Програми гурткової роботи з біології надають реальні можливості залучити учнів до дослідницької роботи, розвинути їхні творчі здібності. Але треба пам'ятати, що дослідження повинні бути систематичними і планомірними, мета роботи — чітко сформульована і посильна для досягнення.
У методиці досліджень можна виділити декілька етапів:
1. Вибір теми дослідження, формулювання його мети.
2. Збір попередніх даних про об'єкт вивчення, прийоми й методи роботи.
3. Встановлення послідовності робіт, складання плану, проектування експерименту.
4. Відбір необхідного обладнання, створення умов для досягнення поставленої мети.
5. Виконання та реєстрація ходу робіт і спостережень.
6. Аналіз результатів спостережень і формулювання висновків.
7. Уточнення плану й написання науково-дослідницької роботи.
8. Оформлення роботи.
Тематика досліджень біологічного напрямку може бути дуже різноманітна:
• Морфо-анатомічні та еколого-біологічні особливості рослин (будь-якої групи) Вашого району.
• Еколого-біологічна характеристика ботанічних чи зоологічних об'єктів Вашого району.
• Ботанічна (зоологічна) характеристика деяких природно-заповідних територій Вашого району.
• Вивчення рівня забруднення довкілля з використанням біоіндикаторів.
• Антропогенне забруднення водойм Вашого району та шляхи поліпшення їх екологічного стану.
• Вплив екологічних чинників на стан імунної системи.
• Вивчення стану опорно-рухового апарату у школярів.
• Вивчення психологічного клімату колективу класу.
• Психологія стосунків підлітків.
• Вивчення впливу мікроелементів на врожайність сільськогосподарських рослин.
• Агротехнічний догляд за культурами сосни звичайної.
Головне, щоб робота відповідала інтересам учня, його віковим, індивідуальним та інтелектуальним можливостям. Для спостережень і досліджень відбирають такі об'єкти та явища, які найбільш типово і яскраво відбивають суттєві сторони місцевих природних умов, доступні для систематичних і регулярних спостережень, можуть бути використані в навчальному процесі для формування й розвитку в учнів біологічних понять, логічного мислення, пізнавальних інтересів, удосконалення практичних вмінь і навичок.
Завдання дітям слід давати у письмовому вигляді. Керівник записує мету дослідження, відомості про джерела знань, короткі вказівки до виконання роботи.
Назва теми дослідження повинна бути чіткою та стислою. Формулюючи мету роботи, слід уникати загальних фраз, як, наприклад, «Вивчити гніздову поведінку дроздів». Тут не зрозуміло, про які види дроздів йдеться, які питання гніздової поведінки передбачається вивчити.
Однією з типових помилок під час визначення мети досліджень є підміна її завданнями, які не можуть бути метою роботи. Наприклад, часто пишуть: «Навчитись доглядати за акваріумними рибками». Але це не мета дослідження, а засіб її досягнення. Керівникові слід пам'ятати, що підліток у першу чергу цікавиться конкретним об'єктом (явищем) і починає роботу, сподіваючись отримати, наприклад, мальків від даних риб, виявити певну закономірність, перевірити свої передбачення.
Вказівки до завдань бажано складати так, щоб вони не регламентували повністю дії учня, а лише спрямовували його діяльність у потрібному руслі, допомагали визначити послідовність операцій, дозволяли досліднику відкрити «для себе» нові знання (факти або явища).
Після ознайомлення з темою, вияснення завдань та мети майбутньої роботи, розпочинається наступний етап — збір попередніх відомостей про об'єкт дослідження та методику роботи з ним. Використовуючи доступну біологічну літературу, юний дослідник шукає конкретні відомості про об'єкт вивчення, виясняє, що вже відомо з даного питання науці, знайомиться з науковою термінологією.
Для успішного виконання дослідження особливого значення набуває розробка плану. Він включає перелік робіт, що забезпечують логічну послідовність ходу дослідження. Під час розробки плану визначають: а) умови проведення дослідження (перевірки гіпотези); б) необхідні спостереження; в) величини виміру; г) прилади і матеріали для кожного етапу роботи; д) послідовність виконуваних дослідів і спостережень; е) найбільш раціональну форму запису інформації; ж) форми звітності (повідомлення на заняттях гуртка, доповідь на конференції, участь у конкурсі, виставці тощо).
Після складання плану підбираються необхідні для роботи матеріали та обладнання, проводяться в запланованій послідовності спостереження та виміри. Роль керівника у цій та наступній роботі юного дослідника є спрямовуючою і коригувальною.
Дуже важливо привчити школярів точно фіксувати результати спостережень. Основна вимога до записів власних спостережень — чіткість і ясність в описанні. Необхідно реєструвати факти тільки під час спостережень і відмічати лише те, у чому переконаний. У той же час спостерігач повинен записувати свої сумніви і припущення, шукати їх підтвердження або спростування.
Основним завданням учнівських досліджень з біології є навчання школярів методам самостійного мислення. Необхідно вчити не тільки фіксувати й аналізувати окремі факти або явища, але й знаходити зв'язки між ними.
У міру накопичення матеріалу юні дослідники обробляють його і осмислюють, працюють з визначниками, довідниковою літературою, доступними науковими джерелами. На першому етапі обробки усі цифрові дані зводять у таблиці. При цьому багато чого раніше не поміченого стає ясним. Далі визначають середні значення показників, обчислюють відсоткове співвідношення, будують графіки. Часто складають узагальнюючі таблиці, в які зводять вже не первинні, а сумарні або середні показники. Саме ці узагальнені таблиці вміщують у текст роботи.
У кінці дослідження формулюють висновки, їх пишуть стисло, без детальних доказів. Основні висновки приводяться у порядку від загальних до більш конкретних, від більш значущих до менш значущих. Інколи висновки можна пронумерувати. У висновках не повинно бути загальних фраз, наприклад: у роботі вивчено те-то і те-то. Це не висновки, а запізніла данина вступу, де не була визначена мета дослідження.