گرچه كنترل اساس و پایه آزمایش است اما بایستی دقت نمود كه اعمال كنترل موجب ساختگی یا مصنوعی شدن محیط پژوهشی نشود و نتیجتا یافته‌های آزمایش بی‌معنی و مغایر واقعیتهای موجود نگردد. 
  كنترل مسئله اساسی پژوهشهای كاربردی است. در این نوع پژوهش به خاطر دستیابی به پاسخ مسائل عملی غالبا دقت و اعتبار عملی قربانی می‌شود. به همان اندازه كه پژوهشگر كنترل دقیقی بر موقعیت آزمایشی اعمال می‌كند شرایط آزمایشی به طور خودكار با وضعیت معمولی متفاوت می‌شود و یا این عمل مسئله خود را دگرگون می‌سازد و به این كاربرد یافته‌های پژوهشی خود را غیرقابل انتقال به موقعیتهای واقعی می‌سازد.

در پژوهش آزمایشی اولین هدف كنترل تمام متغیرهایی است كه با موقعیتهای آزمایشی رابطه دارند. چون كنترل كامل امكانپذیر نیست. بنابراین، پژوهشگر بایستی تأثیر كلیه متغیرهایی را كه كنترل نشده‌اند، از طریق انتخاب و گمارش آنها در شرایط مختلف آزمایشی به صورت تصادفی ، حذف یا خنثی كند.

 در برخی پژوهش ها ، به رغم کنترل متغیرها و انتخاب و جایگزینی آزمودنی ها در گروه های آزمایش و کنترل به صورت تصادفی ، در نتایج خطاهایی مشاهده می شود . کاهش یا و یا کنترل این خطا از طریق تکرار آزمایش ، یعنی انجام چندین زیر آزمایش بر اساس طرح آزمایشی تنظیم شده .بنابراین به جای مقایسه یک گروه کنترل با یک گروه آزمایش ،چندین گروه کنترل با چندین گروه آزمایش در یک آزمایش مورد مقایسه قرار می گیرد .

مراحلی كه در روش آزمایشی به كار برده می‌شود همانند مراحلی است كه در روش عملی به كار برده می‌شود.

  1. انتخاب مسئله
  2. مطالعه منابع مربوط به موضوع مورد آزمایش
  3. صورتبندی كردن فرضیه
  4. تعاریف عملیاتی
  5. تعریف و تعیین جامعه
  6. انتخاب نمونه
  7. تهیه و تنظیم طرح آزمایشی
  8. اجرای آزمایش
  9. اندازه‌گیری متغیرها
  10. تجزیه و تحلیل داده‌های جمع‌آوری شده
  11. استخراج نتایج
  12. گزارش نتایج

به هنگام بررسی اعتبار درونی هر طرح تحقیقی محقق از خود سئوال می‌كند كه آیا متغیر مستقل (x) در متغیر وابسته ایجاد تغییر كرده است یا نه؟ قبل از این سئوال او باید مطمئن شود كه متغیرهای مزاحم تأثیری در متغیر وابسته نداشته‌اند.

زمانی كه طرح یك تحقیق مورد بررسی قرارمی‌گیرد، این سئوال مطرح می‌شود: آیا یافته‌های مطالعه مورد نظر قابل تعمیم به تك تك افراد جامعه‌ای كه نمونه مورد آزمایش از آن انتخاب شده هست؟ یا اینكه یافته‌های حاصله فقط قابل تعمیم به تعداد به خصوصی است.

در صورتی می‌توان به اعتبار بیرونی طرحی متكی بود كه قبل از اجرای آن، جامعه مورد مطالعه دقیقاً  تعریف شده باشد. چنانچه آزمودنیها به صورت تصادفی انتخاب شده باشند، پژوهشگر می‌تواند نتایج حاصله را به شرح زیر تعمیم دهد:

 تأثیر متغیر مستقل بر جامعه‌ای كه نمونه مورد مطالعه از آن انتخاب گردیده است، عیناً مانند تأثیر همین متغیر بر نمونة آن است. اما تعمیم یافته‌های تحقیق تنها محدود به جامعه نمی‌شود. بلكه مشتمل بر موقعیت جغرافیایی متغیرهای مستقل و زمان است.

