Thực nghiện khoa học [Experiment] là phương pháp đặc biệt quan trọng, một phương pháp chủ công trong nghiên cứu thực tiễn. Trong đó người nghiên cứu chủ động tác động vào đối tượng và quá trình diễn biến sự kiện mà đối tượng tham gia, để hướng dẫn sự phát triển của chúng theo mục tiêu dự kiến của mình.
4.1. Khái niệm
Thực nghiệm sư phạm là phương pháp thu nhận thông tin về sự thay đổi số lượng và chất lượng trong nhận thức và hành vi của các đối tượng giáo dục do người nghiên cứu tác động đến chúng bằng một số tác nhân điều khiển và đã được kiểm tra. Thực nghiệm sư phạm được dùng khi đã có kết quả điều tra, quan sát các hiện tượng giáo dục, cần khẳng định lại cho chắc chắn các kết luận đã được rút ra. Thực nghiệm sư phạm cũng là phương pháp được dùng để kiểm nghiệm khi nhà khoa học sư phạm, nhà nghiên cứu, đề ra một giải pháp về phương pháp giáo dục, một phương pháp dạy học mới, một nội dung giáo dục hay dạy học mới, một cách tổ chức dạy học mới, một phương tiện dạy học mới....
Thực nghiệm sư phạm là so sánh kết quả tác động của nhà khoa học lên một nhóm lớp - gọi là nhóm thực nghiệm - với một nhóm lớp tương đương không được tác động - gọi là nhóm đối chứng. Ðể có kết quả thuyết phục hơn, sau một đợt nghiên cứu, nhà nghiên cứu có thể đổi vai trò của hai nhóm lớp cho nhau, nghĩa là, các nhóm thực nghiệm trở thành các nhóm đối chứng và ngược lại.
Vì là thực nghiệm trên con người nên từ việc tổ chức đến cách thực hiện phương pháp và lấy kết quả đều mang tính phức tạp của nó.
4.2. Đặc điểm của phương pháp thực nghiệm
Thực nghiệm khoa học được tiến hành xuất phát từ một giả thuyết [từ thực tế] hay một phán đoán [bằng tư duy] về một hiện tượng giáo dục để khẳng định hoặc bác bỏ chúng.. 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, qui luật mới hoặc một sự phát triển mới trong giáo dục
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. Biến số độc lập là những nhân tố thực nghiệm, nhờ có chúng mà những sự kiện diễn ra khác trước. Sự diễn biến khác trước do các biến số độc lập quy định gọi là biến số phụ thuộc, đó là hệ quả sau tác động thực nghiệm.
Theo mục đích kiểm tra giả thiết, các nghiệm thể được chia làm hai nhóm: nhóm thực nghiệm và nhóm kiểm chứng [đối chứng]. Nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng được lựa chọn ngẫu nhiên có số lượng, 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 hay gọi là nhân tố thực nghiệm, để xem xét sự diễn biến của hiện tượng có theo đúng giả thuyết hay không? Nhóm đối chứng là nhóm không thay đổi bất cứ một điều gì khác thường, nó là cơ sở để so sánh kiểm chứng hiệu quả những thay đổi ở nhóm bên. Nhờ có nó mà ta có cơ sở để khẳng định hay phủ định giả thuyết của thực nghiệm.
4.3. Tổ chức thực nghiệm sư phạm
a. Các nội dung thực nghiệm sư phạm
- Thực nghiệm các kết luận của quan sát sư phạm.Ví dụ: [Khi quan sát một lớp học, nhà khoa học có nhận định rằng: học sinh lớp này có nhiều vấn đề chưa tốt như mất đoàn kết khó tổ chức sinh hoạt tập thể, không chăm học.... Tuy nhiên ông cũng nhận thấy đa số học sinh rất hiếu động, một số học sinh có khả năng về một số môn thể thao. Nhà nghiên cứu nhận định: nếu tổ chức cho các em chơi thể thao ngoài giờ [hoặc cả trong giờ giải lao], có chú ý vận động những em giỏi từng môn thể thao làm người phụ trách thì có thể tập hợp học sinh lớp này dễ hơn để giáo dục. [Ðó cũng là một giả thuyết].
- Thực nghiệm các giải pháp sư phạmCác ý đồ vận dụng phương pháp mới, phương tiện dạy học mới, chương trinh mới, sách giáo khoa mới, các hình thức tổ chức học tập mới...Ví dụ:Một thầy giáo sáng chế ra một dụng cụ thí nghiệm mới, muốn khẳng định rằng dùng nó thì có thể nâng cao chất lượng học các vấn đề có liên quan đến việc sử dụng dụng cụ ấy.
- Nhà phương pháp muốn thực nghiệm vận dụng một phương pháp dạy học mới.
- Nhà nghiên cứu muốn khẳng định một nội dung dạy học mới.
b. Qui trình thực nghiệm
[1] Một thực nghiệm sư phạm các nhà khoa học phát hiện racác mâu thuẫn giáo dục nhưng chưa có biện pháp khắc phục. Từ mâu thuẩn này, đề xuất các giả thuyết khoa học và các biện pháp khắc phục để nâng cao chất lượng giáo dục.
[2] Trên cơ sở giả thuyết, phân tích các biến số độc lập và chọn các nhóm thực nghiệm và đối chứng tương đương nhau về mọi phương diện.
[3] Tiến hành thực nghiệm trong điều kiện hoàn toàn giống nhau cho cả hai nhóm và quan sát thật tỉ mỉ diễn biến và kết quả của hai nhóm một cách thật sự khách quan theo từng giai đoạn.
[4] Xử lí tài liệu thực nghiệm là giai đoạn phân tích các kết quả khảo sát, theo dõi sự diễn biến của nhóm thực nghiệm, các tài liệu được phân tích, sắp xếp, phân loại và xử lí theo các công thức toán học, đánh giá trên cơ sở so sánh với kết quả của nhóm đối chứng.
Nhờ sự thuần nhất trong tiến hành thực nghiệm, sử dụng một cách thích hợp các phương pháp phân tích, thống kê kết quả thực nghiệm, ta có thể khẳng định mối liên hệ của các biến số trong nghiên cứu không phải là ngẫu nhiên mà là mối liên hệ nhân quả, xét theo tính chất của nó.
Kết quả xử lí tài liệu cho chúng ta những cơ sở để khẳng định giả thuyết, rút ra những bài học cần thiết và đề xuất những ứng dụng vào thực tế. Để đảm bảo tính phổ biến của kết quả thực nghiệm, điều cần chú ý là phải chọn đối tượng tiêu biểu để nghiên cứu, cần tiến hành ở nhiều địa bàn, trên các đối tượng khác nhau, và cần thiết hơn nữa là tiến hành thực nghiệm lặp lại nhiều lần trên cùng một đối tượng ở các thời điểm.
Kết quả thực nghiệm sư phạm là khách quan nhất so với các kết quả nghiên cứu bằng các phương pháp khác nhau.