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网上科普有关“科学探究的步骤”话题很是火热，小编也是针对科学探究的步骤寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。

科学探究主要包括观察和提出问题、形成假设、检验求证、得出和解释结论、交流与应用五个步骤：

1. 观察和提出问题：观察是科学探究的基石。通过观察可以发现自然世界中未知的各种事物和现象，从而提出问题，确立探究的主题。因此，观察和提出问题是密不可分的。但是，并不是所有的观察都能导致提出问题。很多时候，我们会深陷于“已知的幻觉”之中，也就是说，当你“掌握”某些知识的时候，会使你所看到的现象符合自己理解的事物模型并从中得到解释。正如德国文学家歌德所说的：“我们只看到我们所知道的”。因此，在科学探究中，个体要经常审视自己知识的界限，发现自己已有知识的局限和矛盾，探寻运用自己的理论所无法解释的难点，从而确立需要探究的事实。从某种意义上讲，科学探究就是要寻找一扇由已知通向未知的“大门”，推动“已知的幻觉”的不断扩张。

2. 形成假设：假设源于个体所提出的问题，是对于问题的一种简洁的陈述，它试图解释一种模式或预测一种结果，是个体在己有的知识经验的基础上所提出的关于问题的可能性解释。假设是科学发展的必经之路。虽然假设只是一种试验性的观点，必须通过观察或实验加以验证，但它能帮助探究者澄清思想和说明关系。德国文学家海涅就曾说过：“谁若为我们指出了走不通的道路，那么他就像为我们指导了正确道路的人一样，对我们做了一件同样的好事”。假设可能有一种，也可能有多种，但不论多少，假设必须具有合理性，才有助于制定解决问题的可行性方案。由于一个假设只是对问题的一种观点和看法，因此在实际的探究中，个体不能将自己限制在一种假设之中，而要尽可能地提出多种假设，以避免那些有可能局限于某种观点的偏见，从而保证研究的开放性，以获得客观、真实的研究结果。

3. 检验求证：检验是对观察和假设的一种验证，通过检验，假设就可能被证实或支持，也可能被否定或推翻，而那些由“权威”传递的错误观念也可以被抛弃。检验使我们能够探查自然世界中那些隐藏在自然现象和事物背后的奥秘，揭示自然的本质。检验的方式主要有两种：一种是引证式，即根据已选择的方案去收集支持假设所需要的事实和证据，经分析、概括而得出结论，从而证明假设成立或者不成立；二是实验式，即个体亲自动手实验，通过分析实验和总结实验结果来验证假设的正确性和有效性。如果所提出的假设在实践过程中行不通，那么就需要重新对问题和假设进行分析，再次提出新的假设和验证假设。实验是有明确程序，并可重复进行的。但同时也不能过度地信任实验，因为实验错误的可能性总是存在的，这种实验错误可以导致错误的结果。

4. 得出和解释结论：在对假设进行验证的基础上，个体概括、归纳其发现，得出并解释结论，形成关于某一现象或问题的科学认识。在此过程中，不仅要收集证据，而且要将观察与实验的结果与自己已有的知识经验联系起来，借助于分析、推理提出现象或结果产生的原因，并在实验证据和逻辑论证的基础上建立各种变量间的联系，从而形成以已有知识和当前观察与实验结果为基础的新的理解。解释必须同自然观察或实验结果所获得的证据一致，遵循证据规则，同时，解释还须接受公开的批评和质疑，并要求运用各种科学的认知方法和过程，如分类、分析、推论、预测、批判性推理和逻辑推理等。

5. 交流和应用：在形成关于某一现象或问题的结论、解释后，个体还需要与他人进行相互交流。在这种交流中，一方面，个体要准确地向其他人阐明自己所探究的问题、方法、探究过程以及结果，并倾听他人对证据和解释的看法和态度；另一方面，他人也有机会就这些结论、解释提出疑问，指出其中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释等。通过交流，个体可以获得各种可能的解释，有助于将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来，最终解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验、事实为基础的论证，促进科学结论的获得。最后，个体还需要将其所获得的结论应用到其他情境中，以进一步验证结论，并扩大和丰富对于自然世界的认识。当然，对于科学探究过程的认识，我们不能采取绝对化、机械化的理解，以为只有经历上述五个阶段的探究才是科学探究。实际上，科学探究的问题是多种多样的，针对不同问题，人们所可能经历的探究过程、采取的探究方式就可能不同，不可能存在某一种绝对、固定化的模式或统一化的模式。同时，在科学探究的过程中，形成假设和检验求证是连续循环、交叉重叠的两个过程，正是在不断地假设→检验→再假设→再检验的过程中，个体不断地丰富、调整和完善对于自然世界的认识，形成科学的世界观。

