教育科学研究方法：自变量控制教材水平与光线强度

自变量，又叫刺激变量、独立变量，是实验者在研究问题、实施实验时有意加以操纵和改变的变量，它往往决定着教育现象的变化。例如，在“教材对学生学业成绩的影响”实验研究中，教材就是自变量。自变量可以处在不同的变化状态中，如教材有自编教材、新课标、传统教材等不同种类。自变量的不同变化状态称为水平，如自编教材、新课标、传统教材是教材该自变量的三种水平。我们要解决的问题不是用不用教材，而是采取哪种教材能更有效地提高学生学业成绩。所以，一个自变量至少要有两种水平才能进行比较，否则就不能构成严格意义上的科学实验。

（一）自变量的种类

通常自变量可分为可操纵自变量和不可操纵自变量，还可具体分为课题自变量、环境变量、被试变量、暂时的被试变量等。

1.课题自变量

能够在量或质的方面进行操纵、变化的刺激（自变量），一般称为课题自变量。课题自变量既可以是质的非连续的变量，也可以是在刺激维度上连续变化的变量。例如，研究不同教材对学生学习成绩的影响，这里的自变量就是教材，属于质的非连续的变量；在光线对学生夜晚阅读效果的影响研究中，自变量是光线，属于量的变化。课题自变量可以为简单的刺激，也可为各种条件组合的刺激。例如，识记材料的性质、数量、方法的组合方式不同，就构成不同的自变量水平或种类。课题自变量还可以在强度和作用时间等方面不同。例如，要研究学习心理辅导对学生学习兴趣与态度的影响，学习心理辅导的内容、途径与时间，可以构成不同的自变量及其水平。

2.环境变量

不同的环境因素也可以作为自变量。例如，地区、学校、班级等环境不同的被研究对象，其某些教育现象或心理行为可能不同，因此，可以作为实验研究的自变量。

3.被试变量

被试变量是指在实验之前，被试本身具备的固有的特点，如性别、年龄、教育水平、健康状况、个体差异等。在进行实验时候，研究者可以从被试变量方面分析因变量的不同，从而丰富研究成果。但在大多时候，被试变量作为影响实验结果的无关变量而需要加以控制。

4.暂时的被试变量

通过主试者或研究者的言语、态度以及其他某些方法，使被试的特性、机能状态等方面发生暂时的变化，这类自变量称为暂时的被试变量。例如，在“饥饿对学生识记的影响”研究中，研究者采用食物剥夺法，让被试连续20小时以上不进食，此时被试的生理状态便是暂时的被试变量。

（二）自变量的控制(www.xing528.com)

1.对自变量规定操作定义

所谓操作定义，是指用可感知、度量的事物、时间、现象和方法对变量或指标做出具体的界定与说明。例如，研究饥饿对学生识记的影响，饥饿是自变量，其操作定义为“有机体连续20小时以上没有进食的生理状态”。又如，研究者要研究幼儿的挫折感，可以对“幼儿挫折感”规定一个相应的操作定义：让幼儿玩某个十分有趣的新玩具1分钟后，告诉他这个玩具必须放在桌上不能动，此时幼儿的感受为挫折感。

在教育研究中，对一些含混不清的变量，必须使之操作定义化，只有这样才能进行实验。操作定义有助于精确而客观地测量变量，使结果更为可靠。它使研究者思路清晰、准确、具体化，又可增进研究者之间的互相沟通，并为后来的研究者提供具体的做法，便于重复验证。

2.规定自变量的不同水平——实验处理或检查点

如果自变量是质的非连续的变量，所选自变量的不同水平称实验处理。例如，对于“不同教学方法对学生学业成绩的影响”实验研究，教学方法是自变量，而且是质的非连续变量，此时，研究者需要规定教学方法这一自变量下的几种水平，如讲授法、发现法、自学辅导法，这三种教学方法又称为三种实验处理。

如果自变量是在刺激维度上连续变化的变量，所选自变量的不同水平值称检查点。例如，对于“日光灯光线强度对学生夜晚阅读效果的影响”实验，日光灯光线强度是自变量，而且是在刺激维度上连续变化的变量，阅读效果是因变量，可以把学生单位时间内阅读文字的数量为指标。在该研究中，研究者需要不断变化日光灯光线强度，如5瓦、10瓦、20瓦、40瓦、60瓦、100瓦，并记录不同光线条件下学生单位时间内阅读文字的数量，从而探讨日光灯光线强度与学生阅读效果的关系。在这里，5瓦、10瓦、20瓦、40瓦、60瓦、100瓦便是光线强度这一自变量的不同水平，又称检查点。

对于检查点，研究者要注意以下几点：

（1）要确定好检查点的范围。如上述“日光灯光线强度对学生夜晚阅读效果的影响”实验中，确定的日光灯光线强度范围是5—100瓦。在确定检查点范围时，需要以已有相关研究文献与理论作为依据，并做预备实验。

（2）要确定好检查点的数量。一般来说，所选检查点至少3个，否则不能发现自变量与因变量之间是线性关系还是非线性关系；如果自变量与因变量之间关系复杂，所选检查点要5个以上。如上例中，如果研究者只选取10瓦、40瓦两个检查点，得出的结论很可能是“光线越强阅读效果越好”。显然，这不符合事实。实际上，光线太弱或太强都不利于阅读，中等强度的光线阅读效果最好，所以，该实验需要选定5个以上的检查点。

（3）要确定好各检查点之间的间距。确定原则是两个不同的值能够引起被试不同的反应。上述实验研究中，研究者不能选取20瓦、22瓦、24瓦、26瓦、28瓦、30瓦等检查点，因为这些检查点引起学生阅读的反应几乎是差不多的。