“现代科学”发端于17世纪的西方，伽利略和笛卡儿为其奠定了观察实验和数理逻辑的基础。本教材正是在“现代科学”的意义上使用“科学”的概念，它有一整套国际上公认的、传统的规范。科学的本质在于科学方法。科学方法就是在观察的基础上描述现象，建立解释性的理论假设，再进一步观察以检验假设。基于此，科学研究也被称为实证研究。除此之外，科学研究还具有程序的公开性，数据的可累积性等特点。科学研究的功能主要体现为描述和解释。
典型的实证研究主要包括实验、准实验、问卷调查，其适用条件为：变量可以被清晰地进行操作化界定；变量能够与其他的影响因素分离等。实证研究的目的是进行描述、揭示因果关系和相关关系，具有可观察性、可重复性、可积累性、可检验性等特征。其局限性是不能回答意义、价值等问题。实证的教育研究范式要求首先提出变量能够被清晰地进行操作化界定的研究假设，强调在对经验数据的收集分析基础之上，通过归纳和演绎，在数据与结论之间、假说与结论之间形成明确的逻辑联系，以检验假设，特别强调对相反的假设、竞争性假设的排除。
在方法论层面上，案例研究是一种运用个案来探索客观事物规律或人们主观世界的研究模式。它不仅被广泛应用于经济学、社会学、政治学、管理学等社会科学研究领域，作为社会科学的一个分支，教育研究也常常用到这种研究模式。案例研究包括描述性、探索性和解释性案例研究。其中因果解释性案例研究所遵循的规则倾向于实证研究。但与实证研究不同的是，案例研究是以具有整体性、综合性的现象单元为研究对象，事先提出研究假设，通过多种渠道和方法收集经验资料，旨在描述事物、现象或其过程、机制，通过分析式归纳建立因果解释理论的一种研究模式。案例研究适合于发生在当代但研究变量难以从整体情境中完全分离的问题，即研究变量和干扰变量，无关变量难以控制和分离。案例研究的局限：难以对研究结论进行科学的归纳；技术上有局限，研究者有偏见；大量的时间和人力耗费；研究报告较为冗长和烦琐。