科学探究时必要的环节或步骤

探究和接受是学生学习科学知识的两种基本方式。正像玻亚利所说：“学习任何知识的最佳途径是由学生自己去发现，因为这种发现，理解最深，也最容易掌握其中的规律、性质和联系”。在科学探究过程中，学生处于主要地位，教师可以是参与者、组织者、指导者和评价者。物理教学中的探究性实验为学生创设了一种再发现的学习情境，需要学生用脑子去思考，用身体去感受，用心去体验，能使学生的身心与探究过程充分交融，因而有利于学生对知识生成过程的再发现。由于学生对知识的再发现建立在对探索过程的亲身体验和心灵感悟上，所以能将探究行为转化为技能和方法，并转化为解决问题的能力，从而在根本上提高学生的创新能力。在目前的物理教学中，普遍存在着重讲解轻实验的现象，即便进行实验，也多作验证之用，致使实验的探究性、创造性成分白白流失，造成学生创新精神和实践能力的严重不足。为此，笔者以培养学生的科学探究能力为出发点，对物理实验教学进行改革，尽可能将演示实验改为学生实验，将验证实验改为探究实验，力求让学生自己动手“学科学、做科学”。一、改进和优化演示实验，突出科学探究教学实践中，我将光的反射定律、欧姆定律等演示实验都设计成了探索性的学生实验。例如：在“大气压的测定”这节课的教学中，如果教师按教材依葫芦画瓢，直接运用托里拆利实验获得结论，虽然能测得大气压值，但这种生硬的灌输式的教学，学生只知其然，达不到知其所以然的目的，我设计成探究式教学，教学效果则有很大不同：（1）将装满水的瓶子，安上一个带玻璃管的塞子，分析为什么吸不到水？（2）让学生自己设计实验测定大气压的值。（3）将两端开口的玻璃管插入水槽中，分析为什么管内外水面相平？（4）把玻璃管中安上活塞，排出管内空气，向上拉动活塞，分析为什么水柱能上升？（5）分析若玻璃管足够长时，水柱是否会一直随着上升？（6）在水柱不随活塞上升而上升时，你能从中悟出什么？（7）设想一下，怎样使管内水面以上部分达到真空状态，从而精确地测出大气压的值？（8）这个实验能否换用酒精或水银等其它液体来完成？选用哪种液体最合适？按此“质疑、实验、探索、解疑”的探索方式进行教学，使学生像科学家一样亲自参与科学探究与发现，这不仅有利于调动学习思维的积极性，激发灵感、产生顿悟，而且还可以使他们的创造性思维得到培养。又如：将阿基米德原理的演示实验改为学生实验，进行科学探究：提出问题一艘满载货物的万吨巨轮正在大海中航行，海水对它的浮力有多大呢？很显然，这个问题已经无法用前面学过的用弹簧秤测量浮力的方法来解决，问题的提出在学生心中激起了求知的欲望。为了解决轮船在海中航行时所受浮力大小的问题，必须先研究和浮力大小有关的因素。猜想与假设浮力大小究竟和哪些因素有关，大家可以猜想，发表自己的见解，并说出理由。这时课堂气氛顿时活跃，同学们根据以往学过的知识、生活经验进行猜测、讨论。教师将学生提出的各种猜测进行归纳：浮力大小可能与物体的密度、物体的体积、物体的形状、浸入液体深度、液体密度大小有关。制定计划与设计实验猜想是否正确，还需要动手实验去验证。浮力大小可能与其中一个还是几个因素有关？如何进行实验研究？于是学生自己设计实验，选择器材，并自觉地运用了控制变量法进行实验。进行实验与收集证据学生进行了如下的实验操作：a.用弹簧秤测出体积相同而密度不同的铜块和铝块浸入水中时所受的浮力大小，并比较。b.用弹簧秤测质量相同而形状不同的橡皮泥浸没水中时所受的浮力大小，并比较。c.观察橡皮泥分别浸没在酒精和水中相同深度处弹簧秤的示数。d.观察橡皮逐渐进入水中弹簧秤的示数和浸没水中后，在不同深度处弹簧秤的示数。分析与论证通过上述实验，学生分析得出浮力的大小与物体密度、形状和深度都无关，与液体的密度和排开液体的体积有关。提出新问题我们已经探究出浮力大小和液体密度、排开液体的体积有关，那么它们之间有没有确定的数量关系呢？设计并进行实验请同学们设计方案，怎样使物体放入水中后，既能测出浮力的大小，又能收集起物体排出的水。学生选用了自制的溢水杯进行实验，进一步收集证据。在教师的引导下，学生通过实验发现体积小的金属块浸没在水中时，弹簧秤读数变化小（浮力小），排开的水也少；体积大的金属块浸没在水中时，弹簧秤读数变化大（浮力大），排开的水也多。既然浮力大排开的水多，浮力小排开的水少，那么浮力的大小和排开水的多少是否有着必然的联系？从而引导学生去秤一秤排开液体所受重力有多大？看它和浮力大小究竟是什么关系？分析与论证学生惊奇的发现，浸在液体里的物体所受的浮力，竟和排开的水所受重力正好相等。从而进一步通过实验（浸没、部分浸入、漂浮）得出了阿基米德原理。这在阿基米德是灵感思维，对学生则是在老师指导下，经过探究活动后发现的。二、以探究的思想改进学生分组实验教学中我把部分学生实验改成探索性实验，并增加了一些探索实验内容，以拓展学生的思维领域。通常采用以全班讨论或小组讨论的形式进行。由于学生思考问题的方式和角度不同，讨论中可能出现多种实验方案，这些方案只要合理有效，就及时肯定，并让学生去做，不必要求设计的实验和书上给出的实验相同。