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探究是学生学习科学的主要方式，而科学探究活动是承载这一方式的重要载体，因此，科学探究活动的过程本身应关注学生的自由，这并不是一个离现实科学教学很远的题目。这个题目常常被我们说成是教学民主，其实质、其目的则在自由。由于真正的自由在实际的教学过程中受到诸多因素的影响，如教学环境、师生互动、学生原有状态等，往往并不那么容易获得，所以必须要去争取，去努力，去创造条件，创造机会。
一、自由需要依赖问题环境的创设
科学探究活动大多围绕科学问题而开展，很多时候，有什么样的科学问题决定了有什么样的科学探究活动。从这个意义上讲，学生科学探究活动的自由受制于问题的产生。而学生自主发现问题又大都依赖于一定的问题情境，从目前的科学课堂教学的实际情况看，学生提出问题并不难，难的是他们不一定能提出自己真正感兴趣、能够探究和解决的问题。因此，我们在创设情景的时候，必需充分考虑情景的开放性、生活性、导向性，避免情景创设过于狭窄，脱离学生生活，使得学生为产生问题而产生问题，甚至猜测老师的意图，提出迎合老师想要的问题。表面看是自由，而实质却受制于环境，失去了自我选择研究主题的自由。
例如，让学生把一截纸染成红色。由于毛细现象的原因，学生总是不能成功，虽然已经很小心地去染了，但颜色总是超出了规定的范围。当老师故意“埋怨”学生染得不认真时，学生纷纷向老师大倒苦水：“我们染的时候很仔细，后来水（在纸上）自己化开来了，不受控制。”此时老师笑而不语，学生急了，有的甚至拿起红色水和纸说：“老师，你要不信，我做给你看。”针对此现象，我问学生你有什么问题？学生不约而同地想到一个问题———“水为什么会在纸上化开来？”
这是学生在亲身的体验活动中自主产生并提出的问题，这样的问题无疑是“真实问题”，它源自于学生的生活，深深触动着学生的“心”，能激发高涨的学习热情，产生积极主动投身科学探究活动的需求，学生的身心愉悦而自由。
二、自由需要增加人文关怀的预设
我们总希望孩子们能静静地思考、准确地设计实验方案。理性、逻辑思维占据了绝对的统治地位。可是，如果我们真的看到了这样的课堂，你会感到兴奋吗？答案显然是否定的，因为，如果真是这样，我们无异于经历一部恐怖片，孩子们如同有思维没感情的机器，上课的老师恐怕心里要阵阵发毛了吧！
所以，当我们听到，2005年的一次科学优质课评比活动中，一个小女孩的发言（描述四杯冷热不同的水）：“像春天一样暖，像夏天一样热，像秋天一样凉，像冬天一样冰”这样的回答时，我们的头脑不应该马上想到“批判”，而是要从孩子身心特点、他们的实际生活等角度，感受孩子的纯真，赞赏孩子基于事实的想象力，并挺身维护学生的这份自由。我们可以对孩子说：你的想像真丰富，同学们，她的描述说明了什么？（学生可能马上能意识到温度的不同），再接着说：感谢你认真的观察，富有诗意的描述，让我们大家分享到你了你的发现。虽然我没有遇到这样的课堂，但，我想这样本着崇尚自由的理念处理这一突发情景，比单纯的指责和批判要好得多，因为，观察与描述是要实实在在，但科学特别是对未来的发现却需要想象力。
三、自由需要仰仗有结构材料的支撑
新课程改革强调“自主、探究”，于是，我们在很多课堂看到，老师为了避“教知识”的嫌疑，总是尽可能满足学生对探究材料的需求。
有些需求是数量上的，往往是实验桌上摆放了许多的实验器材，让孩子每人尽可能地多一些材料，期望他们在探究活动中有更多自由操作的机会。结果是动手能力强的学生忙得不亦乐乎，不会做的学生拿着材料手足无措，乱做、乱玩，学生各自为政，反而削弱了合作、交流、相互启发与质疑的作用，有“自由”的机会却自由不起来。
