康熙帝他學習的一個突出特點是刻苦讀書，但絕不迷信書本。他不恥下問，但絕不盲從。凡事都要問一個為什麼，能動手實踐的，一定要親自試一下。“囊螢夜讀”中的窮孩子是晉朝的車胤，靠苦讀成才，後來做了大官。這個美麗生動的故事代代相傳，到康熙這裡，已經傳了十多個朝代，超過了一千年，從未有人提出過質疑，但康熙卻沒有輕易相信這個古老的故事，他要親自試驗一下。在承德避暑山莊的夏夜，他和身邊的人一起捉了幾百只螢火蟲，放在絹袋裡，試驗“囊螢夜讀”，他就用那個絹袋來看書，結果壓根就看不清楚字。康熙得出結論，書上說的並非都是真理，不可盲目輕信。
康熙中年時曾患過一次瘧疾，太醫院的御醫百般調治，卻不見好。這時，西洋來的傳教士獻上一種名為“奎寧”的西藥，雖然很多人反對他服用，但是他堅持要試一試。試驗的結果非常好，藥到病除。康熙十分高興，下令在皇宮內建立一個實驗室，讓西洋傳教士主持製藥。自此以後，康熙不僅自己服用宮中自制的西藥，還賞賜給大臣們。
為了解決黃河泥沙淤堵、壅塞河道的問題，康熙在北京附近的永定河進行試驗。他把一些與群臣議定的設想，在永定河試行，把河道截彎取直，浚直河身，以直流衝沙，效果很明顯。此後，當負責黃河河工的大臣請示把黃河的兩處急灣浚直時，康熙成竹在胸，告訴他說，我看永定河治理試驗的辦法很好，河身直，河底深，所以淤沙盡皆沖刷，今治黃河亦用此法，方為有益。為了解決河水沖刷對堤岸的威脅，康熙派人用樹枝、秫秸、石頭捆成“塌”，用來加固堤岸，在永定河試驗後，康熙命在黃河施行。治河大臣不同意，認為永定河水勢小，可以用塌，而黃河水勢大，難以用場。面對臣下的反對意見，康熙並沒有以勢壓人，只是說：“姑試用之。”治河大臣試用後，“河堤果然堅固”，自是心服口服。
康熙一生進行過許多方面的科學試驗。他以一株偶然發現的高大水稻做種子，以此為本，代代繁衍，培育出色香味美、生長期短、適合於北方種植的“京西稻”。他借外出巡視的機會，到田地裡觀察蝗蟲的生長情況，試驗、研究治理蝗蟲危害莊稼的辦法，提出在冬天就挖掘蝗種，消滅幼蟲，開春提前耕地，把蝗種深壓地下，不使其長成成蟲，叫做“去惡務絕其本也”。
他向西洋傳教士學習天文、數學知識，親自觀測，親自演算。他外出巡察、征戰，都帶著測量儀器，親自對途中經過地區的方位、高度、距離進行測量。他還組織了全國的大地測量，試製了大量的測量儀器，繪製了被稱為當時世界上最好、最精確的《康熙皇輿全圖》。
康熙一生進行了大量的科學實驗，從中學到了豐富的科學知識。但雖然貴為皇帝，也不是想做什麼、學什麼，就能做成什麼、學成什麼的。對通醫懂藥，會給人開方看病的康熙來說，大概最遺憾的是沒能親自參與人體解剖了。他曾讓一位西洋傳教士給他翻譯了法國出版的《人體解剖學》，也曾秘密支持別人藉機會進行人體解剖，把看到的人體器官的情況告訴他。但固於封建禮法的強大壓力，這位求知若渴並勇於實踐的皇帝也不得不有所顧忌，最終書翻譯完了，只能藏在宮中自己閱讀，未能公開印刷推廣到民間。儘管康熙認為：此書出後必會造福世間，人命或可挽救不少。但那位奉命觀察人體內部器官的人也被警告，不得為外人道也。
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