例如：在“测小灯泡功率”的实验中教师没有给出具体的步骤，一切由学生自行完成，结果我在巡视实验的时候发现，各小组都有明确的实验步骤，并设计出了开放性的记录表格，记录了灯丝在不亮、较暗、正常发光、较亮、烧坏几种情况下的电压、电流和功率。实验后学生多方向、多角度的分析观察到的现象和数据，从而开放性地归纳出实验结论。分组实验时强调小组成员要有明确分工，加强小组间的合作与讨论。实验结束后，各小组将自己的探究过程，收集的证据和作出的结论，包括没有解决的问题向全班报告，然后经过质疑答辨和讨论，作出结论，达成共识，使大家都分享到探究成果。三、加强实验设计能力的培养为培养学生的探究能力，让学生根据物理原理设计实验。我按学生不同程度确定实验设计的内容。采用的方法一是写出实验报告或提出实验方案，组织学生讨论比较，选择最佳的可行性方案，统一进行实验。二是师生自编或精选一些探索性、综合性强的实验问题，让学生自己去设计和操作实验。例如：学生在学习了通电导体在磁场中会受力运动，通电线圈在磁场里会受力转动，这是电动机的原理后。有的同学提出：如果把通电的液体放入磁场中，结果会怎样？学生猜想之后自行设计实验进行探究，结果设计了多种实验，可以使通电液体在磁场中运动。例如将裸铜丝弯成封闭的圆环嵌入玻璃器的边沿作为一个电极、把一小段碳棒放入玻璃器的中央作为另一个电极，向玻璃器内倒入电解质（食盐水），再把玻璃器的一半圆面“卡”在马蹄形的磁场中，用导线把学生电源、变阻器、裸铜环、碳棒串联起来。接通电源，闭合开关，移动变阻器的滑片，使其电阻逐渐减小，电流随之逐渐增大，会观察到盐水由慢到快的旋转起来，现象很明显。问题可以由学生自己提出，也可以由教师提出。例如：在做完瓶吞鸡蛋的实验后，提问：如何把吞进瓶中的鸡蛋完整地取出来？引导学生分析压进瓶内，靠的是瓶内外的压力差，反过来也可再用瓶内外的压力差，将鸡蛋压出来，学生讨论得出一些切实可行的法：①把瓶倒过来让鸡蛋堵住瓶口后，放入一个密封容器中减小容器内的气压，瓶内外的压力差使鸡蛋从瓶内吐出来。②把瓶子倒过来，让鸡蛋堵住瓶口，再给瓶子加热，使瓶内的气压高于瓶外气压，鸡蛋也会被吐出来。我发动学生课后进行实验探究，学生在实验中遇到很多的问题，他们不断地克服困难改进实验，结果学生把广口瓶换成150ml平底烧瓶，把去壳的熟鸡蛋换成去壳的熟鹌鹑蛋，实验时把一端浸过酒精棉的铁丝点燃后，迅速插入烧瓶中，待燃烧片刻后抽出铁丝，再迅速将鹌鹑蛋放在瓶口上，过一会即可看到鹌鹑蛋沿着烧瓶颈慢慢下滑到瓶底，这样改进可见度增大，生动形象地证明了大气压的存在。把烧瓶倒立，使鹌鹑蛋堵住瓶口（小头向下），然后把烧瓶固定在铁架台上，用毛巾包住瓶底，并不断把热水慢慢注到毛巾上，一会烧瓶就会吐出鹌鹑蛋。教材中的演示实验和学生实验的设计及操作方法虽然都是经过反复证明了的，但实验操作方法仍然存在着这样或那样的不足，而且方法都只有一种，不利于学生创新思维的培养。为此教师可以有意识地创造一种探索氛围，比如提出“应该进行怎样的设计”、“为什么要这么做”、“换一种方法能不能做”等问题并运用多角度思考法、缺点列举法、逆向思维法等方法，引导学生探索，对其不足加以改进。四、在实验习题的教学中融入科学探究对一些较复杂的练习题，笔者设计了一些随堂实验，以点拨学生的解题思路。例如：用重30牛的铁桶到井中提水，待桶内装满水后，用力提桶使它直立于井水中，既不露出水面，又不与井底接触，如果桶内水重100牛，那么，提桶的力量将小于30牛。但不少同学有疑问，提桶的力为什么不包括水重？我布置学生课后自己设计实验去探究，并让学生在课堂上将探究结果加以演示：取一小铁桶，将它直立于水中，记录下弹簧秤提桶的力的大小，然后再将小桶的口朝下，会发现弹簧秤提桶的力大小不变，说明了将桶直立于水中，提桶的力不包括水重。这个小实验很有说服力，加深了学生对阿基米德原理的理解。五、开展课外活动，体验科学探究课外活动是物理课堂教学的延伸和补充，是学生将物理知识应用于实践的重要途径。当学生完成规定的学习任务后，教师更应鼓励学生自己选择课题进行探究，以满足学生的个性发展需要。在课外活动中，我校开放了实验室、图书馆、校园网等探究性场所，使学生能根据探究需要进行实验操作、资料收集和信息处理。初中物理课本中有32个小实验，在老师的引导下，学生在实验室利用自制仪器，自制潜水艇、针孔照相机、潜望镜、完成了纸锅烧水等小实验。有的小组自制仪器非常巧妙，指出书本上实验的不足，并加以改进，如改进了磁极间的相互作用规律、焦耳定律等。对那些富有创造精神的作品，我及时向学生推荐，让作者为老师同学表演，并将实验情况写出报告，组织评比，引导他们不断推陈出新。曾经有学生用可乐塑料瓶做“浮沉子”，实验效果很好，其他学生看后觉得有趣味，纷纷模仿制作，有的还进行了一些改进，使之变成精美的玩具，一旦成为玩具，更容易促进学生“玩”进物理世界，“玩”出学习方法及趣味。总之，改革物理实验教学，培养学生科学探究能力，不仅有利于国家《科学课程标准》的贯彻落实，而且有助于培养学生分析、概括能力和应用科学知识解决问题的能力，培养科学探究精神和严谨的科学态度，使学生真正体验科学的奇妙和伟大，并不断在探究中提高、发展和创新，成为适应今后社会高速发展的开拓型人才。

