自然科學研究中所廣泛採用的實驗方法，在近幾個世紀內獲得了長足發展，並不斷向著社會科學領域滲透和遷移。實驗方法運用於教育研究中便產生了一種新的研究型別——教育實驗研究。
一、教育實驗研究概述
（一）教育實驗研究的含義
教育實驗研究方法是研究者按照研究目的，合理地控制或創設一定條件，人為地變革教育物件，從而驗證假設，**教育現象因果關係的一種研究方法。教育實驗是教育科學研究的一種重要方法。
無論是哪一種教育實驗，在以下幾個方面是共同的：一是教育實驗必須揭示變數間的因果關係。二是要主動變革研究物件，即讓研究物件接受不同的實驗處理，也就是對自變數進行操作。
三是實驗研究必須控制條件。通過採用某些實際操作手段和多種方法，人為地控制無關變數或創始某些條件，以證明實驗結果的有效性。
（二）教育實驗研究的基本特點
教育實驗是獲得知識、檢驗理論的一種特殊實踐活動。作為一種相對獨立的社會實踐活動，教育實驗區別於一般實驗，它具有實驗的根本特徵，能夠自覺主動地去探索，變革和創新，主動採取某個變革措施，發揮實驗的「純化，重組，強化，模擬」作用，探索教育內外部規律性聯絡，因果聯絡，從而發展理論。同時，教育實驗又不同於一般的實驗活動，它是教育實踐。
教育實驗具有以下幾個基本特徵：
1．因果關係的**
區別於歷史研究、調查研究和相關研究，實驗研究可以系統地變化條件，以觀察因這些條件化所引起的事物相應變化，從而揭示事物發展過程中各種變數間的因果關係。
歷史研究是研究過去發生的事件。
調查研究以蒐集，分析存在的客觀事物或材料為直接認識任務，是對現狀的認識把握。
相關研究尋求假說命題相關研究說明事物發生、發展過程諸要素的相互關係，「表明兩個事物之間有聯絡」。
只有實驗研究，才揭示變數間的因果關係，「若a則b」的正確性，說明「為什麼」，推論因果關係的邏輯性。
2．自變數的操作
教育實驗是為了變革現實，探索和創新，是要索取而不是消極等待研究現象的自然發生。因此，必須主動操縱自變數的變化。
自變數，即變化的措施，條件。
自變數的操作，是指研究者人為地去干預，控制現象發生的條件和程序，有意識地變革研究物件某一方面的條件，從而得到自己所要的結果。
３．控制無關變數
控制無關變數，也叫控制變數，指在實驗中應該保持恆定的變數。
教育實驗中，為了探索因果關係，證實確實是自變數x導致因變數y的變化，就必須排除其他無關因素的影響，使實驗的其他條件保持恆定。否則，就無法顯現假設中提出的因果關係，實驗也不可能有效度。
「控制」在教育實驗中主要含有三層含義：（1）研究對於外部因素的和實驗情況的控制能力，包括各種無關因素的控制。（2）研究對於實驗所操縱的自變數的控制程度。
（3）研究實驗設計過程中的控制成分，即研究如何通過實驗的設計控制無關變數。
（三）教育實驗研究歷史發展的兩條基本線索
科學實驗萌芽於人類早期的生產活動中，後來逐漸分化出來，從16世紀開始成為獨立的社會實踐形式。伽利略首次將實驗作為研究自然科學的一種必要手段，弗蘭西斯·培根制定了實驗方**原則而被譽為「實驗科學始祖」。
教育研究從一般教育實踐中的實驗到19世紀末20世紀初科學的教育實驗的形成和運用，前後大約二百多年。教育實驗的形成發展是與現代教育的產生發展密切聯絡的。總體上分析，教育實驗是從以下兩條線索發展起來的。
一條線索是受自然科學實驗方法的影響，另一條線索是從一般教育活動本身分化發展而來。
1．借鑑，模仿自然科學實驗
科學實驗法最早用於物理學的研究，後引入動物學，生理學和醫學。實驗研究方法經過實驗生理學和實驗心理學，以人作為研究物件並擴充套件到教育，在20世紀初形成對教育問題進行實驗研究的一種潮流，從而產生實驗教育學派。其代表人物是德國的心理學家梅依曼和拉伊。
2023年梅依曼首次提出了「實驗教育學」的名稱，並進行了關於感覺，語言發展，智慧型與意志，記憶和藝術欣賞實驗。拉伊在他的主要著作《實驗教育學》中提出，只有通過實驗，有意識地簡化要素條件下研究教育現象中各種複雜的因果關係，教育學才能成為一門科學。
