这一要求是对义务教育阶段科学探究能力要求的进一步提高。进入高中阶段的学生，物理知识比初中更丰富，对物理知识的理解、运用的能力比初中更强，在按说明书进行实验操作的时候，因而有条件对说明书中的内容做更深入的理解。在初中物理的基础上，中学物理课程中的基本仪器具有新的内容：“共同必修模块中的打点计时器，电路模块中的多用表，电磁感应模块中的检流表，交变电流模块以及机械振动与机械波模块中的示波器等，都是中学物理课程相关模块的基本仪器，学生应该会正确使用这些仪器”正确使用中学物理实验的基本仪器，包括了解仪器的使用要求，辨明仪器的测量范围和最小分度值，正确地装配仪器，正确地操作仪器，正确读取仪器的读数等。
作为对科学探究的认识，学生应该知道重复收集实验数据的意义；认识到科学收集实验数据的重要性。其“进行实验与收集证据”能力要求的构成如图4-3（见下页）所示。
这一要求表明，观察和实验是收集数据的一种形式。除此之外，公共信息资源，如图书馆、阅览室、科技馆、博物馆、展览馆、广播、电视和互联网等，也是学生收集数据或者证据的有效资源。因此，学生在制定计划时就应当根据探究的问题与目标，决定采用什么手段收集信息，到何处收集信息，收集什么信息等。采用观察与实验方法收集信息，要明确收集信息的时间，知道是在哪一个时刻或哪一段时间内记录有关信息。做到在预定的时间观察预定的目标，收集预先所关注的信息，同时要具有捕捉意外的信息的意识和准备。
实验数据的收集，除了应该具备观察收集数据的基本要求，还必须具有初步的实验操作技能，会使用简单的实验仪器和测量工具，能测量一些基本的物理量。会阅读说明书，是指能从使用的角度看懂说明书所表述的仪器的工作条件、操作要求和注意事项。在理解仪器工作条件和操作要求的前提下，应该按照说明书的要求正确地操作仪器。
正确记录实验数据，除了需要正确操作实验仪器之外，还要正确地观察仪器读数，“例如用量筒测量液体的体积时，不仅应该把盛有被测液体的量筒放在水平桌面上，同时眼睛还应该和液面在同一水平面上来观察量筒的刻度。”要正确记录实验数据，应辨明仪器的测量范围和最小分度值，正确读取仪器所显示的读数。要正确记录实验数据，还要事先设计并绘制好用于记录数据的表格，把实验数据简单、明了地填在表格中。
实验的安全主要体现为实验仪器的安全和实验者的人身安全。在考虑实验仪器的安全时，应该关注实验仪器量度范围。例如“用天平所测量物体的质量不能超过天平的称量；不能把温度计用来测量有可能超出其量度范围的温度；不能对弹簧用力尝试超过它的弹性限度；不能使电学元件通过的电流值超过其标称的额定值”。应该对实验结果的安全性具有预先考虑的意识。当用滑动变阻器控制电路中的电流时，开关闭合前，应审视变阻器的接线和滑动头的起始位置是否会造成变阻器的短路。当对电路的接线没有十分把握的情况下，闭合开关前，会用瞬时碰接的方法来探测电路在接通时的安全性。
学生应当知道，科学事实是检验科学结论的唯一标准，证据是进行科学分析的根据，如果不进行实验，不收集科学数据，实验探究便无法进行下去，所探究问题的结论也就不可能形成。在进行实验与数收集数据时，如果由于实验环境的影响、实验条件的改变或者由于实验者的疏忽，造成所收集数据的失真或部分失真，将会对探究结果产生严重影响，甚至有可能得出与真正的科学结果完全相反的结论。
二、科学探究能力的评价
（一）科学探究能力评价标准
科学探究评价的另外一个重要问题是如何建立一个行之有效的评价标准。客观性考试的评价标准比较简单，最大的挑战是设计试题。科学探究的评价，挑战不仅来自试题设计，同时还来自评价标准的设计。特别是建立如何客观、公正、有效、便于操作的评价标准。近些年来，随着课程改革的不断深入，一些国家、地区政府教育部门，科研机构，考试机构纷纷推出评价学生科学探究能力的标准。这里对两个科学探究能力评价标准进行比较。
1．国际文凭组织科学探究评价标准
国际文凭组织（简称IBO）总部设在日内瓦，是联合国与欧洲联盟承认的、非政府间的国际性教育与考试机构。该组织颁发“大学预科国际文凭”，统称“国际文凭”（简称IB）。实验科学（物理、化学、生物等）是IBO的一个重要课程，其目标是使学生学会提出问题、观察现象、建立假说和解决问题以及科学探究的技能。
3矩阵结构。其中水平分“完成”、“部分完成”以及“未完成”3个，而要求则为对要素的进一步分类。例如，对制定计划（a），其则要素包括“提出问题或研究课题”、“做出假设或预测”以及“选择变量”。图4-4为IBO评价标准的树状图。IBO实验科学有关科学探究的评价标准分为制定计划、收集证据、处理和呈现数据、结论和评估4个要素。其中，制定计划又分为制定计划（a）以及制定计划（b）两部分。IBO科学探究评价标准是按照等第制设计的，为水平与要素的3倍。
一般来说，对于标准教材中的大多数实验或探究，要评价学生在设计方案（a）方面的能力比较困难，除非要求对实验进行修改。通常，需要向学生提供一个开放性的问题进行探究。通常，教师会提供一个一般性目标，学生则必须能够确定有针对性的问题或者特定的研究课题。
