 差异的区分有助于考察研究中的变量 教学方法影响高中生化学成绩的研究 * © 王晓莉 *null总差异量= 自变量的差异量+-中间变量的变异量+-随机变量的变异量 实验研究的最核心任务，在于尽最大可能保证因变量的变化都可以被归因为自变量的变化，从而减少或者消除其他可能解释。 * © 王晓莉 *null在教育研究中，有大量的无关变量不能被“消除”的，而只能通过设计保证它不会对实验产生“差异性影响” * © 王晓莉 *null控制差异的方法（页66） 随机分配（random assignment） 匹配（matching） 恒定无关变量（holding constant) 消除法 统计控制 * © 王晓莉 *null随机分配 一项教学方法影响高中生化学成绩的研究——能力水平 * © 王晓莉 *化学测试成绩null匹配（配对） 选择一项或者几项可能对因变量产生重要影响的无关变量进行明确干预，确保各比较组在这几个变量上能基本上达到完全相同 * © 王晓莉 *null基本步骤 对所参加实验的被试样本进行原有知识基础测验。 根据成绩对学生进行分组，把成绩一致或者很接近的学生分成一组。 把每一组内的学生随机分配到三个比较组中。 确保变量对控制组和实验组产生相似的影响* © 王晓莉 *null恒定无关变量 各比较组在这个无关变量的维度上一直保持不变，实际上减少变量的变化使其趋于稳定。 缺点：研究中的个体数量减少会带来计算的问题，因此推广性有限。 当学生的能力水平只有一种，或者说智商都在100-108之间，那么它对成绩的影响也都是一样的，所带来的差异会缩小。 * © 王晓莉 *null消除法 隔音室；双盲实验* © 王晓莉 *null统计控制 数据时计算机处理程序，其中的控制变量是在研究进行前就计划好的 如果较高能力的学生，就把其化学成绩降低，反之亦然。 缺点 得到控制变量的分数很困难* © 王晓莉 *null 练习 问题的陈述： 在学校C中，研究两种阅读方案（A和B）对3学生阅读成绩的影响。 * © 王晓莉 *null假设： 对不同阅读成绩的学生，用方案A教学阅读的成绩的平均增加分数与用方案B教学的成绩的平均增加分数之间没有差异。 按照原有的阅读成绩，对那些得分在后30%的学生用方案A来教，其平均增分大于用方案B来教的平均增分。 * © 王晓莉 *null操作定义： 研究对象：C校所有3年级的学生 方案A：从Y出版商那里买来的一套材料及活动建议。 方案B：从X出版商那里买来的一套材料及活动建议。 * © 王晓莉 *null自变量—— 阅读材料：A和B 因变量——阅读成绩的分数增加，两次标准阅读测验，一次在学习材料之前，一次在学习材料之后。前后两次的分数差即为增加的分数 可能的中间变量：教师 教学风格 学习风格 学习能力 可能的控制变量：原有的阅读成绩 、性别 * © 王晓莉 *（二）实验研究设计（二）实验研究设计单因素实验设计 单因素随机组设计 单因素匹配组设计 单因素被试内设计 多因素实验设计 多因素完全随机设计 多因素随机区组设计 多因素被试内设计 * © 王晓莉 *null类型变量 也叫名称变量，类别，性别 连续变量 在连续水平上进行变动，用连续的数值来表示属性上的特征 连续变量可以转化为类型变量，反之不可。 * © 王晓莉 *null* © 王晓莉 *第三节 实验研究选出N名被试，将被试随机分为2组，每组被试分别接受1种实验处理，然后得出每组各个被试在因变量的连续水平。 * © 王晓莉 *第三节 实验研究null 从某普通中学选出110名初中二年级学生，随机分成两组，每组人数55人，一组被试在长时限构思条件下写一篇记叙文（构思时间不少于10分钟，写作时间30分钟），另一组被试在短时限构思条件下写一篇记叙文（构思时间1分钟，写作时间39分钟），最后由教师评定他们的作文得分（满分20分）。