控制无关因素是减小实验误差，提高实验可靠性的关键措施。无关因素也叫无关变量，是与实验的目的无关，但会影响实验结果的一些因素。控制无关因素的目的是要尽量减少与实验目的无关的因素对实验结果的影响，从而提高实验的效度。控制好坏与否决定着实验结果的误差大小。要控制无关因素需解决两个问题：一是找到哪些是该控制的无关因素；二是用什么方法加以控制。在经典的实验中常采用随机、消除、恒定、平衡、抵消等方法来控制无关因子，教育实验则主要用消除法和平衡法。消除法是去除无关因素对实验的影响，如用单盲法、双盲法消除实验对象的主观因素对实验的影响；用制订实验手册，提供详细说明书，来统一实验人员的操作行为，消除执行和参与实验人员的偏向或过失造成的误差。在无关因素消除有困难时，要采取无关的因子平衡来加以控制。所谓平衡是指使无关因子对实验班和对比班的作用相等，使其效果相互抵消。
五、分析实验措施和结果之间的关系
实验是在假设的引领下，控制实验的条件，然后观察对象的反应，进而分析实验因素的作用效果。例如该有这些反应吗？为什么会有这样的反应？这些反应是怎么产生的？这些反应和实验措施之间有什么关系？由此推断实验措施和结果存在什么关系，是必然的因果关系，还是偶然的联系。
教育实验研究的操作设计
一、规划总体实验研究方案
研究方案的设计是否合理，将直接影响研究的质量。要进行研究方案的设计，就既离不开对学科知识的把握，也离不开对研究方法的思考，并将学科改革的设想与研究方法有机地融合在一起。必须指出，良好的实验设计标准可概括为提高实验效度。而实验的效度有两种类型：即内在效度和外在效度。内在效度涉及对结果解释的可靠程度，而外在效度则涉及结果的可推广程度。在每一个具体的实验中，效度都不会全有或全无，都必须予以考虑，并通过实验设计和实验方式来保证。
一般地说，实验设计包括以下几方面内容：确定研究课题的名称，提出实验的假设，确定研究的目标，选择研究的对象，确定研究的组织形式，安排实验的研究过程。
二、确定恰当的实验配组设计
教育实验研究方法有三种分组模式：一种是单组实验法，即只对一个组进行实验，将实验情况的结果与非实验组进行对比观察，确定实验成效。第二种是等组实验法，是对各方面情况相同的两个以上的班或组，分别采取不同的实验措施，再来对比其效果。第三种是轮组实验法，这是把几个不同的实验措施按一定的排列次序，分别施加于几个不同的班或组，使每个班或组都有机会接受实验的措施，然后把每个因子的多次效果累计在一起进行比较。采用什么配组实验方法，要根据实际的需要和可能来确定。
这里着重介绍先后测量的等组设计，以了解配组设计的基本要求。先后测量的等组实验设计的基本思路是选择两个条件相等的班（或组）作为实验对象（或一个作为实验组，一个作为对比组），分别接受不同实验措施的作用，然后对结果进行测定和比较。
开展等组设计的实验要做好下述四项准备工作：
①选择两个条件相等的班（或组）。条件相等是指学生的学习基础，学生成绩和家庭背景条件比较接近，无显著差异。
②由两个专业水平和教学能力相当的教师执教这两个班，或者由一位教师分别任教两个班。这是控制无关变量的一种方法。
③准备两种不同的教学方法，也就是不同的实验措施。
④两套以上的测试题，其中一套作为摸底测试，其余的则为效果测试。
在完成这四项准备工作中最困难的是使两个班的条件相等。为了尽量使等组的条件相等，可采用以下几种创设等组的方法：
第一种叫随机化等组法。此方法适用于比较均匀的群体，在其中随机抽取对象，随机分配到两个组中去。实现分配后的两个组条件均等。
第二种是一般等组法。在实验前，对对象的某一特征（与实验内容直接相关的）进行测定，比较两个班的均数和标准差，进行平均数的差异显著性检验。如果检验结果表明两班的均数无显著差异，则表明两班学生在此方面的条件均等。如果检验结果发现存在显著性差异，则要在人员上作适当调整，将一些极端的学生删除，这种处理的意思是他们仍然参加实验的一切活动，但他们的成绩已不再列入统计数据之中。如果测试获得的资料是等第，则取两班中每一等第的相同人数即可。
第三种是对偶等组法。就是在两个班中选一对条件相等的对象，分别组成实验组和对比组。例如在某一学科改革实验中，分别从两个班中选取该科学习成绩、性别、学习能力相同的一对学生，组成实验组和对比组。在实验过程中统计和比较这两个结对学生的成绩差异。
三、安排实验的操作程序
完成等组后，就可以开始实验操作了。可以将实验操作程序用一个简易的图式表示如下：
