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1. 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。实验研究，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。
2. 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。
3. 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。
