所谓教育实验法，就是根据教育研究课题所规定的任务，按照特定设计的条件和过程，对于研究的对象进行控制，变革研究对象以便在有利的条件下，对其进行观察研究，取得实验事实材料，从而得到客观可靠的结论的教育科学研究方法。
一、特征 教育实验法的特征很多，主要有以下几种：
（一）控制情境 实验是在严格控制的条件下进行工作。实验的因素有所选择；实验的步骤事先确定；实验的情况比较单纯才好，这样可以得到出更为精确的结论。
（二）排除无关的因素每次进行实验时要排除或改变一个因素，同时使其他的因素完全相同，才能逐渐地考察出实验的结果。例如，实验两个小学的学生“学习进步的快慢”与两个小学的学生的智力和环境的关系时，必须在不同的环境里，实施同样的教学于智力相等的两个小学的学生，才能实验出环境的好坏同两个小学的学生的学习进步的关系；若在相同的环境里，实施同样的教学于智力不等的两个小学的学生，才能显示出小学生智力的高低与他们的学习进步的关系。
（三）数量记载精确 实验的结果可以有精确的数量记载，其所表示的准确性，是其他教育科学研究方法所不容易做到的。
（四）反复实验的结果，总体上是一致的所谓科学的实验，可贵的就是它的客观性，可以反复地实验其结果都应是一致的。从事教育实验的人稍受训练，就可以按规则进行实验，而且每次实验的结果都是大体相同的。这是教育实验法的一大特点。
二、种类 一般地说，教育实验法有两种：一种是自然实验法，也叫对照实验法；一种实验室实验法，也叫模拟实验法。
（一）自然实验法在自然的正常的情况下，根据预定的计划，有意识地引起或创造所要研究的现象。被试验者并不知道是在做实验，因而他们的活动也是自然的。只有在正常的情况下，实验出来的结果，才能应用和推广。教育实验法多是采用自然实验法进行实验的。俄国心理学家朱尔斯基把这种实验法叫作自然实验法。自然实验法也是一种观察，但比观察法更有组织，时间更经济，因为它不是等待现象出现，而是引起或创造现象，可以在短时间内得出结论，并且是更精确的。
（二）实验室实验法是在特设的实验室内进行实验的，多是适用于有关心理学的研究方面。由于条件控制得完整，实验室实验所得的结果更为准确。但在实验室的情境和教育实际情况的差别是比较大的，因而实验室实验结果的实际效用，不如自然实验法的效果好。这种实验室实验法需要同其他教育科学研究方法结合起来应用，才能符合教育实际的要求。
教育实验法进行实验时，又有3种具体的组织形式，即单组实验形式、等组实验形式、轮组实验形式。或分别讲述如下。
1.单组实验形式单组实验的形式是被实验者仅有一组，只能前后比较，就叫作单组实验形式。
单组实验的形式，是比较简单的一种实验形式，是以一人或一班学生为实验对象的，控制一种或几种实验因素，然后测量这些实验因素所产生的结果，以求出结论。例如，我们实验在语文教学中，朗读方法与默读方法哪一个比较好些。用一班学生为对象，每一次以半年为期，先实验朗读方法，后实验默读方法，然后比较两个实验的因素所产生的结果，以求出哪一个方法比较好一些。这就是运用单组实验的形式，求出来的结论。
2.等组实验形式等组实验的形式，是常用的一种教育实验形式。其形式是把被实验者，分为人数相等，能力相等的两组或三组。其他条件如教师能力、教材内容、教学时间、教室环境等，也都应当相同。各种条件相等后，再给以两个或两个以上的实验因素，分别应用于这两组以上的学生，经过一段时间，再测量这两个实验因素所产生的结果，以求得结论。例如进行语文教学中的背诵练习与阅读训练的比较实验，选定甲乙两组各方面相等的学生为实验的对象，将甲乙两组进行同一的测验，以测定其学力，作为“初试”。初试后甲组进行阅读训练，乙组进行背诵练习，经过一段时间，再以同一的测验，各测定其学力，作为“复试”。甲乙两组各求其“初试”与“复试”的差数，定甲线为“差1”，求“差1”与“差2”的相比较数，就是这个实验的结果。也就知道背诵练习和阅读训练谁为最好。如“差1”的数比“差2”的数大，那就是背诵练习比阅读训练好；反之，“差2”的数比“差1”的数大，那就是阅读训练比背诵练习好。
再如选定甲乙两班各方面相等的学生，作为实验的对象，实验教材或教法的改进。设置甲班为实验班；乙班为控制班。控制班在实验过程中，不进行任何改变，完全与平时一样。在实验班中，只改变教材的内容，而教学方法和其他有关条件不改变；或者进行教学方法的实验，只改变教学方法，而教材及其他条件不改变。进行教材或教学的实验，以比较两班学生在实验期所产生的差异，就是这个实验的结果。还可选定甲乙丙3组学生，进行“两种滋补品对于学生体重的影响”的实验，可以采用等组实验形式的。这3组学生的年龄、性别、原来的体重，以及其他条件都是相等的。甲组为控制组，不用任何滋补品；乙丙两组都是实验组。乙组用一等滋补品；丙组用二等滋补品。经过半年后，测量3组学生的体重，以计算其增加量，差1、差2，差3。差1代表自然发育的影响；差2代表乙组用一等滋补品的影响；差3代表丙组用二等滋补品的影响。从差2减去差1，求得一等滋补品对于体重的影响。从差3减去差1，求得二等滋补品对于体重的影响。这个影响的数字大小，就是实验的结果。数字大者为最好的滋补品。
