科学探究是学生体验科学过程，理解科学本质、领会科学精神态度价值，培养创新精神和实验能力的主要学习模式，有助于学生深入理解科学知识和掌控科学技能，对培养学生的科学素养有着不可替代的作用。其操作过程与科学家在解决问题时基本相同，大致分为七个要素：
　　一、提出问题。问题是科学探究的起点，是连接探究活动各个要素的纽带。有了问题，才会试图去建立假设、制定方案、收集证据验证假设。例如探究灯泡亮度决定的因素时，取一只标有“PZ220-60”，一只标有“PZ220-15”的灯泡，先问学生，将两只灯泡接在电路上时，哪知灯泡会亮些。由此提出问题：灯泡亮度究竟是由什么决定的?从而引导学生进入愤悱状态。问题可以是老师提出，也可以是老师提出，也可以是学生提出。当然。学生提出的问题有点浅显，有的深奥，有的古怪，有的可笑，不管怎样，老师都应该鼓励、引导，及时发现闪光点，切不可讽刺、挖苦、讥笑，只有这样，“问题”才能达到效果，科学探究才能达到目的。在科学史上牛顿从见到苹果落地，提出“为什么苹果能落地，而月亮却不落地?”爱因斯坦小时候向大人提问：“人若与光赛跑会出现什么情况?”瓦特小时候向大人提问：“水烧开为什么有那么大力量呢?”基于这些问题，后来他们分别作出了重大创造和发明。
　　二、猜想与假设。要求学生在已有的知识的基础上，展开联想和想象，通过猜想提出可能的假设，它可以激发学生的热情，培养学生敢于面对问题，敢于提出假设的。例如：猜测液体内部压强的大小与什么因素有关时，学生提出如下可能：①与深度有关；②与方向有关；③与液体质量有关；④与液体密度有关。科学历史上许多重大发现都是从假设开始的，如法拉第从奥斯特实验的电生磁事实，利用逆向思维推测了一种假说：磁比生电。从而驱使他持之以恒地研究十年，终于发现了电磁感应现象。
　　三、制定计划和设计实验。同学们围绕自己的猜测和假设，设计实验、查阅资料、安排调查等实验方法，以获得更多的证据来支持或否定自己的假设。例如：研究影响蒸发快慢的因素。可引导学生利用控制变量的方法设计三个小实验：①在手背上滴2滴相等量的水，把一滴涂开，看哪一滴干得快；②在桌子上和手上涂上大小面积相同的水渍，看哪个干得快；③在桌面上涂两块大小面积相同的水渍，对其一块进行吹风，看哪一块干得快。科学史上伽利略曾经反对亚里士多德关于在不同重量物体下落速度不同，物体越重，下落速度越快的说法，而提出不同重量的物体下落速度是相同的假设，为了证实自己的假设。他设计了一个简单而又明了的著名实验，就是从比萨斜塔上同时使两个重量不同的铁球自由下落，观察它们是否会同时落地，并为世人所接受。
　　四、进行实验与收集证据。本环节是为最终得出探究的结论找到实事、例证、与证据。要采用学生分组实验，记录观察到的现象和测量出的数据。
　　五、分析与论证。这一环节应让学生把注意力放在求证上，不要忙于得出结论。而且也不能所以的探究活动只有证实，没有虚伪。这样会误导学生对科学本质的理解。在头脑中形成不正确的科学形象。要做到这一点，必须把住猜想与假设这一关，引导学生尽可能多地进行合理的猜想与假设，不能走过场，怕麻烦，只提出与科学结论完全相符合的猜想。例如，在研究平面镜成像特点时，不仅要让学生提出：“像与物等大”，“像到镜面的距离和物到镜面的距离相等”这样的猜想，还应允许学生提出“物体离镜面较远时，像比物小”等猜想。这些猜想都是学生在认真观察的基础上做出的，都是合理的，而且更具有科学探究的味道。
　　六、评估。学生对实验的原理、步骤进行反思，看看是否有科学性的错误或不合理之处。根据实验结果，检查操作过程中有无失误之处，误差在何处，产生误差的原因是什么，如何改进。例如在探究完电流、电压和电阻关系之后，各小组同学之间讨论如下几个问题：我们刚才探究的过程是怎样的，有无不足之处?误差在哪里?能否改进及怎样改进?
　　七、交流与表达。各个小组将自己的探究过程。收集到的证据和作出的结论用书面或口头的形式，有理有据地告诉他人。科学探究的形式是多种多样的，在实际的探究活动中，上述几步不一定都包括，也许某一步要反复进行。探究的最后也许也没有得到确定的结果，或者得到的结论是不完善的，但只要同学们努力进行了探究活动，亲身体验探究的过程，掌握了进行探究的基本方法，学习目的也就达到了。