探究式科学教育是在教师和学生共同组成的学习环境中，让儿童亲历科学探究的学习过程。它大致包括：根据实际情景、观察到的现象和可以获得的信息，从儿童已有的知识、对问题的了解和已具有的科学概念（想法）出发，提出问题；对问题的解答进行推测；为证实推测而设计实验或进行观察；收集和整理数据；得出结论和进行交流；提出新的问题……在有些探究课题中，还鼓励学生将学到的科学知识和日常生活相联系。
美国国家研究理事会在美国国家科学教育标准中给出了定义：探究是一种多层面的活动，他包括：进行观察；提出问题；通过阅览书籍和其他信息资源来了解什么是已经知道的知识；制定调查研究计划；根据实验方面的证据，评价已经知道的知识；用多种手段来搜集、分析和解释数据；提出解答、阐述和预测；交流结果。探究需要对假设进行证明，需要运用批判和逻辑思维，并考虑其他可供选择的解释。
在科学教育中，经常争论的问题是：探究式科学教育究竟是一种用来帮助学生更好地掌握知识的学习科学的方法，还是本身就作为一种课程的目标。〈科学课程标准〉认为，探究既是科学学习的目的，又是科学学习的方式。对年幼的学生来说，可能学习探究的过程比掌握具体的知识更应引起我们的重视。
我们认为，小学的科学教育中只是承担科学启蒙的任务，不追求知识的完整性和系统性的观点是不正确的。如果不是在儿童的认知发展规律和儿童已有的'科学基础上精心选择和组织儿童探究的内容，而只是在课堂上采用零碎的、杂乱的案例，那么这样的探究式科学教育将会是效率很低的教育，也不可能达到培养儿童探究能力的目的。因此，在探究式科学教育中，需要把让儿童建立新的科学概念（想法）、改善和纠正已有的科学概念以及探究能力、科学态度的培养结合起来考虑。
教师是课堂中科学探究活动的引导者、组织者和支持者，但不是学生探究进程中掌握主动权的人。教师可以因势利导和设置环境，单进行探究活动的主体是学生，能不能达到预定的目标，最终取决于学生本人的情况和努力。作为科学教师需要掌握或了解三方面的知识：科学概念和模型、教学法以及儿童认知和情感的发展规律。
在对学生进行探究式科学教育时，我们强调学生应有一本连续使用的记录本，这是科学研究的需要，也是教育的需要。记录可以帮助我们对探究的过程进行评估，帮助我们了解学生学习的进展情况。
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