Nâng cao năng lực thực nghiệm cho học sinh là nhiệm vụ cần thiết trong giáo dục phổ thông hiện nay, giúp học sinh bước đầu hình thành năng lực nghiên cứu khoa học và là một bộ phận của năng lực nhận thức khoa học, nhất là trong học tập các môn khoa học tự nhiên như sinh học, vật lý, hóa học. Trong bài báo này, các phương pháp nghiên cứu lý luận và thực tiễn đã được sử dụng kết hợp với thực nghiệm sư phạm trên 85 học sinh lớp 10, trong đó có 43 học sinh lớp thực nghiệm và 42 học sinh lớp đối chứng tại một trường trung học phổ thông ở Việt Nam. Kết quả cho thấy việc sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học đã nâng cao rõ rệt năng lực thực nghiệm của học sinh. Mức độ năng lực thực nghiệm của học sinh ở lớp thực nghiệm tăng lên so với lớp đối chứng, kết quả trước và sau thực nghiệm sư phạm của lớp thực nghiệm cũng chuyển biến tích cực. Kết quả nghiên cứu bước đầu chỉ ra vai trò của bài tập thực nghiệm và đề xuất xuất quy trình sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học nhằm nâng cao năng lực thực nghiệm của học sinh.