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探究教学是将科学领域的探究引入课堂，使学生通过类似科学家的探究过程，理解科学概念和科学探究的本质，并培养科学探究能力的一种特殊的教学方法.探究教学是中学物理教学改革倡导的重要的教学方法，有广泛的教育理论基础.为了全面了解和深刻理解探究教学思想，本文从中学物理教学的视角，将包含探究教学思想的相关论述进行专题研究，以供同行参考.
1 心理学理论
1.1 认知结构理论
皮亚杰的认知发展理论认为，人类发展的本质是对环境的适应，这种适应是一个主动的过程.不是环境塑造了儿童，而是儿童主动寻求了解环境，在与环境的相互作用过程中，通过同化、顺应和平衡的过程，认知逐渐成熟起来.皮亚杰很重视社会交往对儿童认知发展的作用.他认为与同伴一起学习，相互讨论，使儿童有机会了解别人的想法，特别是当他人的想法与自己不同时，会激发儿童进行思考，因为同伴间地位平等，儿童不会简单地接受对方的想法，而试图通过比较、权衡进而自己得出结论，这对儿童的去自我中心性的发展具有重要意义.教师常扮演权威的角色，儿童会养成被动接受“正确”答案的习惯，丧失了自主探索的机会.因此，在教学中教师应注意引导学生去发现知识而不是给予，同时应多采取小组讨论、合作学习的形式.
布鲁纳认为，知识结构具有一定的层次，可以通过一个人所发展的编码体系从三种表象模式（动作性模式、映象性模式和表征性模式）的某一种模式中表现出来.知识的学习就是头脑中形成一个知识结构，学习过程就是认知活动，尤其是思维活动的概念化或类型化过程.个体的认知结构，是学习所必需的能力，也是从事科学探究的前提.个体认知结构的重组与更新，是个体自学能力的不断提高.由于个体认知结构是有层次的，不同个体认知结构的层次水平也是有差异的，所以教学过程中教学内容的设计和组织既要合乎逻辑，又要与学生头脑中的认知结构相适应，以便于学生掌握和发现科学的基本概念，发展科学探究能力.布鲁纳认为，学生的认识过程与人类的认识过程有共同之处，教学过程就是在教师的引导下学生发现的过程，“学习就是依靠发现，”要求学生利用教师或教材提供的材料主动地进行学习，强调学生自思考、探究和发现事物，而不是消极地“接受”知识，要像数学家那样思考数学，像历史学家那样思考历史，亲自去发现问题的结论和规律，成为一个“发现者”从而形成了着眼于探究的发现教学模式.
1.2 建构主义理论
建构主义理论认为学生对客观世界的理解和赋予意义是由每个人自己决定的，教学要关注学生如何以原有的经验、心理结构和信念为主来建构知识，强调学生的主动性、社会性和情境性.该理论知识并不是对现实的准确表征，它只是对现实的一种解释或一种假设，并不是问题的最终答案；课本知识是一种关于各种现象的较为可靠的假设，而不是问题的唯一正确的答案；知识的理解只能由个体学习者基于自己的经验背景而建构起来.学生对知识的学习是在理解的基础上对这些假设作出自己的检验和调整的过程.不能把知识作为预先决定了的东西教给学生，学生对知识的“接受”只能靠他自己的建构来完成，以他们自己的经验、信念为背景来分析知识的合理性.学生的学习不仅是对新知识的理解，而且是对新知识的分析、检验或批判.学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生自己建构知识的过程，教师的作用实际上只是在促进学生自己建构知识而已.教师的主导作用主要是保障学生作为自己认识活动主体作用的发挥.
