1.教育实验研究的含义
实验法是指研究者按照研究目的，合理地对研究中的某些变量进行操纵或控制，人为地变革研究对象，以探求研究现象中各个变量间的因果关系。从方法论上看，实验是定量研究的一种特定类型，它比其他研究方法更直接地基于实证主义的背景和原理。尤其是在检验变量之间的因果关系方面，实验研究具有最突出的效用。实验研究是唯一能真正检验因果关系假设的研究。
教育实验研究方法是研究者按照研究目的，合理地控制或创设一定条件，人为地变革教育对象，从而验证假设，探讨教育现象因果关系的一种研究方法。教育实验是教育科学研究的一种重要方法。教育实验作为教育研究中的一种基本形式，其功能由教育实验的本质特征决定，它能超越感性直观经验的局限，探索和发现客观事物的内部联系和规律性，并获得利用这些规律来预测和驾驭事物发生与发展的能力。
教育实验研究的主要功能，具体分析有以下三点：①检验、修改和完善教育理论。检验现有教育理论的科学性、先进性，并改进教育教学过程与方法。通过提供有意义的可靠的信息，对现有教育教学理论进行筛选、改造、提炼和发展、完善。另外，为发现和揭示新的教育特点与规律提供必要的基础。通过教育实验，我们能发现未知，开拓新的研究领域，从而不断加深对教育发展的规律性认识。②促进教育实践的改革与发展。通过教育实验，人为地创设一定的系统和环境，在科学教育理论指导下改革教学内容或教学方法。③为新的科学理论假说应用于教育实践寻求操作程序。当研究者提出一套完善的教育教学理论后，必须通过教育实验将理论转化成可操作的实验方案以付诸教育实践，才能切实发挥科学理论的指导作用。通过实验，一方面，寻求将这些理论具体化并运用于教育教学实践过程的操作程序；另一方面，实验的结果又将进一步检验、充实、完善这些理论的科学性、先进性和可行性。
2.教育实验研究历史发展
科学实验萌芽于人类早期的生产活动中，后来逐渐分化出来，从16世纪开始成为独立的社会实践形式。伽利略首次将实验作为研究自然科学的一种必要手段，弗兰西斯·培根制定了实验方法论原则而被誉为“实验科学始祖”。
教育研究从一般教育实践中的实验到19世纪末20世纪初科学的教育实验的形成和运用，前后大约二百多年。教育实验的形成发展是与现代教育的产生发展密切联系的。总体上分析，教育实验是从以下两条线索发展起来的。一条线索是受自然科学实验方法的影响；另一条线索是从一般教育活动本身分化发展而来的。
（1）借鉴，模仿自然科学实验。科学实验法最早用于物理学的研究，后引入动物学、生理学和医学。实验研究方法经过实验生理学和实验心理学，以人作为研究对象并扩展到教育，在20世纪初形成对教育问题进行实验研究的一种潮流，从而产生实验教育学派。其代表人物是德国的心理学家梅依曼和拉伊。1901年梅依曼首次提出了“实验教育学”的名称，并进行了关于感觉，语言发展，智慧与意志，记忆和艺术欣赏实验。拉伊在他的主要著作《实验教育学》中提出，只有通过实验，有意识地简化要素条件下研究教育现象中各种复杂的因果关系，教育学才能成为一门科学。在此模式下形成的教育实验以自然科学研究为典范，强调因果关系的解释和研究的规范性，强调数学工具的运用和定量研究，强调分析的方法，强调严格控制实验条件，将事实与价值分离以追求结论的客观性。
（2）从一般教育活动分化发展而形成。文艺复兴时期以后，受自然科学实验思想的影响，在人文主义思想指导下，瑞士教育家裴斯泰洛齐两次创办幼稚园，还有罗素的皮肯希尔学校，蒙台梭利的幼儿之家等。在这种类型的教育实验强调在现实教育情境下进行，关注价值、情感和个性，强调研究目的的应用性、对象的整体性及定性的综合说明方法。
