وهي مجموعة من العمليات العقلية اللازمة لتطبيق مهارات العمليات العلمية التي يمارسها طلبة الصف الخامس العلمي، وتشمل: التبويب، استخدام الارقام، التنبؤ، التجريب، الافتراض والتي يستجيب لها الطلبة في اختبار مهارات العمليات العلمية الذي اعده (Cronin & Padilla, 1988) والذي ترجمه وعدله رواشدة وخطايبة، 1998، متمثلة بالدرجة التي يحصل عليها الطلبة على فقرات الاختبار.

هدفت إلى مقارنة التطور المعرفي ومهارات عمليات العلم واتجاهات المدرسين تحت التدريب في جمهورية الصين نحو مادة العلوم بمعرفتهم المسبقة في العلوم، تكونت العينة من (1846) طالبا وطالبة موزعين على اربع مجموعات هي: طلبة السنة الرابعة المتخصصون في تدريس المرحلة الابتدائية، وطلبة السنة الرابعة المتخصصون في الموسيقى والفنون، وطلبة السنة الاولى المتخصصون في العلوم والرياضيات، وطلبة السنة الاولى الذين لا تخصص علميا لهم. وقد اشارت نتائج الدراسة إلى وجود فروق دالة احصائيا بين المجموعات في التطور المعرفي ومهارات عمليات العلم ولصالح طلبة المجموعة الاولى والمجموعة الثانية. (Lee, 1993, pp. 625 - 636) .

هدفت إلى استقصاء مدى تطور قدرة طلبة المرحلة الاساسية في الأردن على تطبيق عمليات العلم. وتكونت عينة الدراسة من (574) طالبا وطالبة من طلبة الصفوف السابع والثامن والتاسع والعاشر. واستخدم اختبار عمليات العلم، أشارت نتائج الدراسة إلى وجود فروق دالة احصائيا في القدرة على تطبيق عمليات العلم في الصفوف المشتركة في الدراسة تعزى إلى الصف ولصالح الصف الأعلى في المقارنات جميعا باستثناء الصفين السابع والثامن الذي لم تكن له دلالة احصائية (الدرابيع، 1995، ص أ-ب) .

هدفت إلى استقصاء اثر طريقة التدريس المعرفي في التفكير العلمي لطلبة الصف الثامن الاساس وتحصيلهم للمعرفة العلمية. تكونت عينة الدراسة من (168) طالبا وطالبة، واستخدام اختباران: اختبار تحصيل المعرفة العلمية، واختبار التفكير العلمي. اظهرت نتائج الدراسة تفوق اثر استراتيجية التدريس المعرفي في التفكير العلمي وتحصيل المعرفة العلمية لطلبة الصف الثامن الاساس على اثر الطريقة التقليدية. (ابو شاويش، 1998، ص أ-ب) .