具有进行科学探究的能力是科学素养的一个重要部分,培养学生的科学探究能力也受到世界各国科学课程的重视。如何通过科学课程和教学培养学生的探究能力?学生在高中毕业时应具有什么水平的探究能力,在基础教育阶段不同学段学生的探究能力水平又应如何逐步发展?这些是需要我们展开研究的富有理论和现实意义的问题。如何培养学生的探究能力涉及到我们如何认识科学探究能力的结构和组成;在基础教育阶段对学生探究能力的发展水平的要求及其随不同学段的进阶发展,可以通过分析当前国际上不同国家和地区的课程文件为我们提供参考与借鉴。这些研究对我国通过科学课程培养学生的科学探究能力有理论指导价值和实践上的借鉴意义。　　本研究首先在分析、继承已有的对科学探究能力及其结构的观点和模型的基础上,结合从科学哲学、科学史、心理学方面做出的分析,从课程与教学的角度提出了基于知识和技能的科学探究能力结构模型(KSMIA)。KSMIA中提出“探究图式”的概念并将其视为科学探究能力的最核心成分,将科学探究活动视为在符合科学规范的探究图式的指导和统领下,发现问题并按照科学的方式进行问题解决的活动。同时,提出并区分了其它构成科学探究能力的不同类型的知识和技能并分析了它们在探究活动中具有的不同地位和作用,这些在探究活动中具有不同地位和作用的知识和技能分别是:多领域共通的知识和技能、学科核心知识和技能、学科内的特殊知识和技能。KSMIA认为培养学生的科学探究能力要基于对相关的重要知识和技能的教学和训练。在培养过程中,应基于学生已有水平,采用适当的教学方法进行适当的教学。　　在基础教育阶段,培养学生的科学探究能力具体要教学和训练学生的哪些相关的重要知识和技能?学生到高中毕业时科学探究能力应达到到什么水平?在不同的学段又如何体现出能力的发展进阶?本研究通过对国际上新近的课程文件中对科学探究能力的要求进行分析来对这些问题做出初步的回答。本研究比较分析了38份不同国家或地区的课程文件,得出各国家或地区共同关注的关于进行科学探究的重要知识和技能。并通过对5份课程文件的深入分析,总结出学生的探究能力在基础教育不同学段的进阶发展规律。分析、比较的结果一方面丰富和具体化了KSMIA;一方面为我国课程标准的修订提供了参考和借鉴:建议我国物理课程标准在对探究能力的要求中加强对探究中涉及深层思维的要素的要求,例如科学论证、建构科学解释、建构模型,对它们明确地提出细致的要求;同时注意在不同学段对探究能力的要求的前后衔接并体现出水平上的发展差异。　　KSMIA从课程和教学的角度出发,考虑知识和技能是科学探究能力的基础,但相关的知识需要形成合理的组织结构才能易于迁移进而形成能力。KSMIA认为探究图式是构成科学探究能力的各种知识的核心。探究图式是对探究活动和探究的本质的知识的有结构的组织,是对探究活动的整体认识的知识结构。本研究通过对5名专家和11名中学生的访谈,探查了专家和新手的部分探究图式并进行专家一新手比较。访谈结果表明:专家不仅仅在对探究的认识的数量和质量上优于新手、具有更丰富的具体案例:在探究图式的结构上,专家对探究的各种认识间形成更紧密的联系,并且专家对探究的认识是分层次的,其中最外层的是包容性、灵活性很强的认识,可以代入不同的具体的子图式。访谈的结果一方面丰富了KSMIA,一方面结合课程文件分析的结果,为我国物理课程标准的修订提出建议:课程标准在对探究过程的描述上可以分层次,最外层的包容性较强且留出插槽,在插槽上可以再代入具体的“子图式”;在基础教育阶段,应明确要求学生能够在探究中查阅文献,在一定程度上要求学生理解探究的复杂性和非线性。