1.3 奥苏伯尔的有意义学习理论
奥苏伯尔认为课堂学习划分为机械学习和意义学习，接受学习和发现学习.并且认为一切接受学习并非都是机械的，一切发现学习也并非都是有意义的.发现学习和接受学习都可能是有意义的，其条件是：学生表现出一种在新学内容与自己已有知识之间建立联系的倾向；学习内容能够与学生已有知识联系起来.在有意义的接受学习中，要学习的主要内容已经供给学习者，而学习者只需要主动地和在意义上把它同自己的认知结构的有关方面联系起来并予以保持，以便于以后的回忆和再认识，或者把它作为学习有关新材料的基础.反之，在有意义的发现学习中，要学习的主要内容在能够被内化到认知结构中以前，必须被学习者独立地发现出来.奥苏伯尔认为要促进新知识的学习，首先要增强学生认知结构中与新知识有关的观念.他进而提出了意义学习的心理机制是同化和顺应.学生用自己头脑中的认知结构与新知识发生联系，建构新知识的心理意义.如果建构成功，学生就理解了知识，然后将其纳入认知结构的适当部分，这种过程就叫做认知结构的“同化”；如果原认知结构与新知识差别太大或发生矛盾，则学生必须先对原认知结构进行修改和重建新的结构，依靠修改（或重建）后的认知结构去组织新知识，这种过程叫做认知结构的“顺应”.学生既有原有的知识结构，又有对新知识的同化和顺应的思维属性，所以学生能自主探究、自主学习.这一自主探究并不是盲目的随意学习，而是在教师指导下，有意义、有目的的自主探究学习.奥苏伯尔认为，课堂教学的组织者是指包摄性较广、最清晰、最稳定的引导性材料，通常呈现在教学内容本身之前，以帮助确定学习的心向.“组织者”概念为探究教学中教学情景的创设、教学内容的选择等提供了一定的理论指导.
1.4 格式塔心理学理论
格式塔心理学理论认为，学习是有机体通过主动加工，把有联系的各种要素结合到认知单元中去.学习是一种智慧行为，是一种顿悟过程，需要有理解、领会与思维等认识活动的参与，并且它是一种突现、速变、飞跃的过程.通过对问题情境的内在性质有所顿悟的方式来解决问题，就可以避免与这一问题情境不相干的大量随机的、盲目的行动，而且有利于把学习所得迁移到新的问题情境中去.通过顿悟理解的内容才能成为学生知识技能的一部分，随时可用于任何情境中的类似的问题上去.该理论认为，由顿悟获得的问题解决方法能在记忆中保持较长的时间；由顿悟而掌握的学习原则有利于适应新的情境，解决新的问题；顿悟本身就具有奖励的性质；顿悟学习可以避免多余的试误，同时又有助于迁移，其核心是要把握事物的本质. 1.5 元认知理论
元认知是指认知主体对自己心理姿态、能力、任务、目标和认知策略等方面的知识，同时，又是认知主体对自身各种认知活动的计划、监控和调节.用控制论的观点来看，元认知也就是认知主体对自身认知过程和结果的反馈调节.心理学家认为：在学习的认知信息加工系统中，存在着一个对信息加工进行控制的过程，它监控和调节着学习者认知活动的进行，这就是元认知.进入新课程以后，教师普遍感觉如果放手让学生探究，课堂上经常会出现忙而无序的现象，是放是管令教师颇为头疼.所以，在学科教学中，如果注意和发展学生的元认知水平，学生就能更多地了解探究的意义和特点，自觉地调控自己的探究行为，改进自己的探究策略.这样，学生就能成为真正的探究者、发现者，他们所经历的探究活动将更有意义.元认知在教学领域具有十分重要意义和应用价值.
1.6 创造心理学理论
创造心理学是从心理学角度对人类创造活动的情绪和规律进行探索的理论.心理学家吉尔福特认为智力可以分为记忆和思维，在创造力中所发现的最重要成分就存在于发散思维中.发散是一种并不按常规习俗的老路而采取不同解决的思维形式.心理学家沃勒斯提出创造包括准备、孕育、明朗、证实四个阶段.心理学家斯坦等人的研究表明：通过适当的教育可以激发人们的创造性思维能力，探究就是指探索和研究，探索和研究的目的之一就是发展学生的创造力.
