教育实验控制同自然科学实验控制、心理实验控制的基本精神是一致的。作为一种实验研究主要目的在于验证理论假说，即探求因变量与自变量之间的关系。弄清楚因变量是否由自变量影响所造成的结果，在多大程度上受自变量影响。这就要求实验设计首先要精密地考虑自变量如何操纵，因变量如何准确地观察、测量。在这种自变量影响因变量变化的实验过程中，不可避免地掺入其他一些变量（称无关变量）也在对因变量起作用。如果对这些无关变量置之不理，那么，因变量的观测值就不完全来自自变量影响，实验效度就降低了。所以，为了提高实验效度，必须做好实验变量（或称条件）的控制。所谓控制，即通过各种不同办法排除或减少无关变量对因变量的影响。
1.教育实验控制的意义
让我们先举伽利略著名的物理斜面实验来体会实验控制的意义。
伽利略为研究自然界自由落体运动规律，把难以直接测量的速度与时间的关系转移到斜面上来考察，转为考察物体运动路程与时间的关系，于是他设计了斜面实验。“他用一块长约6米，宽约4厘米，厚约25～30厘米的木板造成一个斜面，在上面刻上宽约1厘米的槽，将槽面磨得十分光滑以尽量减少摩擦，然后使一个小铜球从斜面上沿槽滚下，记下每一单位时间内小球滚过的距离。通过上百次的反复实验推算出小球以匀加速运动沿斜面滚下，即它的速度与时间成比例地增加，这就是自由落体定律。”（《自然科学发展简史》195页）这一实验的成功取决于实验设计的巧妙特别是关于条件控制的严格。这一实验的目的主要是观测两个变量的关系，即铜球下滑距离（路程）与下滑时间的关系。为减少铜球下滑受槽沟摩擦力的影响，他将槽沟磨得十分光滑，并铺上平滑光亮的羊皮纸。由于控制了槽沟摩擦力这一无关变量，使他准确地得出小球下落距离与时间平方成比例地增加这一时间平方定律。由此可知，控制实验条件是开展实验的基本原则，是实验研究的精髓。
（1）只有做好条件控制，才能准确地探求自变量与因变量的因果关系假如我们开展一项新教学方法的实验，结果比没有采用此法的平行班的成绩优异得多，这时，能否简单地作出结论：“实验的优异成绩是来自新教学法”？不能。因为实验班的优异成绩除了受新教学方法影响外，还受到其他许多条件的影响。如实验班学生在实验前的学业基础水平，任课教师的业务水平，教学所用的时间，学生作业所占时间，以及测查的评定标准，等等。这些方面与平行班相比是否一样，如果有差异就成为影响实验结果的干扰因素。这些除自变量（新教学方法）以外的影响因变量（实验结果）的因素称为无关变量。由此可见，任何一项教育实验，只有做好对无关变量的控制，才能准确地探求自变量与因变量的因果关系。不论是因变量的有利影响还是不利影响，都应控制。这正是教育实验的根本原理，即除自变量外，别的条件应相当或尽可能相当。
（2）只有做好条件控制，才能提高教育实验的内在效度所谓内在效度，是指实验结果（因变量）取决于实验项目（自变量）影响的程度。或者说，在实验的背景下，实验者所操纵的自变量对所观测到的因变量有真正的影响的程度。比如，在普通教师、普通教材、普通学生的条件下，只改变识字方法就可用13分钟完成一般教法用40分钟教会10个生字的任务。显然，这种新的识字教学法效果是好的，这项实验的内在效度是较高的。这正是因为它控制了无关变量：教师、教材、学生。这三个“普通”就做到了实验班与非实验班条件基本相等。所以实验班识字效率的提高，主要是因为自变量（新的识字教学法）的影响。可见，只有控制了无关变量，所要探求的自变量与因变量的因果关系才能真正弄清楚，实验的理论假设才能真正得到验证，这才是有内在效度的实验。反之，如前所述，一项实验虽然取得了优异成绩，但这一优异成绩不能完全归因于自变量（新教法），还混入了其他条件的影响，使这一优异成绩无法确定是由自变量影响所取得的，还是由无关变量影响所致。这种实验结果的“混淆”现象，使实验的正确性一性变差，也就是内在效度降低了。
