Là phương pháp trong đó người nghiên cứu chủ động tác động vào đối tượng nhằm tạo ra một sự biến đổi về một mặt nào đó hay làm xuất hiện một nhân tố mới nào đó ở đối tượng nghiên cứu theo giả thuyết đặt ra ban đầu của mình.
Kết quả thực nghiệm sẽ cho ta biết giả thuyết đặt ra là đúng hay sai. Nếu kết quả thực nghiệm phù hợp với giả thuyết, chúng ta có thể coi thực nghiệm đó đã thành công, nếu kết quả thực nghiệm đó trái với giả thuyết thì cần phải làm lại thực nghiệm. Nếu kết quả vẫn không phù hợp với giả thuyết thì có thể phủ định giả thuyết và lập lại một giả thuyết mới.
Thực nghiệm cần được tiến hành trong một khoảng thời gian nhất định và phải lặp lại nhiều lần mới xác định được kết quả. Đây là con đường khám phá khoa học được thực hiện một cách chủ động và kết quả thu được đáng tin cậy vì nó mang tính khách quan. Thực nghiệm cũng được coi là phương pháp nghiên cứu quan trọng nhất trong nghiên cứu khoa học.
Trong nghiên cứu trẻ em, thực nghiệm là phương pháp tích cực, cho phép người nghiên cứu khêu gợi ở trẻ những biểu hiện tích cực, những đặc điểm mà mình đang quan tâm nghiên cứu. Người thực nghiệm chủ động đặt ra cho đứa trẻ những nhiệm vụ nhất định mà trẻ cần giải quyết, rồi căn cứ vào cách giải quyết của trẻ để tìm ra những đặc điểm về một mặt nào đó ở trẻ em cần xác định.
Đặc điểm của phương pháp thực nghiệm:
- Thực nghiệm khoa học được tiến hành xuất phát từ một giả thuyết hay một phỏng đoán về một hiện tượng giáo dục. Thực nghiệm được tiến hành để kiểm tra, để chứng minh tính chân thực của giả thuyết vừa nêu. Như vậy, thực nghiệm thành công sẽ góp phần tạo nên một lý thuyết mới.
- Kế hoạch thực nghiệm đòi hỏi phải miêu tả hệ thống các biến số quy định diễn biến của hiện tượng giáo dục theo một chương trình. Đây là những biến số độc lập có thể điều khiển được và kiểm tra được.
- Theo mục đích kiểm tra giả thuyết, các nghiệm thể được chia thành 2 nhóm: nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng. Hai nhóm này được lựa chọn ngẫu nhiên có trình độ ngang nhau và được kiểm tra chất lượng ban đầu để khẳng định điều đó. Nhóm thực nghiệm sẽ được tổ chức thực nghiệm bằng tác động của những biến số độc lập để xem xét sự diễn biến của hiện tượng có theo giả thuyết ban đầu đặt ra hay không. Còn nhóm đối chứng không thay đổi bất cứ một điều gì khác thường. Nhờ có nó mà ta có cơ sở để khẳng định hay phủ định giả thuyết của thực nghiệm.