变量是实验设计理论的一个专用术语，某个与实验有关的因素或条件，如果变成了可测量的，则可称为“变量”。一般来说，在一项完整的职教教学实验中常用的有如下四种变量。

（一）自变量

自变量又称刺激变量或输入变量。它是一种假定的原因变量，是由实验者主动操纵的变量。自变量是由实验者测量、掌握或选择的因素，以决定它与观察的现象之间的关系。具体说是由实验者选择、操作，引进职教教学实践，用以变革教学的有关方面，进而影响学生的身心变化。这是实验所探索、验证或应用的变量。在现实职教教学实验中，自变量实际上就是那些各种不同的改革，改变旧的教学变量，代以新的教学变量。在职教教学实验中，自变量一般是指：职业学校的教学计划、大纲、教材、教学组织形式与方法、职业教育的教学环境、职教模式以及职业学校的教师与学生的身心因素等。

1.自变量的选择与操纵

在实验研究中，变量的选择是否合适对实验的成功与否有重要意义，它涉及实验是否能回答研究所提出的问题。

为促成某个因变量的变化，用何种方法和途径来主动操纵自变量呢？这首先有个选择问题，而后才是怎样支配的问题。

（1）寻求共变关系，探求因果联系。实验要探求事物之间的因果联系，人们在职教教学实验中，通常要推测某种职教教学措施与某种教学效果之间的因果联系，而要认定自变量X是因变量Y的原因，因变量Y是自变量X的结果，首先要查明X与Y之间是否存在共变关系，即两个变量同时出现、同时消失，或者同时显现规律性变化。例如：教材中知识结构体系与学习者认知结构方式，获得知识的过程与认知能力的形成，生活常规训练与良好的习惯养成等等，都存在这种共变关系。

然而，职教教学活动的诸多变量之间的内在因果联系常常是一因多果，多因一果，错综复杂，并非机械地一一对应的简单关系。比如，学习材料和教学方式、方法是形成学生某种职业能力的共同原因，而某种座位排列方式不仅影响学习效果；也影响学习者的思想、观念和性格。这样，我们除了要通过控制某种变量来突出某些变量而外，还要致力于寻找典型的最重要的变量，比如，从各种原因变量中找出最有影响力的变量，从诸种结果变量中找出最值得关注的变量。

（2）筛选、改组或创设自变量。虽然说，教育者采取的一切措施都对学生的职业能力的形成有着或多或少、或正或负的影响，但是，职教教学实验要致力于寻找有尽可能大的积极影响的措施，要想找出最有影响力的变量，这里就需要有个比较、筛选的问题。上海青浦县教研室从本县教师众多教学经验中比较筛选出两种有效的教学措施，尝试指导和效果回授，进而就需要明确：两种措施各有什么最典型最独特的效用？两种措施叠加会不会有更好的效果？于是他们开展了小范围的先期探索，在不同的班级进行叠加的和不叠加的实验探索。非叠加实验有两种：a.有“尝试指导”而无“效果回授”；b.有后者无前者。实验结果表明，尝试指导有利于学生探索兴趣和思维能力发展，效果回授有助于学习成绩大幅度提高；只“回授”不“尝试”，成绩虽有提高但不利于能力培养，只“尝试”不“回授”，会使尝试效果得不到巩固，知识技能方面无法落实；两种措施叠加，则可相辅相成，效果最佳。

值得注意的是，许多职教教学实验的自变量都不是单一的，如辽宁职教所开展的“双元制”实验的自变量就包括培养目标、教学计划与大纲、教学方式与方法等。

（3）拟订具体措施。是指对实验执行者如何操纵自变量作出具体的规范或提示，诸如如何组织教材，如何控制学习进程，什么时候给予指导等，其目的是保证自变量对因变量发生预期的影响。

自变量并非是实验过程中任其自然变化的变量，所说“自变”只是相对“因变”而言，对于实验者来说，自变量之变化是由他操纵的，所以在实验设计中必须考虑如何操纵自变量的变化。

