探究教学最早可以追溯到古希腊时期，柏拉图的教学就有探究的元素。探究教学的发展大致可以分为四个阶段：

第一阶段，主要倡导者卢梭、裴斯泰洛齐等人认为“人天性具有探究的欲望，教师应创设问题产生情景，为学生提供自主探究的机会”，这种思想为今天的探究教学奠定了思想基础。这个时期对“探究教学”的倡导深受17世纪启蒙运动的影响，而这种观点其代表人物培根在1620年的著作中，就提出了把科学要视为探究程序或方法的观念。（王天丽 高中生物教学中探究式教学的实践与探索）

第二阶段的探究教学理论主要是杜威的实用主义教育思想。杜威从实用主义立场出发，认为社会发展变幻莫测，具有不确定性和不安定性，人类实际上处在一个充满问题的世界。在问题面前每一个存在，每一种观念及人的每一次活动都具有试验性，因而“实用效果”与有用与“否”就成为衡量一切知识是否是真理的标准。由于社会变化不定，没有哪种知识能适用所有问题，他进而认为世界不存在永恒的真理。人在不安定的世界能延续下来不是靠所谓的“真理”，而是靠不断改造的经验，或者从根本上说是凭借经验中所具有的反省思维即探究能力。

杜威在《我们怎样思维》一书中论述了探究的本质及阶段他认为探究在本质上是一种反省思维，这种思维具体而言可分为以下五个阶段：（1）出现一个问题情境；(2)将起初的疑难明确为一个有待解决的问题；(3)提出解决问题的种种猜想；（4）判断各种假设的含义和结果，从中选择最可能解决问题的假设；(5)投入解决问题，证明假设。杜威认为，科学发明和发现实际上都是按照这个过程进行的，因此，他把这五个阶段称为“科学方法”或“实验方法”，并指出科学研究并非是科学家的特权，因为所有思维都是研究，所有研究尽管其结果可能已为他人所知晓，但对于研究者本人而言都是创造性的，学生的研究也是如此。因此，杜威认为教学应培养学生具有探究的能力和习惯。在《民主主义与教育》一书中，他深入探讨了思维的五阶段与教学的关系，认为教学活动的要素与思维的要素是等同的，他依据思维的五阶段提出了相应的探究教学程序:“第一，学生要有一个真实的经验的情境-一要有一个对活动本身感兴趣的连续的活动；第二，在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物；第三，他要占有知识资料，从事必要的观察，对付这个问题；第四，他必须一步一步地展开他所想出的解决问题的方法；第五，他要有机会通过实验来检验他的想法，使这些想法意义明确，让他自己去发现它们是否有效。”（p131）

杜威首次提出了较为系统的探究教学理论，强调培养学生的主动探索精神和解决实际问题的能力，可以说开辟了教学研究与实践的新领域，引起人们对学生的主体性的极大关注以及师生在教育过程中的地位和作用的深刻反思。尽管自他(杜威)以后，各类作者用问题解决、归纳法、批判性或反省性思维、科学方法或概念学习来指称探究，但从很多研究及学校教育计划来看，探究这一过程的基本要素均不出杜威当年的论述。

尽管如此，杜威的实用主义探究教学理论却存在两个致命的弱点:第一，把思维过程与教学过程相等同，忽视两者之间必要的转换环节及影响因素，将思维的一般过程直接照搬到教学中，要求师生对所有知识都采用解决问题的方式去学习，与教学实际不符。可以说，它忽视了接受学习等其他重要学习形式，缩小了教学活动范围。第二，过分强调学生的直接经验，否定基本理论知识和教师在做中学的指导作用，难免不使学生陷入盲目摸索或不知所措，以致放任自流，引起教学上的混乱。难怪有人指出，在此理论指导下，美国 20世纪上半期的科学教育实际上是“生活科学”的教育。学生的操作能力而非探究能力虽有提高，但教育质量低下，学生智力发展严重不足。

第三阶段 受心理学信息加工理论的影响，萨其曼( J. R. Suchman)、施瓦布(J. J. Schwab)和加涅( R. M. Gagne)等人从信息加工的角度对探究教学进行研究，他们认为教学与其着眼于知识的掌握，更应注意教学信息处理过程本身，并建立了与此种思想相应的探究教学模式。这里我们仅以施瓦布为代表对这种探究教学理论加以说明。

施瓦布认为，通过探究教学涉及获取知识的方法，它包括如下五方面探究技能的发展:确定问题并界定问题、建立假设、设计实验、收集和分析数据、解释数据并作出有意义的结论，需遵循以下基本程序:（1）给学生呈现调查研究的领域和方法；（2）明确问题，确定研究中的困难，困难可能在于数据的收集和解释、实验的控制或推理等；( 3)思考问题，提出假设；( 4)思考解决困难的途径、办法或是重新设计实验，或用不同方式组织数据；(5)得出结论。

作为探究的科学强调科学也可能出错，处在不断地自我修正与完善过程中，而不是不可能出错，永远正确，封闭保守也就是说，作为探究的科学是质疑性的而非教条式的，是不断变化而非僵化静止，它不是关于世界的终极真理，而是在特定时间里对世界的最充分的解释。为使课程能反映科学的探究得本质，在施瓦布主持下编制的BSCS高中生物课程中采用了如下做法:(1)使用表示科学的“暂时性”的措词，如“不明白”、“我们不清楚这是怎么发生的”、“关于这方面的证据也有反面的”等；（2）用反映生物学中主要概念的历史与操作过程的“探究故事”来代替定论性质的结论；( 3)精心设计实验程序，使其真正成为学生探究生物问题的活动，而不是书本知识的演示；(4)安排诱导探究活动单元(invitations to inquiry)，使学生就有关问题与方法参与生物学当前尖端问题的研究。