1.7 人本主义心理学
人本主义心理学的代表马斯洛提出了需要的五个层次学说，该理论的核心观点即“以人为本”，强调要注重作为个体的人的需要.认为人们总是在自己的好奇心驱使之下，不断地产生新的观点并通过探究去获得理智上的验证、思想上的认同和情感上的共鸣.并且认为进行科学探究活动、发展科学探究能力是每个现代人自实现的本能的内在需求，在探究过程中，个体的探究意识被自然的本性唤醒，探究的触角不断的延展，探究的行为变得更加自觉，探究的收获也在丰富人的理智思想情感的同时，慢慢塑造了一个人独特的独立的人格.探究教学中要相信每个个体都有进行科学探究以满足认识事物规律的好奇心的需要，要充分重视探个体的兴趣，做到“以学生为中心”，激发其内部的探究动机；努力创造民主、和谐的氛围，使每个成员都能真实的表达自己的意见和观点，既能客观的认识自己，又能很好的理解别人，在合作探究中成为一个具有独立人格的人；相信每个个体都有潜能的，应当充分发掘每个人的潜能，培养人格健全的有个性的人，尽量让学生参加小组学习，使学生在合作中完善自己.
2 教育学理论
教育学作为一门研究教育理论和揭示教育规律的科学，始终为探究教学思想提供理论基础.
2.1 主体性教育理论
主体性教育指教育者通过教学手段，引导和启发受教育者的教育需求，有目的、有计划地规范和组织各种教育活动，在宽松、和谐、民主的教育环境中，不断增强受教育者的主体意识，提高受教育者的主体能力，完善受教育者的主体人格，从而把受教育者培养成为能够自主地、能动地、创造性地进行认识和实践活动的社会主体.
主体性教育要求教学要遵循主体性原则.即在教学中教师充分调动学生的积极性，有效地使学生参与到教学中去，积极主动的探索和发现知识和规律，坚持教师主导作用与学生主体地位的辩证统一.主体性原则的重要表现是自主性、主动性和创造性，其本质特征是以人为本.主体性原则要求教师，通过有目的、有计划、有组织的引导，使学生积极主动地掌握各学科的基础知识和基本技能，养成良好的学习习惯，培养具有与人合作、适应社会的生存能力，使其意志、品质、情感和行为能力得以发展，具有一定的科学探究和创新精神.在物理教学中，教师要善于创设具有激发性的教学情境，让学生有饥饿感，产生获取知识的欲望，从而诱导学生主体性发挥.同时要创设宽松的、和谐的教学环境与交流合作的课堂气氛，让学生个性得以充分展现，活动能力不断增强.
2.2 合作教育思潮
合作教育思潮是教育改革的重要指导思想，如何把合作教育理念与教学实践相结合，已经成为教育改革和研究的热点.合作教育通过理论联系实际，学习与工作相互转换的方式，部分地解决了个人发展和社会需求协调一致的问题.通过学习和工作不断转换，使学生能够真正地把握究竟应该把学习的重点放在哪里，才能够适应社会的需要和发展.合作教育是合作探究教学的理论前提，该理论支持教学上，变以传授知识为核心为培养创新精神为核心，改变重学科知识的传授、记忆、理解，忽视学生实践能力和创新精神的现状；变教师本位为学生本位，教师应由知识的传授者变为学生学习的指导者，学生由被动地接受者转变为学习的主人，教学的过程应由传授知识的过程变为学习方法、知识的获取和发展能力的过程；变权威教学为共同探索，鼓励学生大胆质疑，充分发挥学生的主动性，让学生在实践中发现问题、提出问题和解决问题.
2.3 终身教育思潮
终身教育指一个人生命过程的全部教育.终身教育论者认为，在对教育的看法上，教育是一个统一的连续不断的过程，并不随着学校学习的结束而结束，而应该贯穿于个体生命的全部过程.人们在一生的每个阶段，都可以接纳和学习许多形式的智力、体力方面的知识技能，教育的大门永远是敞开的.而传统学校教育制度却不能适应剧烈的社会变化，尤其是知识迅速增长与变革的需要；与生活缺乏联系，脱离具体现实，与生活之间不存在对话和参与；不能满足自实现的内在要求，在传统的大课堂环境下教育内容狭窄，模式单一，忽视个性发展.终身教育思想强调教育的目的是要发展学生的个性和帮助学生学会学习、掌握学习方法、培养学习能力，强调教育与生活相联系，强调教育方法的变革等，为中学物理探究教学提供了良好的支持和实践指导.