有些需求是时机上的。有些教师一厢情愿地认为，孩子接触材料，并开始摆弄，他们的头脑就会开始积极思维。于是，有些课不注意材料的呈现时机，早早地把材料摆放在桌上，这对学生来说太有吸引力了，人还没在位置上坐好，眼睛已经锁定了材料，有的甚至偷偷地拿在手上玩起来了，下面老师说什么，已无暇顾及；很多时候孩子并不十分清楚实验目的、没有实验计划的情况下，迫不及待地操作器材，场面看起来很“自由”，很热闹，但细细深究，不难发现，许多操作仅仅是因为对器材本身趣味性的关注，而不是用器材探究。这样的自由对于学生的成长来说是一种抑制，恰恰是不自由的。
因此，从实验材料本身来说，它至少应该注意两点：第一点是实验材料必须有结构。所谓有结构，就是材料必须直观形象，层次、顺序合理，无关干扰尽量少，便于学生观察、比较、实验；第二点是实验材料的呈现必须把握好时机。就是在学生在积极思维活动过程中，迫切地需要使用实验材料验证自己的想法，或期望看到相关的现象时，材料能及时为学生所用。这样才能在最大程度上满足学生自由探究的需求。
例如，学生猜测物体是沉还是浮可能与物体的大小和轻重有关后，教师抛出了第一组材料：木块、石头、泡沫塑料、回形针、牙签、橡皮泥、胡萝卜、蜡烛，学生通过实验比较，发现与自己猜测不相符的结果———沉浮与物体的大小、轻重可能没有关系，这就与经验产生冲突。教师又提供了第二组特殊材料：大小相同的铁块、铝块、塑料块、木块、黏土块，实验获得了新的进展———轻的易浮，重的易沉。最后，教师提供了第三组重量相同、大小不同的物体：铝块、橡皮泥、萝卜块、木块、泡沫塑料块，结果发现在轻重相同的情况下，大的容易浮、小的容易沉。
四、自由需要审视自己的行为
1.在不太自由的时候寻找自由
俗话说：计划赶不上变化。教学永远是不断变化着的，虽然老师课前进行了精心的预设，排除了很多外在的影响学生自由的因素，但受制于学生本身的年龄特点、身心及学习状态，探究活动难免会出现暂时的“不自由”，如，“钻进‘牛角尖’”、“实验器材操作不当”、“遇到阻碍”，等等。在这种不自由的情况下，要让学生意识到，并且逐渐学会在不太自由的时候要主动寻找自由。通过组内的协作学习、组间的协作学习等方式，突破瓶颈、重新学习实验器材的操作方法，甚至必要时积极寻求老师的帮助和指点。让自己的探究活动重新顺畅起来。
2.不要在过分自由的时候自己丢失自由
一种过分自由是有时学生可能受材料本身趣味性的吸引，或是对产生的无关现象特别关注，而置自己小组的研究主题于不顾，随心所欲、不计成本、不计时间地重复“玩”，结果造成探究活动表面的热热闹闹，却失去探究的有效性。对于这种扯得太远的情况，要及时指导学生回到主题上来。
另一种过分自由是，聆听到别人的意见，或自由阅读文本了解相关信息，囫囵吞枣，不加质疑地全盘接受，盲目享受外在的自由而丢失了自己内在思维的自由。对于这种情况，我们必须有针对性设置一些环节，让学生保持一颗质疑的心，时时审视自己的行为，不让自己的行为束缚了自己的自由。
五、自由需要保证评价的激励性
德国一位教育家曾说过：教学的艺术，不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。事实也正是这样，学生心灵的自由来自于自身的成功体验，也来自于老师的充满赞许的一个微笑、眼神、动作，孩子不是为了讨好我们而学习，而是因为学习是他们的一种本性和天性，他们想通过学习来发现这个世界。因此，对学生的观察、探究、思考、回答等等方面的努力，我们要正确看待充分肯定，要善于运用激励的评价机制激发学生的思维热情。
