科学活动的本质在于探究，教育的宗旨在于形成人的良好素质，科学教育只有引导学生通过科学探究来发展其科学素质，才能实现科学本质与教育宗旨的内在统一。因此，小学科学课程应以探究为基础，引导学生能动地学习。
　　科学首先是人的一种特殊形式的活动，是精神生产的一种形式，然后才是精神生产的产品，即作为这一活动结果的知识，这两个方面构成科学本质的最重要的、内在的东西。科学作为知识体系，也是由科学活动注入灵魂或精神的。科学既是结果又是过程，它本质上就是精神的智力的活动，无论是获得知识、探索真理，还是追求自由，都离不开探究行为和探索精神。
　　20世纪60年代以来，教育学、心理学界一批有识之士对学校课程与教学领域中“科学探究”问题进行了系统的研究。直接来源于科学的探究模式，已成为中小学课程设计与实施的基础。研究表明：“科学的方法是可教的，并且在获得信息、概念和态度方面有积极的效果。”探究训练产生的效果是增进科学理解、促进批判性思考和发展获得信息与分析信息的技能。大多数教育学作者把“探究”这个术语定义为“卷入解决明确事物的过程”。这一术语的用法，可以从约翰·杜威的两个术语“反省思维”和“批判思维”中找到痕迹。杜威指出，思维开始于个体意识到一个不确定的情境或感觉到困惑的时候，终结于得出结论或得到确信。这其中反省思维要经历五个步骤，即“情境-问题-假设，并搜集资料推理得出结论-检验假设”，这已成为后来的“问题解决”教学模式的基础。霍尔费希和史密斯于1961年也区分了思维与反思行动之间的差别，指出反思行动是有目的的、有方向的和有控制的思维。布鲁纳后来提出的发现式学习，也与杜威的思维五步法异曲同工，只是更注重基本概念、基本结构的发现，以及发现之后的原理和态度的迁移。二者在调动批判思维和反省思维上的特征是一致的。
　　以探究促进学生科学素质养成的机制可作如下概括：
　　（1）探究活动以问题为导向并围绕问题展开，学生在这样一种“准科研”或“似科研”的活动中经历了发现问题、提出假设、搜集资料、分析数据或事实、推理得出结论、验证假设的全过程，从而逐步形成必要的智慧品质。
　　（2）探究是一种主动的积极的活动，能使学习者（也是“研究者”）的主体能动性充分地发挥，能使主体的潜能或潜质得以极大地调动和开发。
　　（3）探究过程必然引起情感体验过程。学习者遇到困难境况时的困惑，发现问题时的兴奋，还有怀疑和惊讶，问题或困难终于得到解决时的愉悦与自豪等等，这些体验都是有助于科学、科学精神的形成的。