得出原始数据如表6-9。 * © 王晓莉 *null表6-9 110名学生长时限构思和短时限构思条件下写作成绩原始数据表 姓名 构思时间（1 长时；2 短时） 作文得分 1 冯雨 1 16 …… 54 赵民生 1 14 55 李书 1 15 56 丁秋宜 2 11 57 申望林 2 12 …… 110 雷鸣 2 10 首先对原始数据进行整理，得出每种条件下被试作文得分的平均分和标准差，然后运用独立样本t检验，检验两组被试的作文成绩是否存在显著差异。如果没有显著差异，说明构思时间长短对作文成绩没有影响，如果有显著性差异，说明构思时间长短对作文成绩有影响。 * © 王晓莉 *null首先从一个大的群体中选出 n 对被试，使每对被试在某个与因变量关系最密切的个体特质指标上得分完全相同。然后将每对被试随机指定到两种实验处理中去，这样就形成了两个匹配组。最后比较两组被试在因变量上的差异。* © 王晓莉 *null （2）研究实例： 文章微观标记对学生标记信息提取的影响 首先根据某普通中学高一年级学生上学期的语文考试成绩进行两两匹配，共匹配28对，每对学生的分数相同。然后将每对学生随机指定一个阅读有微观标记的文章（有微观标记组），另一个阅读无微观标记的文章（无微观标记组）。每组被试阅读完后都进行文章内容回忆，根据回忆出的文章标记信息的数量计算得分。可得出如表6-10的原始数据。 * © 王晓莉 *null表6-10 56名学生在有无微观标记条件下的标记信息回忆成绩原始数据表 姓名 有微观标记的成绩 姓名 无微观标记的成绩 1 申国栋 3 李光华 1 2 萧静 2 陈昌兴 0 ………… 28 李柱 2 吴浩权 1 首先，对原始数据进行整理（注意每一对被试的数据要平行放置在数据表中），得出每种条件下被试回忆成绩的平均分和标准差，然后运用相关样本t检验，检验两组被试的信息回忆成绩是否存在显著性差异。如果没有显著性差异，说明有无微观标记对信息提取成绩没有影响，如果有显著性差异，说明有无微观标记对信息提取成绩有影响。 * © 王晓莉 *null 3、单因素被试内设计随机选出1组被试，被试人数一般应是2的倍数，所有被试均接受2种实验处理。为了消除顺序误差，需要平衡2种处理的顺序：将被试分为2个顺序小组，每顺序小组被试分别接受1种顺序的2种处理。最后比较被试在不同实验处理条件下因变量上的差异。被试内设计：让同一批被试接受所有实验处理* © 王晓莉 *null 首先从某大学随机选出30名被试，然后让他们分别在噪音和乐音条件下记忆10个无意义音节，为消除顺序效应，其中一半被试先在噪音条件下记忆无意义音节，再在乐音条件下记忆无意义音节；另一半被试恰恰相反，先在乐音条件下记忆无意义音节，再在噪音条件下记忆无意义音节，因变量是被试记忆后对无意义音节的再认成绩（满分15分），最后得出原始数据如表6-11。 * © 王晓莉 *null表6-11 30名学生噪音和乐音条件下无意义音节记忆成绩原始数据表 姓名 噪音条件下记忆成绩 乐音条件下记忆成绩 1 蓝静 5 11 …… 14 廖锋 6 9 15 刘志福 5 12 16 陈永强 4 8 17 肖逸 6 9 …… 30 朱莎莉 6 8 首先，对原始数据进行整理，得出每种条件下被试记忆成绩的平均分和标准差，然后运用相关样本t检验，检验两组被试的记忆成绩有无显著性差异。如果差异不显著，说明噪音和乐音对无意义音节记忆的影响相同，如果有显著性差异，说明噪音和乐音对无意义音节的记忆的影响不同。 * © 王晓莉 *null* © 王晓莉 *（三）实验研究的局限（三）实验研究的局限很多现实的且重要的问题不能通过实验方法来解决 基于伦理的问题不能通过实验的方法来解决 走向准实验研究 * © 王晓莉 *（四）准实验研究（四）准实验研究不相等实验组控制组前测后测设计 * © 王晓莉 *（五）相关研究设计（五）相关研究设计引发变量与存在变量 用于探讨存在变量之间的关系，并根据这种关系就研究对象的特征和行为作出解释和预测。 相关而非因果 假相关* © 王晓莉 *null （三）三水平以上类型变量与连续变量的相关研究设计 * © 王晓莉 *null 这种相关研究设计完全采用相关研究的基本做法，即从研究群体中随机选出一批被试，分别确定各个被试在两个变量上的连续水平。 * © 王晓莉 *null* © 王晓莉 * 从某普通中学随机选出100名学生，用成就动机量表测出每个被试的动机强度得分，然后用他们本学期语、数、英三门主科统考成绩平均分作为学习成绩的指标，最后得出如表6-1所示的原始数据 null* © 王晓莉 * 姓名 自信心等级 学习成绩得分 1 张明 67 89 2 刘修 70 93 …… 50 刘冬 45 78 51 黄卫 40 71 …… 100张岩 68 68 表6-1 100名学生学习动机和学习成绩原始数据表 如果两个变量都是连续变量，通常采用皮尔逊积差相关对数据进行统计分析。最终得出学生学习动机得分和学习成绩的相关系数r值和显著性水平p值。如果研究存在因果设想，比如假定学习动机为自变量，学习成绩为因变量，在相关系数显著的前提下可以进一步进行回归分析，求得学习动机对学习成绩影响的回归方程式：Y = a + bX ，进而确定学习动机在多大程度上能预测学习成绩。null 这种相关研究设计可以采用相关研究的基本做法，即从研究群体中随机选出一批被试，分别确定各个被试在第一个变量上的类型水平和第二个变量的连续水平。如果更严谨一点，可以这样设计：首先确定研究群体各成员在第一个变量上的两种类型水平，每种水平各选出1组被试，共两组，然后确定每组各个被试在第二个变量上的连续水平。* © 王晓莉 * 2 、研究实例：自信心与学生学习成绩关系的研究 2 、研究实例：自信心与学生学习成绩关系的研究 先对某普通中学初三级学生进行自信心等级评定，然后从自信心强的学生中随机选出50名作为“强自信心组”，再从自信心弱的学生中随机选出50名作为“弱自信心组”，然后用他们本学期语、数、英三门主科统考成绩平均分作为学习成绩的指标。得出如表6-2的原始数据。 * © 王晓莉 *null表6-2 100名学生自信心和学习成绩原始数据表 姓名 自信心（1 强；2 弱） 学习成绩得分 1 王明 1 89 …… 50 马战 1 93 51 郭威 2 71 …… 100 李岩 2 68 首先对数据进行初步整理，求得每组被试学习成绩的平均数和标准差，然后进行独立样本t检验，检验两组被试的学习成绩是否存在显著差异。如果没有显著差异，说明自信心跟学习成绩没有关系，如果有显著差异，说明自信心跟学习成绩有关系。 * © 王晓莉 *null （三）三水平以上类型变量与连续变量的相关研究设计 这种相关研究设计可以采用相关研究的基本做法，即从研究群体中随机选出一批被试，分别确定各个被试在两个变量上的类型水平。如果更严谨一点，可以这样设计：首先确定研究群体各成员在第一个变量上的类型水平，每种水平各选出1组被试，然后确定每组各个被试在第二个变量上的连续水平。 * © 王晓莉 *null 首先对某普通中学学生进行家庭管教类型评定，分为“民主型”、“专制型”、“放任型”三个类型，然后分别从三个类型的学生中各随机选出30名，组成“民主型管教组”，“专制型管教组”与“放任型管教组”三个被试组，接着对三组被试进行心理健康测验，用他们的得分作为心理健康的指标。可得出如表6-3的原始数据。 * © 王晓莉 *null表6-3 90名学生的家庭管教类型和心理健康状况原始数据表 姓名 管教类型（1民主；2专制；3放任） 心理健康得分 1 李佳 1 79 …… 30 黄晓谕 1 77 31 杨冬 2 58 …… 60 刘丽 2 56 61 于丽萍 3 66 …… 90 吴晨 3 68 首先对数据进行初步整理，求得每组被试心理健康状况的平均数和标准差，然后进行单因素非重复测量方差分析（F检验），考察三组被试的心理健康得分是否存在显著差异。如果没有显著差异，说明管教类型不影响学生的心理健康状况；如果有显著差异，说明管教类型影响学生心理健康状况。 * © 王晓莉 *null 这种相关研究设计可以采用相关研究的基本做法，即从研究群体中随机选出一批被试，分别确定各个被试在两个变量上的类型水平。如果更严谨一点，可以这样设计：首先确定研究群体各成员在第一个变量上的多种类型水平（三种或三种以上），每种水平各选出1组被试，然后确定每组各个被试在第二个变量上的类型水平。* © 王晓莉 *null 首先使用性格量表对某普通中学学生进行性格测定，把学生分为“外向型”和“内向型”两种类型；然后分别从两种类型的学生中各随机选出被试50名，组成“外向型组”和“内向型组”；接着由他们的老师根据人际关系评定量表对两组被试进行“人际关系良好”、“人际关系一般”与“人际关系较差”三级评定，可得到如表6-4所示的原始数据。 * © 王晓莉 *null表6-4 100名学生性格类型和人际关系状况原始数据表 姓名 性格类型（1外向；2内向） 人际关系状况（1 良好；2一般；3较差） 1 刘发辉 1 1 …… 49 赵利 1 1 50 郭安 1 2 51 王静 2 3 52 赵楠 2 2 …… 100 黄佳 2 2 如果两个变量都是类型变量，通常采用2 检验对数据进行统计分析。如果2 检验不差异，说明学生性格类型不影响其人际关系；如果2 检验差异，说明学生性格类型影响其人际关系。 * © 王晓莉 *实验设计和相关研究实验设计和相关研究引发变量与存在变量 从因推果与从果推因 因果关系与相关关系* © 王晓莉 *四 研究伦理四 研究伦理研究过程中的人际关系 研究过程中的伦理原则 伦理与法律争端 * © 王晓莉 *null人际关系 获得许可 写一份简明的书面材料，说明研究设想 解释并保证研究结果不给对方带来不利影响 涉及儿童的研究还应该告诉其父母 * © 王晓莉 *null研究过程中的伦理原则 保护被试免受伤害 确保研究数据的保密性 尽量不欺骗被试 “被试”一词的使用 * © 王晓莉 *null举例 未经父母同意，擅自询问一年级学生一些敏感问题 不事先告知情况，让一组初中二年级学生参加一个可能对其心理造成伤害的调查研究 收集了有关学生个性特征的资料，并将结果告知老师。该信息影响了老师对这些学生行为的理解，使其采取了比以前更消极的态度* © 王晓莉 *null举例 删除收集到的数据中不支持其假设的部分 使用新型仪器来测量运动过程中的肌肉活动，方法是在四肢周围形成电场。这会使某些人四肢产生暂时疼痛，有一位被试说给他的胳膊造成了永久性的肌肉损伤 * © 王晓莉 *null伦理与法律争端 研究报告中的伦理问题 部分或重复发表 剽窃:直接与间接 著作权:署名与顺序 * © 王晓莉 *五 良好设计的特征五 良好设计的特征排除偏见 避免混淆 控制无关变量 检验假设时统计的精确性 符合研究伦理* © 王晓莉 *重点内容重点内容研究设计的基本类型和原理 实验研究和相关研究的过程 研究伦理 * © 王晓莉 *课后阅读课后阅读Punch,K.(2005).Introduction to social research.p.23 教材第六章* © 王晓莉 *