四、实验法

调查法是研究者就客观现象在自然条件下所发生的那种形态进行观察，然后整理分析资料作为论据总结出规律。由于是自然进程，研究者只是等待研究现象自己出现，就较难确定其因果关系和相互关系。而实验法是人们根据研究目的，适当控制或模拟客观现象，排除干扰，突出主要因素，有计划地逐步变化条件，探讨其条件与现象之间因果关系的研究方法。在化学教学研究中，这种方法应用是较多的。一般有实验室实验和现场实验之分。

在化学教学研究中，实验室实验较多应用于摸索某些实验的最优方案或化学反应机理等。例如，硅酸溶胶的制备实验研究；氨催化氧化实验中的催化剂、条件、装置的研究；铜镜反应、银镜反应机理的研究；氯酸钾和二氧化锰加热分解反应机理的研究；金属与浓硝酸反应产物的研究等等。一般步

② 秦成维.在程序启发教学中学生学习方式和心理的调查.化学教学，1986（2）：

骤：首先是问题的提出；然后是订立计划，进行实验；再从理论上加以探讨验证；最后得出结论，写出论文。

现场实验一般用来检验不同教学方法，不同教学手段，等等。一般不同教学方法的试验用实验法是非常普遍的。例如程序启发教学实验、发现法、指导探究法、单元结构教学法、边讲边实验教学法等等的研究。又如关于能力培养，或某种教学手段的应用等等大都是以实验法为主的研究。以下试用“调动全体学生积极性大面积提高化学教学质量——启发式程序教学实验”

（简称“大面积提高化学教学质量”）研究课题为例说明实验法的一般步骤。1.实验法研究的一般程序

提出问题和建立设想当前，一般中学化学教学的现状与四化要求很不适应。主要表现在有一个较大的差生面，教学要求脱离学生实际，教法陈旧，学生对学习化学缺乏兴趣。“大面积提高化学教学质量”研究组分析认为各种非认知因素所产生的消极作用，时刻都在抑制和妨碍学生智能的发展。因此，确定要贯彻教为主导，学为主体相结合原则，充分激发学生的学习动机，改进教学方法，试以启发式程序教学及其它适当教学方法的最佳配合。教学前要在分析知识结构和学生的认知结构的基础上编制教学过程。程序如下：
实验设计和组织形式课题组可以由各方面人员组成。例如，“大面积提高化学教学质量”研究组是由高等师范院校，区教育学院教研室，重点中学以及普通中学组成联合研究组，共同进行化学教学改革的实验研究。联合研究组可以发挥科研单位的理论指导、区教研室的组织发动、重点中学的骨干示范和普通中学的实践反馈功能。联合研究组每周一次至二次开展活动，内容是学习教育心理学，特别是学习理论，集体备课（研究知识结构和认知结构的吻合，进行程序编制），典型示范，公开研究课，测试命题组（除实践教师外的研究人员）活动，小结讨论等等。

教育实验有 3 种基本组织形式：单组形式，等组形式和循环形式。研究

组采取了等组形式。即选了 4 所一般中学中初三年级各一个班为实验组，并

在一般中学和区重点中选 3 所学校的初三年级 3 个班级作为对照组。而且确立了教育实验的基本模式。所谓基本模式，是让实验组与对照组（控制组）之间其它条件尽量相似，同时让实验变量单独作有计划的变化，以测定该变量对实验结果的影响。为此，实验班和对照班应用相同教材，选择教师水平相当，而且在实验之前（初三第一章教学）给实验组和对照组进行等同测验，从各班平均成绩和标准差推断统计显著性差异（见下面的“推断统计的应用” 中的实例），再确定一对对等组的学业程度，实验后（初三第二章至第五章）每章教学结束都进行统一测试，并进行显著性检验。最后，以高中入学市统一考试的相关系数来检验前几章显著性检验的确切性。

准备实验用具实验中所需的化学实验设备，测验试题，问卷表格，

统计测量等方法都应在实验前或实验过程中准备妥当。例如，“大面积提高化学教学质量”研究组对化学实验在化学教学中所起作用充分肯定后，大家都设计、改进，创新实验，将有些原有的演示实验改为边讲边实验或学生实验，有的还补充实验，布置家庭实验等等。

实验观察在实验过程中要控制条件，调查研究，详细记录，在各阶段作准确的测验。例如，在“大面积提高化学教学质量”研究实验过程中，采取全组共同听典型课，有时分组听课共同讨论。还可以举行公开课，动员全区初三教师共同研究。特别在初三学生中容易产生分化点的阶段，要作编制程序的详细研究和典型示范。
分析资料，验证假设在实验研究中，搜集了大量数据资料，为了验证建立的假设常使用种种统计方法，使资料分类化，系统化和简要化；例如用描述统计把原始数据资料（分数、问卷调查数据等）加以列表，图示化等，也用推断统计来检验事物之间的共变关系，以达到消除偶然因子，显示实验因子的作用（将在统计法中详述）。事物本身特征的判定，或事物间关系的判定，就是对最初所提出的假设的验证。
反复实验，核对结论一次实验的结果往往不能排除偶然性，经过反复实验，可以保证结论的客观性，剔除种种偶然因素。选择不同的实验对象或扩大实验对象范围会更有助于发现问题。例如，以上研究课题在一年实验基础上，又选择另外几个一般中学作为实验组，而且，第二年的实验组大部分是青年教师执教，仍研究该课题的设想和采用基本相同的方法，几年的实验总结写成论文“研究学生，寻求大面积提高化学教学质量的规律”并在全区推广。

2.实验法的基本要求

实验工作必须经过周密的设计，系统地进行，并经过精确的测量，反复实验。这样才能判定究竟哪些因素对所研究的事物发生了影响，或与所研究的事物有关联。
在实验前和实验过程中应广泛地参考和吸取前人的经验与教训，并不断学习理论和采用一些新的方法，才能比较深入地、正确地分析和处理问题。

在以上研究的过程中，往往取得大量调查研究数据，可以应用教育统计知识加以处理。