在自变量确定以后，实验人员在设计时要解决的具体问题是对自变量的具体表现，它对实验对象作用的次数、强度、方式以及作用出现的程序和延续时间等都要作出具体规定。

例如，“双元制”改革实验在机械类通过对教学计划、教学内容、教学方法、教学手段等实验变量的操纵控制以达到提高培训质量的目的。在教学计划中以综合课程论为指导思想，设置课程，缩减课程门类，把原来设置的专业基础课及专业课10余门课重新组合为3门专业课，即：专业理论、专业计算、专业制图，突出知识的综合性与联系性；以培养职业能力为主线，加大实训比例，使实训与理论教学之比达到2∶1。在教学内容上强调机加领域广泛的基础知识、基本技能，内容广泛而适度，突出基础性、实用性；注重引进新技术，体现先进性。在教学方法上改进传统的教学方法，突出多样性。采取讲授法、演示法、小组工作法等相结合的教学方法，注重培养学生的独立能力，使学生真正参与到教学中来。在教学手段上优化教学手段，突出先进性。课堂中注重现代化教学手段的运用，增强学生的感性认识。

如果自变量中有两个以上的变量，那么，不仅要考虑每个变量各自的规定性，而且要涉及自变量之间可能有的各种组合。不要将自变量操纵复杂化，尽量简单。由此可见，实验中选择的自变量越多，每个自变量的等级分得越细，实验设计就越复杂。实验者要根据实验的需要和可能，确定该次实验的自变量及其等级，并作出具体规定。

实验中除选择、操纵自变量外，更主要的是控制自变量。

2.自变量的特征

（1）新颖性。用来进行实验的自变量是新颖的、取代现存的落后变量的东西。只有新颖的变量，才具有研究的意义。这在历史和现实的职教教学实验中，非常明显地表现出来。例如德国大众集团公司开展的“核心职业”的实验就是用新确定的5个“核心职业”代替30余个传统的机械、电子领域的职业的实验；又如，我国开展的德国“双元制”模式的实验研究，其目的就是借鉴、改革、创新。借鉴：“双元制”模式中符合我国国情的合理成分，为促进我国职教改革和发展提供有益的启迪和思路。改革：审视我国以往和目前的职教改革中种种不合理的阻碍我国职教发展的主客观因素，形成符合职教和现代社会特征的职教教育观和课程观。创新：在借鉴和改革的基础上寻找一条符合我国国情的职教道路，推动以社会主义市场和社会需求为导向的职教运行机制的形成，从而建立具有中国特色社会主义职业教育体系。因此，自变量所具有的一个显著特点就是新颖性。

（2）有效性。通过经验和理论的分析、预测，能够而且应该有很大的把握确定自变量是有效的，即对教学结果产生良好的影响作用。这一点是任何一种实验所必须要求的，是由教学实验的本质所决定的。因为职教教学实验是培养人的实验，如果自变量效果不佳，甚至有消极作用，会给学生的发展造成不可挽回的负面影响。因此，自变量在投入教学实践之前，要进行多方面严肃认真的论证，把有效性的把握程度确定的越高越好。

（3）可操作性。因为职业教育实验是通过操纵实验自变量来探索某些职业教育教学条件和职教现象之间存在的某种因果关系的，所以自变量必须具有可操作性。实验者操作自变量，使其发生预期的变化。实验是把所确定的共变关系转化为可由实验者操作的行为规范和活动程序，我们把它们统称为“操作规范”。所谓“操作规范”，实际上是实验行为化的概括，是操作语言中提炼出来的关键性程序动作。例如“双元制”实验：它不仅对教材、教师提出了理论要求，而且对课堂理论教学和实训教学都作了具体规定并提出采用新的教学方法等。这样做就充分强化了实验者对自变量的操作。很明显，可操作性水平如何，直接影响到实验是否得以实施。准确地以操作规范来显示实验变量是提高实验设计的可操作性水平的关键。只有某种教学因素是可操作的，才能把它作为自变量引进实验，加以变革和研究。如果自变量太抽象或笼统，就会看不清，摸不着，难以进行实际的变革和研究。因此，实验中的自变量必须是可操作的教学因素。

上述三个特征是任何自变量所必须具备的。如果在实验中自变量不新颖，是过时的，是简单重复他人的东西，或者不具备可操作性，都难以引入实践，选择和确定自变量具备这三个基本特征，是确保实验成功的重要环节。

（二）因变量

因变量又叫反应变量或输出变量，是通过自变量的作用而产生的变量。因变量是指被观察和被测量的以决定自变量效果的因素，换句话说，是随着实验者输入、调动和变更自变量而时现、时隐或改变的因素。因变量被认为是依附的，因为它的变化是以自变量为依据。