甲班：41——A一41′
乙班：42——B一42′
在图式中，41和42表示实验开始前的摸底测试或基础测定。41′和42′是实验开展一定阶段后的效果测定。A和B表示两种不同的实验措施，或者一个是实验措施，另一个是传统方法。作为实验措施的对照，在实验过程中，摸底和效果测试都是同题测试。所以实验效果的分析可以将41′和42′作比较，进行统计检验。如果实验班的测试结果优于对照班，并且统计检验后发现有显著性差异，那么实验措施明显优于对照班的做法，实验的效果明显。
等组设计的实验中，实验班和对比班的研究同时分别进行，只需一个教学内容，且进行同题测验，使实验的周期短，安排简便，是一种颇为实用的研究方法。同时，由于实行等组设计，提高了实验的敏感性，增长显示实验措施微小影响的能力，使研究的误差变小，有利于发现问题。此外，等组设计也保证实验措施和结果之间关系的合理性，证明实验结果不是由实验前的差异或别的什么因素所引起的，是实验措施作用的效果。当然等组实验设计也有一定的缺点，在设计中要选择配置两个条件相等的组是比较困难的。一般情况下，只能做到两个组接近相等。
教育实验研究的基本步骤
我们以“上海市青浦县‘大面积提高数学教学质量’的实验研究”为例，说明教育实验的操作步骤。
一、发现问题，选择课题
在实际的教育教学中，发现问题是为了解决问题，从而提出实验课题。“青浦实验”就是在发现了学生的数学成绩不佳时，提出了“大面积提高数学教学质量”的选题。
二、调查研究，建立实验假说
通过调查，寻找问题的原因，是实验者对自变量与因变量之间关系的推测与判断的过程。青浦实验在筛选经验阶段，找到了提高数学教学质量的有效教学措施，就是他们自己的教育经验。
三、根据实际情况，设计实验
实验者在着手验证假说之前制定实验计划，其目的在于更科学、更经济地验证假说。实验设计一般包括以下因素：
①实验变量的操作与控制，以确保实验者遵守实验要求操作不走样。
②因变量的观测方法、测量手段。
③无关变量的控制措施。
④实验对象的选择。
⑤实验的组织形式。确定是单组实验形式、等组实验形式或者轮组实验形式。最常用的一种实验设计是先后测验的等组（实验组与对比组）实验。
⑥实验数据处理方法的确定。
四、实验的施行
实验工作者按照设计的实验方案，操作实验变量，控制无关变量，观察、记录、测量反应变量，搜集实验信息的过程，也就是将实验方案物质化、现实化的过程。
五、资料的统计分析
对在实验过程中积累起来的资料，采用科学的统计方法进行统计分析。一般是先用描述的方法把反应结果的原始资料加以列表、图示或计算该资料的平均数、标准差和相关系数等，然后再用推断统计的方法来检验自变量与因变量之间的关系。
六、总结形成实验报告
反应一项实验的过程及结果并将其公布于世的文字材料，是教育科研成果的一种重要形式。
教育实验研究报告
教师从事教育实验研究是教师成为学习者和研究者的一项有价值的实践活动，其成效表现为更深切地获得对教育活动规律的认识，能有目的、有计划地能动地解决教育工作中的关键问题，对提升教师专业素养起积极的推动作用。
就教育实验研究的物化形态成果而言，主要是形成教育实验研究报告。
教育实验研究报告，是在教育实验之后，对教育实验全过程及其结果进行客观、概括地反映的书面材料。由于实验分为探索性和验证性（决断性）两种，所以实验报告的表述方式也就有所不同，但实验报告的基本结构是相似的，一般都包括以下几部分。
一、题目
应以简练、概括、明确的语句反映出教育实验的对象、领域、方法和问题，使读者一目了然，判断出有无阅读价值。为避免题目冗长，可以加副标题，使主标题简练。
二、引言
简明扼要地说明实验课题的来源、背景，实验进展情况，实验对象和规模等，表明解决该课题的实际意义。
三、实验方法
这是实验报告的主要内容之一。目的是使人了解研究结果是在什么条件和情况下，通过什么方法，根据什么事实得来的，从而判断实验研究的科学性和结果的真实性与可靠性，并可依此进行重复验证。
关于实验方法，主要阐述：第一，怎样选择被试对象。被试对象的条件、数量、取样方式，实验时间及研究结果的适用范围；第二，实验的组织类型（方法）及采用这种组织类型的依据。是单组、等组还是轮组实验；第三，实验的具体步骤；第四，对无关因子的控制情况。
四、实验结果
