Forskningen kan utgå från en observation eller något ytligt fenomen. Exempelvis kan forskaren prata med ett barn och notera att barnet har en intressant föreställning om forskarens arbete, så forskaren bestämmer sig för att kartlägga barns föreställningar om forskning närmare.

När forskaren har valt ut sitt forskningsobjekt är det dags att bestämma sig för vad det är man vill utreda med forskningen. Detta är ett av de svåraste skedena i att skriva en avhandling. När man hittat ett intressant forskningsämne känns det ofta som om man vill ta reda på allt väsentligt om detta ämne, men det är i allmänhet omöjligt att hitta alla svar på de frågor som rör sig i huvudet. Det finns inte heller obegränsat med tid och kraft för forskningen, oavsett om det gäller en gymnasieuppsats, ett pro gradu-slutarbete eller en doktorsavhandling

I min egen forskning, och då jag varit handledare för avhandlingar, har jag märkt att formuleringen av forskningsfrågorna är ett utmärkt sätt att avgränsa forskningen. Forskningsfrågorna sammanfattar vad det är man vill undersöka och ta reda på. De riktar uppmärksamheten mot det relevanta och förhindrar forskaren från att ge sig ut på sidospår. Men man ska också vara medveten om att valet av forskningsobjekt, forskningsfrågor och metod inte alltid följer en rak linje från ett skede till ett annat. Det är alltid möjligt att man under forskningens gång upptäcker nya forskningsobjekt, perspektiv och forskningsfrågor.

Största delen av den naturvetenskapliga forskningen är kvantitativ. Också humanistisk forskning där man använder sig av statistiska metoder är kvantitativ. I sådana fall måste forskningsfrågorna vara tillräckligt entydiga för att man ska kunna besvara dem med hjälp av det insamlade materialet.

Utöver forskningsfrågan formulerar man vid kvantitativ forskning ofta även en hypotes. Hypotesen är ett antagande som baserar sig på forskningens bakomliggande teori och meningen är att pröva om detta antagande stämmer. Forskningsmaterialet ska antingen kunna ligga till grund för ett framgångsrikt test av hypotesen eller bevisa att den är fel. Om det redan från början är teoretiskt omöjligt att nå forskningsresultat som visar att hypotesen är felaktig så har man ännu inte lyckats formulera forskningsfrågan och hypotesen på ett godtagbart sätt.

Exempel: Jag var med i en forskningsgrupp där vi utvecklade en analysmetod för att identifiera trädslag med hjälp av vätskekromatografisk-masspektrometrisk teknik. Metoden gör det möjligt att känna igen trädslag utifrån den kemiska sammansättningen på deras bladknoppar. Vår forskningshypotes var att varje trädslag har ett unikt ”fingeravtryck” som knopparnas kemiska sammansättning ger upphov till. Hypotesen prövades genom att vi jämförde bladknopparnas kemiska fingeravtryck både med resultaten från träd av samma trädslag och med träd av andra trädslag. Metoden skulle inte ha fungerat om två träd av samma slag hade givit olika resultat, eller om två träd av olika slag hade givit samma resultat.

Forskningsartikel: Identification of Tree Species by Their Defense Compounds: A Study with Leaf Buds of White and Silver Birches

Vid kvalitativ forskning är forskningsfrågans roll något annorlunda. Eftersom insamlingen och analysen av forskningsmaterialet vid kvalitativ forskning inte är knutna till att pröva på förhand formulerade hypoteser så är forskningsfrågorna ofta mer flexibla än vid kvantitativ forskning.

Också kvalitativa forskningsfrågor måste dock vara entydigt och klart formulerade. I synnerhet forskningsobjektet måste definieras tydligt om forskningen ska kunna leda till meningsfulla resultat. Någon egentlig hypotes formulerar man i allmänhet inte vid kvalitativ forskning, men när man formulerar sin forskningsfråga kan det ändå vara en god idé att fundera över vilka resultat som den kan leda till. Dessutom bör man minnas att man inte med rent kvalitativa undersökningar kan besvara frågor som kräver statistiska eller andra kvantitativa resonemang, exempelvis frågor om ett fenomens utbredning.

