美国《国家科学教育标准》在内容标准中强调，在参与完整和部分探究活动的过程中培养并发展全体学生进行科学探究所需要的基本技能与对科学探究的本质的理解。
中学生进行科学探究所需要的技能包括以下方面。
1.明确界定可探究的问题。能够从广泛、模糊的实际问题中提炼、界定可进行探究的问题，并运用相关科学概念和定律指导探究。
2.设计并进行科学探究。能够明确研究目的，选择适当的研究方法、实验仪器，确定研究过程的主要步骤，注意确认和控制变量，阐明研究中需要涉及的概念、原理，及时调整和修改设计方案。
3.运用技术和数学工具收集、分析和解释数据。各种技术工具(包括数学工具)的选择与使用是由学生所探究的问题而决定的，数学在探究的各方面起到重要作用。利用计算机收集、组织和分析数据是研究的一个重要的组成部分。
4.运用证据进行描述、解释、预测和建构模型。运用一定的科学知识，描述和解释所观察到的现象，区别描述和解释的不同，作出假设，建构物理模型。在相互讨论中修改、确定解释方案和物理模型。
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