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四、教育实验研究设计的效度与变量控制
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1.教育实验研究效度
所谓效度，是指实验的有效性，即实验是否有效地测量到了目标，包括内在效度和外部效度。
教育实验研究效度标示着教育实验研究结论的准确性和普遍性程度。
自从坎贝尔和斯坦利1966年起用内在效度和外在效度概念以来，各国学者皆沿用此两种效度来讨论实验研究结果的正确性。
在教育科学研究中，常有一些无关变量与实验变量相混淆，影响实验的结果，就会影响实验设计的效度。
下面说说哪些因素会影响实验的内在效度和外部效度。
（1）教育实验研究的内在效度。
内在效度是指自变量与因变量的因果联系的真实程度，即因变量的变化，确实由自变量引起，是操作自变量的直接成果，而非其他未加控制的因素所致。
内在效度表明的是因变量Y的变化在多大程度上取决于自变量X——有效性。
没有内在效度的实验研究是没有价值的，因为内在效度决定了实验结果的解释。
内部效度指研究结果能被明确解释的程度，即实验者所操纵的实验处理（自变量）对因变量所造成的影响的真正程度。
内在效度高低，取决于对无关变量控制的程度，控制越好，实验结果越能解释为由实验处理所造成。
反之，如果对无关因素控制不充分，使得无关因素与实验处理（自变量）混淆在一起，就难以确定实验结果是由于实验处理引发的，还是由其他无关因素所导致的。
一般来说，下面的这些因素常会与自变量相混淆，影响实验的内部效度。
特定事件的影响在实验过程中，与自变量同时发生的一些特定事件会对实验结果产生影响，使得研究者无法判断实验结果是由自变量引起的，还是由特定事件引出的。
例如，研究者想试验一种探究式教学法的效果，先对一个班的学生进行了学科测验，获取了他们的现有水平，然后经过一个学期的探究式教学后，再使用等值的测验题目测量了学生的学科成绩。
结果发现，后一测验分数显著高于前一测验的分数，因此，研究者就下了这样的结论：探究式教学方法是较好的方法。
这个结论正确吗？答案是可能不正确。
因为在实验期间，一些影响因变量（即学科成绩）的事件可能和实验处理同时发生作用，从而混淆了实验结果。
例如，学校在实验期间组织了一些课外的科学探究活动，引发学生对探究活动本身的兴趣，学生的兴趣就会和自变量混淆。
一般来说，实验时间越长，实验处理以外的其他事件的影响的可能性就越大。
身心自然发展的影响研究对象在实验期间，不论生理或心理都会产生变化，如变得更成熟、健壮，或者变得疲劳、饥饿、分心或没有兴趣等，对象的身心变化都会影响实验结果，因此很难确定实验结果是由实验处理引发的，还是身心自然发展引发的。
前面提到的探究式教学法实验的例子中，学生可能是因为年龄增长而在认识能力上有了提高和发展，从而提高了学科成绩，这样学生的身心发展就会干扰实验处理的效果，学科成绩的提高难以单纯归因于新的探究式教学方法上。
研究对象的选择在实验过程中，如果没有采用随机化的方法选择和分配研究对象，会在实验处理前就造成各组的研究对象的不相等。
在实验处理之前，各组的对象就存在差别，那么实验结果的差异就不能说是单纯由实验处理造成的。
所以，在采用两组或多组的实验研究中，研究者必须考虑不同组别的研究对象在各项因素上是否一致。
前测验的影响在许多研究中，研究者为了取得实验前研究对象的初始水平，常对对象实施一个前测验，但是研究对象在经过前测验后，会获得有关测验的技巧和内容等经验，从而有助于后测分数的提高，尤其是前测和后测的题目基本相同时。
所以，后测分数的提高也可能是前测验导致的。
统计回归统计回归现象指研究对象在进行第二次测量时，其成绩有向团体平均数趋近的倾向，即选择高分组的对象在第二次测量时，其分数由于向平均数趋近而有降低的趋势，但是低分组的对象，其分数却有升高的趋势。
在有前测和后测的实验中，若以极端分数（如高分组和低分组）的学生为对象，容易出现统计回归现象。
仪器的使用在实验过程中，使用测量工具（如试卷、仪器等）不当、测验材料出现问题、研究者的身心发生变化（如评卷者在评价后测验成绩时，会变得比前测时更疲劳等）等因素都会影响实验结果。
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