受控實驗法

受控實驗法又叫做實驗性研究法,是生物課題研究的方向之一。通過對某些影響實驗結果的無關因素加以控制,系統地操縱某些實驗條件,然後觀測與這些實驗條件相伴隨現象的變化,從而確定條件與現象之間的因果關係的一種研究方法。

概念

受控實驗法又叫做實驗性研究法,通過對某些影響實驗結果的無關因素加以控制,系統地操縱某些實驗條件,然後觀測與這些實驗條件相伴隨現象的變化,從而確定條件與現象之間的因果關係的一種研究方法。

特點

1、主動變革性

要求主動操縱實驗條件,人為地改變對象的存在方式、變化過程,使它服從於認識的需要。可以人為地創造條件,對某些在自然觀察中不易觀察到的情景進行研究,從而擴大研究範圍。

2、控制性

要求根據研究的需要,藉助各種方法、技術,減少或者消除各種可能影響科學性的無關因素的干擾。可以以比較嚴密的程式組織研究,便於重複驗證,提高結論的科學性。

3、因果性

實驗已發現:確認事物之間的因果聯繫為直接宗旨和主要任務,本質上是按因果推論、邏輯設計與實施的,它是提示事物間的因果聯繫的有效工具和必要途徑。能預設實驗條件,並能測量有關事物,測量結果比較可靠、精確,往往能說明問題。但實驗性研究也有它的局限性,如只能是對提純的變數而言,實驗中常常可能是某些無法控制的因素在起作用,影響對實驗結果的明確解釋,對研究者必須具備有關素質與準備,其科研能力、知識經驗、技術水平的要求較高。

先決條件

受控實驗法研究必須考慮幾個先決條件:一是研究者必須有一個關於解決某一問題的構想或初步的、特徵的理論。二是研究者必須查閱關於這一問題的有關資料,看看在這個問題上前人是否已經提出了同樣的假設並進行過實驗。三是在實驗之前,不僅要看客觀條件是否具備,還要看主觀條件如何,如實驗者對實驗方法和技術掌握的程度,實驗合作者的業務水平和對實驗的態度和意願等。

受控實驗法研究一般可分為實驗的準備、實驗的實施、實驗的總結與評價三個步驟。它一般可以採取單組實驗法、籌組實驗法和循環實驗法三種方法,具體可採用隨機取樣、測量選擇、逐個分配等手段進行。

三種變數

1、常量

在實驗中始終保持不變的量就是常量。例如,常數、選定的數目(定數)等。在人文科學研究中,常量是指專題中研究群體內所有個體都具有的特徵和條件。

2、變數

變數是隨著條件、情景的變化而在數量或類型上起變化的人或事物的特徵或方面。

(1)自變數。自變數是實驗者操縱的假定的原因變數。例如,有幾種不同的營養配餐,考察它對學生微量元素的攝入影響有沒有顯著的差異。在這裡,不同的營養配餐就是實驗的自變數。自變數可以處在不同的變化狀態之中,如不同的營養配餐就有甲、乙、丙、丁等不同類型,它是自變數變化程度的規定。我們要解決的問題不是不用營養配餐,而是採用哪種營養配餐能更好地促進學生對微量元素的攝入。

(2)因變數。因變數是一種假定的結果變數,它是實驗變數作用於實驗對象之後所出現的效果變數。實驗因變數必須具有一定的可測性。例如,上述研究中的“學生微量元素的攝入”的差異就是因變數。

(3)無關變數。那些不是實驗所需要研究的自變數與因變數之外的一切變數通稱為該實驗研究的無關變數。例如,上述研究中的不同的營養配餐之外的課間零食、晚間自備加餐和節假日加餐等一切可能影響“學生微量元素的攝入”的因素都是該實驗的無關變數。因此,對無關變數必須加以控制,使其基本保持不變,否則,對實驗結果將帶來影響。

操作步驟

套用受控實驗法的操作步驟為:制定實驗程式、提出假設、確定變數、選定實驗對象、實施試驗步驟等。並對實驗結果進行分析,得出結論。

在受控實驗法研究中,所研究的變數和條件必須是明確的,並且可以進行控制和測量。受控實驗法研究的目的都是尋找自變數和因變數之間的關係。操作步驟是:首先找出影響整體事物的因素(自變數),再選擇和控制無關變數,只允許一個自變數按實驗設計變化,然後觀測這個自變數的變化引起的因變數的變化。若有需要,可重新選擇和控制無關變數,再允許一個自變數按實驗設計變化,然後觀測這個自變數的變化引起的因變數的變化,即可得到所有影響整體事物的因素(自變數)對因變數的影響。這種在控制某些變數的條件於進行的實驗才能叫做受控實驗。它是尋找事件因果關係的一個好方法。

例如,“冬季教室空氣品質對學生疲勞的影響”專題的研究中,對學生疲勞有影響的因素(自變數)除教室的空氣品質(溫度、濕度、風速及有害氣體)以外,還有學生前天疲勞的恢復情況(主要指睡眠)、當天的餐飲情況(是否空腹)、心理狀態(是否受刺激)、生理狀態(是否生病)、學習負荷(是否過輕或過重)等。如何控制好後五項無關變數,也就成了事實驗能否成功的關鍵之一。

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