因变量一般表现为两个不可分割的方面。一是职校学生自身的发展：包括知识、技能、技巧、能力、态度、兴趣、情感、意志以及它们的综合。二是职教教学模式、结构等的优化。这些都要通过学生的发展变化反映出来，所以，无论如何，实验的因变量都少不了学生因素。同时，在实验中人们还常常把学生、教学活动本身，乃至教师的各种因素综合起来，作为实验的因变量，从而使实验中的因变量具有多重性、综合性的特点。

1.因变量的选择与测定设计

因变量是实验中研究者要观测的量，它随着自变量的改变而变化。在一个实验中，如何选择合适的因变量？首先，要根据研究中的理论假说，考虑实验中选取的因变量观测值是否能反映要研究的问题。例如：在研究不同的职业教育的教学方法对职业教育的教学效果的影响时，确定用什么作为衡量教学效果的指标是十分重要的。

从实验设计的角度，选择合适的因变量还需要考虑如下情况：

（1）实验中选取的观测量应对自变量水平的变化最敏感；

（2）实验中选取的观测量应可靠，能保证得出稳定一致的结果；

（3）实验中的因变量观测值应是大体呈正态分布；

（4）在其他条件相同的条件下，它选择在观测和数据转换上最容易、最能节省时间和精力的变量作因变量。

对于因变量来说，实验设计中主要应完成如下三项任务。一是测量指标，即确定以什么作为因变量变化的标志，如以反应的速度、正确度、难度、灵活度等为标志。二是测量的方法、度量单位以及必要的技术手段。如，是用平时学科考试的方法，还是设计专门的考试，或通过操作性的行为作出测定？用类别标准，还是等级标准、比率标准作为度量单位等。三是测量的次数与插入点的安排，目的是保证所得数据的可靠性，以及避免因测量而影响实验的效果。

有时因变量的变化不能直接测定，这就需要找到能直接测定的间接指标。(www.daowen.com)

因变量测定设计在不同的实验中，复杂程度也不同。它与因变量本身的复杂程度有关，也与实验要求在达到的精确程度、定性定量的水平直接相关。研究者要作出成功的设计，除了应具备有关实验方法的知识外，还须具备相应的教育学和心理学的知识。

2.因变量的特征

一般来说，在职教教学实验中因变量具有如下特征：

（1）顺序性。从实验自变量与实验因变量的逻辑结构上来看，作为原因的实验自变量总是在作为结果的实验因变量的变化之前或同时。否则的话，实验自变量与实验因变量之间的因果关系（不管是直接还是间接的），就不能确立。例如，某人做一个学习方法指导实验，实验自变量是“开设学习方法指导课”，实验因变量是“学生学习能力提高程度”。如果说，学生的学习能力已经在学习方法指导课开设之前就有所提高，那么就不能说是学习方法指导课所起的作用。

（2）可变性。在教学中，有些因素是恒定的，不会发生变化，例如性别，不能成为因变量。只有具有可变性的因素，才能通过培养、发展等作用，产生应有的变化，从而成为因变量。

（3）外依性。因变量不仅是可以变化的，而且这种变化外依于其他因素的作用，不是完全靠自身的自然成长完成的。只有具有外依性，才能使自变量的影响作用成为必要和可能，也使实验成为必要和可能。在现实中，一些因素和发展变化是不具外依性的，例如神经系统、肌肉、骨骼等发育，是通过自身成熟过程完成的，教学在其中没有什么作用。再如幼儿语言，它是在幼儿的语言生理机制发育成熟时才会产生的，如果超前，教学方法再好，也无济于事。这些因素不能成为因变量，因为它不具有外依性。只有具有外依性的因素，例如，语言表达能力、知识、技能、品德、个性等，才可作为因变量，才有实验的可能性。