3 科学教育理论
科学教育是一种通过现代科技知识及其社会价值的教学，让学生掌握科学概念，学会科学方法，培养科学态度，且懂得如何面对现实中的科学与社会有关问题作出明智抉择，以培养科技专业人才，提高全民的科学素养为目的的教育活动.科学教育理论形成了从教育目标、教育内容、教育方法和原则到教育评价的完整体系.影响较大的有： 斯宾塞的重视“科学知识教育”的理论.斯宾塞认为科学教育课对学生来说作用是巨大的，他竭力主张实施普遍的科学教育.由于斯宾塞的影响，自然科学课程逐渐成为学校教育最普遍的课程，教育理论界也开始承认科学教育对所有发展阶段的儿童来说都是很重要的.杜威的重视“科学探究过程”理论.杜威的教育理论的核心是强调方法的教育，“以学生为中心”，“做中学”，以及“学校即社会，教育即生活”.“做中学”理论强调将学生的学习过程视为科学研究的过程，主张通过“做”的过程，让学生掌握科学的方法，而不仅仅是学会科学知识.
布鲁纳的重视“学科结构”和“发现法”的理论.布鲁纳提倡发现法和学科结构教育，提出的“学科的基本结构”包含了一门学科的基本概念、基本原理以及它们之间的关联性，认为学生掌握了学科的基本结构，就为日后的终生学习打下了很好的基础.布鲁纳的 “发现法”，是对杜威的重视“科学探究过程”的继承和发展，旨在通过让学生独立地发现获取知识而获得科学研究的方法.
4 理科课程改革理论
物理课程标准将科学探究放到了前所未有的高度，目的在于将学生学习的重心从过分强调知识的传承与积累向培养学生的探究能力转化，让学生从被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生实事求是的科学素养、科学探究的能力、敢于探索的创新精神.
4.1 理科课程改革
各发达国家改革理科课程目标的共同思路，是发展学生的思维能力，并认为这是学校作为不论完成传统任务，还是在世界新近变化中所强化的任务都需要致力的中心目的.思维是自由心智的理性才能，这些才能包括回忆、想象、分类、概括、对比、评价、分析、综合、演绎、推理等.理科课程必须在引导学生运用理性才能上提供经验，既要传授科学基础知识，又要培养科学探索精神和科学的价值观.
理科课程改革的一大发展就是重视与社会生活的联系，使儿童结合自然、环境、社会生活学习理科，通过观察、实验、综合及运用，在掌握科学概念、原理的同时，也获得对社会、自然的真切了解，增加对理科学习的兴趣和好奇，积累起社会生活经验.在理科教学中，既要重视科学事实、原理、概念和定律的教学，又要通过观察、描述、演示、量度、预测、探究、分析、实验等活动，引导学生真正接触由科学家们建立起来的科学事实、原理、定律和概念.
4.2 物理课程改革
物理课程改革侧重反映物理学对社会发展和人类生活所起的重大深远影响，反映物理学新成就和科学技术综合化趋势，考虑学生的认识规律和学生的不同要求，充分运用物理学的教学功能.在内容选择上，突出物理学最基本的概念、原理、思想方法和其间的内在联系，摆脱学科体系的框架，避免抽象的理论知识体系，突出物理知识的广泛应用和联系，有机地渗透方法论教育，充分发挥物理学的教育功能，使学生学会学习，并能不断改善自己的知识、能力结构，通过物理学内容的现代化更加接过现代科学发展来缩短与现实社会的差距.同时，从社会日常生活、自然现象中的物理问题出发，激发学生好奇心，引起学生追根究源，使学生看得见、摸得着，能解释身边发生事件的物理现象，认识物理学对社会进步和人类发展所起的巨大作用，从而激发学习物理的兴趣和信心.
4.3 物理教材改革
物理教材改革，从强调知识内容向获取知识的科学过程转变，从强调单纯积累知识向探究知识转化；体现实验探究教学法，开设实验课题研究，系统全面地培养学生的科学探究能力和态度；培养科学方法，鲜明地体现能力培养；教材注重与其他学科、不同领域知识的联系和渗透；教材不再以教科书作惟一的教学媒体，而是由教科书、学生实验卡片或活动手册、阅读材料、投影片、录像、科教影片以及计算机等多种教学媒体的组合；教材体现弹性化、多样化，与学生不同的发展方向和社会的多样化需要相适应；重视非智力因素在教材中的渗透；开设综合课程，培养学生全面地、综合地认识问题解决问题的能力.
