“現代科學”發端於17世紀的西方，伽利略和笛卡兒為其奠定了觀察實驗和數理邏輯的基礎。本教材正是在“現代科學”的意義上使用“科學”的概念，它有一整套國際上公認的、傳統的規範。科學的本質在於科學方法。科學方法就是在觀察的基礎上描述現象，建立解釋性的理論假設，再進一步觀察以檢驗假設。基於此，科學研究也被稱為實證研究。除此之外，科學研究還具有程序的公開性，數據的可累積性等特點。科學研究的功能主要體現為描述和解釋。
典型的實證研究主要包括實驗、準實驗、問卷調查，其適用條件為：變量可以被清晰地進行操作化界定；變量能夠與其他的影響因素分離等。實證研究的目的是進行描述、揭示因果關係和相關關係，具有可觀察性、可重複性、可積累性、可檢驗性等特征。其局限性是不能回答意義、價值等問題。實證的教育研究範式要求首先提出變量能夠被清晰地進行操作化界定的研究假設，強調在對經驗數據的收集分析基礎之上，通過歸納和演繹，在數據與結論之間、假說與結論之間形成明確的邏輯聯係，以檢驗假設，特別強調對相反的假設、競爭性假設的排除。
在方法論層麵上，案例研究是一種運用個案來探索客觀事物規律或人們主觀世界的研究模式。它不僅被廣泛應用於經濟學、社會學、政治學、管理學等社會科學研究領域，作為社會科學的一個分支，教育研究也常常用到這種研究模式。案例研究包括描述性、探索性和解釋性案例研究。其中因果解釋性案例研究所遵循的規則傾向於實證研究。但與實證研究不同的是，案例研究是以具有整體性、綜合性的現象單元為研究對象，事先提出研究假設，通過多種渠道和方法收集經驗資料，旨在描述事物、現象或其過程、機製，通過分析式歸納建立因果解釋理論的一種研究模式。案例研究適合於發生在當代但研究變量難以從整體情境中完全分離的問題，即研究變量和幹擾變量，無關變量難以控製和分離。案例研究的局限：難以對研究結論進行科學的歸納；技術上有局限，研究者有偏見；大量的時間和人力耗費；研究報告較為冗長和煩瑣。