（4）可测评性。实验的效果主要通过因变量的变化反映出来，而实验的评价也主要是对因变量评价，因此，在选择实验因变量时必须具有可测评性，方能判断出实验效果如何。因变量的重要特征是，它应当通过直接或间接的方式被观察、测量，并且可以转化为数据。例如，技术等级、测验分数等都是实验常用的因变量。测评包括两方面：一是定量描述，二是定性描述。定量通过测验等方法来测定，定性是通过观察、分析等方法来判断。实验的因变量必须具有可测评性。越容易测评的变量对实验评价越方便。教学中大量因变量既可定量描述，也可定性描述，但有的目前不易定量描述，例如学生的职业道德的水平，只能用定性描述。目前已发展起来的评定标准化工具，例如智力测验工具、个性测验工具、创造力测验工具等，这些都可能恰当地用于实验的测评，但须提醒的是，使用这些工具时，一定要把握对教学实验的适当性、贴切性。

（5）先进性。所选定的实验因变量必须具有先进性，具有较强的生命力和适应性。而且是有效的，是代表了事物发展的正确方向，尤其要有很强的理论与实践的价值。例如某些职教的教学体制、教育思想、理论和模式的实验，通过实验因变量变化得出的结论必须是先进的，代表了职教教学思想、理论、模式、体制等的发展趋势，对整个职教教学改革与发展有重要影响。

（三）调节变量

调节变量是自变量的一种特殊类型。又称次要的自变量。它是在实验过程中通过调节自变量与因变量关系而影响实验效果的。由于它的作用，使自变量对因变量的影响发生了变化。也就是说：如果实验者有意研究自变量X在因变量Y上所发生的作用，但发现X和Y之间关系的性质是由第三因素Z的水平来改变的，那么，Z在分析中即称为调节变量。

在现实的职教教学改革实验中，有许多调节变量。例如教材的实验，它的效果常常受教学方法的调节，同一教材，采用不同的教法，就会有不同的教学效果。再如考试方法，也常常是一个调节变量。考什么，如何考，常常是教材、教法、组织形式等实验的调节变量。

识别和研究调节变量具有重要意义。因为它更有助于认识所要研究的自变量的性质与效能。如果不分析调节变量的作用，可能会出现这样的假象：把调节变量归结为自变量的作用，这样在总结推广实验时就不能客观、准确、有效地进行分析认定了。再如，一种新教材，采用不适当的方法教，效果可能很差，这种结果不在于教材本身，而是调节变量教学方法造成的。所以，了解调节变量，对准确地研究自变量及其因变量的关系是十分重要的。

一般来说，调节变量具有如下三个特征。

1.潜在性

在职教教学实验中调节变量是很多的，它不像自变量、因变量的关系那么十分明显，而是潜在的、隐藏地对自变量和因变量产生影响，这是它们的显著特点。这就要求实验者在设计和分析实验时，要认真仔细、全面而细致地考虑、估计和发现潜藏在背后的调节变量及其作用，不能简单下结论。

2.间接性

调节变量在实验中扮演“第三者”的角色，其影响作用是间接的。它往往通过作用于自变量及其操作过程来影响实验效果。就是说，自变量和调节变量联合活动产生因变量的效应。尽管是间接的，但是，其作用不可忽视，应根据研究的需要，加以鉴别和分析。

3.可引导性

在实验中，为达到理想实验效果，应尽早发现调节变量，采用引导的方法，把它引入实验，有利发挥自变量的作用。如果在结束实验时，分析实验结果发现了调节变量，除了正确地进行归因之外，经常采用的做法是再设新的实验，把调节变量引入实验进行验证。这样，调节变量便具有可引导性的特点。它可以被引导为实验自变量的一部分，与原定自变量一起对因变量发生作用，产生实验效果。因此，对调节变量不能像对待干扰变量那样去控制。这对实验来说有着至关重要的意义。

（四）干扰变量

干扰变量又称“控制变量”。指那些对实验产生干扰作用的因素。从干扰作用的性质来看，职教教学实验的干扰变量主要有两大类：一是对自变量与因变量的关系起消极影响的因素，例如实验场所中的不利的环境因素噪音、光线暗淡，还有对实验产生不良影响的人为干扰因素，例如“长官意识”的干涉、周围社会因素对实验有误解等。这些因素对实验效果产生削弱、降低等不良影响。对这类因素通常采取排除、化解、避免、预防等控制方法。二是有许多因素对因变量的发展起积极作用。这些因素不是在破坏实验的效果，而是在干扰实验效果的归因。从获得精确的科学的实验结论来说，这些因素也属于“干扰”变量，在控制之列。但采用的控制方法不是单纯地排除、消掉，而是根据具体情况灵活处理。例如，对在实验中不可缺少的起积极作用的因素，采取平衡的控制方法：采用对比组实验法，通过测验或随机化的程序，使两组在该因素水平上相等，这样，实验组与对比组的差异就可归于自变量的影响了，因为干扰变量对于两组都发生同样的作用，二者抵消了。对于教材、教法方面的实验来说，学生的知识、智力水平对实验的效果与归因有“干扰”作用。对于它们则不能简单地排除，在这种情况下，为彻底查清教材、教法本身的效果如何，就采用对比组实验，使两组知识、智力水平基本相等，把“干扰”变量的影响平衡了，才能使实验效果获得准确的归因。