Exempel: Som en del av vår forskning intervjuade vi 35 unga i gymnasieåldern från 21 olika länder. Den forskningsfråga som styrde datainsamlingen och analysen var hur begåvade och aktiva ungdomar agerade för att göra världen till en bättre plats. Vi hade inte formulerat någon hypotes på förhand om ungdomarnas agerande, utan svaret på forskningsfrågan baserade sig på en grundlig analys av intervjumaterialet. Detta är typiskt för kvalitativ forskning.

Forskningsartikel: Toward citizenship science education: what students do to make the world a better place?

Vare sig man väljer en kvantitativ eller en kvalitativ forskningsansats så måste forskningsfrågan vara intressant. Det kan den vara på många olika sätt.

Exempelvis kan frågor som rör lösningen på globala miljöproblem eller undersöker betydelsen av gemensamma måltider i familjen beröra de flesta människor på en allmän nivå. Frågor som rör mer avgränsade forskningsobjekt behöver i sin tur inte beröra de flesta människor, men kan ändå vara mycket intressanta för entusiaster på området. Hit hör till exempel frågor om modellering av fiolens vibrato eller om skejtarnas syn på sig själva som idrottare.

Exempel: I vår forskning kartlade vi gymnasieelevernas skäl till att välja eller låta bli att välja fördjupade kurser i kemi. I undersökningens första skede hade vi en kvalitativ ansats och gjorde med hjälp av intervjuer en kartläggning av hur eleverna motiverade sina beslut. I det andra skedet använde vi kvantitativa metoder och skapade en enkät baserad på elevernas svar i det första skedet. Med dess hjälp tog vi reda på hur betydelsefulla de olika skälen var för elevernas beslut. Vi samlade in och analyserade materialet tillsammans med kemilärarstuderande, eftersom vi bedömde att de var särskilt intresserade av forskningsresultaten.

Forskningsartikel: Why do upper secondary school students study chemistry – and why they do not?

Huvuddelen av den akademiska forskningen riktar sig till andra forskare som ofta är intresserade av riktigt små detaljer på området. Den mest betydelsefulla forskningen intresserar dock i allmänhet också andra än forskarna inom det egna specialområdet – ibland rentav en stor publik. Sådana undersökningar är ofta multidisciplinära.

För att kunna formulera en väsentlig forskningsfråga måste man noggrant sätta sig in i tidigare forskning. När man vet vad som redan är känt på området är det lättare att formulera frågor som det ännu inte finns något känt svar på.

Ibland kan studier av tidigare forskning leda till att undersökningens författare bestämmer sig för att genomföra en variant av någon tidigare gjord studie. Det är en möjlig metod för att formulera forskningsfrågor. Tidigare forskning bör dock inte begränsa forskarens fantasi alltför mycket. Om forskningsfrågan ger ett nytt perspektiv på ämnet så finns goda möjligheter att få synnerligen intressanta resultat.

Exempel: Man har under flera årtionden undersökt barns föreställningar om forskare genom ett ”rita en forskare”-test i vilket barnen ska rita en vetenskapsidkare. Med hjälp av testet kan man undersöka förekomsten av olika stereotypa uppfattningar om forskare och vetenskap. För några år sedan tog vi fram en serieversion av testet. Med hjälp av det kunde man utöver utseendestereotyper också kartlägga stereotyper kring vad det innebär att forska samt känslor och attityder. Vårt test byggde således på ett tidigare test som använts i årtionden men gav ändå ett nytt perspektiv på ämnet.

Forskningsartikel: Draw-A-Science-Comic: exploring children’s conceptions by drawing a comic about science

Det är också viktigt att forskningsfrågan intresserar forskaren själv. Man undervärderar ofta det egna intressets roll. Att genomföra en studie kan ibland vara arbetskrävande. Det är lättare att hålla motivationen uppe om forskningsämnet och -frågorna intresserar en. Om till exempel analysen av resultaten kräver mycket arbete eller om det känns tungt att skriva den teoretiska bakgrunden så är det ur det egna intresset för ämnet som man kan hämta kraft att fortsätta arbetet.

Jag brukar uppmuntra dem som jag handleder att utgå från sina intressen, erfarenheter och hobbyer när de bollar idéer kring forskningsämnet och -frågorna. På det sättet drar de nytta av vad de lärt sig tidigare och kanske rentav redan från början känner till experter på området, som de kan fråga om råd av.

Det egna intresset är ofta också en användbar mätare för att uppskatta det allmänna intresset. Om någonting intresserar dig är det sannolikt att det också intresserar andra.