儿童心理学的研究方法，主要有观察法、实验法等。
观察法，就是有目的、有计划地观察儿童在一般生活条件下言语和行为的变化，并且根据观察的结果判断儿童心理发展的特征和规律的一种方法。
实验也是一种观察，只不过是一种有控制的观察，即有计划地控制各种条件，在各种条件中，特别引起或改变某一条件，来研究儿童心理特征的变化。常用的实验法有自然实验、教育心理实验和实验室实验。
除了观察和实验两种主要方法以外，还同时运用其他一些辅助的方法，其中最常用的是谈话法、问卷法和作品分析法。
谈话法是通过谈话来了解儿童心理活动的一种方法。因为言语是人的心理活动的最重要外部表现之一。采用这一方法的时候，首先应当根据研究的目的和谈话对象的特点拟订谈话的话题和内容；谈话的话题和内容要求是儿童能够回答和乐于回答，并能从中分析出他的心理活动的；跟儿童进行谈话的时候，必须随机应变，随时提出足以了解有关儿童心理状态的具有灵活性而又恰当的问题；谈话的过程和结果应当由研究者本人或共同工作者作详细的记录，如能用录音机记录，则更为方便、可靠。
问卷法是用书面问题表让儿童填写，从而了解儿童心理的一种方法，如小学生阅读兴趣的调查或中学生理想的调查等等。这种方法的优点是比较简单易行，且同时可以研究很多儿童。但缺点也比较多，儿童的回答往往不能代表真正的心理状态；且仅仅依靠书面回答来判断儿童心理发展情况，常常是不可靠的。
作品分析法是通过对儿童作品的分析来了解儿童心理活动的一种方法。儿童的作品很多，如日记、作文、绘画、各种作业、工艺制作等等。通过这些作品，可以分析儿童某一方面的心理活动。如通过作文、日记，可以分析儿童思维和言语的发展，也可以分析儿童的兴趣和理想的发展。
进行儿童心理学的研究，经常不是单独地采用一种方法，而是根据研究的需要采取综合的方法；或者以某种方法为主，以其他方法为辅；或者交错运用几种方法。例如，儿童心理学上常常采用的追踪研究，就是以长期观察法(日记法、传记法)为主，而以其他方法为辅。又如，在个案研究中，可能是观察、问卷、谈话或访问教师或家长、作品分析、鉴定材料分析、教育心理实验等各种方法互相配合运用。
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