إذا كانت عمليات التفكير بشكل عام، وعمليات التفكير بشكل خاص هي عمليات داخلية لا يمكن ملاحظتها مباشرة ، فكيف يمكن الاستدلال عليها أو التعرف على خصائصها ؟

لخص لي (Lee , 1992) ثلاث طرق اتبعت في مجال ابحاث علم النفس للتعرف على أساليب التفكير التي يستخدمها الفرد في حل المشكلة وهي :

• الاستبطان (Introspection).

• استعادة الأحداث الماضية (Retrospection) .

• التفكير بصوت عال (Thinking aloud) .

فقد استخدم علماء النفس الأوائل طريقة الاستبطان لدراسة محتويات المشاعر والتفكير ، وفيها يطلب من الفرد تقديم تقرير لفظي عن العمليات الداخلية اثناء حدوثها .

أما الطريقة المعتمدة على استعادة الأحداث الماضية (الاستذكار)، فيطلب من الفرد وصف مهمات التفكير بعد وقوعها بأن يستعيد في ذاكرته وقائع التفكير والمشاعر التي تعرض لها  وفي الدراسات التي استخدمت فيها هذه الطريقة لتقصي عمليات التفكير في حل المشكلة فقد لوحظ ان التقارير اللفظية المقدمة تختلف من فرد إلى آخر حتى في حل مشاكل بينها درجة كبيرة من التشابه . والتركيز في هذه الطريقة لا يكون على وصف الحلول التي تم التوصل اليها  وانما على عمليات التفكير التي تخللت الوصول إلى الحل .

وقد أخذ أسلوب التفكير بصوت عال أهمية خاصة في الدراسات الحديثة التي استهدفت التعرف على العمليات الداخلية عند قيام الفرد بمهمة عقلية من نوع التفكير بحل المشكلة ، وفي هذا الأسلوب يطلب من الفرد أن يعبر لفظيا بصوت مرتفع عن الأفكار والمشاعر التي تخطر في ذهنه مباشرة عند وقوعها اثناء محاولته التفكير بحل المشكلة ، وتتضمن اجراءات هذا الأسلوب تسجيل كلام المفحوص وتفريغ التسجيل في بروتوكولات خاصة ، ويتم بعد ذلك تحليل التسجيل (في البروتوكول) حسب فئات تصنيف لعمليات التفكير أو الاستراتيجيات التي يستخدمها كل مفحوص في حل المشكلة .

ولكن هناك بعض الباحثين الذين يشككون بإمكانية الاعتماد على أسلوب التفكير بصوت عال على أساس أن المعلومات اللفظية قد تكون غير دقيقة ، وان الأفراد قد يقولون أشياء لا يعنونها  كما ان الانشغال بالكلام قد يعوق تسلسل الأفكار ، من ناحية أخرى قد يعتبر بعض الأفراد افكارهم امورا شخصية سرية لا يريدون اعلانها والتصريح بها .

لكن عددا من الباحثين استخدموها باعتبار ان التدريب المسبق عليها والحث المتواصل اثناء الاستجابة يقللان من الخطأ في النتائج المعتمدة عليها .