拱形桥的半径一定时，汽车的速度越大，车对桥的压力与车的重力之差就越大，所以要在地球上产生明显的效应，车就要开得很快。要多快呢？其实学生已经掌握解决问题的工具了……这个问题是教师提出来的，学生根据解决拱形桥问题的经验，可以做出有很大把握的猜想，然后沿这个方向进行数学推理和分析，得出准确的结论。这是一个很好的科学探究过程。
实际教学中最难把握的是提出问题这个要素。学生提的问题五花八门，有的虽然有意义，但未必与教学发展方向一致。因此，多数课题恐怕还是要由教师提出。这样做还是科学探究吗？还是根据现象或过去的知识找出矛盾或疑问，把它清晰地表述出来，这是一个很好的教学习惯。教师经常这样做，时间久了学生也就自然这样做，遇到相似的场景时会不自觉地在心里产生疑问，于是就形成了提出问题的习惯，也就逐渐学会了怎样提出问题。我们强调这样的教学过程，就是在“播种一种行为，收获一种习惯”（张维善语），我们这样做是在引导“批判性的思维”，是在培养“怀疑精神”。
三、猜想与假设的不确定性并不一样
科学的猜想与假设在本质上不同于不负责任的乱说，它是根据有限的事实或不严格的推理得出的不太可靠的结论。例2中，我们得出一个猜想──存在着另外一种相互作用，根据的是库仑力的性质和二力平衡的知识。但是，它仍然只是一个猜想，不是科学的结论，因为我们不能排除另外的许多可能：两个质子之间只有库仑力的作用，但库仑定律在很小的距离上不适用；或者……
不同探究过程中做出的猜想与假设，它们的不确定性并不一样。上面例3中的猜想与假设实际上已经是对问题的定性分析，不确定性很小；而例2中的猜想与假设则有极大的不确定性，特别是中学生做出这样的猜想，更是如此。
可以说，中学教学中的科学探究最应该注意的就是猜想与假设这个要素，猜想与假设是创造性思维中最活跃的因素。这样说，是基于我们对科学过程的理解：自然规律不是根据有限的（尽管可能是大量的）事实归纳出来的，新知识的建立常常不在于实验证据的多寡，而在于研究者的洞察力。科学中的重大发现是这样，日常生活与工作中的新认识、新见解也是这样。
新的高中物理课程包括了狭义相对论的少量内容。这样做的主要目的是使学生在狭义相对论的学习中再一次体会科学探究的过程，即人们认识世界的下述过程。
学生在大致了解几个关于“光速不变”的实验后发现了矛盾（提出问题），在此基础上提出了光速不变原理和狭义相对性原理（猜想与假设）。尽管麦克尔逊实验和其他几个实验及天文观测表明，光速不依赖于观察者与光源之间的相对速度，但这只是有限的几件事实，难以得出一般性的规律，因此我们只能把它叫做猜想与假设；至于狭义相对性原理，也只是因为“没有发现违背这个原理的事实”，也属于猜想与假设的范畴。
在这两个猜想与假设的基础上，经过逻辑推理得出了同时的相对性，进而得出长度的相对性和时间间隔的相对性（分析与论证）。最后介绍对宇宙射线中μ子计数的解释、狭义相对论的宏观验证，并简单提到它在粒子物理中的应用。
这段教学要使学生体会认识世界的如下过程。
实验或观测事实（或直接经验）──猜想与假设（两个基本原理）──逻辑分析（数学推理）──可检验的结论
在这个案例中，两个原理具有很大的不确定性，只有得出的所有结论都与事实一致时，才能说当初的猜想与假设在一定的条件下是正确的。新高中课程还要求极简单地介绍广义相对论。广义相对论的猜想与假设的不确定性就更大了。与它们相比，课堂实验中关于导体中的电流与它两端电压关系的实验结论，其不确定性就小得多，但仍是个假设，因为后来发现它对半导体导电和气体导电并不适用。我们只能说，对于金属导体，这个猜想与假设发展成了欧姆定律。
以上分析有助于打破我们对于科学探究的狭隘认识。学习中无论是极不确定的想法，还是似乎板上钉钉子的实验结果，其实都是科学探究中的猜想与假设。中学物理中几乎所有内容都应该按科学探究的方式学习。
四、科学探究不一定都要动手做实验
实验是物理学的基础，这是从整体上说实验推动了物理学的发展，而绝不是说，物理学中的每一个规律都“应该”或者“可以”直接由实验总结出来。明确了这个认识以后，在学习过程中我们就敢于确认：包含了科学探究的若干要素，但不包含学生实验或演示实验的教学过程，也是科学探究。例如，在学过了功和能的关系，经历了动能、重力势能的定量表述过程之后，学生可以探究弹性势能的表达式。在这个探究过程中，学生可以根据过去研究动能和重力势能的经验来确定探究的方向，即通过弹力做功来探讨弹性势能的表达式；然后分析弹
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