（3）只有做好条件控制，才能提高教育实验的外在效度所谓外在效度，是指实验结果的可推广程度，即实验结果能在多大范围里和在什么条件下适用。一项实验其适用性、代表性越大，可推广性越大，实验的外在效度越高。反之，适用范围越小，代表性越小，可推广性越小，实验的外在效度越低。要提高实验的外在效度，其条件控制：一要注意实验所处社会环境的代表性，即一个地区的经济文化发展水平的代表性。常有这种情况，一项效果很好的实验，当推广到其他地区时却不能奏效。这大多是社会文化背景的缘故。教育实验是复杂的，一个文化源远、基础深厚的地区，对学生的影响是潜移默化的，难以说清的。二要注意实验班学生的代表性，即学生德智体、知情意诸方面发展水平的代表性。实验班学生在样本总体中居于哪种层次水平，将来推广其实验成果时，也应在这个层次范围内。三要注意实验设施的代表性，即实验所用教具、器材及其他设备在将要推广的地区是否具备。
教育实验效度主要由内在效度和外在效度构成。应首先注意提高内在效度水平，因为自变量与因变量的关系还没有探明，就根本谈不上推广问题。
综上所述，教育实验控制大致要遵循下列一些基本原则：
第一，强化与纯化实验操作原则。控制无关变量一方面排除或减少它对因变量的影响，另一方面便突出了或强化与纯化了自变量的作用，使实验操作免受无关因素干扰。这样，通过比较、观察或测量而确定的因果关系便有了可靠的基础。
第二，系统性原则。实验控制须在实验设计的系统中进行，它是整个实验系统中的一个有机环节，不是实验进程中的个别行为。因为影响因变量的条件很多，而这些条件是彼此相关，相互制约的。如果注意了一面而忽视了另一面也不能奏效。比如，斜面实验只注意槽沟平滑，而忽略槽沟宽度、木板斜度也不行，再如，教育实验中只注意学生在校学习成绩而不问其家庭情况。仍是片面的。
第三，道德性原则。这正是教育实验不同于自然科学实验的地方。教育实验对象是学生，是正在发育成长中的青少年，一切控制都不能有害于他们健康成长，不得违背教育道德。采用非教育手段，甚至有悖于人道主义精神的手段是同社会主义教育原则不相容的。这也是由于教育实验不仅具有研究性，同时具有教育性的特点所决定的。
第四，经济性原则。一切控制都不能不顾及人力、物力、财力和时间的投入，比如，不能以实验班和对照班时间利用相等为由而增加学生时间负担。不惜工本的控制手段，虽然也可能取得惊人成绩，但不可能具有科学的内在效度和外在效度。
2.教育实验控制的内容和方法
国外关于教育实验控制的内容和方法有多种观点，这些，已经受了我国近十几年来教育实验大量实践的检验。根据我国教育实验经验，对如下的无关变量及其控制方法作一说明。
（1）实验教师
常有这种情况，一项取得优异成果的实验，却被人议论：“某教师教其他班也能有好成绩。”意思是说该教师素质好，业务水平高，教学技术、教学风格高人一筹。从而推论实验效果主要来自那位教师，而不一定是那个自变量。是的，教师的水平高低对实验效果有直接的巨大的影响。因此，教育实验研究，当认真对待“教师”这一条件，做好选择工作。通常做法是：①对实验班教师与对照班教师均等匹配。当选择有对照班对比实验设计，由不同教师任教时，就要求选择的实验班教师与对照班教师在业务水平、教学经验、教学效果等方面大体相当。②由一名教师轮组或循环实验。当开展单科或单项实验时，可由同一教师在实验班与平行班实施不同的实验项目，以观察比较实验变量。这样就使实验班与平行班的教师条件均等了。例如，一教师在甲班开展“集中识字”实验，在乙班开展“注意识字”实验，以比较两者的优劣。当然，这会增加教师负担，一般很少采用。不过，对于小型的实验项目也可尝试。至于教师本身因素对因变量的影响。一方面，均等地影响到两个班，等于消除了这一因素；另一方面，还可通过多次循环实验以验证所得结论，从而剔除自身因素的影响。