争取科学探究活动中真正的自由，需要关注和努力的方面还有很多，例如探究活动中的规则意识、学生的责任心、活动交往等。关键是老师要转变观念，并用自己的行动去影响自己的学生，在愉快而有意义的探究活动经历中享受真正的自由。
一、自由需要依赖问题环境的创设
科学探究活动大多围绕科学问题而开展，很多时候，有什么样的科学问题决定了有什么样的科学探究活动。从这个意义上讲，学生科学探究活动的自由受制于问题的产生。而学生自主发现问题又大都依赖于一定的问题情境，从目前的科学课堂教学的实际情况看，学生提出问题并不难，难的是他们不一定能提出自己真正感兴趣、能够探究和解决的问题。因此，我们在创设情景的时候，必需充分考虑情景的开放性、生活性、导向性，避免情景创设过于狭窄，脱离学生生活，使得学生为产生问题而产生问题，甚至猜测老师的意图，提出迎合老师想要的问题。表面看是自由，而实质却受制于环境，失去了自我选择研究主题的自由。
例如，让学生把一截纸染成红色。由于毛细现象的原因，学生总是不能成功，虽然已经很小心地去染了，但颜色总是超出了规定的范围。当老师故意“埋怨”学生染得不认真时，学生纷纷向老师大倒苦水：“我们染的时候很仔细，后来水（在纸上）自己化开来了，不受控制。”此时老师笑而不语，学生急了，有的甚至拿起红色水和纸说：“老师，你要不信，我做给你看。”针对此现象，我问学生你有什么问题？学生不约而同地想到一个问题———“水为什么会在纸上化开来？”
这是学生在亲身的体验活动中自主产生并提出的问题，这样的问题无疑是“真实问题”，它源自于学生的生活，深深触动着学生的“心”，能激发高涨的学习热情，产生积极主动投身科学探究活动的需求，学生的身心愉悦而自由。
二、自由需要增加人文关怀的预设
我们总希望孩子们能静静地思考、准确地设计实验方案。理性、逻辑思维占据了绝对的统治地位。可是，如果我们真的看到了这样的课堂，你会感到兴奋吗？答案显然是否定的，因为，如果真是这样，我们无异于经历一部恐怖片，孩子们如同有思维没感情的机器，上课的老师恐怕心里要阵阵发毛了吧！
所以，当我们听到，2005年的一次科学优质课评比活动中，一个小女孩的发言（描述四杯冷热不同的水）：“像春天一样暖，像夏天一样热，像秋天一样凉，像冬天一样冰”这样的回答时，我们的头脑不应该马上想到“批判”，而是要从孩子身心特点、他们的实际生活等角度，感受孩子的纯真，赞赏孩子基于事实的想象力，并挺身维护学生的这份自由。我们可以对孩子说：你的想像真丰富，同学们，她的描述说明了什么？（学生可能马上能意识到温度的不同），再接着说：感谢你认真的观察，富有诗意的描述，让我们大家分享到你了你的发现。虽然我没有遇到这样的课堂，但，我想这样本着崇尚自由的理念处理这一突发情景，比单纯的指责和批判要好得多，因为，观察与描述是要实实在在，但科学特别是对未来的发现却需要想象力。
三、自由需要仰仗有结构材料的支撑
新课程改革强调“自主、探究”，于是，我们在很多课堂看到，老师为了避“教知识”的嫌疑，总是尽可能满足学生对探究材料的需求。
有些需求是数量上的，往往是实验桌上摆放了许多的实验器材，让孩子每人尽可能地多一些材料，期望他们在探究活动中有更多自由操作的机会。结果是动手能力强的学生忙得不亦乐乎，不会做的学生拿着材料手足无措，乱做、乱玩，学生各自为政，反而削弱了合作、交流、相互启发与质疑的作用，有“自由”的机会却自由不起来。
