科学探究是物理学科核心素养的主要内容之一，也是中学物理学科教育中重要的教学方法之一。
从内容上看，中学物理教学中的科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素，这些要素把科学探究和批判性思维紧密地联系在了一起。
科学探究包含很多批判性思维的内容，例如：“运用批判思维和逻辑思维进行假设，思考替代性解释”；“运用批判性思维对第一手事件和现象以及第二手资料进行分析，以判断它们的可靠性”；“根据对科学的理解，运用批判性思维解释证据，根据逻辑推理决定选择何种模型”；等等。事实上，科学推理因涉及决策而和批判性思维有着不可分割的关系。
科学探究要求具备辨别或提出一个问题的能力；要求从可靠的信息源中搜索并筛选信息的能力；要求在实验设计时用到的推理能力，包括计划控制变量，以及做书面或口头报告需要的策略与战术等，这些都是恩尼斯在批判性思维分类中提到的能力。
由此看来，科学探究的过程离不开批判性思维的参与，两者在技能方面有着很多的交叉重叠，在探究的过程中瞄准批判性思维会有一举两得的功效。