实验结果中最重要的是提出数据和典型事例。数据要严格核实，要注意图表的正确格式。典型事例要能使人更好地理解实验结果，使实验更有说服力。要用统计检验来描述实验因子与实验结果之间的关系。对非单因单果的关系，要经过适当的设计与统计分析，判断影响实验结果的原因，并做出实验假说的验证。
五、结论
它是对整个实验的一个总结。下结论必须慎重，语言要准确、简要；推理要严密而有逻辑性。
六、分析与讨论
运用教育教学理论来分析和讨论与实验结果有关的问题。其主要内容有：第一，由实验结果来回答篇首提出的问题；第二，对实验结果进行理论上的分析与论证；第三，把实验结果与同类研究结果相比较，找出得失优劣；第四，提出可供深入研究的问题及本实验存在的问题。
教育测量的两个基本概念
为了更好地运用教育测量方法，先必须了解它的两个基本概念，那就是“测量”和“测验”。
一、测量
（一）测量的含义
测量是一个生活中的常用词，但不同的研究者却用不同的方式表达它，美国心理学家、生理学家史蒂文斯将它定义为：测量是“按规定将数字分派给对象事事件。”他把教育研究中常用的心理测量看成是测量中的一种，是“应用测量技术以便用数量来表示心理机能的一般术语。”
根据人们教育实践中的具体运用，可以给测量概括出如下的定义：测量就是根据一定的法则，用数学的方法对事物的属性进行描述的过程。简单地说，测量是人们对事物进行区分的过程。这种区分表面上是量的，但实质上反映了质的，因为当量的积累达到一定程度，便会导致质的变化。
（二）测量的要素
施行测量，必然要涉及测量的三个要素。
①测量的对象，即事物及其性质。在校本研究中通常指学生的学习能力、学业成绩、兴趣爱好、思想品德及教学措施等方面的诸多问题。每一次教育测量，必须根据测量目的，对测量对象事先有明确规定。
②测量的结果，即数字或符号。指要使测量以何种形式对测量对象加以数量化，指派数字是用连续量数还是等级量数，用数字还是用符号。使用符号，必须给符号以一定的单位与参照点，使其具有量的意义，从而对被测量事物的性质起到描述作用与比较作用。
③测量法则。这就是对事物如何指派数字与符号，它包括根据测量对象的特征制定测量内容、步骤、程度及评分标准，测验成绩数量化的方法等。
根据上述的分析，有的研究者对“教育测量”做出这样的定义：教育测量的基本特点就是根据一定法则，以测验为工具对研究对象进行测试，从而获得数量化的结果，并通过进一步分析获得相关结论。它可以把抽象、概括的理论研究成果（如群体发展的平均指标、一般特征、理论学说等）转化为反映个体发展水平、教育发展状况的方便工具，并提供可靠的数据。
这里引出了一个重要的概念——“测验”。
二、测验
测验也是人们耳熟能详的一个词，人的一生要经过许许多多不同形式的测验，那么，什么是测验呢？
（一）测验的含义
测验是测量并检验一个行为样本的一种程序。这一定义包含了三个层次的含义：
首先，测验所测量的是行为，是被测者对测验题目所做出的反应，并不是直接测量了被测者本身的某种属性。我们只能通过这个反映情况来推测被测者的某种属性。由于测验是测量行为，所以接受测验的只能是具有行为能力的人或动物（大多数情况下是人），而不可能是植物和其他物质。
其次，一个测验所包含的只是全部这类题目的一个样本，不可能包含这方面的所有题目。也就是说，用于测验的题目必须是所有同类题目所组成的全域中的一个个有代表性的样本。
最后，测验是一种程序，就是说，在测验的编制、施测、评分以及分数的解释方面都必须遵循确定的规程。
从上述分析，我们可以知道，测验的含义要比测量的含义窄。测验是测量的一种方式。
（二）测验的要素
和测量含有三个要素一样，测验也含有其必不可少的四个要素：
1．测验目标
测验目标是指通过测验要测量什么人，测量什么方面的特征。任何一个测验在其测验目标上都有明确的规定，诸如测量对象的年龄范围、职业范围、地域范围和用于测量何种特质等。因为具体的某一测验在编制的时候就根据其预定的测验目标做出相应的设计，所以在使用上也应按照设计时的功能范围来考虑。
2．测验题目
测验题目是测验材料所包含的内容。测验往往是由一组题目集合而成的。它只是围绕测验目标的整个有关题目总体中的一个样本。
3．施测程序
施测程序是对测验的时空条件的规定。任何测验都要求具有准确性、可信性。要达到这些要求，就必须对施测程序作严格而统一的要求，避免由于时空条件的差异而造成对测验结果的影响。时间条件一般是测验所限定的时间长度以及操作的先后顺序；空间条件一般是对施测地点安静性、舒适性等的要求。
4．评分标准