A pedagógiai kutatásokban az elemzési egység leggyakrabban az egyén. Többnyire az egyénekre vonatkozó megfigyelések összesítésével írjuk le a csoportokat. Leíró vizsgálatokban az egyéneket tartalmazó populáció leírása a cél, míg a magyarázó vizsgálatok a populáción belüli működésekre irányulnak. Például ha egy osztály tagjait azért vizsgáljuk, hogy megismerjük a tanulók tanulási szokásait, akkor az egyén (az egyes tanuló) az elemzési egység.

Amennyiben csoportokat mint egységes egészeket tekintünk, akkor az elemzési egység csoport. Amikor például az iskolai osztályok közötti különbségek jellemzése, a különbségek mértékének a vizsgálata a cél, akkor az elemzés egysége a csoport, az iskolai osztály. Ehhez megadhatjuk az egyes osztályok átlagos teljesítményét a vizsgált területen. Csoportszintű elemzési egységek lehetnek még a baráti társaságok, formális szervezetek, iskolák, iskolakörzetek, városok, földrajzi régiók. Ezekben az esetekben az egyes csoportok jellemzése alapján a csoportok populációjára vonhatunk le következtetéseket.

További elemzési egységek lehetnek még a produktumok (például dolgozatok, tankönyvek, versek, versenyeredmények, taneszközök, tantermek, iskolai épületek). Ezúttal is mindegyik produktum egy alapsokasághoz, az ilyenfajta produktumok populációjához tartozik.

Pedagógiai vizsgálódásra alkalmas produktumok még a társas interakciók (például a páros munka, a párban folyó tanulás, a barátválasztás, az iskolai verekedések, a felelések, a vizsgák, a fegyelmi meghallgatások, az iskolai rendezvények).

De a szakirodalomban említik még elemzésre alkalmas egységként a gyakorlatokat, az epizódokat, a szerepeket, a viszonyokat, az életstílusokat, a szubkultúrákat. Valóban, szinte minden tanulmányozható, ami a pedagógiai gyakorlatban előfordul.

Az elemzési egység meghatározása alapvető feladat. Világosan látnunk kell például, hogy a fegyelmi vétségeket vagy a fegyelmezetlen tanulókat vizsgáljuk-e. Egy elemzési egység tanulmányozása alapján egy másikra nem hozhatunk következtetést. A következőkben két hibafajtára hívjuk fel a figyelmet, amelyeket a kutatás során mindvégig kerülnünk kell.

Ökológiai (környezeti) tévkövetkeztetésnek nevezzük azt a logikai hibát, amikor csakis nagyobb egységek vizsgálata alapján hibásan egyénekre nézve vonunk le következtetéseket. Az „ökológiai” szó – az egyénnél nagyobb rendszerre – csoportra utal. Például ha felismernénk egy vizsgálatban, hogy a tanulmányi eredmények matematikából jobbak azokban az iskolákban, ahol magas a fiúk aránya, akkor ebből még nem állíthatnánk biztosan, hogy e tantárgyból a fiúk jeleskednek. Ide sorolható még az úgynevezett individualisztikus tévkövetkeztetés, amikor az általános szabályszerűségeket kérdőjelezik meg ismert kivételekre hivatkozva. Tudnunk kell, hogy az egyedi kivételek nem cáfolják az általánosításokat és a valószínűségi jellegű állításokat.

A másik kiemelt hibafajta a redukcionizmus. Ez akkor következik be, amikor egy összetett jelenség vizsgálatánál az okként megjelölhető tényezők körét túlságosan leszűkítjük. Például pszichológiai redukcionizmus esetében a kutató a tanulói viselkedéseket csak lélektani tényezőkkel magyarázza, s nem veszi figyelembe az esetleg erősen befolyásoló a szociológiai változókat (értékeket, szerepeket), vagy gazdasági tényezőket.

Ha az adott kutatási kérdéshez nem megfelelő elemzési egységeket alkalmazunk az említett hibák felléphetnek. Hogy mi lenne csakugyan az alkalmas, gyakorta nem egyértelmű, vita tárgyát képezheti.

Amennyiben az adatfelvétel a teljes populációra (amelyre vonatkozóan állításokat akarunk megfogalmazni; alapsokaság) kiterjed, teljes körű kutatásról beszélünk. A populáció tagjainak listája a mintavételi keret. Mintának nevezzük a populáció vizsgálatba bevont részét, s ez alapján teszünk megállapításokat a teljes célsokaságra. Reprezentativitás esetén a releváns változók mintabeli eloszlása megegyezik a populációéval.

