Изучение школьной документации — журналов, личных дел учащихся, протоколов собраний, совещаний, работы методических объединений и т. п. — поможет найти многие объективные данные, которые помогут выяснить некоторые закономерности.

Изучение работ учащихся — письменных, графических, творческих — поможет изучить индивидуальность каждого ученика, его отношение к работе, наличие тех или иных способностей и т. п.

Однако судить об эффективности педагогических воздействий, о ценности методических находок, давать новые рекомендации практике позволит эксперимент — специально организуемая проверка того или иного метода, приема, средства и т. п. с целью выявления его действенности, эффективности. Эксперимент предполагает создание чего-то нового. В школе он проводится без нарушения нормального хода учебного процесса, когда достаточно оснований полагать, что проверяемое нововведение может способствовать повышению эффективности обучения или хотя бы не вызовет нежелательных последствий. Это естественный эксперимент. Он обязательно предполагает наличие более или менее равнозначных двух групп учащихся: контрольных, которые работают в обычном режиме (по обычной методике, с обычным содержанием) и экспериментальных, где в режим, содержание или методику привносится исследуемый компонент. Последний предполагает обязательную разработку экспериментальных материалов. Это могут быть созданные исследователем дидактические материалы, наглядные пособия, методические рекомендации, фрагменты нового содержания или новое содержание в целом и т. п.

Иногда проводится проверка какого-либо частного вопроса или особо тщательное наблюдение за отдельными учащимися, нередко с применением аппаратуры. В этом случае допускается искусственная изоляция одного или нескольких учащихся в особые условия. Таков лабораторный эксперимент. В исследованиях по методике естествознания он применяется крайне редко. Как и при обследовании, в ходе эксперимента применяются наблюдение, беседа, интервьюирование, анкетирование, проводятся устные и письменные проверки. Только в отличие от обследования в эксперименте эти методы применяются хотя и по одинаковым материалам, но в разных условиях — экспериментальных и контрольных классов. В ходе обследования и эксперимента исследователь получает фактический материал в виде анкет, протоколов уроков, бесед, интервью, выполненных испытуемыми проверочных работ.