نحوه انتخاب آزمودنیها، متغیرها و چگونگی شرایط جغرافیایی تعیین خواهند كرد كه آیا می‌توان یافته‌های مورد تحقیق را در شرایط دیگر و برای آزمودنیهای مختلف به كاربرد یا خیر؟

بررسی اعتبار بیرونی یك طرح تحقیقی مستلزم كنترل دقیق عوامل زیر است:

1. كنش متقابل بین انتخاب آزمودنیها و متغیر مستقل. ویژگیهای آزمودنیهایی  كه جهت مشاركت در تحقیق انتخاب می‌شوند، نقش تعیین كننده در تعمیم یافته‌های تحقیق دارند.

2. واكنشهای ناشی از تأثیر اجرای پیش آزمون. اجرای پیش آزمون ممكن است قابلیت تعمیم نتایج حاصله را محدود سازد و پیش‌ازمون ممكن است رغبت و علاقه آزمدنیها را كاهش یا افزایش دهد. حتی گاهی اوقات امكان دارد كه توجه آنها را به مسائل یا حوادثی كه در حالت عادی به آنها توجهی نداشتند جلب كند، نتیجتاً این‌گونه آزمودنیها را نمی‌توان نماینده واقعی جامعه‌ای كه از آنها انتخاب گردیده‌اند دانست.

3. واكنشهای ناشی از روشهای انجام تحقیق. روش و وسایل انجام تحقیق می‌تواند قابلیت تعمیم یافته‌های مطالعه را محدود سازد، به طوری كه وسایل و شیوه‌های انجام تحقیق، به آزمودنیها این آگاهی را بدهد كه آنها در یك مطالعه تحقیق شركت دارند، ممكن است مبادرت به رفتاری نمایند كه با رفتار آنها در حالت طبیعی و عادی مغایرت داشته باشد. بنابراین اگر آزمودنیها احساس نمایند كه رفتار آنها مورد اندازه‌گیری و تحت مراقبت است، نتایج تحقیق قابل تعمیم به نمونه‌های دیگر جامعه نخواهد بود.

 4. مزاحمتهای ناشی از قرارگرفتن آزمودنیها در معرض دخالت متغیرهای مستقل متعدد. هنگامی كه آزمودنیها در معرض دو یا چند متغیر مستقل قرار می‌گیرند، تأثیر متغیر مستقل قبلی به متغیر مستقل بعدی انتقال پیدا می‌كند، بنابراین یافته‌های تحقیق فقط به ازمودنیهایی كه به همین ترتیب (ترتیب دخالت متغیرهای مستقل) در معرض متغیرهای مستقل قرار گیرند قابل تعمیم خواهد بود.

طرح پژوهشی عبارت‌از یك چارچوب ادراكی  است كه پژوهش با عنایت به آن انجام می‌شود. طرحهای آزمایشی دو وظیفه را به عهده دارند:

براساس فرضیه تدوین شده فرصت های مناسبی را برای مقایسه گروه ها فراهم می‌سازد.

با عنایت به روش های آماری به كاربرده شده به پژوهشگر توانایی لازم را جهت تفسیر نتایج می‌دهد.

طرحهای پژوهشی، براساس كارایی و پیچیدگی، مختلف و متفاوت‌اند. پیچیدگی و كارایی طرحهای پژوهشی به عواملی نظیر: ماهیت مسئله پژوهشی، ماهیت داده‌های جمع‌آوری شده و امكانات اجرایی طرح بستگی دارد.

تحقیق معمولاً با یك یا چند سئوال یا با یك یا چند هدف آغاز می‌شود. به منظور یافتن پاسخ سئوال یا دستیابی به هدف، اطلاعات لازم جمع‌آوری می‌شود و به كمك ابزار آماری مناسب تحلیل می‌گردد.

گرچه تكنیكهای مختلف و متعددی برای تحلیل داده‌ها به كار برده می‌شود، اما تمام این تكنیكها را می‌توان در دو دسته طبقه‌بندی كرد:

      طرح تحقیق دو هدف را دنبال می‌كند:

الف) به محقق كمك می‌كند كه به مسئله مورد مطالعه پاسخ صحیح بدهد.