（2）接受实验的学生
在选择实验班学生这一实验环节上，目前较为混乱。有的为了使实验成绩突出，而择优组成实验班：有的视实验班为优惠教育机会，而以人际关系代替选择标准。这种实验班的实验结果是无法解释、难以令人信服的。因为实验对象（学生）这一无关变量对实验结果的干扰是说不清的。所以坚持科学态度，必须对实验对象（学生）施行控制。具体方法如下：
①随机分配。如采用等组实验法，就需将学生均等处理后再决定实验班。
②随机抽样。在我国，有的实验经多年探索，取得了成熟经验，在推广时，对实验对象的选择采取“随机抽样”方法。就是从将要推广的范围里，随机选取最有代表性的样本——实验对象（学生）。例如“小学生语文能力整体发展实验”（吕敬先主持）在河北省的推广就是从河北保定地区王各庄乡的一所小学里确定的实验班。这种方法虽然没有严格地按随机抽样程序进行，但它坚持了选取普通学校、普通学生等原则，其代表性是很高的。如果王各庄乡的这所小学该项实验取得成功，完全可以推广到河北省其他相类似的地区。这对提高实验的外在效度提供了切实的经验。
③配对。如在某年级两个班实验，不宜将原班中途拆散，重新组合，只好在原班中进行实验。这时，可采用配对方法以使学生条件均等。方法是从两班学生中一一成对地选取在学业品德等方面大体相等、性别相同的学生，组成实验组和对照组，进行实验。当比较实验结果时，只比较这两组学生的成绩。
（3）师生对实验的情感倾向
在我国，很多实验教师都是“志愿兵”，他们对实验研究有浓厚的兴趣，有深厚的感情。对实验工作全身心地投入，表现出极为可贵的奉献精神。这些是应充分肯定的，是值得称颂的。这里所说“情感倾向”是指那种使实验结果出现混淆现象的态度。正是这种态度使科学研究掺入了虚假成分，这是应该控制的。有的实验教师为了突出自己的实验成果，在实验过程中或是离开实验项目的基本要求，或是在测查时给学生以种种暗示，或是有意地给试卷打高分等。教师这种情感倾向很容易传染给学生，使学生也跟着教师倾向行事。如测查中的交头接耳，甚至作弊。
控制师生的这种情感倾向主要在教师。教师应强化自己的实验意识、控制意识，端正实验研究的科学态度。所谓科学态度即是探索未知和寻求规律的态度；实事求是和按规律办事的态度。树立了这种科学态度就能自觉地把握自己的情感和行为，使之不影响对实验因果联系的探求。除此，对某个实验项目来说，应尽量完善自变量的操作系统和各项操作技术的详细说明，提高实验项目的可操作性。这样可减少实验的随意性，也能避免师生情感倾向影响。如“小学生语文能力整体发展实验”（吕敬先主持），对识字、阅读、观察、谈话、写话等各项实验内容都有明确的教学要求、时间安排、教法说明，并在实验前培训教师，使实验较严格地“照章办事”。至于测查中的问题，最好由他人采取“验收”方式解决。
（4）时间和精力
教育实验应遵循其根本原理，即除自变量外，其他条件都相等。就是说，较之非实验教育，它要以同等代价换取尽可能大的效果。近年来我国不少成功的实验都突出“时间和精力”这一无关变量的控制，提供了关于条件控制的新鲜经验。其主要办法是：①坚持以不超过规定的时间和精力为准则，即贯彻国家统一制订的教学计划，对其规定的学年、学期、每周上课总时数不变。这主要是使实验在时间和精力的投入上不超过非实验教育。至于牵涉教学计划变动的实验项目，大多是减少时间和精力的投入。②对学生在校活动总量和家庭作业量作出相应的控制幅度。例如杭州市拱墅区实验小学和杭州大学教育系联合开展的《整体、合作、优化教学论实验》规定，每天每个儿童用于在校学习时间的平均量为5小时15分钟；每天用于个人作业的时间平均量为30分钟（指二年级。一年级不留家庭作业）；用于户外活动时间的平均量为两小时。③对学生休息、睡眠等自由支配时间给予保证。关于教师工作量超负荷问题虽难以解决，但教师的健康状况应作为实验成果的一个方面加以考虑。