例如，教师可能提出像“探究影响X的因素”这样的一般性地探究目标，学生则应该能够确定什么因素将影响X，并明确地限定实验的目的或者确定研究的课题，然后，学生应该系统地阐述其假设或预测，以及所选定的每一个变量。其假设不应该仅仅是预期的观察，必须包括诸如作为目标的两个或者更多个变量之间的关系，或者至少包含解释预期观察结果的做出合理解释的一个要素。这些的基础是能够运用实验进行探究的。一个典型的、简洁明了的假设可以写为“如果作用了Y，则将产生Z”，另外，还需要提及可能影响结果的其他变量，尽管这些变量不特别地要进行探究，需要选定作为控制的变量。
学生必须设计一个实际的、合适的方法，控制变量并收集足够的相关数据。应该描述实验装置以及测量的技术。
2.英国GCSE（物理）科学探究评价标准
GCSE的英文全称是General Certificate of Secondary Education，中文译为普通中等教育证书，简称为GCSE。在英国，学生在十四岁左右时进入GCSE课程学习，学制两年。GCSE科学（物理）课程科学探究评价标准分为制定计划、收集证据、分析论证、评估4个要素。按照等第分设计，共分为8个等第，评价标准对其中的4个等第进行定义。评价时，如果仅部分符合某一等第，而又比下一等第好，则评分为两等第之间的分数。图4-5为GCSE科学（物理）课程科学探究评价标准的树状结构图。
表4-2“制定计划”的评分标准 评分标准 2分P2a粗略的步骤 4分P4a收集有效证据的步骤。P4b使用的有关仪器或证据来源。 6分P6a运用科学知识和原理制定计划并说明步骤，识别需要改变、控制或考虑的关键因素，做出适当的预测。P6b确定收集证据的适当范围。8分P8a运用详细的科学知识和原理制定计划并说明适当的策略、表述流畅，考虑了获得精确的、可靠的证据的需要，体现了如何证明所做的预测。P8b根据需要，使用前期工作的有关信息。
（二）科学探究能力考试题目的形式与特点
在我国，高中阶段物理课程改革刚刚起步，有关科学探究能力的考查与评价还是一个亟待解决的问题。他山之石，可以攻玉，近几年来，国外评价方面做了不少工作，其科学探究与物理实验能力的考试题目呈现如下特点：
1.探究问题大多为生活常见的物理问题情景
科学探究能力的考查，需要在学生没有遇到的新的物理问题情景下进行。近几年英国GCE（物理）考试的试题的设计在与学生生活实践相结合方面做了不少有益的探索，提供了不少好的设计思路和样例。如2003年1月的GCE（物理A）考试第3单元第一题，要求学生就生活中常见的斯诺克台球桌边高度的设计问题提出一个探究方案（见图4-6）。
上述探究小球在凹型球面振动周期问题，探究弹簧振动过程中的能量转化与守恒问题。
2.实验器材简单、易行
实验器材简单是大规模实验考试的一个前提。近几年GCE（物理）考试的实验与探究能力考查的设计，其所需要的实验器材都比较简单、易行。例如，2002年1月进行的GCE（物理B）第三单元实验与探究考试，其中探究小球在凹型球面振动周期问题，使用的器材为一小钢球、一凹型表盖玻璃面和一只停表。如2002年5月进行的GCE（物理B）第三单元实验与探究考试，其中探究弹簧振动过程中的能量转化与守恒问题，使用的器材为一小弹簧，一有底座的带刻度尺的木棍。
3.精心设计实验与探究过程，采用多种手段确保实验顺利进行
探究实验通常会在实验过程中出现这样或者那样的问题，导致实验难以进行，为客观、全面评价学生科学探究能力带来困难。GCE（物理）考试采取轮转式实验的方式进行，为此考试机构采取了多种手段，确保实验顺利进行。如，实验考试数周之前即通知考试中心考试所需要的器材；配备一定数量的备用器材；制严格的考试流程，为考生轮换实验留下相应的时间；学生遇到问题导致实验中途不能进行，监考人员可以给予必要的帮助，使实验能继续进行下去，以便能继续考查考生的其他实验与探究技能，但所提供帮助必须记录在案，而在实验的数据处理和分析环节则不能提供任何帮助。
4.注重问题之间的内在逻辑联系
实验与探究能力的考查，通常都采用开放——建构型问题。在一个共同的大背景下，按一定的逻辑关系设置若干小问题要求解答，是GCE（物理）考试常用的一种题型，也是考查考生收集信息，设计实验，运用科学概念和规律分析问题、进行交流，评估实验过程和实验结果等科学探究能力常用的一种方法。试题通常以一个物理问题为起点，通过一个个有待解答的物理问题构成的问题串，形成一个既有一定的限定，又有一定开放性的物理问题情景，以便考生能比较充分地展示其考生收集信息，设计实验，评估实验过程和实验结果等科学探究能力。
5.重视考查考生运用科学概念、规律以及规范的科学交流能力
GCE（物理）考试十分重视考查考生的科学交流能力。不仅重视考生运用图表描述物理问题的科学与规范，而且重视考生的评价规范、流畅的语言交流能力。部分问题不仅具有一定的文字描述量，而且对行文的质量也提出了要求并赋予一定的分数。
（四）课程作业的特点