Nem valószínűségi mintavételkor az alapsokaságból az elemek kiválasztása nem véletlenszerű. Ezen eljárások közül gyakori az önkényes mintavételi mód, amikor a személyeket a lehető legegyszerűbben, tetszőlegesen választjuk ki. Mivel nem reprezentatív, feltáró jellegű kutatásoknál alkalmazható. Ugyancsak nem reprezentatív, de kvalitatív kutatásoknál megfelelő lehet a – megítélésen alapuló – szakértői kiválasztás bizonyos kiemelt szempontok szerint. A kvótás mintavételnél az alapsokaság fő jellemzőinek a megoszlása, az úgynevezett kvóta-mátrix alapján a minta elemeit úgy állítjuk össze, hogy a kvóták (homogén csoportok) arányai a valóságos arányokat közelítsék. A hólabda-mintavétel hasznos lehet, ha az alapsokaság tagjai nehezen határolhatók körül. Az elnevezés a felhalmozódásra utal: a vizsgált, megkérdezett személyek újabb alanyokat javasolnak.

A nem valószínűségi minták nyilvánvalóan kevésbé megbízható eredményekhez vezetnek (még ha alkalmazásuk egyszerűbb, kevésbé időigényes és olcsóbb is), mint a jobban reprezentáló minták, amelyeket valószínűségi mintavételi módszerekkel kaphatunk.

Egy mintából származó eredmények általánosítása az alapsokaságra csak valamilyen mértékű hibával, az úgynevezett mintavételi hibával lehetséges. A valószínűségi mintavétel alkalmazásakor ez a mintavételi hiba becsülhető, egyszersmind elég jó (megfelelően reprezentatív) mintával dolgozhatunk. Az eljárás alapja a véletlen kiválasztás.

Az egyszerű véletlen mintavételnél az alapsokaság minden elemének egyforma az esélye a mintába kerülésre (függetlenül a kiválasztás különböző eseményeitől).

Szisztematikus mintavételnél a sorszámozott alapsokaság – egy véletlenszerűen kiválasztott elemétől kezdve – minden k-adik elemét vesszük be a mintába. A mintavételi intervallum (k) egyenlő a teljes sokaság elemszámának (n) és a tervezett minta elemszámának (m) a hányadosával: k = n/m.

A rétegezett mintavétel során a heterogén alapsokaságot – bizonyos rétegképző változók szerint – viszonylag homogén részcsoportokra bontjuk, majd a kapott csoportokból egyszerű véletlen vagy szisztematikus mintát veszünk úgy, hogy a mintabeli rétegek aránya megegyezzen az alapsokasági aránnyal.

Csoportos mintavétel alkalmazható akkor, ha csak nehezen tudnánk az alapsokaság elemeiről listát készíteni (beszerezni), ám különböző csoportjairól könnyen készíthetők listák (rendelkezésünkre állnak). Elsőként a részpopulációk összeállított vagy meglevő listája alapján vehetünk mintát, majd pedig a kiválasztott csoportok listájáról választunk elemeket. A tervezett minta méretéhez a csoportok számát és méretét egyaránt figyelembe kell venni.

A kutatási téma a célsokaságot lényegében definiálja. A célsokaság elemeinek a megjelenítése (listával, leírással stb.) a mintavételi keret. Ha a mintavételi keretből a sokaság néhány eleme kimaradna, akkor - az ebből eredő hibák elkerülése érdekében - a populációt szűkíteni, újra definiálni kell. A mintanagyság meghatározásakor az eredmények érvényessége kiemelt szempontként kezelendő, de a vizsgálat költség- és időigénye jelentősen befolyásolhatja, korlátozhatja a tervezést. Kisebb célsokaság esetén végezhetünk teljes körű felmérést is.

Pedagógiai felmérésekben általában a lépcsőzetes kiválasztás a legegyszerűbb. Mivel adott az iskolai tevékenység nyilvánvaló alapegysége az osztály, a legtöbb vizsgálat osztálykeretben történik. Gyakori azonban, hogy az osztályok teljes mérési anyagából osztályonként veszünk ki bizonyos számú mérőlapot feldolgozásra.

A reprezentativitásra természetesen mindvégig törekednünk kell, amennyiben a célunk a kapott eredmények általánosítása. Ugyanakkor a kutatás céljait éppúgy tekintenünk kell, ugyanis felmerült már, hogy egy országos reprezentatív minta használata talán elrejtheti éppen azokat a jelenségeket, amelyeknek a kimutatása lenne a kiemelt feladat.