5 教学理论
5.1 启发式教学的思想
启发式教学指教师引导学生主动获取知识，发展能力，陶冶情操，形成人格的过程.启发式教学强调教师的主导作用和学生的主体性的统一；强调调动学生的积极性、主动性和创造性，激发学生的独立思考；强调探究、发现的过程，注重教学方法与学习方法的统一；强调启发学生主动提出问题、分析问题和解决问题；强调激发学生动脑、动手和动口，引导学生分析、推理、判断，从而获得自主学习和探究的能力.
5.2 施瓦布的探究教学观
施瓦布认为科学应该被视为概念的结构，这个结构可能因为发现新的证据而被修改，科学教育应该体现这一科学的观念.他认为教师应该用探究的方式展现科学知识，学生应该用探究的方式学习科学内容.他建议科学教师到实验室去，引导学生体验科学实验的过程，而不是在教室里照本宣科地教授科学.并且建议在知识传授之前，利用实验引导·研究性学习课探索·
1 心理学理论
1.1 认知结构理论
皮亚杰的认知发展理论认为，人类发展的本质是对环境的适应，这种适应是一个主动的过程.不是环境塑造了儿童，而是儿童主动寻求了解环境，在与环境的相互作用过程中，通过同化、顺应和平衡的过程，认知逐渐成熟起来.皮亚杰很重视社会交往对儿童认知发展的作用.他认为与同伴一起学习，相互讨论，使儿童有机会了解别人的想法，特别是当他人的想法与自己不同时，会激发儿童进行思考，因为同伴间地位平等，儿童不会简单地接受对方的想法，而试图通过比较、权衡进而自己得出结论，这对儿童的去自我中心性的发展具有重要意义.教师常扮演权威的角色，儿童会养成被动接受“正确”答案的习惯，丧失了自主探索的机会.因此，在教学中教师应注意引导学生去发现知识而不是给予，同时应多采取小组讨论、合作学习的形式.
布鲁纳认为，知识结构具有一定的层次，可以通过一个人所发展的编码体系从三种表象模式（动作性模式、映象性模式和表征性模式）的某一种模式中表现出来.知识的学习就是头脑中形成一个知识结构，学习过程就是认知活动，尤其是思维活动的概念化或类型化过程.个体的认知结构，是学习所必需的能力，也是从事科学探究的前提.个体认知结构的重组与更新，是个体自学能力的不断提高.由于个体认知结构是有层次的，不同个体认知结构的层次水平也是有差异的，所以教学过程中教学内容的设计和组织既要合乎逻辑，又要与学生头脑中的认知结构相适应，以便于学生掌握和发现科学的基本概念，发展科学探究能力.布鲁纳认为，学生的认识过程与人类的认识过程有共同之处，教学过程就是在教师的引导下学生发现的过程，“学习就是依靠发现，”要求学生利用教师或教材提供的材料主动地进行学习，强调学生自思考、探究和发现事物，而不是消极地“接受”知识，要像数学家那样思考数学，像历史学家那样思考历史，亲自去发现问题的结论和规律，成为一个“发现者”从而形成了着眼于探究的发现教学模式.
1.2 建构主义理论
建构主义理论认为学生对客观世界的理解和赋予意义是由每个人自己决定的，教学要关注学生如何以原有的经验、心理结构和信念为主来建构知识，强调学生的主动性、社会性和情境性.该理论知识并不是对现实的准确表征，它只是对现实的一种解释或一种假设，并不是问题的最终答案；课本知识是一种关于各种现象的较为可靠的假设，而不是问题的唯一正确的答案；知识的理解只能由个体学习者基于自己的经验背景而建构起来.学生对知识的学习是在理解的基础上对这些假设作出自己的检验和调整的过程.不能把知识作为预先决定了的东西教给学生，学生对知识的“接受”只能靠他自己的建构来完成，以他们自己的经验、信念为背景来分析知识的合理性.学生的学习不仅是对新知识的理解，而且是对新知识的分析、检验或批判.学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生自己建构知识的过程，教师的作用实际上只是在促进学生自己建构知识而已.教师的主导作用主要是保障学生作为自己认识活动主体作用的发挥.
