У лабораторних експериментах досліджують особливості відчуттів і сприймань, швидкість реакцій на подразники, обсяг уваги і т.д.Дані вимірюють і реєструють з великою об'єктивністю і точністю.Проте в незвичайних умовах лабораторії дитина може показати не такі результати, як у природних, тому отримані дані нерідко є обмеженими.Щоб надати лабораторним дослідам природності, використовують ігрове моделювання експериментальних і життєвих ситуацій.Наприклад, при дослідженні рухів очей дитини та інших реакцій, для реєстрації яких необхідно закріпити на її тілі датчики, експеримент організовують, як гру в космонавти.
Самим в дитячій психології вважається природний експеримент, запропонований у 1910 р. відомим російським психологом Олександром Лазурський (1874-1917).На відміну від лабораторного він зберігає переваги спостереження (природність умов), робить неможливим спотворення психічних проявів.Під час нього в активній позиції по відношенню до дитини перебуває дослідник, організовуючи, наприклад, гру з метою вивчення її вольових якостей.
Природні експерименти служать для дослідження всіх психічних процесів і властивостей особистості дошкільників.Часто їх застосовують безпосередньо в групі дитячого саду (дослідник виступає в ролі вихователя, організовуючи діяльність дітей).Діти при цьому не підозрюють, що ігри, завдання, які їм запропонували, мають певну дослідницьку мету.Наприклад, дітям дають картинки, на яких зображені тварини, машини, меблі, іграшки, і пропонують розкласти їх по тематичній спрямованості.Дослідник при цьому має можливість з'ясувати, як вони узагальнюють, на які ознаки при цьому звертають увагу.На заняттях зі старшими дошкільнятами з виготовлення іграшки одній групі кажуть, що нею будуть грати діти, другий - що іграшку вони подарують мамі, а третій - що її подарують малюкам, у яких немає іграшок.Для дітей це заняття є звичайним, а досліднику допомагає визначити вплив різних мотивів на діяльність дитини.
Про переваги природного експерименту свідчить дослідження, в ході якого необхідно запам'ятати і пригадати ряд слів в ситуації лабораторного експерименту і в ситуації гри, виконуючи роль «покупця» (купуючи в «магазині» необхідні предмети).Аналіз отриманих результатів показав, що ефект запам'ятовування в грі помітно вище.
Широко використовується в дитячій психології формувальний експеримент, в ході якого способом дослідження психічних процесів і якостей є навчання дітей, спрямоване на їх формування або вдосконалення.
Формувальний експеримент Л. Виготський назвав «експериментально-генетичним» методом дослідження, вважаючи, що об'єктивне вивчення закономірностей розвитку психічного процесу можливе лише в процесі його формування.У педагогічних дослідженнях цей метод отримав назву формувального.
Формувальний експеримент не тотожний педагогічному, який застосовують для вивчення ефективності нових програм, методів навчання і виховання дітей. Зовні вони схожі, оскільки в обох випадках дітей вчать чогось нового, а успішний результат навчання вважають підтвердженням прогнозів.Відмінність полягає в характері прогнозів: психолог передбачає особливості психічних процесів, якостей, властивостей особистості, які виникають в ході розвитку; педагог - те, якими шляхами можна досягти позитивних результатів у навчанні та вихованні дітей.
У дослідженнях, проведених під керівництвом вітчизняного психолога Олександра Запорожця (1905-1981), формувальний експеримент використовували для перевірки гіпотези про те, що при певних умовах на якісно новий рівень можна підняти процеси сприйняття, розвинути окремі сторони сенсорики дитини.Як виявилося, дошкільнятам важко розрізняти звуки за висотою.Для розвитку цієї здатності проводили такий експеримент: перед дітьми розігрували сцени-драматизації, в яких брали участь великий «Лис-тато», видавав низькі звуки, і «Лисиця-мама», яка була менше й видавала високі звуки.Потім експериментатор спільно з дітьми розігрував епізоди з життя цих персонажів: «лиси» переховувалися в різних місцях, і дитина повинна була відшукати їх по голосу.Виявилося, що після такого навчання навіть маленькі діти (2-4 роки) починають не тільки легко розрізняти по висоті голоси персонажів, але і з успіхом відзначають різницю між будь-якими звуками чують вперше і які зовсім не пов'язані з відомими їм предметами.
В одному дослідженні поєднують різні види експерименту.Спочатку організують констатуючий звичайний експеримент, щоб зафіксувати у дітей рівень розвитку психічного процесу, якості в звичайних умовах виховання.Потім вдаються до формувального експерименту, маючи на меті отримати новий рівень психічного процесу, якості згідно прогнозів.Завершує дослідження звичайний, але вже контрольований експеримент, призначений з'ясувати зрушення, які сталися внаслідок формувального експерименту.
Організація експериментального дослідження повинна відповідати певним вимогам.На етапі планування експерименту необхідно чітко сформулювати його мети, визначити вибірку дослідження (склад учасників), продумати і записати методики його проведення, визначити умови, в яких він пройде (місце і час), вибрати умови і правила гри, при яких проявилися б найбільш характерні якості особистості дитини.Приміщення, в якому буде проводитися експеримент, має бути добре знайомим дитині, не містити зайвих предметів, які можуть відвернути її увагу, тому не слід використовувати для нього спортивний зал, театральну, зоологічну номер т.д.Важливо подбати про його освітлення, уникнути сторонніх подразників (звуків, запахів, нових предметів).Не варто садити дитину обличчям до вікна, щоб вона не відволікалася.
Під час експерименту слід встановити доброзичливі стосунки з дитиною, яка бере участь у дослідженні.Для цього потрібно посадити його поруч з собою, а не через стіл.У спілкуванні не бажано загострювати увагу дитини на помилках, стримано і рівно реагувати на її успіхи і невдачі під час експерименту.Темп проведення експерименту повинен відповідати індивідуально-психологічних особливостей дитини.
Дослідження не повинно бути тривалим (10-20 хв).Ознаки перевтоми, нудьги, небажання дитини виконувати далі задача є підставою для його припинення. Експеримент завжди передбачає стандартні процедури, тому не слід вносити зміни в процес його проведення.У дошкільному закладі експериментальні дослідження проводять у другій половині дня.