ب) روش و شیوه تحقیق و متغیرهای مزاحم را تحت كنترل دقیق پژوهشگران قرار دهد.

     یك طرح تحقیقی ضعیف قادر به حذف و یا كنترل متغیرهای مزاحم نیست. كیفیت طرح تحقیقی تعیین كننده میزان توانایی محقق در كنترل تحقیق است .

منظور از توانایی محقق عبارت است از قدرت او در:

     نمونه‌گیری و جایگزینی آزمودنیها به صورت تصادفی در گروههای قابل مقایسه.

 دخل و تصرف، جابه‌جایی و كم و زیاد نمودن مقدار یا اندازة متغیر مستقل.

 زمانی كه متغیر وابسته بایستی مشاهده یا اندازه‌گیری شود.

       تصمیم در مورد اینكه چه گروهی بایستی در چه زمانی و مكانی و تحت چه شرایطی مورد آزمایش قرار گیرد.

وظیفه اساسی و تكنیكی یك طرح تحقیقی كنترل واریانس است.

 طرح تحقیق در حقیقت چیزی جز یك سری دستورالعمل به محقق برای جمع‌آوری داده‌ها و تحلیل آنها نیست. بنابراین طرح تحقیق یك مكانیزم كنترل كننده است. اصول آماری مورد استفاده در این مكانیزم عبارت است از:

به حداكثكر رساندن واریانس متغیرهای آزمایشی، كنترل واریانس متغیرهای مزاحم و ناخواسته و بالاخره، به حداقل رساندن واریانس اشتباه.

پژوهشگر باید تلاش نماید، واریانس متغیر یا متغیرهای مزاحم را به صفر و یا نزدیك به صفر برساند. برای نیل به این هدف می‌توان به طریق زیر عمل كرد:

الف) در صورت امكان، متغیر مزاحم را به طور كلی از جریان تحقیق حذف كرد.

ب) دومین راه كه شاید بهترین روش نیز باشد، انتخاب آزمودنیها به صورت تصادفی است. با توجه به اصول نظری و علمی نمونه‌گیری، انتخاب تصادفی تنها روش كنترل تمام متغیرهای مزاحم است.

برخی از منابع شناخته شده واریانس اشتباه عبارت‌اند از: صفات ذاتی و اكتسابی آزمودنیها كه میزان آنها در افراد مختلف متفاوت است (تفاوتهای فردی). اشتباه اندازه‌گیری یكی از عوامل به وجود آورنده واریانس اشتباه است.

     به حداقل رساندن واریانس اشتباه شامل دو مرحله اساسی است:

كاهش اشتباه اندازه‌گیری از طریق كنترل شرایط تحقیق.

افزایش روایی اندازه‌گیری

حقق هر اندازه بر شرایط تحقیق كنترل كمتری داشته باشد، اشتباه واریانس به همان‌اندازه زیادتر خواهد بود. این مطلب را می‌توان به صورت معادله زیر نشان داد:

      Vt=Vb+Ve

     Vt= كل واریانس،

     Vb  = واریانس متغیرهای مورد مطالعه (در تحلیل واریانس، واریانس بین گروهها).

  Ve= واریانس اشتباه كه آن را واریانس درون گروهها می‌نامند.

 كاملاً مشهود است كه هر چه Ve بیشتر شود Vb كمتر خواهد شد. بنابراین تحت نظر داشتن شرایط تحقیق، از طریق انتخاب و ایجاد طرح صحیح و مناسب، شرط لازم برای به حداقل رساندن واریانس اشتباه است.

 طرحهای شبه‌آزمایشی كه حداقل كنترل را اعمال می‌نمایند.

 طرحهای آزمایشی كه حداكثر كنترل را اعمال می‌نمایند.

 طرحهای نیمه‌آزمایشی كه كنترل آنها از طرحهای شبه آزمایشی بیشتر است.

 

     سه نوع طرح شبه آزمایشی، به ترتیب عبارتند:

طرح پس آزمون برای یك گروه.

