Весьма распространенным методом исследования является эксперимент по проверке доступности и эффективности новых программ, учебников, пособий, новых методов и приемов обучения, отдельных типов уроков и их циклов, целых систем обучения. Он бывает поисковый, формирующий, контрольный. Цель поискового (ориентирующего) эксперимента - выявление проблем, поиск исходных позиций, нащупывание того нового, что будет тщательно разрабатываться и вводиться позже. Эти первые попытки дадут экспериментатору представление о том, как "идет" новая методика, каков уровень возможностей учащихся.
Формирующий (обучающий) эксперимент обычно продолжителен, тщательно подготовлен (проводится по утвержденному плану), строго фиксируется. Он может проводиться как в лабораторных условиях, т.е. в отдельных экспериментальных классах, так и в более широких масштабах: школе, ряде школ, районе и т.д. - с целью проверки новой системы обучения. Его ход фиксируется в протоколах или на магнитофонной ленте, затем материалы изучаются и делаются выводы. В начале эксперимента, в конце каждого этапа и всего исследования проводятся срезовые работы. Выводы в современных исследованиях делаются не только на основе качественного анализа, но и с применением статистики и ЭВМ.
Наиболее широкие и длительные обучающие эксперименты, в которых участвуют многие учителя, называются опытным обучением, так как они накапливают опыт для работы по новым программам, учебникам. Для сравнения обычно, параллельно с экспериментальными, создаются контрольные классы, в которых применяется другая методика (другие программы, учебники, упражнения и пр.). Такой эксперимент позволяет определить сравнительную эффективность разных методик.
В формирующем (обучающем) эксперименте очень важно накопить обширный материал: конспекты уроков учителей и протоколы уроков (или их магнитофонные записи), что позволяет выяснить, как и насколько удалось реализовать замысел экспериментатора. В ходе эксперимента составляются картотеки ошибок, допускаемых учащимися; ошибки подвергаются классификации с целью выяснения их причин. Изучаются трудности, которые встречаются у учащихся. Обычно ведется дневник эксперимента.
Нередко возникает необходимость повторить эксперимент либо с целью частичных изменений в методике, либо для получения более убедительных результатов, либо для отработки конкретных приемов деятельности учителя и учащихся (так называемой "технологии").
Контрольный эксперимент проводится по завершении основного, формирующего, с целью получения материала для оценки новой методики. Нередко он приобретает форму среза в виде контрольных работ, тестов, сочинений, докладов учащихся, их творчества и пр. "Срезы" дают материал для анализа, статистической обработки, обобщения в виде таблиц, схем, диаграмм. При обработке срезовых материалов нужно пользоваться едиными критериями, которые составляются заранее, на начальных этапах формирующего эксперимента, и отражают задачи новой методики и, следовательно, всей экспериментальной работы. В наши дни эксперимент стал самой распространенной формой методических исследований: его проводят не только научные работники институтов, но и учителя школ.