عادة ما يكون أكثر جزء صعب في المشروع الاستقصائي العلمي هو معرفة ما تريد الاستقصاء عنه؛ خذ وقتك في الاختيار لأن كل الخطوات التالية ستكون مبنية على الفكرة التي تختارها.   فكر في شيء يثير اهتمامك أو يفاجئك أو يربكك وضع في اعتبارك ما إن كان شيئًا يمكنك التحقيق فيه بشكل منطقي لمشروع علمي. كون سؤالًا واحدًا يلخص ما تود فحصه.  لنفترض مثلًا أنك سمعت أنه يمكنك صنع فرن شمسي بسيط من صندوق (علبة) بيتزا.  قد تكون مثلًا متشككًا في إمكانية تحقيق ذلك أو تحقيقه بشكل متسق. بهذا قد يكون السؤال "هل يمكن صنع فرن شمسي بسيط يعمل بشكل متسق في ظروف مختلفة؟" تأكد من أن الموضوع الذي تختاره قابلٌ للتنفيذ خلال الفترة الزمنية المتاحة وبالميزانية الموجودة ومستوى المهارة، وكذلك ألا يتضمن خرقًا لقواعد المنافسة أو المعرض أو الواجب المدرسي (بدون اختبارات على الحيوانات مثلًا). يمكنك البحث عن أفكار على الإنترنت إن احتجت لمساعدة، ولكن لا تقم ببساطة بنسخ مشروع تجده هناك، فذلك ضد القواعد والأخلاقيات العلمية. يمكنك رغم ذلك تعديل مشروع حالي لاختبار فرضيات مختلفة أو تصفح سؤال لم تتم إجابته في تجارب سابقة. لا يعد هذا خرقًا أخلاقيًا، بل كثيرًا ما ينتج عنه نتائج ونقاشات مثيرة للاهتمام. يمكنك البحث من خلال قراءة المراجع والكتب العلمية أو البحث عبر الإنترنت أو مناقشته مع خبراء، فمعرفة موضوعك بتعمق سيساعدك في بناء مشروعك.   انتبه لمتطلبات المشروع. تتطلب العديد من معارض العلوم أن تتضمن مراجعك على الأقل ثلاث مصادر أكاديمية موثوقة، مثل: منشورات معتمدة من قبل خبراء أو زملاء في نفس المجال.  يجب أن تكون مصادرك غير متحيزة (ليست مرتبطة بمنتج مثلًا) وحديثة (ليست موسوعة من عام 1965) وموثوقة (ليست تعليقًا مجهول المصدر على مدونة). يمكنك في المقابل الاعتماد على مصادر الويب، شرط أن تكون مدعومة من قبل منظمة علمية. اطلب النصح من مدرسك أو مدير المشروع إن كنت بحاجة إليه. على سبيل المثال، البحث عن "كيفية صنع فرن شمسي من صندوق بيتزا" سينتج عنه الكثير من المصادر بعضها أكثر التزامًا بالقواعد العلمية (وبالتالي أكثر موثوقية) من غيره. يمكنك الاعتماد على مقال يختص بالموضوع بطريقة منظمة وموثوقة وحديثة كمرجع جيد.  على الجانب الآخر، لا يُعتد بمنشورات المدونات والمقالات مجهولة المصدر والمواد المجمعة من قبل الجمهور، ولا يُقبل بها كمراجع موثوقة. رغم أن ويكي هاو مصدر قيم فقد لا يُعتد به كمصدر جيد لمشروعك، ولكن يمكنه إفادتك في تعريفك على تجربتك المختارة وتوجيهك نحو مصادر أكاديمية. إن اختيار مقالات منظمة ذات مراجع متعددة (تربط بمصادر قيمة هي الأخرى) سيحسن فرص قبوله، لذا ناقش الأمر جيدًا مع مسؤولك أو منظمي المعرض أو غيرهم من المشرفين. . الفرضية هي نظريتك المبدئية أو توقعك بناء على السؤال الذي طرحته وما تلاه من بحث. يجب أن تكون دقيقة وواضحة ولكن ليس بالضرورة أن تثبت صحتها كي ينجح مشروعك (التجارب الفاشلة لها نفس قدر أهمية التجارب الناجحة في العلم).   من المفيد عادة تحويل سؤالك إلى فرضية بالتفكير بأسلوب "إن / إذًا". يجدر بك تكوين فرضيتك (في البداية على الأقل) وفقًا للصيغة اللغوية: "إن [فعلت كذا]، فإذًا [سيحدث كذا]." يمكن أن تكون الفرضية مثلًا: "إذا [صنعت فرنًا شمسيًا من صندوق بيتزا]، فإذًا [يمكنه تسخين الأطعمة بشكل متسق، في أي وقت يوجد به أشعة شمس كافية]." بعد تكوين فرضيتك حان الوقت لاختبار صحتها. يجب أن تركز تجربتك بشكل كلي على تأكيد أو دحض فرضيتك، دون التفرع في أي جانب آخر. تذكر أنه ليس من المهم أن تكون محقًا بل أن تجري العملية بشكل صحيح.   