在此模式下形成的教育實驗以自然科學研究為典範，強調因果關係的解釋和研究的規範性，強調數學工具的運用和定量研究，強調分析的方法，強調嚴格控制實驗條件，將事實與價值分離以追求結論的客觀性。
2．從一般教育活動分化發展而形成
文藝復興時期以後，受自然科學實驗思想的影響，在人文主義思想指導下，瑞士教育家裴斯泰洛齊兩次創辦幼稚園，還有羅素的皮肯希爾學校，蒙台梭利的幼兒之家等。在這種型別的教育實驗強調在現實教育情境下進行，關注價值、情感和個性，強調研究目的的應用性、物件的整體性及定性的綜合說明方法。
基於教育實驗歷史發展過程的考察，可以進行了以下三點概括
（1）正是通過兩條基本線索的歷史發展，形成了目前兩種各具特點的教育實驗的基本模式型別。一種是模仿自然科學，強調數學工具的運用的型別，一種是強調研究目的的應用性，關注價值、情感和個性，物件的整體性的型別。
（2）兩種教育實驗的共同本質特徵是變革、創新，都是為了**教育現象，青少年發展的內在的因果關係。
（3）教育實驗研究方法的發展經歷了從模仿自然科學的實驗到尋求適合教育研究的實驗方法，從注重定性到關注定量，再到定性與定量分析相結合，從以實驗為主到以教育教學實際場景為主。變革的中心是探索科學的教育實驗的具體表現形式，這一點正是現代教育發展的要求。
（四）教育實驗研究的主要功能
實驗研究是唯一能真正檢驗因果關係假設的研究。實驗作為一種相對獨立的社會實踐活動，是科學理論的源泉和檢驗科學理論真理性的重要標準。教育實驗作為教育研究中的一種基本形式，其功能由教育實驗的本質特徵決定，它能超越感性直觀經驗的侷限，探索和發現客觀事物的內部聯絡和規律性，並獲得利用這些規律來**和駕馭事物發生和發展的能力。
教育實驗研究的主要功能，具體分析有以下三點：
1．檢驗、修改和完善教育理論
檢驗現有教育理論的科學性、先進性，並改進教育教學過程與方法。通過提供有意義的可靠的資訊，對現有教育教學理論進行篩選、改造、提煉和發展、完善。另外，為發現和揭示新的教育特點和規律提供必要的基礎。
通過教育實驗，我們能發現未知，開拓新的研究領域，從而不斷加深對教育發展的規律性認識。
2．促進教育實踐的改革與發展
通過教育實驗，人為地創設一定的系統和環境，在科學教育理論指導下改革教學內容或教學方法。
3．為新的科學理論假說應用於教育實踐尋求操作程式
當研究者提出一套完善的教育教學理論後，必須通過教育實驗將理論轉化成可操作的實驗方案以付諸教育實踐，才能切實發揮科學理論的指導作用。通過實驗，一方面尋求將這些理論具體化並運用於教育教學實踐過程的操作程式；另一方面，實驗的結果又將進一步檢驗、充實、完善這些理論的科學性、先進性和可行性。
（五）教育實驗研究的基本程式
總的分析，教育研究的全過程可分為「準備—實施—總結推廣」三個基本階段。這是乙個相對穩定的、有序的結構序列。
1．教育實驗的準備階段
教育實驗成功與否，很大程度上取決於實驗前的準備工作。具體包括以下內容：
（1）選定實驗研究的課題，形成研究假說。一般來說，乙個實驗至少被一種假設指導，應陳述兩種變數間所希望的因果關係。
（2）明確實驗目的。確定指導實驗的理論構架。為了使理論系統分析更接近客觀實際，需要進行先期的調查研究，查閱相關文獻資料並讓課題組全體成員進行充分討論。
（3）確定實驗的自變數。選擇被試和形成被試組，決定每組進行什麼樣的實驗處理，並確定操作定義。
（4）選擇適合的測量工具並確定採用什麼樣的統計方法，從而明確評價因變數的指標。
（5）選擇實驗設計型別，謀劃好控制無關因素的措施，以最大限度地提高實驗的內部效度和外部效度。
2．教育實驗的實施階段
按照實驗設計進行教育實驗，採取一定的變革措施（實驗處理），觀測由此產生的效應，並記錄實驗所獲得的資料、資料等。