3.轮组实验形式轮组实验的形式，是被实验者有两组，而两组的人数和能力是相等的，也可以不是相等的。将两个实验的因素，轮流在两组实验，然后比较其结果，就叫作轮组实验形式。轮组实验的形式，是以两个实验的因素，分别用在甲乙两组内。甲组进行第一个因素的实验；乙组进行第二个因素的实验，经过一段时间，测量其结果。再将两个实验因素，轮换用在甲乙两组内，就是甲组进行第二个因素的实验；乙组进行第一个因素的实验。经过一段时间，则测量其结果。然后汇集两次的结果，加以比较，就得到这次实验的结果。假如有3个实验的因素，则应当有3组学生为实验研究的对象。我们现在举上面朗读与默读的比较研究的例子，来说明轮组实验形式。选定甲乙两组学生为实验对象。实验开始时，对两组学生测验其学力，作为“初试”。然后甲组进行朗读训练；乙组进行默读训练。经过“初试”和“复试”的差数，作为“差2”。得这个结果后，再进行“初试”，或以上次的“复试”成作为“初试”。然后再作轮换实验，甲组进行默读训练；乙组进行朗读训练。经过一学期后，再测量两组学生的学力，作为“复试”。求两组“初试”和“复试”的差数，得“差3”和“差4”。最后把朗读训练所得到的效果“差1”和“差4”相加。把默读训练所得到的效果，差2和差3相加，然后把两个加数之和相比较，就得出实验结果，也就可以知道哪一种阅读方法好些。以上教育实验法的组织形式是我们在教育科学研究实验法中经常采用的组织形式。
三、步骤
教育实验法是一种教育科学的研究方法，要想求得教育实验的结果正确可靠，必须在进行教育实验时，有严格遵循的步骤。现在把教育实验法进行时的步骤，分析讲述如下。
（一）教育实验前的准备工作
（1）选择教育实验的问题。教育上的问题是很多的，我们要选择一个适当的问题来研究，就要有一个选择问题的标准，其标准是：前人未实验研究过的，有实验价值而是社会上所急需要解决的教育问题，并要确定问题的范围。根据这个标准，就可以确定研究的问题。
（2）决定教育实验的形式。实验问题选定后，要根据实验问题的性质，采用适当的教育实验形式。教育实验的形式，就是上面讲的单组实验形式、等组实验形式、轮组实验形式等3种教育实验形式。
（3）选定教育实验的班组。实验的形式确定后，就可以选定实验的班级。可以选择全班级学生为实验对象，也可以选择一部分适合的学生作为实验对象。
（4）选定教育实验的教师。选下担任教育实验的教师，是很重要的。主持教育实验的教师，必须是受过专业训练，熟悉教育实验和教育统计的方法，并有从事教育实验工作的经验。思想精密，态度客观，有做教育实验研究的兴趣。如能选择适宜的主持教育实验的教师，那么教育实验的结果，一定会正确可靠。
（5）选定教育实验的人数。各种教育的实验，必须有一定的人数，教育实验的结果才能保证正确可靠。人数少了，教育实验的结果往往不可靠。但人数太多，计算起来麻烦，且容易受外来因素的影响。通常每个实验组以45人至50人为限。
（6）规定教育实验的时间。教育实验时间的长短，以实验研究问题的性质而定。通常是以一学期或一学年为原则。因为时间太长，各因素容易变化，难以控制；时间太短，难以保证教育实验结果的正确。
（7）测验材料的准备。测验材料是衡量教育实验结果的重要工具。如果测验材料不准确，或者说测验材料的内容和教育实验研究的问题不相符合，就会影响整个教育实验的结果，因此，测验材料的选择和运用，是要特别慎重的。还有教育实验时所用的教材、教具、仪器和记载的表格，都要准备好，以备进行教育实验时应用。
（8）制订教育实验的计划。我们进行教育实验工作，如能事前制订周密的教育实验计划，教育实验的结果就会比较可靠。教育实验计划的内容，一般地说有以下几方面：教育实验的动机、教育实验的目的、教育实验的班组、教育实验的教师、教育实验的时间、教育实验的形式、教育测验的材料、教育实验的材料以及教育实验时应注意之要点，等等。
（二）教育实验进行时的工作
（1）实验开始，进行初试。教育实验计划和其他应准备的工作，均已准备妥当，就可以进行教育实 验。开始实验时，要进行初次测验，作为“初试”。一方面作为分组的依据；另一方面作为与“复试”成绩相比较的材料，以便求出结果的“比较数”。
