事实的选择。科学研究者在着手研究时面对的事实(自然的、社会的、思维的)是不计其数的，而且事实又是瞬息万变的，于是他们不得不面临事实的选择问题。对研究者来说，区别事实类型是很重要的。在科学活动中常常在下述两种意义上使用事实概念。首先是现象、事物和事件本身被称作事实，即把客观实在的现象、事件、事物本身称作事实。这种意义上使用的事实概念可以叫作“本体论”意义上的事实，科学方法论中常常标明为“事实1”。这也就是通常说的客观事实。此外，人们还在认识论意义上使用事实概念。科学文献上的事实多具有这种涵义。事物本身固然是事实，人们关于事物的比较直接、比较确定的知识也叫事实。例如：1898年1月5日在法国物理学家居里的实验记录上，关于X射线对铀的状态的影响写道：“X射线不改变铀的状态。”这是一个科学事实的陈述，在科学活动中经常使用这样的事实概念。在这种意义上，事实作为某种特殊的经验陈述或判断，其中描述着被认识的事件和现象。科学方法论中把它标明为“事实2”，它就是我们通常说的科学事实。有些时候，事实还指谓不可驳倒的理论原理，例如，“过两点可以且只可以作一条直线”这条公理，这里就把“事实”作为理论原理的同义语了。人们可以用这些理论原理证明或驳倒某些东西，可以将其归结为“事实2”，即科学事实范畴。客观事实和科学事实的划分为研究主体的选择与描述提供了极广阔的天地。
体系的建构。在科学事实基础上的归纳推理，最终要形成科学理论体系，这是科学活动不可或缺的一个环节。从结构上看，理论体系指的是概念和相应的判断推论这些理论成分之间的关系、联系的总和。它的特点在于，构成理论体系的那些概念和论断并不是按照任意的或外在的次序排列的，而是在逻辑上严整的、连贯的系统。换言之，理论体系的概念和论断相互存在着逻辑关系，借助于逻辑的规律和法则可以从一些判断获得另一些判断。理论体系的概念和论断之间的逻辑关系的总和组成了它的逻辑结构，这个结构大体上是演绎的。理论体系带有的这种演绎性质，不是偶然的。借助演绎规则，可以保证从少量真实的前提得到大量新的、逻辑必然的推论，由此建立的理论具有条理性、连续性和充分的科学严格性。采用演绎结构使人们有可能最大限度地发挥理论思维的作用，缩小为深入研究新的理论所必需的经验材料的范围。由于演绎推理的可靠性，避免了总要借助于观测和实验来检验每一个单个命题真实性的必要，这就明显加快了理论知识的发展，并使它的运用在实践上变得更加有效和可靠。理论的演绎结构意味着，在科学理论体系中，是从一些被看作原始的真实判断中逻辑地推演出所有其他的真实判断的。当然这种演绎方法不是什么用一些概念“产生”另一些概念的思辨方法，也不是“概念的自我发展”。它是在对实验事实进行概括、抽象的基础上，根据逻辑规律和法则，推导出该理论的一切判断。例如，爱因斯坦的狭义相对论，它的基本假设只有两条：相对性原理和光速不变原理。这两条原理决定了不同运动系统之间的变换要用洛伦兹关系，在洛伦兹变换下，电磁定律和力学定律都是协变的，因而都可以逻辑地推演出来。很明显，在科学理论的演绎结构中，基本假设的真理性，并不能由逻辑结构本身来保证，它必须在体系之外，用实践方法，通过观测实验才能建立。当然，寻找原始的理论前提并不是一件容易的事情，这实际上是一个创造性的认识过程，但其结果表现为：首先提出基本假说，尔后用演绎方法从基本假说导出各种结论，从而构造整个理论大厦——逻辑体系。不难看出，这正是马克思提倡的从抽象上升到具体的辩证思维方法。