施瓦布对当时科学教育中的两种错误倾向提出强烈批评:其一，试图授以定型的“科学方法”，倡导纯化的科学实验，刻意追求正确性和技术效率，因而出现脱离探究多样性的倾向。这种单纯化的结果，使得科学教学局限于小规模的研究框框之中；其二，离开科学内容教授科学方法，这样就达不到理解科学本质的目的。没有以科学知识为基础，在探究过程中掌握科学知识，把科学知识与探究过程相结合，才是探究教学的正确做法。为此，施瓦布强调指出:“探究教学的两个组成成分-一作为探究的科学和探究活动，在中学科学教育目标中应当给予优先注意的是前者。”

一系列研究表明:教学时，尽量用探究性叙述来代替定论性解释，提供小规模典型反映探究过程的实验机会，多让学生动手“做”科学而不是“读”科学，学生在教师指导下分工合作地从事观察、实验、讨论、整理，最后得出共同结论，有利于学生掌握科学方法，理解科学的本质即使在社会学科方面，采用探究教学也能极大提高学生探究人类事务的能力，使学生变成更好的调查研究者。

这些研究也同时表明，探究教学存在种种不足:教学进度缓慢、耗时、需要大量的教学材料和设备、课堂教学秩序混乱、仓促完成教学任务、探究本身具有模糊性难以实施、结果难以控制，再加上大多数测验由于重视对事实的记忆，而忽视科学方法和技能以及调查研究策略的考核，这种教育背景的存在，使得许多教师不能也不愿采用探究教学。结果随着改革运动高潮的过去，到20世纪60年代末朔，探究教学便很快从美国学校中销声匿迹了。

第四阶段 人本主义探究教学理论主要体现在20世纪末期开始的美国科学教育改革运动中，这里我们以指导这场改革的纲领性文献美国《国家科学教育标准》为例进行说明。人本主义把科学看作是人类的一种事业，是人们观察和解释世界的一种方式，其所倡导的探究教学目的、方法、内容和环境要求等无不体现以人的发展为出发点，对学生个体的充分尊重及其能力的高度信任，以及对现实世界的高度重视。

美国《国家科学教育标准》明确指出:“所有的学生是都能学习科学”，而“学科学的中心环节是探究”，“科学教学必须参与以探究为目的的研究活动”。探究教学强调学生动手“做”科学，但又不是盲目的动手活动，而是手脑结合，因为“只动手不动脑的科学活动无法达到探究的目的，从书本中学习科学与科学探究也不能同日而语”。开展探究教学的目的在于培养每个学生“具有良好的科学素养”，即掌握必备的科学概念，了解科学过程，获得一定的科学能力，养成良好的科学态度。此外，还包括一些典型的“科学性格”如追根究底的好奇心、乐于接受新思想和新信息，以及对新事物的怀疑态度等。

为了促进学生的探究学习，美国《国家科学教育标准》高度重视教师的作用，指出:“教师是教育的核心”，要求教师首先“要为学生制定一个以探究为基础的教学大纲”，在教学过程中“要把注意力集中到探究上，坚持进行探究”此外，教师还要“创造一种灵活的、有助于科学探究的学生学习环境”，包括充足的“科学探究空间”，丰富的“科学探究资源”，如有关的学习材料科学设备、视听媒体各种教学技术以及学校所在的社区资源等。

美国《国家科学教育标准》认为，学生虽不是科学家，但他们模仿科学探究的学习活动就像科学家在从事科学探究一样。至于探究性学习的基本模式，它反对机械照搬真正的科学研究程序。

为了配合探究教学的开展，美国《国家科学教育标准》还对课程内容作了调整和规定。新制定的内容标准与过去相比，有两个显著特点:一是知识点减少，尤其是删掉那些无联系的孤立知识点和晦涩术语，以突出基本概念的学习，加强学科间的联系和渗透；一是加强科学与技术社会及个人的联系，增加科学史、科学本质的内容，为使科学教师能切实开展探究教学。而且还列举适合不同年级水平的探究教学案例，向教师表明应如何示范；为学生提供哪些器材；怎样引学学生收集数据；如何指学学生学会控制变量和实验；怎样引导学生解释数据和表达结果等。它还建议科学教师采用提问和合作性的小组讨论、学生实验、填图、列表和科学写作等活动启发学生获得知识、发展探究能力。

美国《国家科学教育标准》指出，尽管探究教学十分重要，但不能误以为“标准会建议科学教学只采用探究的方式”，教师要运用其他不同的策略，来促进学生掌握必须的知识和能力。

人本主义的探究教学理论，不仅主张教学以探究为主，而且从教学目标内容组织形式及手段等方面提出基本要求，以及许多操作层面的建议和策略，使教师有据可依，具有较强的操作性。它以人而不是科学本身为出发点，主张“对从学生们所亲历的事物中产生的一些实际问题进行探究，是科学教学所要采取的主要做法”反对把探究教学演变成纯粹的学术性活动，使其脱离社会和学生个人的生活实际，而是围绕与社会和个人生活有紧密联系的重大现实问题进行。因而与施瓦布倡导的探究教学相比，更容易开展，对广大师生更具有吸引力。