科学探究的第一步是什么

科学探究 (scientific investigation) 的主要步骤及重要技巧

科学探究是一个探求新知识的过程，这过程包括产生意念、认清问题、拟定假设、设计实验以测试假设、进行实验及收集数据、分析数据、推理及得出结论、最后公布结果。

产生意念

科学探究是从一些糢糊的意念开始；科学家对某课题产生兴趣，希望发掘更多知识。这个过程不但需要科学知识，更要有好奇心及创意。最初提出的意念很多时只是一个糢糊的方向，还需要进一步的巩固及具体化，不过这指示了一个大方向，是探求知识的开始。

认清问题及拟定假设

是把起初糢糊的概念具体化；认清问题所在。这包括搜集资料、定义问题及提出假设。科学家可用以下方法去搜集与问题有关的资料：

1. 自已的观察或以往所做的研究结果。

2. 阅读文献，如书本、期刊等。

3. 浏览互联网。

4. 与别人交流，如出席科学研讨会。

透过这个步骤，科学家亦可以清楚了解现有知识，去寻找一些新的问题去探究；也可以探究前人所得的结论是否正确；及了解所选课题的重要性或价值所在。

认清问题后，科学家就可以具体地把所研究的问题或假设定下来，这指示以后的工作方向，因此亦非常重要。定义问题及提出假设要用归纳推理 (deduction) – 把不同的资料归纳成一个具体的假设。不过，所提出的假设必须可以透过实验来测试是否成立，否则探究就无法进行。此外，问题需要清楚及具体，才能设计实验去测试假设。

