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课程标准中指出“将科学探究能力划分为：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个要素”。在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素。科学探究渗透在教材和教学过程的不同部分。
在《美国国家科学教育标准》中指出学习科学的中心环节就是探究，明确指出“科学探究”是学生科学学习中的“基本的、起支配作用的原则”。
我国新课改，要求“改变课程实施过于强调死记硬背、机械训练的现状，提倡学生的主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力”，进一步强调了学生创新精神和实践能力的培养，而创新精神和实践能力的培养离不开探究教学。本文将通过对高中生的科学探究能力进行问卷调查和相关测试以了解学生科学探究能力的现状及探究过程中的薄弱环节，以利于在教学中更有针对性地对学生的探究能力进行培养。
下面根据高中学生科学探究能力各要素发展进行研究。根据课程标准中对学生科学探究能力的要求，在调查问卷中设计如下问题：
1、从日常生活、自然现象、物理实验中，能找一些与物理有关的问题。
2、对于某一个现象可以进行多种猜想，能很快将问题与已有的物理知识相联系。
3、在知道实验目的和条样以后，能合理安排实验步骤进行实验。
4、能独立组装实验并进行操作，及时准确记录实验数据。
5、能用各种不同的方法如列表、作图、建立数学模型等，对数据进行处理，对实验结果进行描述和解释。
6、能从不同角度对实验过程和结果进行评估。
7、在探究过程中积极与其他同学讨论交流，能思考别人的意见，发现自己和他人的不足。
试题1～7分别对应考察学生科学探究中七个要素的能力。每个题目分为5个选项（即5个等级）：A、从不这样（1分）；B、偶尔这样（2分）；C、有时这样（3分）；D、经常这样（4分）；E总是这样（5分）。
各年级各要素得分情况：
对调查结果分析，学生进行实验收集数据能力最强，其次是交流与合作能力，猜想与假设能力最弱。今后在科学探究教学中应加强猜想与假设的培养。学生进行实验收集数据的能力在逐渐提高。学生的评估能力在不同时期都增长得很快。可能是进入中学后，学生的自我意识不断增强，他们评估自己、評估他人、评估自己所做的实验的意识也在不断增强。以小组的形式开展科学探究，有利于提高学生的交流与合作意识。高一到高二阶段学生的科学探究各要素都有不同程度的增加，但是到高三又有所下降。因而应当抓住高一这一关键时期，使学生各要素能力有一个较快的发展。各个要素之间是相互联系的，不能片面强调某个要素的培养，应让各个要素均衡发展，共同促进。
上面是利用调查问卷了解学生科学探究能力各要素的情况。为了更加客观反映学生科学探究各要素的实际情况，针对各个年级，分别设计一套测试卷。测试卷的目的是要考察各个年级的学生科学探究能力的现状和特点，了解他们在探究过程中存在的问题。侧试卷主要考查学生提出问题能力、猜想与假设能力、制定计划设计实验能力、分析与论证能力这几项。
测试结果表明，高一年的学生，能发现一些隐藏在现象背后的物理问题；会根据实验内容，选择不同的仪器；对比较复杂的力学问题，他们的猜想存在偏差；对运动过程的变化，缺乏足够的理解；各个变量之间的定量和定性分析，学生掌握的情况不太理想。高二年的学生，会根据现象，提出多个合理的假设与猜想；对基本的电学实验，学生已经能够作出电路图，给出合理的实验步骤；对于不很直观的实验数据，学生的分析能力不太好。高三的学生，对常见的物理现象，学生的猜想与假设的能力已经比较高；对一般的数据分析，高三学生驾轻就熟，但是较少考虑细节；对于从未做过的实验，学生根据题意选择仪器还有待提高；对高考不要求的内容，学生缺乏常识性的认识。
从测试卷的分析，可以看出学生制定计划进行实验、分析与论证能力发展得比较好，而猜想与假设能力相对而言差一些。
探究式学习方法能够在课堂上保持学生强烈的好奇心和旺盛的求知欲。通过探究教学，能使学生各方面的能力在其原有的水平上有所发展。根据当前高中学生科学探究能力发展、各品质发展、科学探究过程各要素现状和发展情况，对高中教学中如何培养学生科学探究能力提出以下几条建议：
1. 选择适合学生探究的课题。选择的主要依据是，看是否有利于增强他们对所研究科学内容的理解力；是否有利于他们理解科学家是怎样研究自然界的；是否有利于培养他们实施调查研究的能力；是否有利于培养他们科学的思维习惯。
2. 鼓励学生进行探究，为学生提供一个良好的探究环境，让学生养成探究的习惯。科学探究与知识的建构是同一个过程，学生在进行科学探究的同时，也是他们运用所学过的物理知识解决实际问题的过程。学生通过科学探究活动获取的知识，更加具体、更加深刻。
3. 关注学生的差异，让每个学生都动手参与。重视学生的个体差异，发现每个学生的独特之处，在了解学生差异的基础上，组合成探究难度不同、探究侧重点不同的小组，让不同的学生都能够通过探究活动得到不同的发展。
4. 以发展性评价促进学生探究能力的发展。评价不仅要关注学生的学业成绩，而且要发现和发展学生多方面的潜能，了解学生发展的需求，帮助学生认识自我，建立信心。发挥评价的教育功能，促进学生在原有水平上的发展。科学探究考查的是学生整个科学探究过程各个环节的情况，而不仅仅是探究结果本身。可以通过测验、课堂日志、现场笔记、调查和访谈等多种形式，对每一个学生的探究能力作一个发展性评价，积极引导鼓励学生进行探究，激发学生的探究热情。
