자유 탐구란 주제의 선정부터 연구 계획, 탐구 수행, 결론 도출 및 발표까지 이르는 전 과정을 학생이 주도하여 해결해 나가는 것을 말한다. 이 과정은 과학자들이 실제로 연구하는 과정과 매우 흡사하여 자유 탐구를 통해 학생들은 과학에 대한 흥미를 높일 수 있을 뿐만 아니라 탐구 과정을 통해 종합적인 탐구 능력을 기를 수 있다.

1. ‘운동과 에너지’ 영역
1-1. 자석의 세기
1-2. 빛과 그림자
1-3. 고무줄 저울을 찾아서
1-4. 물을 빨리 끓게 하는 주방 용기를 찾아라

2. ‘물질’ 영역
2-1. 동그란 물방울
2-2. 기체의 성질을 찾아서
2-3. 혼합물의 분리
2-4. 물의 여러 가지 모습

3. ‘생명’ 영역
3-1. 찾아가는 동물의 세계
3-2. 다양한 동물의 한살이
3-3. 나의 식물 탐구
3-4. 번식을 위한 식물의 전략

4. ‘지구와 우주’ 영역
4-1. 지층 찾아 나서기
4-2. 들썩들썩 지진
4-3. 뜨거운 화산
4-4. 비밀이 많은 신비한 돌

5. ‘녹색 성장’ 영역
5-1. 더워지는 지구를 푸르게 하려면
5-2. 우리는 지구를 지키는 에너지 특공대
5-3. 내가 바로 바이오매스 에너지
5-4. 그 많던 공룡은 어디로 갔을까