1.3 奥苏伯尔的有意义学习理论
奥苏伯尔认为课堂学习划分为机械学习和意义学习，接受学习和发现学习.并且认为一切接受学习并非都是机械的，一切发现学习也并非都是有意义的.发现学习和接受学习都可能是有意义的，其条件是：学生表现出一种在新学内容与自己已有知识之间建立联系的倾向；学习内容能够与学生已有知识联系起来.在有意义的接受学习中，要学习的主要内容已经供给学习者，而学习者只需要主动地和在意义上把它同自己的认知结构的有关方面联系起来并予以保持，以便于以后的回忆和再认识，或者把它作为学习有关新材料的基础.反之，在有意义的发现学习中，要学习的主要内容在能够被内化到认知结构中以前，必须被学习者独立地发现出来.奥苏伯尔认为要促进新知识的学习，首先要增强学生认知结构中与新知识有关的观念.他进而提出了意义学习的心理机制是同化和顺应.学生用自己头脑中的认知结构与新知识发生联系，建构新知识的心理意义.如果建构成功，学生就理解了知识，然后将其纳入认知结构的适当部分，这种过程就叫做认知结构的“同化”；如果原认知结构与新知识差别太大或发生矛盾，则学生必须先对原认知结构进行修改和重建新的结构，依靠修改（或重建）后的认知结构去组织新知识，这种过程叫做认知结构的“顺应”.学生既有原有的知识结构，又有对新知识的同化和顺应的思维属性，所以学生能自主探究、自主学习.这一自主探究并不是盲目的随意学习，而是在教师指导下，有意义、有目的的自主探究学习.奥苏伯尔认为，课堂教学的组织者是指包摄性较广、最清晰、最稳定的引导性材料，通常呈现在教学内容本身之前，以帮助确定学习的心向.“组织者”概念为探究教学中教学情景的创设、教学内容的选择等提供了一定的理论指导.
1.4 格式塔心理学理论
格式塔心理学理论认为，学习是有机体通过主动加工，把有联系的各种要素结合到认知单元中去.学习是一种智慧行为，是一种顿悟过程，需要有理解、领会与思维等认识活动的参与，并且它是一种突现、速变、飞跃的过程.通过对问题情境的内在性质有所顿悟的方式来解决问题，就可以避免与这一问题情境不相干的大量随机的、盲目的行动，而且有利于把学习所得迁移到新的问题情境中去.通过顿悟理解的内容才能成为学生知识技能的一部分，随时可用于任何情境中的类似的问题上去.该理论认为，由顿悟获得的问题解决方法能在记忆中保持较长的时间；由顿悟而掌握的学习原则有利于适应新的情境，解决新的问题；顿悟本身就具有奖励的性质；顿悟学习可以避免多余的试误，同时又有助于迁移，其核心是要把握事物的本质. 1.5 元认知理论
元认知是指认知主体对自己心理姿态、能力、任务、目标和认知策略等方面的知识，同时，又是认知主体对自身各种认知活动的计划、监控和调节.用控制论的观点来看，元认知也就是认知主体对自身认知过程和结果的反馈调节.心理学家认为：在学习的认知信息加工系统中，存在着一个对信息加工进行控制的过程，它监控和调节着学习者认知活动的进行，这就是元认知.进入新课程以后，教师普遍感觉如果放手让学生探究，课堂上经常会出现忙而无序的现象，是放是管令教师颇为头疼.所以，在学科教学中，如果注意和发展学生的元认知水平，学生就能更多地了解探究的意义和特点，自觉地调控自己的探究行为，改进自己的探究策略.这样，学生就能成为真正的探究者、发现者，他们所经历的探究活动将更有意义.元认知在教学领域具有十分重要意义和应用价值.