طرح پیش‌‌آزمون و پس آزمون برای یك گروه.

       طرح مقایسه گروههای ایستا.

 

در این طرح ابتدا یك گروه از آزمودنیها در معرض متغیر مستقل قرار داده می‌شود. سپس تأثیر این متغیر بر متغیر وابسته مشاهده و یا اندازه‌گیری می‌شود.

 در دیاگرام شماره 1-9 مطلب فوق نشان داده شده است. X نشان‌دهنده متغیر مستقل است و 2T پس آزمون و عبارت است از رفتار مشاهده شده یا متغیر وابسته. جهت این دیاگرام از سمت چپ به راست تعیین كننده زمان اجرای متغیرهاست. همان‌طور كه ملاحظه می‌شود X متغیر مستقل قبل از 2T اجرا می‌شود.

                                        T2 پس آزمون ،

xمتغیر مستقل

     X ----------------------------T2

        طرح پس آزمون با یک گروه

در این طرح محقق نمی تواند مطمئن باشد که اختلاف مشاهده شده بین T1 و Tفقط در اثز دخالت متغیر مستقل Xحاصل گردیده است .

      تحلیل آماری :

آزمون پارامتریک tبرای گروههای همبسته

آزمون غیر پارامتریک :

آزمون علائم

آزمون ویل کاکسون

در این طرح دو گروه وجود دارد، و مقایسه بین گروهی كه در معرض متغیر مستقل قرار گرفته است و گروهی كه متغیر مستقل برای آنها اجرا نمی‌شود صورت می‌گیرد. در این طرح آزمودنهای به صورت تصادفی انتخاب نمی‌شوند و همچنین قرار گرفتن آنها در گروههای مختلف نیز تصادفی نیست.

گروههای كه در این طرح به كاربرده می‌شوند گروه هایی هستند كه تركیب آنها قبل از انجام تحقیق صورت گرفته است و عیناً با همان تركیب در تحقیق به كار گرفته می‌شوند و علت ایستا نامیده شدن آنها نیز به همین دلیل است.

   مراحل اجرای این طرح :        

متغیر وابسته قبل و بعد از اجرای متغیر مستقل اندازه گیری
می شود.دیاگرام زیرمراحل اجرایی این طرح را نشان
می دهد . در این نمودار T1 عبارت است از پیش آزمون و یا متغیر مستقل قبل از اجرای متغیر مستقل ، X نشان دهنده متغیر مستقل و T2 پس آزمون ، رفتار مشاهده شده و یا متغیر وابسته بعد از اجرای متغیر مستقل .

                                T1---------------X---------------T2

                              پس آزمون        متغیر مستقل        پیش آزمون  

                                             

اندازه گیری تإثیر متغیر مستقل ، (اجرای یک آزمون برای هر دو گروه )  دوگروه یکی در معرض متغیر مستقل قرار می گیرد و دیگری نهاز هر دو گروه بدون پیش ازمون، پس آزمون گرفته می شود. (               مقایسه گروهها ایستا).

تحلیل آماری. یافته‌های ناشی از اجرای طرح مورد بحث را می‌توان با استفاده از یكی از آ‍زمونهای آماری زیر مورد تحلیل قرار داد:

آزمون پارامتریك t

آزمونهای غیرپارامتریك

         الف) آزمون میانه

         ب ) آزمون من ویتنی یو

با استفاده از طرحهای شبه آزمایشی نمی‌توان مطمئن شد كه یافته‌های تحقیق صرفاً ناشی از تأثیر متغیر مستقل است.

مهمترین طرح های آزمایشی عبارتند از:

پیش‌ آزمون و پس آزمون با گروه كنترل

 

پس آزمون با گروه كنترل

 

چهار گروهی سلمان

--------------------------

فرض صفر را با H0 نمایش می‌دهند. این فرض اصل را بر عدم اختلاف یا ارتباط قرار می‌دهد.

