(1)因果关系的探讨。实验研究可以系统地变化条件，观察因这些条件变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问的因果关系。教育实验研究的目的正是要寻求假说命题“若A则B”的真确性，即确实是因素A导致了因素B的变化。只有实验研究，才能揭示变量问的因果关系，说明“为什么”，推论因果关系的逻辑性。
　　(2)自变量的操作(进行实验处理)。科学实验是人工控制的条件下复制或模拟研究对象，并在实验过程中主动干预对象的发生、发展过程。它是通过改变研究对象的性质或状态来研究事物发展的因果关系。因此，要求对研究过程中涉及的各种变量作出分析和控制，把复杂的条件分解成若干单独的因素，使自变量和因变量的关系不受干扰地以相对纯净的形态，清晰的、可做定量分析的方式呈现出来，以利于我们认识和研究。自变量，即变化的措施、条件。操作自变量，意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。例如，想要提高本班学生的学业成绩，就要主动采取某种措施，或使用新的教学方法，或改变学习环境的安排，或改变学习材料的呈现方式，或改变教学的组织形式等，这些都是所操纵的自变量。
　　(3)合理控制无关变量。在教育实验中，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。只有控制无关变量，保证各方面变量平等，才能保证实验结果是可靠的。如果没有控制，就无法显现假设中提出的因果关系，即无法证明因变量Y就是由x导致的，也许是由其他因素导致的(这个“其他因素”就是我们所说的无关变量)。所以实验研究必须合理控制无关变量，否则实验也不可能有效度。