成果的确认。科学活动的结果主要是以理论体系的形态体现出来的，但理论体系不是既成的，而是发展着的科学认识的产物，是研究主体科研活动的阶段性表现。这里就产生了一个问题：主观与客观能完全一致吗？这就是成果的确认问题。科学成果的确认实际上应包括两个方面：它与客观现实是否相符；它是否得到社会的承认。作为成果的认识是否具有真理性，必须同客观事物相对照，看“在人的表象中能否有不依赖主体、不依赖于人、不依赖于人类的内容”。这就是说，科学成果作为人的认识，当然具有人类认识的一些主观形式，它要通过主观的形式如概念、判断、知识、理论等表现出来。
促使某一认识成为真理的决定性条件，却不在于采取何种主观形式，而在于它的客观内容。对于同一客观内容，人们可以用不同的主观形式去反映它、表达它，真理的内容并不随之而丧失或改变。例如，同一物理运动规律可以由不同的人用不同的语言文字、数学公式加以表述，只要这些表述正确地反映了这一规律，它们就具有同样的真理性，一切科学的知识、理论、学说之所以是真理，就在于它们反映了客观存在及运动的真实情况，是同客观实际相符合的认识。同时，科学研究主体经过努力做出成果，其真理性的确认，还常常表现为社会是否承认的过程。这个过程不仅与科学成果的实践检验直接相关，而且还关系到研究主体的社会行为和准则。读一读科学家的传记，科学成果的命运常常使人惊诧不已，有时承认一项科学成果要比探求这项成果花费更多的精力、更长的时间；接受一个正确的理论竟然比接受一个错误的理论困难十倍。早在1911年，美国科学家罗伊斯就发现了致肿瘤病毒，但这项杰出的成就并没有在随后一些年内获得社会承认，而是经过长达半个世纪之后，在1966年才获得诺贝尔生理学和医学奖。和其他人类活动相比，科学活动更重视、也更热衷于追求社会承认。科学成果如果得不到社会承认，那么它在事实上就没有被确认。因此，在某种意义上也可以说，社会承认是成果确认的一个关口。
至此，我们简略而抽象地分析了科学活动的过程。这里旨在指出一些特别重要的、带有共同性的环节与阶段，具体到每一项科学活动，情况可能要复杂得多。这是需要说明的。
5.4 科学发展的基本形式
科学活动的结构和过程的结合形成科学发展的基本形式。
概括地看，科学发展在横向上表现为分化与综合、在纵向上表现为进化与革命等基本形式。
科学分化是指某门科学发展成相互联系，而又相互独立的分支学科，在古代，所有的科学门类都包括在一门科学之中，那就是自然哲学；到近代以后，自然科学才从中分离出来，同时自然科学本身也在进行分化，最初分离出来的是天文学、数学和力学等；到了19世纪末，自然科学的主要学科，如物理、化学、生物、地质及以上三种经典学科都建立起来了；到了20世纪，这些自然科学的分支学科又进行了更细的分化，据联合国教科文组织统计，当代基础科学有500多个专业，技术科学有400多个专业。
与科学分化相伴随的是一个相反的进程，这就是两门或两门以上独立的学科通过相互影响、相互渗透而形成一门新型的学科，即科学的综合。科学的综合特别明显表现在当代科学的发展中，包括边缘学科、横断学科、综合学科在内的交叉科学的不断涌现。其中，横断学科指系统论、控制论、信息论(贯穿于各个学科)；边缘学科指两个不同学科之间过渡的学科(如经济哲学)；运用各种学科的理论和方法研究某一特定对象或领域而产生了综合学科，如环境科学、材料科学、海洋科学。
横向是把历史放在一个平面上看科学的发展形式，如果把历史当作一个过程来看，则科学发展又表现为进化与革命两种形式。所谓进化就是科学发展的渐进形式，指在原有规范、框架之内科学理论的扩展，局部新规律的发现及原有理论的局部修正和深化；革命则是指科学基本原理的新发现，原有理论框架的突破和新理论体系的建立。
以上谈的都是科学发展总的形式，是不同学派都承认的，但在这种总形式下，西方的科学哲学家们又作出了各不相同的理解，提出了多种发展模式，成为科学哲学中极其重要的内容，其中影响较大的有以下六种模式。
