Una vez establecido qué estudiar, se debe preguntar cuál es la mejor manera de hacerlo, es decir, de contestar la pregunta planteada. Ello implica definir un plan de investigación, en el cual participan los siguientes procesos:

Antes de llevar a cabo nuestro plan de investigación proponemos plantear ciertas hipótesis, que definimos como suposiciones basadas en experiencias, ideas previas e incluso sentido común. Las hipótesis nos permiten predecir qué sucederá y deben ser comprobables mediante observaciones o experimentos.

Luego de establecer el plan de acción para contestar nuestras preguntas, buscaremos evidencia experimental o datos que puedan comprobar o refutar nuestras ideas. Aquí creemos necesario hacer la distinción entre investigación, experimento y experiencia. En general, los alumnos usan la palabra experimento para denotar cualquier actividad que hagan en la clase de ciencias y muchos libros de texto usan el término investigación de manera errónea.

Llamamos investigación al proceso inquisitivo en el que buscamos la respuesta a una pregunta o problema de interés científico. Este incluye distintas etapas como la recolección de datos, su análisis, el desarrollo de conclusiones, etcétera.

Un experimento implica el uso y la manipulación de variables y constantes. Si queremos averiguar qué pasa cuando cultivamos una planta en ausencia de luz o con poca agua, hemos definido las variables (como su nombre lo indica, son magnitudes que cambian) con las que trabajar. Una experiencia, en cambio, no implica el manejo de variables. Observar las fases de la luna, colectar rocas en una cantera, registrar los cambios de temperatura son experiencia, pero no constituyen experimentos.

Los caminos de la ciencia no son siempre lineales, ni conducen a los lugares esperados. Muchas veces los alumnos dicen que los experimentos "no dan" o que "dan mal". Lo que sucede en esos casos es que obtienen resultados diferentes de los que esperaban, pero no necesariamente que la respuesta está equivocada.

Muchas veces, los alumnos llegan a esta etapa y se encuentran con grandes cantidades de datos (en general bajo la forma de largas listas de números) que no tienen sentido, ya que se han olvidado por qué los colectaron. La tarea de interpretación no es fácil y requiere que encontremos relaciones entre los números que generamos y la pregunta que intentábamos contestar. Este es tal vez un buen momento para volver a leer la pregunta o problema del que partimos. Para entender qué nos dicen los datos, preguntémonos qué estabamos buscando. Una buena estrategia es intentar leer los números de manera cualitativa: buscar tendencias como aumento o disminución de lo que medimos.

El peso de las hojas ¿es mayor o menor luego de haberlas secado?, el volumen de gas desprendido ¿aumenta o disminuye con la temperatura?

Luego podremos detallar en forma cuantitativa estos procesos: cuán grande es el aumento o disminución de peso, de volumen, etcétera.