本文是著名科学家对于学习自然科学的经验之谈。可分为三个部分。
第一部分（第１段）：提出论题：“学习自然科学的中国学生应该怎样了解自然科学。”
第二部分（第２～１２段）：论述论题。这部分是文章的主体。可分为两层：
第一层（第２～５段）：中国传统教育的弊病。作者从解释中国传统教育的出发点说起，先解释“格物”和“致知”的含义即“从探察物体而得到知识”，指出现代学木的基础就是实地探察，就是所谓的实验。接着，文章围绕“传统的中国教育并不重视真正的格物和致知”这个中心，分析道：传统中国教育的目的“并不是寻求新知识，而是适应一个固定的社会制度”，埋没了格物致知的真正意义。还举了明代大理论家“格物”的事例做证明，指出：不是真正的'探察事物，而是探讨自己，这是由儒家传统的思想观点所决定的。
第二层（第６～１２段）：实验精神在科学上的重要性。分别从科学进展的历史、实验的过程、中国学生“大都偏向于理论而轻视实践，偏向于抽象的思维而不愿动手”的弱点这几个方面论述。作者还讲述了自己由于受传统教育的影响，当年“不知吃了多少苦”的经历做证明。
第三部分（第１３段）：得出结论：“希望我们这一代对于格物和致知有新的认识和思考，使得实验精神真正地变成中国文化的一部分”。本段首句承上启下，“真正的格物致知精神，不但在研究学术中不可缺少，而且在应付今天的世界环境中也是不可少的。”接下来从研究学术和应付今天的世界环境两方面论述。而后，揭示了格物致知真正的意义：“第一，寻求真理的惟一途径是对事物客观的探索；第二，探索的过程不是消极的袖手旁观，而是有想像力的有计划的探索。”最后作者强调了自己的观点，表达了对中国年轻一代的良好愿望。
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