1- الملاحظة:
(أ) الملاحظة العلمية المقصودة:-
تعريفها "هي توجه الحواس والذهن نحو ظاهرة معينة بهدف دراستها"
لذلك تعتبر مشاهدة للظاهرة بطريقة مقصودة ودقيقة لدراستها والتعرف على عناصرها وتفسيرها.
(ب) الملاحظة العابرة أو البسيطة:
وهي التي تحدث في حياتنا اليومية دون قصد مثل مشاهدة حادثة في الطريق وهي جاءت دون قصد فلم يقصد منها الدراسة.
وبذلك تعتبر ملاحظة غير علمية: وبالرغم من ذلك أدت الى بعض الإكتشافات مثل (أرشميدس وقانون الطفو و نيوتن وقانون الجاذبية)
(جـ) شروط الملاحظة العلمية:
ضرورة توفر الأمان للباحث.
ضرورة إستعداد الملاحظ للملاحظة بمعنى ألا تطلب منه الملاحظة فجأة.
ضرورة قابلية الظاهرة للتكرار ليتمكن الباحث من ملاحظة ما فاته.
ضرورة ملاحظة الظاهرة من جميع جوانبها لأن إغفال أي جانب يؤدي الى خطأ في التفسير.
ضرورة الموضوعية في الملاحظة أي وصف الظاهرة كما هي بأمانة ونزاهة وحياد.
ضرورة إستخدام الأجهزة والآلات الدقيقة لأن الآلات العلمية توسع مجال الملاحظات الحسية فتقرب الشيئ البعيد "مثل التلسكوب" وتكبر الشيئ الصغير مثل "المايكروسكوب" فيجب التأكد من صلاحيتها وسلامتها قبل إستخدامها.
2- الفرض العلمي:
(أ) معنى الفرض العلمي وأهميته:
هو "تفسير مؤقت للظاهرة التي يدرسها الباحث وهو مجرد تخمين يمكن أن يكون صحيحاً ويمكن أن يكون خاطئاً"
لو ثبت بالتجربة صحته أصبح قانونأ أي التفسيرالنهائي للظاهرة.
لاحظ أن: الفرض علمي تفسير مؤقت للظاهرة لأنه لم يوضع موضع الإختبار عن طريق الوقائع.
أهمية الفرض العلمي:
هو الذي يوصلنا الى القانون.
إن القانون فرض ثبتت صحته و الفرض قانون لم تثبت صحته.
(ب) شروط الفرض العلمي:-
أن يكون الفرض مستمداً من الملاحظة الواقعية ولا يكون مجرد تخيلات .
أن يكون الفرض قابلاً للتحقق أي التأكد من صحته عن طريق التجربة وإلا كان بلا قيمة.
لأن إمكان التحقق من صحة الفرض هي التي تجعله صحيح فيصبح هو القانون أو غير صحيح فنعدله أو نغيره.
أن يكو ن الفرض متسقاً مع الحقائق العلمية الأخرى أى لا يتناقض مع ما نسلم به من حقائق علمية.
لأنه لو كان متناقضاً مع الحقائق العلمية من المستحيل إثبات صحته.
لاحظ أن: هذا الشرط لا يصدق في جميع الأحوال لأن الفرض قد يوضع أحياناً ليثبت عدم صحة حقيقة من الحقائق التي نسلم بها وبذلك يقدم لنا الفرض كشفاً علمياً جديداً يساهم في تقدم وتطور العلم.
عدم التمسك بالفرض أي يكون العالم على إستعداد للتخلي عن فرضه أو تعديله لو ثبت عدم إتفاقه مع الواقع.
لأنه مجرد تخمين قد يصدق و قد يكذب لذلك لا يصح أن يتمسك العالم بفروضه.
3- التجربة والتحقق من الفروض:-
(أ) معنى التجربة:-
" هي ملاحظة الظاهرة في ظروف يُعدها الباحث بنفسه"
هناك فرق بين التجربة والملاحظة:

التجربة الملاحظة
ô1 هي مشاهد الظاهرة من خلال تعديلات وتغييرات العالم 1. هي مشاهدة الظاهرة كما هي دون أي تغيير أو تعديل
(ب) أهمية التجربة:
هي الوسيلة الأساسية لتحقق من صحة الفروض.
هي عملية مكملة للملاحظة لذلك يقال أن التجربة هي ملاحظة مقصودة.
لاحظ أن: بالرغم من أهمية التجربة إلا أنه لا يمكن الإستغناء عن الملاحظة لأن هناك علوم لا يمكن إجراء التجارب عليها مثل علم الفلك لذلك نستعين بالملاحظة العلمية.
(جـ) شروط التجربة:
الإهتمام بكل صغيرة وكبيرة تكشف عنها التجربة.وعدم الإكتفاء بالأمور الجوهرية.
لأن الأشياء الصغيرة التي قد تبدو تافهه قد يكون لها أثر كبير في البحث العلمي.
الفهم الكامل والصحيح لكل الطرق المستخدمة في التجربة.
الحذر الدائم من نتائج التجربة فلا يرفض الفرض لمجرد أن التجربة لم تثبت صحته فالتجريب ليس معصوماً من الخطأ.
القانون العلمي:
بعد أن يتأكد الباحث من صحة الفرض فإن الفرض يصبح التفسير النهائي للظاهرة ويصبح قانوناً.
فالقانون هو الهدف النهائي في كل بحث علمي وهو الهدف النهائي للبحث.