设计实验以测试假设

清楚问题所在后，科学家就可以设计适当的实验去测试科假设是否成立。实验设计通常是实验成败的关键。实验设计应要考虑以下几方面：

1. 实验会有甚麼变项 (variables)，例如长度、距离及速度等。

2. 用甚麼方法 (如用甚麼仪器) 测量这些变数。

3. 选取样本或受试者：选取那些样本或受试者、样本或受试者数目、选取方法等。

例如科学家若需要做实验性探究 (experimental research)，就要设立实验组及控制组，也要有一个公平的比较；即是实验组及控制组的特徵要相同，及只改变一个变项，去测量另一个变项是否有差别。

进行实验及收集数据

在进行实验前应要有一个具体及详细的计划书，说明怎样去进行实验。计划书的内容应包括以下各项：

1. 进行实验的时间表。

2. 人力及资源分配方法。

3. 财政预算。

4. 预计会有甚麼困难及解决办法。

然后，科学家就会按照计划进行实验。进行实验时，科学家不但会收集数据，还会细心观察整个实验过程及可见现象，并详细记录下来，以作日后分析之用。不过，科学家在实验进行时可能会遇到一些预计以外的困难，他们可能要改变原定的计划或实验设计，以解决问题。

分析数据

科学家会把所得数据输入电脑及储存起来，亦会把数据备份 (backup)，以防资料流失。输入数据时要特别注意数据的准确性，以免影响日后所得结论。科学家会把数据整理及组织，以便进一步分析，例如可用平均数及标准差去代表一组数据，或利用一些图表把结果具体地显示出来。

推理及得出结论

科学家基於所得数据去推论实验结果是否支持假设，科学家先基於所得数据作出结论，但这结论通常只可应用在一个狭窄的范围内，因此他们会跟文献的资料或现有的知识作比较和综合，推理出更广泛的结论，指出所得结论可以应用在甚麼其他地方。科学家可提出引致所见现象的原因，或分析结果是否显示变数间有因果关系，他们也可以检视所得结果是否与现有知识有出入，及提出引致分别的原因；此外，科学家亦会指出该研究的局限，及可改进的地方；亦会建议下步可以做的探究。

公布结果

科学家会用文字 (如在期刊发现文章发表文章) 或口头形式 (如在会议发表报告) 公报研究结果及结论，让其他人知悉他的工作；亦藉此与别人交流意见或分享经验。科学家不但要让别人明白自己的研究，报告亦要使别人可以重覆自已所做的实验。

无论用甚麼形式，一个报告应详细及具体地描述以下项目：

1. 研究的重要性及研究背境资料。

2. 研究的假设及探讨的问题。

3. 研究的方法，包括实验设计、变数、测量方法及取样等。

4. 研究的结果 － 观察纪录、所得数据、数据分析方法及结果 (最好以图表显示)。

5. 讨论 － 基於数据作出结论、解释结果及推论所得结果的应用或影响。

科学探究的第一步是观察和提出问题。

观察是指仔细注意和记录现象、事件或数据。通过观察，我们可以收集到相关的信息和数据，了解事物的性质、行为、特征以及可能存在的规律。在观察的基础上，我们可以提出问题。问题是科学探究的推动力，它激发了我们对现象和事物背后原理的好奇心，并引导我们进一步的研究与探究。问题可以是关于现象、事物之间关系、原因和结果等方面的思考。

总结起来，科学探究的第一步是通过观察获取信息和数据，然后基于观察提出问题，从而引发进一步的科学研究和实验。这个过程可以帮助我们更深入地理解自然界和人类社会的各种现象和现象背后的规律。

科学探究的作用

1、增加知识和理解：科学探究通过实证研究和验证性实验，帮助我们发现新的事实，揭示事物背后的规律和原理，从而增加我们对自然界和人类社会的知识和理解。

2、解决问题和挑战：科学探究以问题为驱动，通过实验、观察和数据分析等方法来解决问题和应对挑战。它可以提供科学依据和解决方案，帮助我们更好地理解和解决复杂的现实问题。

3、促进创新和技术发展：科学探究推动了科技的发展和创新。通过对事物本质和原理的深入研究，我们可以开发新的技术、方法和产品，推动社会的进步和发展。

4、改善生活和提高健康：科学探究为我们的生活带来了许多改善。它在医学、健康、环境等领域的应用，使我们能够更好地预防疾病、治疗疾病、改善环境条件，提高人类的生活质量和健康水平。

5、培养批判性思维和科学素养：科学探究培养了人们的批判性思维和科学素养。通过科学研究的过程，我们学会了提出问题、设计实验、收集数据、分析结果，并对科学观点和证据进行评估和解释。这样的训练有助于培养逻辑思考、证据驱动和科学思维的能力。

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