基于教育实验历史发展过程的考察，可以进行以下三点概括。①正是通过两条基本线索的历史发展，形成了目前两种各具特点的教育实验的基本模式类型。一种是模仿自然科学，强调数学工具的运用的类型，一种是强调研究目的的应用性，关注价值、情感和个性，对象的整体性的类型。②两种教育实验的共同本质特征是变革、创新，都是为了探讨教育现象，青少年发展的内在的因果关系。③教育实验研究方法的发展经历了从模仿自然科学的实验到寻求适合教育研究的实验方法，从注重定性到关注定量，再到定性与定量分析相结合，从以实验为主到以教育教学实际场景为主。变革的中心是探索科学的教育实验的具体表现形式，这一点正是现代教育发展的要求。
3.教育实验法的特点及优势
（1）教育实验法的特点。教育实验是获得知识、检验理论的一种特殊实践活动。作为一种相对独立的社会实践活动，教育实验区别于一般实验，它具有实验的根本特征，能够自觉主动地去探索，变革和创新，主动采取某个变革措施，发挥实验的“纯化，重组，强化，模拟”作用，探索教育内外部规律性联系，因果联系，从而发展理论。同时，教育实验又不同于一般的实验活动，它是教育实践。教育实验具有以下几个基本特征。
实验法注重因果关系的探讨。区别于历史研究、调查研究和相关研究，实验研究可以系统地变化条件，以观察因这些条件变化所引起的事物相应变化，从而揭示事物发展过程中各种变量间的因果关系。历史研究是研究过去发生的事件。调查研究以搜集，分析存在的客观事物或材料为直接认识任务，是对现状的认识把握。相关研究寻求假说命题相关研究说明事物发生、发展过程诸要素的相互关系，“表明两个事物之间有联系”。只有实验研究，才揭示变量间的因果关系，“若A则B”的正确性，说明“为什么”，推论因果关系的逻辑性。
自变量的操作。教育实验是为了变革现实，探索和创新，是要索取而不是消极等待研究现象的自然发生，因此，必须主动操纵自变量的变化。自变量，即变化的措施，条件。自变量的操作，是指研究者人为地去干预，控制现象发生的条件和进程，有意识地变革研究对象某一方面的条件，从而得到自己所要的结果。
控制无关变量。控制无关变量，也叫控制变量，指在实验中应该保持恒定的变量。教育实验中，为了探索因果关系，证实确实是自变量X导致因变量Y的变化，就必须排除其他无关因素的影响，使实验的其他条件保持恒定。否则，就无法显现假设中提出的因果关系，实验也不可能有效度。“控制”在教育实验中主要含有三层含义：①研究对于外部因素的和实验情况的控制能力，包括各种无关因素的控制。②研究对于实验所操纵的自变量的控制程度。③研究实验设计过程中的控制成分，即研究如何通过实验的设计控制无关变量。
（2）教育实验法的优势。与问卷法、访谈法等相比，实验研究主要有以下优势。
第一，需要人为地创设一定的情境，操纵或者控制变量。通过对变量的控制，可以简化和纯化心理现象，重复和检验某些理论观点和研究结果。相比而言，实验室实验比现场实验对变量的控制更严，也更有利于因果结论的得出。
第二，由于实验法事先有较为严格的实验设计，保证了取样的随机性、实验条件的严密性、实验结果记录的客观性等，对变量尤其是无关变量的控制较严，使得实验的各个环节具有严谨性和科学性，因此相比其他研究方法而言，实验研究更容易揭示变量之间的因果关系。
第三，能观察到自然条件下遇不到的情况。实验法可以控制生活中的某些干扰因素后，再探讨所要观察的变量之间的关系，因此容易看出平时自然条件下观察不到的现象。实验使研究者有可能准确地、精细地、分别地研究事物的各方面或组成部分，比较容易观察某些特定因素的效果。进入实验室，可以有计划地控制现象和环境，创造便于精确测量和运用机械方法纪录的条件，使研究更为精密。
第四，可以重复验证实验结果。在实验中，通过人为地改变条件，可多次获得同一状态下的某些现象，因此它比采用观察法、调查法等能更加确切地研究这些现象。
同时，实验法的缺点表现在：第一，它需要花较多的人力，有时往往受到实验设备，以及其他实验条件的限制。第二，对实验所需要的环境的控制难度大。教育实验的对象是活生生的人，要像自然科学的实验室实验那样实行严格的控制是不可能的。第三，它对实验人员的素质有一定要求，需要进行一定培训后才可以实施。正是由于这些限制，在教育研究中，实验法的应用不如其他研究方法广泛。