一般来说，职教教学实验中的干扰变量具有如下三个特征。

1.多样性

职教教学实验主要是在实际的教学情境中进行的，由于职教教学本性，能够影响发生“干扰”的变量是很多的。因此，在职教教学实验中，对干扰变量应做到预先的测定，并采取相应有效的防范措施。但在职教教学实验中，由于各种预想和未预想的干扰变量很多，很难对其干扰变量做到准确的测定。所以，针对多样性这一特点，职教教学实验中对干扰变量的控制更多的是采取即时的灵活的艺术性的方法。

2.二重性

所谓二重性是指职教教学实验中的干扰变量在一个方面可能是有害的，在另一个方面可能是有利的，从而显示出两面性。例如辽宁职教所进行的“双元制”实验，试点班的学生对这种新模式产生的新鲜感是干扰变量，但它具有二重性，对于实验要获得较好的教学效果来说，这种新鲜感的作用就是有利因素，而对于实验归因来说，则是不利的因素，因为它使实验归因复杂化；实验效果究竟是这种新的模式本身产生的呢，还是学生感到新鲜，从而暂时促进了学习行为造成的呢？如果是后者，随着时间的延长，学生的新鲜感的减弱，教学效果就会降低，这就是二重性。二重性这一特点使职教教学实验所采取的控制方法更多的是平衡法、归因分析法及统计处理法等。

3.复杂性

由于上述两个特点，从而使职教教学实验中的干扰变量具有复杂性的特点。这种复杂性表现在多样性、二重性上，也表现在即时性、情境性、多变性上。一些干扰变量是在实验中即时出现的，例如教师突然感到身体不适，从而影响教学，学生之间在班上突然由于意见分歧发生争吵，等等。这些突发的因素是即时的，难以事先预料和准备好对策。此外，教学实验受情境影响大，例如一所靠近工厂的学校，工厂时而出现的轰鸣声、噪音等，影响教师与学生的心理，从而影响实验教学，这种情境因素其中有许多是难以排除的。再者是多变性，有的干扰变量在一定情况下是干扰变量，在另一种情况下就是非干扰变量，这是性质的多样性；就有无来说，在一段时间，它是存在的，而过一段时间，可能就消失了。例如电化教学实验，正在教学的高潮时突然停电，一会儿又来电，这就是典型的例子。由于上述种种情况，使教学干扰变量呈复杂化，这就要求我们要根据具体情况、具体分析，采取灵活的控制策略，不能生搬硬套一些固定的模式。

上面我们研究了四种变量的概念特征和主要的应用方法，它们在实验中相互影响，构成一定的关系，主要表现如下。

（1）自变量、因变量和干扰变量的关系。自变量是实验引进的新的变量因素，目的在于使它产生预期效果——因变量。自变量与因变量之间构成了因果关系。这是实验的重要逻辑关系。而干扰变量对自变量或因变量发生了干扰作用，构成了潜在的而又不需要的关系。在这三者的关系中，自变量是需要积极操作的，而因变量则是去积极促成的，对于干扰变量则需要控制，包括排除和因势利导。

（2）自变量、因变量、调节变量和干扰变量四者之间的关系。自变量在调节变量的影响下对因变量发生作用，产生实验效果。在这种关系中，实验者系统操作自变量，对调节变量的积极方面予以利用，消极方面予以平衡抵消，对于干扰变量尽量予以控制。这种关系模式不仅能反映自变量对因变量的影响效力，而且能揭示出调节变量的作用，对于在广泛的教学改革实验中，充分利用积极调节变量，避免消极调节变量，提供了依据。