من المهم جدًا أن تضع المتغيرات في اعتبارك. التجارب العلمية بها ثلاث متغيرات: المستقلة (التي تغيرها أنت) والمتغيرات التابعة (التي تتغير كاستجابة للمتغير المستقل) والضابطة (التي تظل على حالها).   عندما تخطط لتجربتك ففكر في المواد التي ستحتاجها. تأكد من جاهزيتها وقدرتك على تحمل كلفتها أو استخدم حتى موادًا موجودة في المنزل بالفعل. بالنسبة لفرن صندوق البيتزا الشمسي، فإن مواده يسهل الحصول عليها وتجميعها. سيكون الفرن والمواد المطبوخة فيه وأشعة الشمس متغيرات ضابطة، بينما الظروف البيئية الأخرى (مثل: وقت اليوم أو السنة مثلًا) قد تكون مستقلة، وأخيرًا ستكون درجة طهي الطعام متغيرًا تابعًا. بعد الانتهاء من التخطيط والإعداد، يكون قد حان الوقت لاختبار صحة فرضيتك.   اتبع الخطوات التي خططت لها لاختبار تجربتك عن كثب، ولكن إن لم يكن من الممكن إجراء الاختبار كما هو مخطط، فعليك إعادة تهيئة خطواتك أو تجربة مواد مختلفة. إن كنت تريد حقًا الفوز بجائزة المعرض العلمي فهذه خطوة مهمة. من الشائع في المعارض العلمية أن تحتاج لإجراء تجربتك ثلاث مرات على الأقل لضمان الحصول على نتيجة صحيحة علميًا.  بالنسبة لفرن صندوق البيتزا، سنفترض أنك قررت اختبار الفرن الشمسي بوضعه في ضوء الشمس المباشر خلال ثلاثة أيام متقاربة بدرجة حرارة 32 درجة مئوية في شهر يوليو، ثلاث مرات كل يوم (10 صباحًا و2 و6 مساء). ستكون كل الاختبارات التي تجريها عديمة الفائدة مهما كانت مثيرة للاهتمام إن لم تقم بتسجيل وتحليل النتائج بشكل دقيق.   قد يكون من الأفضل أحيانًا تسجيل البيانات على هيئة مخططات أو رسومات أو مدخلات بسيطة، ولكن مهما كانت طريقة تسجيلك للبيانات فعليك التأكد من كونها بسيطة التحليل والمراجعة. احتفظ بسجلات دقيقة لكل النتائج حتى إن لم تكن كما كنت تتمنى أو تخطط، فهذا أيضًا جزء من العلم.  استفد من النتائج التي تصل إليها وفقًا لاختبارات الفرن الشمسي في العاشرة صباحًا والثانية والسادسة مساء، في ثلاث أيام مشمسة. عندما تسجل درجة طهي الطعام، قد تجد أن وضع الفرن في الشمس في الساعة الثانية فقط كان ناجحًا بشكل متسق، بينما في الساعات الأخرى تفاوتت النتائج. بعد إجرائك للتجربة وتأكيد أو دحض الفرضية، يكون الوقت قد حان للكشف عن نتائجك بشكل واضح ودقيق. أنت الآن تجيب على السؤال الذي طرحته في البداية.  إن بدأت بسؤال واضح وبسيط وفرضية مماثلة، فسيكون من السهل الوصول إلى الاستنتاج. تذكر أن استنتاج خطأ نظريتك بالكامل لا يعني أن مشروعك قد فشل. إن توصلت إلى نتائج واضحة وعلمية وقدمتها بشكل مناسب، فستكون قد نجحت. في مثال الفرن الشمسي المصنوع من صندوق البيتزا، كانت الفرضية: "الفرن الشمسي المصنوع من صندوق بيتزا يمكنه تسخين الأطعمة بشكل متسق في أي وقت يوجد به أشعة شمس كافية"، بينما نجد أن استنتاجنا النهائي هو: "الفرن الشمسي المصنوع من صندوق بيتزا، يمكنه تسخين الأطعمة بشكل متسق في شمس الظهيرة من الأيام المشمسة فقط."
اطرح سؤالًا. ابحث في موضوعك. كوّن فرضية صمم تجربتك. قم بإجراء التجربة. سجل وحلل نتائجك. كوّن استنتاجك.