（2）进行分组。如果采用等组实验的形式，必须使2组实验对象的学生能力相等。分组后，要检查两组成绩的“平均数”与“标准差”是否相近。如果两组的“平均数”和“标准差”不相近，则可以一、两个学生，或调换其他的班组，务使两组学生能力相等。
（3）教育实验情况的控制。教育实验时要严格地控制实验的情况。如果实验情况不能加以控制，掺杂许多的因素，则该实验就不能得到正确的结果。所以教育实验者对于进行测验的手段、主持实验的教师、参加实验的学生、教学时间的支配、教育实验的场地等，都需要加以控制，以免影响教育实验的结果。
（4）教育实验日志的记载。在教育实验的进行中，要记载实验的情况，例如教学过程发生的事情，出席的人数等，均需要加以记载，以便核算教育实验结果时参考。
（5）进行复述。在教育实验将要结束的时候，用与“初试”难度相等的教育测验，测量各组被实验学生的能力，以考查各组学生由教育实验的因素所产生的变化。然后将被实验学生的成绩，作为“复试”，以便核算教育实验的结果。
（三）教育实验结束时的工作
（1）核算教育实验的结果。根据“初试”和“复试”的成绩，求出下列各数；平均进行数、优胜点数、实验系数，得出教育实验的结果。例如“在语文教学中，以采用规定的教科书和采用自编教材二者孰优？”为实验研究的问题，选下两组学生为实验的对象。经过测验后，作为“初试”成绩。经过两个月后，再进行测验，作为“复试”成绩。然后求出平均数、优胜点数、实验系数，就可得出教育实验的结论，也就可以知道采用教科书和采用自编教材二者孰优了。
（2）编制教育实验报告。教育实验的结果核算完毕后，就可以求出教育实验的结论。结论求得后，就可以将教育实验经过的情况，教育实验成绩的经验和失败的教训等情形，编制成报告。四、实验报告教育实验最后的一个工作，就是编制教育实验的报告，一个教育上的问题，经过精密的实验研究得出结论后，就可以编制成教育实验报告，以供他人参考。教育实验报告书的格式和内容，以教育实验研究问题的性质而定。一般地说，教育实验报告书的内容，应当有以下各项。
（1）教育实验研究的问题：在报告书的开始，应当写出教育实验研究的问题。
（2）教育实验的目的：说明教育实验问题的重要性，教育实验的动机和目的等。
（3）教育实验的计划：说明教育实验和年级和学生，主持实验的教师，教育实验的方法，教育实验的时间，教学时间的支配，教育测验材料，教学材料，各种教育实验用具，控制教育实验的情境，教育实验的步骤等。
（4）教育实验的过程：说明教育实验的分组形式，分组名册，教育实验经过的情形等项。
（5）教育实验的结果分析：要用教育统计的方法，核算教育实验的结果，然后根据教育实验结果的事实加以分析说明。
（6）教育实验的结论：结论要依据教育实验事实的材料，对于教育实验研究的问题，应作出明白而确定的解答。教育实验的可靠度也要在教育实验的结论中加以说明。编制教育实验报告书，除以上几项内容外，还应注意以下几点：（1）文字要简洁明了；（2）要多绘制图表，使读者一目了然；（3）统计数字一定要正确正误；（4）推论要特别慎重，要有理论的根据。
五、教育实验法的优缺点
（一）自然实验法的优缺点优点：自然实验法是在教育的实际情况下进行的，所得的结果也比较接近于实际，能较好地反映教育过程的真实情况。因此，自然实验法具有较强的严密性，所得到的材料是比较准确的。
缺点：自然实验法的缺点，大致是与观察法相同。即材料少了不能论证问题，材料多了工作特别繁重，记载的材料常有有主观性。
（二）实验室实验法的优缺点优点：控制的条件完善，所得的结果更为精确可靠。
缺点：实验室的情境和教育实际的情境的判别是很大的。有时实验室实验的结果，在教育实际应用的中效果，不是都很好的。
自然实验法在教育科学研究中的应用范围是比较广泛的，可应用于研究学生的道德品质的形成，知识和技能的学习过程的情况。例如为了探讨教材的安排和教学方法的运用差异，如何影响着学生学习知识的过程，可以在正常的教学情况下，设置一定的实验组和控制组。在实验组中改变教材的组织，而保持教学方法和其他有关条件不变，或者改变教学方法，而使教材及其他条件不变，以比较学生学习知识的的过程中产生什么差异。这都可以运用自然实验法的。
实验室的实验法多应用于心理学方面实验的研究。在研究学生的道德品质方面，也可以应用实验室的实验法。而应用实验室的实验法最多的是模拟实验。例如，在人们的身上不能进行实验的某些事面，就可以用动物来作实验。由于实验室的实验法在实验进行时，控制得很严密，得出的结果比较精确，类推到人们的身上，误差比较小。所以模拟实验多是应用实验室的实验法的。
我们要对于现行的课程、教材、教法、思想教育等加以改进，不能凭少数人的主观愿望，作出武断的决定，而必须用教育科学研究的方法，从事于实际的研究。由实验的结果，得出客观可靠的结论来解决上面这些教育问题，或者改革这些教育问题。