1.6 创造心理学理论
创造心理学是从心理学角度对人类创造活动的情绪和规律进行探索的理论.心理学家吉尔福特认为智力可以分为记忆和思维，在创造力中所发现的最重要成分就存在于发散思维中.发散是一种并不按常规习俗的老路而采取不同解决的思维形式.心理学家沃勒斯提出创造包括准备、孕育、明朗、证实四个阶段.心理学家斯坦等人的研究表明：通过适当的教育可以激发人们的创造性思维能力，探究就是指探索和研究，探索和研究的目的之一就是发展学生的创造力.
1.7 人本主义心理学
人本主义心理学的代表马斯洛提出了需要的五个层次学说，该理论的核心观点即“以人为本”，强调要注重作为个体的人的需要.认为人们总是在自己的好奇心驱使之下，不断地产生新的观点并通过探究去获得理智上的验证、思想上的认同和情感上的共鸣.并且认为进行科学探究活动、发展科学探究能力是每个现代人自实现的本能的内在需求，在探究过程中，个体的探究意识被自然的本性唤醒，探究的触角不断的延展，探究的行为变得更加自觉，探究的收获也在丰富人的理智思想情感的同时，慢慢塑造了一个人独特的独立的人格.探究教学中要相信每个个体都有进行科学探究以满足认识事物规律的好奇心的需要，要充分重视探个体的兴趣，做到“以学生为中心”，激发其内部的探究动机；努力创造民主、和谐的氛围，使每个成员都能真实的表达自己的意见和观点，既能客观的认识自己，又能很好的理解别人，在合作探究中成为一个具有独立人格的人；相信每个个体都有潜能的，应当充分发掘每个人的潜能，培养人格健全的有个性的人，尽量让学生参加小组学习，使学生在合作中完善自己.
2 教育学理论
教育学作为一门研究教育理论和揭示教育规律的科学，始终为探究教学思想提供理论基础.
2.1 主体性教育理论
主体性教育指教育者通过教学手段，引导和启发受教育者的教育需求，有目的、有计划地规范和组织各种教育活动，在宽松、和谐、民主的教育环境中，不断增强受教育者的主体意识，提高受教育者的主体能力，完善受教育者的主体人格，从而把受教育者培养成为能够自主地、能动地、创造性地进行认识和实践活动的社会主体.
主体性教育要求教学要遵循主体性原则.即在教学中教师充分调动学生的积极性，有效地使学生参与到教学中去，积极主动的探索和发现知识和规律，坚持教师主导作用与学生主体地位的辩证统一.主体性原则的重要表现是自主性、主动性和创造性，其本质特征是以人为本.主体性原则要求教师，通过有目的、有计划、有组织的引导，使学生积极主动地掌握各学科的基础知识和基本技能，养成良好的学习习惯，培养具有与人合作、适应社会的生存能力，使其意志、品质、情感和行为能力得以发展，具有一定的科学探究和创新精神.在物理教学中，教师要善于创设具有激发性的教学情境，让学生有饥饿感，产生获取知识的欲望，从而诱导学生主体性发挥.同时要创设宽松的、和谐的教学环境与交流合作的课堂气氛，让学生个性得以充分展现，活动能力不断增强.
2.2 合作教育思潮
合作教育思潮是教育改革的重要指导思想，如何把合作教育理念与教学实践相结合，已经成为教育改革和研究的热点.合作教育通过理论联系实际，学习与工作相互转换的方式，部分地解决了个人发展和社会需求协调一致的问题.通过学习和工作不断转换，使学生能够真正地把握究竟应该把学习的重点放在哪里，才能够适应社会的需要和发展.合作教育是合作探究教学的理论前提，该理论支持教学上，变以传授知识为核心为培养创新精神为核心，改变重学科知识的传授、记忆、理解，忽视学生实践能力和创新精神的现状；变教师本位为学生本位，教师应由知识的传授者变为学生学习的指导者，学生由被动地接受者转变为学习的主人，教学的过程应由传授知识的过程变为学习方法、知识的获取和发展能力的过程；变权威教学为共同探索，鼓励学生大胆质疑，充分发挥学生的主动性，让学生在实践中发现问题、提出问题和解决问题.