有些需求是时机上的。有些教师一厢情愿地认为，孩子接触材料，并开始摆弄，他们的头脑就会开始积极思维。于是，有些课不注意材料的呈现时机，早早地把材料摆放在桌上，这对学生来说太有吸引力了，人还没在位置上坐好，眼睛已经锁定了材料，有的甚至偷偷地拿在手上玩起来了，下面老师说什么，已无暇顾及；很多时候孩子并不十分清楚实验目的、没有实验计划的情况下，迫不及待地操作器材，场面看起来很“自由”，很热闹，但细细深究，不难发现，许多操作仅仅是因为对器材本身趣味性的关注，而不是用器材探究。这样的自由对于学生的成长来说是一种抑制，恰恰是不自由的。
因此，从实验材料本身来说，它至少应该注意两点：第一点是实验材料必须有结构。所谓有结构，就是材料必须直观形象，层次、顺序合理，无关干扰尽量少，便于学生观察、比较、实验；第二点是实验材料的呈现必须把握好时机。就是在学生在积极思维活动过程中，迫切地需要使用实验材料验证自己的想法，或期望看到相关的现象时，材料能及时为学生所用。这样才能在最大程度上满足学生自由探究的需求。
例如，学生猜测物体是沉还是浮可能与物体的大小和轻重有关后，教师抛出了第一组材料：木块、石头、泡沫塑料、回形针、牙签、橡皮泥、胡萝卜、蜡烛，学生通过实验比较，发现与自己猜测不相符的结果———沉浮与物体的大小、轻重可能没有关系，这就与经验产生冲突。教师又提供了第二组特殊材料：大小相同的铁块、铝块、塑料块、木块、黏土块，实验获得了新的进展———轻的易浮，重的易沉。最后，教师提供了第三组重量相同、大小不同的物体：铝块、橡皮泥、萝卜块、木块、泡沫塑料块，结果发现在轻重相同的情况下，大的容易浮、小的容易沉。
四、自由需要审视自己的行为
1.在不太自由的时候寻找自由
俗话说：计划赶不上变化。教学永远是不断变化着的，虽然老师课前进行了精心的预设，排除了很多外在的影响学生自由的因素，但受制于学生本身的年龄特点、身心及学习状态，探究活动难免会出现暂时的“不自由”，如，“钻进‘牛角尖’”、“实验器材操作不当”、“遇到阻碍”，等等。在这种不自由的情况下，要让学生意识到，并且逐渐学会在不太自由的时候要主动寻找自由。通过组内的协作学习、组间的协作学习等方式，突破瓶颈、重新学习实验器材的操作方法，甚至必要时积极寻求老师的帮助和指点。让自己的探究活动重新顺畅起来。
2.不要在过分自由的时候自己丢失自由
一种过分自由是有时学生可能受材料本身趣味性的吸引，或是对产生的无关现象特别关注，而置自己小组的研究主题于不顾，随心所欲、不计成本、不计时间地重复“玩”，结果造成探究活动表面的热热闹闹，却失去探究的有效性。对于这种扯得太远的情况，要及时指导学生回到主题上来。
另一种过分自由是，聆听到别人的意见，或自由阅读文本了解相关信息，囫囵吞枣，不加质疑地全盘接受，盲目享受外在的自由而丢失了自己内在思维的自由。对于这种情况，我们必须有针对性设置一些环节，让学生保持一颗质疑的心，时时审视自己的行为，不让自己的行为束缚了自己的自由。
五、自由需要保证评价的激励性
德国一位教育家曾说过：教学的艺术，不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。事实也正是这样，学生心灵的自由来自于自身的成功体验，也来自于老师的充满赞许的一个微笑、眼神、动作，孩子不是为了讨好我们而学习，而是因为学习是他们的一种本性和天性，他们想通过学习来发现这个世界。因此，对学生的观察、探究、思考、回答等等方面的努力，我们要正确看待充分肯定，要善于运用激励的评价机制激发学生的思维热情。
争取科学探究活动中真正的自由，需要关注和努力的方面还有很多，例如探究活动中的规则意识、学生的责任心、活动交往等。关键是老师要转变观念，并用自己的行动去影响自己的学生，在愉快而有意义的探究活动经历中享受真正的自由。