（一）确定研究方法
研究方法有多种类型，根据其作用的不同可以分为两大类：一类是收集研究数据的方法，如观察法、调查法、测量法等，这类研究方法只是客观地获取资料，不会改变研究的变量；另一类是改变和影响研究变量的方法，如行动研究法、实验法等，这类方法旨在对研究对象施加人为的干预而获得某些期望的结果。在课题研究中，研究方法影响着研究设计的框架、研究过程的开展以及研究结果的解释与应用，因此，在研究设计中选择合适的研究方法是非常必要的。由于教育问题及研究的复杂性，选择研究方法时需综合考虑多种因素，具体来说包括三个方面。
1.根据研究目的和类型选择研究方法
研究方法的选择首先取决于研究的目的和类型。在教育科学研究中，作为研究工具的研究方法，没有优劣之分，即不存在绝对的“最优方法”。但针对某个具体研究问题来讲，最有利于实现研究目的的方法，我们可视为最优研究法。
2.考虑各种研究方法的独立性及互补性
教育研究的每一种方法，都有其自身的特点和适用条件，不可相互代替。同时每一种研究方法也有自身的弊端，各种研究方法间具有互补性。因此，有的研究采用一种研究方法即可，而有的研究需要结合几种研究方法，如实验研究或行动研究，也必须采用第一类的数据资料收集方法，才能了解实验或行动研究的结果如何。
3.衡量研究方法的可行性
研究方法的选择，还要衡量研究者是否能胜任这种方法，是否具有足够的时间和经费实施这种方法，这又和研究范围的大小、研究对象的特点、数据的性质和数据的收集分析、研究者的主客观条件息息相关。研究者必须综合考虑以上这些情况，选择适宜的研究方法。
（二）选择研究对象
教育科学研究是人类有目的、有计划地认识教育现象，探寻教育规律的一种科学认识活动，这种认识活动通常是通过样本的研究结果去推断总体而完成的。
总体是指研究对象的全体，通常用N表示，样本是指从总体中抽取的、对总体具有一定代表性的部分个体。样本中所包含的个体数目称为样本容量，通常用n表示。在实际的教育研究中，由于人力、物力、时间以及资金等的限制，我们不仅要考虑样本对总体的代表性，同时要考虑研究的实际可行性，所以样本的选择需要根据实际的研究需要和研究条件，遵循一定的原则和方法进行。
1.要明确规定总体
即要从内涵和外延两个方面明确总体界限，总体的范围一般由课题的性质和研究目的决定。一般来说，研究者预计将研究成果在哪个范围（总体）推广，就应该在哪个范围内取样。
2.取样的随机性
取样的随机性是指研究者应尽可能地使总体中的每个样本被选中的概率均等，避免人为因素或研究者的个人主观倾向等造成的影响，从而使样本和总体在结构上尽量趋于一致，以保证研究结果的准确性和可靠性。
3.取样的代表性
取样的随机性是指研究者应尽量使样本能够代表总体。样本的代表性是由样本推断总体的理论依据，样本的代表性决定了研究结论对总体推断的可靠性。样本具有代表性，对总体的研究成果才有推广的价值。
4.合理的样本容量
样本容量不仅要符合统计学上的要求，也要考虑实际人力物力等条件对资料收集的限制，使误差控制在最低限度。一般来说，样本的容量和代表性呈正相关。但大样本容量并不是保证其代表性的必要条件，如果抽样过程中遗漏了总体的某些部分，就违背了随机性原则，这时候样本量增加意味着偏差更大。
（三）明确研究变量
研究变量是指某一群体的构成成分之间在数量、水平、程度等性质或特征上的变化。比如，一组学生在性别、智力、身体素质、学业成绩、动机、兴趣等方面存在差异，这些特征就是变量。需要指出的是，变量是相对于常量而言的，常量是指在一个研究中所有个体都具有的相同的状态或特征；变量则是指在一个研究中不同的个体具有的不同的状态或特征。
例如，我们想比较两种不同的教学方法对七年级学生英语口语能力的影响。在这个研究中，年级水平是一个常量，因为每个被试都是七年级学生，七年级对于每个个体来说具有相同的值，它在该研究中是不变的条件，大家都能理解它的含义，不会产生歧义。因此，研究者不需要对这个概念进行界定。教学方法则可以按多种价值标准来衡量，不同的教学方法有不同的操作程序，因此它是变量。另外，英语口语能力也是个变量，对于每个被试而言，英语口语能力有强弱之分，在测量上英语口语表达的成绩会有不同的分数，因此，研究者必须对变量进行解释。
教育现象中存在着复杂的变量及其相互关系，在一项具体的教育科学研究中，研究者们往往把变量分为三类，即自变量、因变量和无关变量。关于这方面的内容，详见专题五。