教育实验是有目的、有组织、有计划的探索教育规律的活动，必须运用科学的方法，按照严格的程序进行。一般来说，教育实验研究包括准备、实施、总结推广等三个基本阶段。
1.教育实验的准备阶段
准备阶段，又称教育实验设计阶段，是教育实验研究的起始阶段，也是教育实验研究的最重要阶段。实验研究能否取得成功，在很大程度上取决于准备阶段在理论上的探讨和具体方案的设计与论证。一般来讲，教育实验的准备阶段需要做好以下基本环节工作：
（1）选定实验研究课题，形成实验研究假说。确定实验研究课题并形成研究假说是教育实验研究的第一步工作，也是广大教育实践者感到最棘手的一个环节。
研究课题是对研究对象、研究内容、研究方向与研究方式的高度概括。实验研究课题来源很多，研究者可以从教育教学中碰到的疑难问题、教育改革的热点问题、教育教学的薄弱环节问题等教育实践方面选择课题，也可以从理论观点与研究文献中选择课题，还可以从行政部门的规划课题指南中选择课题。
在确定实验研究课题时，研究者要遵循课题确定的原则，充分考虑课题的基本要求，即课题本身要新颖且有研究价值，课题提出有一定的科学理论依据和事实依据，课题表述必须具体明确，课题研究要有可行性。
实验研究课题确定之后，研究者需要提出研究假说。研究假说是指研究者在教育科学研究中，依据已知的事实和科学理论，对所要研究的问题提出的初步假定，它指明研究问题的可能结果，即变量之间关系的性质以及变量作用的程度。研究假说具有推测性、根据性、不矛盾性等性质。
研究假说需要一定的理论框架做支撑。有清晰的理论框架，才能明确研究方向，使研究者按照既定目标开展工作。因此，研究者在选定实验研究课题与形成实验研究假说的时候，必须明确实验研究的理论框架。
研究假说的表述必须明确指出两个以上变量间的期望关系，表述的语义应是明确、可操作的，不至于造成歧义。例如，在“发现式和自学式教学方法对五年级学生数学期末考试成绩的影响研究”课题中，我们可以提出以下假设：在教师的教学态度、教学能力相同的条件下，采用发现式教学法比自学式教学法对提高五年级学生数学考试成绩更有效；采用发现式教学法与自学式教学法在提高五年级学生数学考试成绩方面没有性别差异；采用发现式教学法对于数学成绩排名在后30%的学生更有效。实验研究目的，就是检验以上假设是否正确，很明显，一个实验研究假说是否明确、恰当，对于该实验的成功与否和价值大小有着重要的影响，它是实验过程中一个必不可少的步骤。(www.xing528.com)
（2）选择被试，形成被试组。在该环节中，研究者首先要明确研究总体，并确定抽样方法；其次，研究者要确定在研究总体中拟抽取被试的人数，以及抽取被试时需要考虑的因素，如性别、年级、年龄、学习状况、户口等；最后，根据实验设计需要，形成被试组。有时，所有被试形成一个组，即实验组；有时，随机把被试分成两个组，即实验组与控制组，或三个及三个以上不同实验组；有时，需要进行观测，并根据各方面相同的原则，把被试匹配成对，再把配对被试随机分到实验组与控制组。
（3）明确实验变量及其控制、操纵的方法与程序。研究者应明晰以下问题：本实验研究中的自变量、因变量、无关变量分别是什么；自变量的操作定义是什么，自变量有几个，各有几种水平，相应地构成几种实验处理；因变量的操作定义是什么，其指标是什么，如何观测；无关变量有哪些，采取哪些措施控制无关变量，从而提高实验的效度；等等。
（4）选择实验设计类型。实验设计是指就实验控制程度、自变量的数量水平、实验组织形式、因变量的观测安排等角度而言的一种实验方法。教育实验设计复杂纷繁，类型多样。不同设计方法具有不同的优缺点，产生的效度也不同。研究者要综合考虑各方面因素，选择恰当的实验设计类型。
（5）制订实验研究方案。实验研究方案的内容主要有问题的提出、实验的理论基础和指导思想、实验的对象与方法、自变量与因变量的操纵、实验的具体步骤、实验的组织与领导等。
2.教育实验的实施阶段
按照实验设计进行教育实验，采取一定的变革措施（实验处理），观测由此而产生的效应，并记录实验所获得的资料、数据等。
3.教育实验的总结推广阶段
对实验中取得的资料数据进行处理分析，确定误差的范围，从而对研究假设进行检验，最后得出科学结论，写出实验报告。
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