1.惠威尔的累进模式
英国的惠威尔是第一个系统地提出科学发展模式论的科学哲学家。1937年，他在《归纳科学史》中，把科学的发展比作“支流汇成江河”，认为科学通过对过去的成果逐渐归并到现在的理论中而进化。具体地说，这是一份由支流-江河形成的归纳表。
这种累进模式把科学的发展比作可流淌的江河，突出了科学的历史继承性，说明科学本身是人类世世代代长期积累的过程，但是很明显，它忽视了科学发展的飞跃、革命和批判方面，因此，不能解释科学史上普遍存在的新陈代谢现象和理论。
2.波普尔的证伪主义模式
1963年，英国科学哲学家波普尔出版了着名的《猜想与反驳》一书，突破了上述累进模式，提出一个富有批判精神的猜测、反驳、再猜测、再反驳的科学发展的理论，也就是说，科学发展是一个不断假设和不断证伪的过程。1967年，波普尔又发表了《没有认识主体的认识论》的论文，把他的上述观点表述为“四段图式”，即“以猜测和反驳的手段来解决问题的一般模式”。他认为，科学史是一部不可靠的猜测史或一部错误的历史，即：
P1→TT→EE→P2
P1：问题
TT：试探性理论
EE：批判性检验，排除错误
P2：新的问题
就是说，从某一个问题P1出发，提出一个尝试性解答，或尝试性的理论TT，它可能在部分或整体上是错误的，必须经过消除错误的阶段(EE)，其结果通常会凸现出新的问题P2，P2较之P1，往往有更大的深度，它们之间的深度差就表现出科学的进步。
这种模式把科学看成一个永不止息的过程，把猜测看成科学发展的动力，强调发挥思维的能动作用(大胆猜测)，强调任何理论都可能包含错误，这些都是其合理的地方。其缺点也很明显，即强调“不断革命”，忽略了知识在量上的继承和积累；强调猜测、想像在科学假说中的作用，却忽视了逻辑思维的作用，认为证实是相对的，证伪是绝对的，这些都是其片面之处。
3.库恩的科学革命论模式
这是美国着名科学哲学家库恩为反对波普尔的“不断革命论”而提出的一种科学发展观，认为科学的发展不像波普尔所认为的那样是一个没有量的进化准备的不断否定、不断革命的过程，他说：“所谓不能推翻的增长这本身就是一个怪论。”
证伪了的就应该抛弃，这就意味着“减少”，怎么会“增长”呢？在1962年出版的《科学革命的结构》一书中库恩提出了他的科学发展模式：
前科学→常规科学(形成范式)→科学危机→科学革命(新范式取代旧范式)→新常规科学
“范式”一词成为库恩理论的代名词，大体上指的是科学共同体成员共同具有的理论框架、科学模型，有时还包括自然观、世界观。他的整个公式都是围绕范式展开的。前科学是尚未形成范式的原始科学阶段；常规科学是形成范式的成熟科学；科学危机表明科学家对旧范式丧失信心；科学革命是新范式取代旧范式。还需指出一点，在波普尔那里P2比P1深刻，但P1是P2的基础，两者互有联系，但在库恩这里，新旧范式之间却具有不可相容、不可通约性，比如库恩说：“牛顿力学与相对论是不相容的，只有承认前者是错误的，才能接受后者。”
库恩的范式理论既不同于累进模式，也不同于不断革命论，而是综合了二者的合理性，用马克思主义哲学的语言说，是把科学的发展看成是量变与质变、肯定与否定的辩证统一的过程。它的缺陷是，过分强调了新旧范式的差别，甚至认为这种差别就像两种语言，虽然通过翻译部分可以交流，但这种交流是不完全的，译不准的。
4.拉卡托斯的科学研究纲领模式
1970年，美籍匈牙利科学哲学家拉卡托斯在《证伪与科学研究纲领方法论》的长篇论文中提出，任何时代的科学理论体系实质上都是一种科学研究纲领，它是一个有组织、有严格的内在结构的科学理论系统。其公式是：
科学研究纲领的进化阶段→科学研究纲领的退化阶段→新的进化的研究纲领取代退化的研究纲领→新的研究纲领的进化阶段……