فرضیه تحقیقیH۱ به این دلیل به صورت فرض صفر بیان می‌شود كه رد یا تأیید آن محقق را قادر می‌سازد كه میزان اختلاف یا ارتباط بین متغیرها را تا صفر برآورد كند. به علاوه این فرضیه مشخص می‌كند كه اختلاف مشاهده شده كمتر یا بیشتر از صفر است.
 
با استفاده از فرض صفر می‌توان تعیین كرد كه رابطه یا اختلاف بین متغیرها ناشی از خطای نمونه‌گیری است یا خیر. هر چه شانس یا احتمال خطای نمونه‌گیری كمتر باشد به همان اندازه نیز شانس معنی‌دار بودن آماری اختلاف یا رابطه بیشتر می‌شود.
در تحقیقات علوم انسانی چنانچه اختلاف مشاهده شده با احتمال 5 درصد ناشی از خطای نمونه‌گیری باشد و یا به عبارت دیگر در صورتی كه با احتمال 95 درصد اطمینان اختلاف مشاهده شده به علت خطای نمونه‌گیری نباشد اختلاف را معنی‌دار می‌گویند و فرض صفر رد می‌شود. برای آزمودن فرض از آزمون آماری پارامتریک ،عبارت از آزمون tاستودنت که در شرایط مختلف آزمایشی از آ استفاده می شود :
الف) آزمون فرض درباره میانگین جامعه
ب) آزمون t برای مقایسه میانگین های دو گروه مستقل
ج) آزمون t برای گروه های همبسته
اطلاعات جمع آوری شده باید پیوسته باشند نه گسسته.

در مواقعی که داده های گردآوری شده گسسته باشد و مقیاس اسمی یا رتبه ای باشد از آزمونهای غیر پارامتریک استفاده می شود.  آزمون مجذور کا که بدان خی ۲ هم می گویندُ یکی از این آزمون هاست که برای تعیین رابطه بین متغیرهای گسسته نیز میتوان استفاده کرد .

در علوم تربیتی عملاً پذیرش سطح 05/0 و 01/0 با معنی، برای پژوهشگر معمولی است. معنی این عبارت این است كه با احتمال 95 درصد تصمیم گرفته شده ، صحیح است فقط 5 درصد احتمال دارد كه فرض صفر درست باشد ولی ما آن را رد كرده‌ایم.  هنگامی كه فرض صفر صحیح است ولی محقق آن را رد می‌كند مرتكب اشتباهی به نام اشتباه یا خطای نوع اول می‌شود. این خطا را می‌توان با انتخاب سطوح دقیقتر نظیر یك در هزار  و یا افزایش اندازه نمونه كاهش داد. عكس این عمل یعنی قبول یا تأیید فرض صفر هنگامی كه این فرض غلط است خطای نوع دوم نامیده می‌شود.
 
به آن دسته از روشهای آماری كه وجود و استفاده با آنها بستگی به دانستن و رعایت مفروضاتی درباره برخی از ویژگیهای جامعه است آمار پارامتریك گفته می‌شود. در عمل پژوهشگر قادر نیست كه ویژگیهای جامعه را پیش بینی كند و مفروضاتی را درباره آنها رعایت كند. بنابراین به آن دسته از روشهای آماری كه استفاده از آنها مستلزم قبول مفروضاتی درباره ویژگیهای جامعه آماری نیست آمار غیر پارامتریك گفته می‌شود. به عبارت دیگر روشهای غیر پارامتریك نیاز به مفروضات اندكی درباره توزیع داده‌های جامعه دارد و به همین دلیل این روشها را توزیع آزاد می‌گویند.
 
مزایای استفاده از روش های غیر پارامتریك : اولا فرم های آنها ساده است، ثانیا استفاده از آنها در مقایسه با روش های پارامتریك ساده‌تر است ولی مهمترین ضعف این روشها مربوط به قدرت یا توان آنهاست.
توان آزمون های آماری : احتمال رد فرض صفر وقتی كه این فرض واقعاً غلط است. هر چه توان یك آزمون در رد فرض صفر زیادتر باشد به همان اندازه توان آن زیادتر است.
برای تصمیم گیری در انتخاب آزمونهای پارامتریك و غیر پارامتریك داشتن اطلاعاتی درباره توان نسبی آنها اهمیت دارد.