3．教育實驗的總結推廣階段
在實驗的總結和評價階段，研究者的主要任務是對實驗中獲得的資料、資料進行分析處理，確定誤差的範圍，從而對研究假設進行檢驗，最後得出科學結論。在對實驗結果進行分析的基礎上撰寫實驗報告，對實驗的過程和結論進行全面的表述。
二、教育實驗的基本型別
為了在教育研究中正確運用實驗研究法並促進實驗法的發展，必須對教育實驗作出科學合理的分類。掌握不同的分類標準，確定教育實驗型別、特點、操作程式、適用範圍和條件是搞好教育實驗的乙個重要前提。
（一）實驗室實驗與自然實驗
根據實驗進行的場所，可分為實驗室實驗和自然實驗。
1．實驗室研究
實驗室實驗指研究者根據研究的需要於經過專門設計的、人工高度控制的環境中進行的實驗。這類實驗的優點是能把實驗中的各種變數嚴格分離出來，並給予確切的操作與控制，提高研究結論的準確性和可靠性。
2．自然實驗
自然實驗也叫現場實驗，是在實際的教育情境中進行的實驗。
（二）確認性實驗、探索性實驗與驗證性實驗
1．確認性實驗
這類實驗的目標主要在於借助實驗蒐集事實材料，確認所研究的物件是否具有研究假說內容的基本特徵，並推動教育實踐的發展，也叫試探性實驗。研究問題來自實際，所以具有直接的實踐意義。實驗強調的是研究的應用價值，在事實基礎上概況經驗性規律，追求最大限度的有效性。
這類實驗在現場情境下進行，在研究方法上帶有很大的試探性，操作程式不太規範。因此，內在、外在效度均不高。
2．探索性實驗
這類實驗包括有**作用的超前實驗。它是以認識某種教育現象或受教育者個性發展規律為目標，通過揭示與研究物件有關的因果關係及問題的解決，來嘗試建立某種理論體系，所以具有較強的創新性。探索性實驗主要研究教育理論體系中的根本性問題，有重要的理論意義和實踐指導意義。
此類實驗以專門研究人員為主進行。
3．驗證性實驗
它是以驗證已取得的實驗成果為目標，對已經取得的認識成果用再實踐的經驗來檢驗、修正和完善。這類實驗具有明顯的重複性，是在不同環境條件下反覆進行的，不僅對實驗條件有明確分析，而且實驗方案具有可操作性，關注實驗結果應用的普遍性，追求實驗較高的外在效度。
（三）單因素實驗與多因素實驗
根據同一實驗中自變數因素的多少，可分為單因素實驗和多因素實驗。
1．單因素實驗
它是指同一實驗中研究者只操縱乙個自變數的實驗，也叫單一變數實驗。由於單因素實驗的自變數單
一、明確，操縱相對比較容易，實驗難度相對較小。
2．多因素實驗
它是指在同一實驗中需要操縱兩個或兩個以上的自變數的實驗，也叫組合變數實驗。這類實驗要操縱的實驗因素較多，實驗的過程比較複雜，因變數的觀測內容也隨之增多，因而在研究整體上難度較大。
現代自然科學研究方法
現代自然科學研究方法 1 一 科學實驗法 2 一 科學實驗的種類 2 二 科學實驗的意義和作用 4 1 科學實驗在自然科學中的一般性作用 4 2 科學實驗在自然科學中的特殊作用 4 二 數學方法 5 一 運用數學方法的基本過程 5 二 數學方法的特點 6 三 數學方法的種類 7 四 提煉數學模型的一...
江蘇省高校自然科學研究計畫
專案驗收報告書 專案名稱 專案編號 負責人 所在學校 江蘇師範大學 起止時間 驗收時間 2012年12月 江蘇省教育廳制 驗收報告編寫提綱及說明 1 江蘇省高校自然科學研究計畫專案合同書 影印件 2.專案結題驗收成果簡表 見附件 3.研究計畫執 況概述。包括哪些內容作了必要的調整和變動，哪些研究內容...
西北大學科學研究基金 自然科學類 申請書
例如 1991 09 1995 06，北京大學，醫學院生物化學系，博士 研究工作經歷 按時間倒排序 格式 開始年月 結束年月，大學，院系，職稱 例如 1991 09 1995 06，北京大學，醫學院生物化學系，教授 主要論著 近3年來已發表的與本專案有關的主要論著目錄和獲得學術獎勵情況，按以下格式填...