在《美国国家科学教育标准》中指出学习科学的中心环节就是探究，明确指出“科学探究”是学生科学学习中的“基本的、起支配作用的原则”。
我国新课改，要求“改变课程实施过于强调死记硬背、机械训练的现状，提倡学生的主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力”，进一步强调了学生创新精神和实践能力的培养，而创新精神和实践能力的培养离不开探究教学。本文将通过对高中生的科学探究能力进行问卷调查和相关测试以了解学生科学探究能力的现状及探究过程中的薄弱环节，以利于在教学中更有针对性地对学生的探究能力进行培养。
下面根据高中学生科学探究能力各要素发展进行研究。根据课程标准中对学生科学探究能力的要求，在调查问卷中设计如下问题：
1、从日常生活、自然现象、物理实验中，能找一些与物理有关的问题。
2、对于某一个现象可以进行多种猜想，能很快将问题与已有的物理知识相联系。
3、在知道实验目的和条样以后，能合理安排实验步骤进行实验。
4、能独立组装实验并进行操作，及时准确记录实验数据。
5、能用各种不同的方法如列表、作图、建立数学模型等，对数据进行处理，对实验结果进行描述和解释。
6、能从不同角度对实验过程和结果进行评估。
7、在探究过程中积极与其他同学讨论交流，能思考别人的意见，发现自己和他人的不足。
试题1～7分别对应考察学生科学探究中七个要素的能力。每个题目分为5个选项（即5个等级）：A、从不这样（1分）；B、偶尔这样（2分）；C、有时这样（3分）；D、经常这样（4分）；E总是这样（5分）。
各年级各要素得分情况：
对调查结果分析，学生进行实验收集数据能力最强，其次是交流与合作能力，猜想与假设能力最弱。今后在科学探究教学中应加强猜想与假设的培养。学生进行实验收集数据的能力在逐渐提高。学生的评估能力在不同时期都增长得很快。可能是进入中学后，学生的自我意识不断增强，他们评估自己、評估他人、评估自己所做的实验的意识也在不断增强。以小组的形式开展科学探究，有利于提高学生的交流与合作意识。高一到高二阶段学生的科学探究各要素都有不同程度的增加，但是到高三又有所下降。因而应当抓住高一这一关键时期，使学生各要素能力有一个较快的发展。各个要素之间是相互联系的，不能片面强调某个要素的培养，应让各个要素均衡发展，共同促进。
上面是利用调查问卷了解学生科学探究能力各要素的情况。为了更加客观反映学生科学探究各要素的实际情况，针对各个年级，分别设计一套测试卷。测试卷的目的是要考察各个年级的学生科学探究能力的现状和特点，了解他们在探究过程中存在的问题。侧试卷主要考查学生提出问题能力、猜想与假设能力、制定计划设计实验能力、分析与论证能力这几项。
测试结果表明，高一年的学生，能发现一些隐藏在现象背后的物理问题；会根据实验内容，选择不同的仪器；对比较复杂的力学问题，他们的猜想存在偏差；对运动过程的变化，缺乏足够的理解；各个变量之间的定量和定性分析，学生掌握的情况不太理想。高二年的学生，会根据现象，提出多个合理的假设与猜想；对基本的电学实验，学生已经能够作出电路图，给出合理的实验步骤；对于不很直观的实验数据，学生的分析能力不太好。高三的学生，对常见的物理现象，学生的猜想与假设的能力已经比较高；对一般的数据分析，高三学生驾轻就熟，但是较少考虑细节；对于从未做过的实验，学生根据题意选择仪器还有待提高；对高考不要求的内容，学生缺乏常识性的认识。
从测试卷的分析，可以看出学生制定计划进行实验、分析与论证能力发展得比较好，而猜想与假设能力相对而言差一些。
探究式学习方法能够在课堂上保持学生强烈的好奇心和旺盛的求知欲。通过探究教学，能使学生各方面的能力在其原有的水平上有所发展。根据当前高中学生科学探究能力发展、各品质发展、科学探究过程各要素现状和发展情况，对高中教学中如何培养学生科学探究能力提出以下几条建议：
1. 选择适合学生探究的课题。选择的主要依据是，看是否有利于增强他们对所研究科学内容的理解力；是否有利于他们理解科学家是怎样研究自然界的；是否有利于培养他们实施调查研究的能力；是否有利于培养他们科学的思维习惯。
2. 鼓励学生进行探究，为学生提供一个良好的探究环境，让学生养成探究的习惯。科学探究与知识的建构是同一个过程，学生在进行科学探究的同时，也是他们运用所学过的物理知识解决实际问题的过程。学生通过科学探究活动获取的知识，更加具体、更加深刻。
3. 关注学生的差异，让每个学生都动手参与。重视学生的个体差异，发现每个学生的独特之处，在了解学生差异的基础上，组合成探究难度不同、探究侧重点不同的小组，让不同的学生都能够通过探究活动得到不同的发展。
4. 以发展性评价促进学生探究能力的发展。评价不仅要关注学生的学业成绩，而且要发现和发展学生多方面的潜能，了解学生发展的需求，帮助学生认识自我，建立信心。发挥评价的教育功能，促进学生在原有水平上的发展。科学探究考查的是学生整个科学探究过程各个环节的情况，而不仅仅是探究结果本身。可以通过测验、课堂日志、现场笔记、调查和访谈等多种形式，对每一个学生的探究能力作一个发展性评价，积极引导鼓励学生进行探究，激发学生的探究热情。