探究能力包含：觀察與定題(po)、計劃與執行(pe)、分析與發現(pa)、討論與傳達(pc)，而探究的歷程通常起始於發現問題與擬訂研究計畫，屬於較高層次的認知能力(創造、評鑑)，在教學中不易掌握；實驗操作、結果分析及表達則屬於較基礎之認知能力(理解、應用、分析)，經練習後較容易精熟（林春煌，2020）。因此，教學者通常略過較不易掌握的高層次能力，以食譜式實驗訓練學生較基礎的探究能力。然而，食譜實驗大多導向相同的實驗結果，較無探究的樂趣，且學生也較難體驗到完整的探究歷程。
本課程參考邱美虹（鍾曉蘭，2014）提出之POEC（Prediction預測、Observation觀察、Explanation解釋、Comparison比較）教學模式，設計一系列有關製作麵糰擦拭鉛筆筆跡的實驗，帶領學生從探究活動的基礎操作，逐步進展到能自行提出好的探究問題。
第一階段-『復刻麵糰擦』：食譜式地仿作科展優秀作品，藉由比較擦拭效果引出科學數據化的概念，並進行圖像處理軟體的操作教學；第二階段-『擦拭效果比一比』：結構化地將研究題目定在不同比例的澱粉對擦拭效果的影響，藉由比賽的形式催化學習動機，並繼續加強學生在探究規劃、數據分析及表達分享的基本能力；第三階段-『定好題』：引導學生自由發想探究問題，歸納出好的探究問題具備哪些條件，並選擇一個研究問題進行實驗規劃，藉此評量本課程學習結果。
經過本課程三階段POEC整合式的探究體驗後，學生不僅從動手實作習得科學知識、實驗規劃及數據整理的能力，更能在定題的腦力激盪中增進思考智能的層次，好為下一階段的探究做好準備。