2.3 终身教育思潮
终身教育指一个人生命过程的全部教育.终身教育论者认为，在对教育的看法上，教育是一个统一的连续不断的过程，并不随着学校学习的结束而结束，而应该贯穿于个体生命的全部过程.人们在一生的每个阶段，都可以接纳和学习许多形式的智力、体力方面的知识技能，教育的大门永远是敞开的.而传统学校教育制度却不能适应剧烈的社会变化，尤其是知识迅速增长与变革的需要；与生活缺乏联系，脱离具体现实，与生活之间不存在对话和参与；不能满足自实现的内在要求，在传统的大课堂环境下教育内容狭窄，模式单一，忽视个性发展.终身教育思想强调教育的目的是要发展学生的个性和帮助学生学会学习、掌握学习方法、培养学习能力，强调教育与生活相联系，强调教育方法的变革等，为中学物理探究教学提供了良好的支持和实践指导.
3 科学教育理论
科学教育是一种通过现代科技知识及其社会价值的教学，让学生掌握科学概念，学会科学方法，培养科学态度，且懂得如何面对现实中的科学与社会有关问题作出明智抉择，以培养科技专业人才，提高全民的科学素养为目的的教育活动.科学教育理论形成了从教育目标、教育内容、教育方法和原则到教育评价的完整体系.影响较大的有： 斯宾塞的重视“科学知识教育”的理论.斯宾塞认为科学教育课对学生来说作用是巨大的，他竭力主张实施普遍的科学教育.由于斯宾塞的影响，自然科学课程逐渐成为学校教育最普遍的课程，教育理论界也开始承认科学教育对所有发展阶段的儿童来说都是很重要的.杜威的重视“科学探究过程”理论.杜威的教育理论的核心是强调方法的教育，“以学生为中心”，“做中学”，以及“学校即社会，教育即生活”.“做中学”理论强调将学生的学习过程视为科学研究的过程，主张通过“做”的过程，让学生掌握科学的方法，而不仅仅是学会科学知识.
布鲁纳的重视“学科结构”和“发现法”的理论.布鲁纳提倡发现法和学科结构教育，提出的“学科的基本结构”包含了一门学科的基本概念、基本原理以及它们之间的关联性，认为学生掌握了学科的基本结构，就为日后的终生学习打下了很好的基础.布鲁纳的 “发现法”，是对杜威的重视“科学探究过程”的继承和发展，旨在通过让学生独立地发现获取知识而获得科学研究的方法.
4 理科课程改革理论
物理课程标准将科学探究放到了前所未有的高度，目的在于将学生学习的重心从过分强调知识的传承与积累向培养学生的探究能力转化，让学生从被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生实事求是的科学素养、科学探究的能力、敢于探索的创新精神.
4.1 理科课程改革
各发达国家改革理科课程目标的共同思路，是发展学生的思维能力，并认为这是学校作为不论完成传统任务，还是在世界新近变化中所强化的任务都需要致力的中心目的.思维是自由心智的理性才能，这些才能包括回忆、想象、分类、概括、对比、评价、分析、综合、演绎、推理等.理科课程必须在引导学生运用理性才能上提供经验，既要传授科学基础知识，又要培养科学探索精神和科学的价值观.
理科课程改革的一大发展就是重视与社会生活的联系，使儿童结合自然、环境、社会生活学习理科，通过观察、实验、综合及运用，在掌握科学概念、原理的同时，也获得对社会、自然的真切了解，增加对理科学习的兴趣和好奇，积累起社会生活经验.在理科教学中，既要重视科学事实、原理、概念和定律的教学，又要通过观察、描述、演示、量度、预测、探究、分析、实验等活动，引导学生真正接触由科学家们建立起来的科学事实、原理、定律和概念.
4.2 物理课程改革
物理课程改革侧重反映物理学对社会发展和人类生活所起的重大深远影响，反映物理学新成就和科学技术综合化趋势，考虑学生的认识规律和学生的不同要求，充分运用物理学的教学功能.在内容选择上，突出物理学最基本的概念、原理、思想方法和其间的内在联系，摆脱学科体系的框架，避免抽象的理论知识体系，突出物理知识的广泛应用和联系，有机地渗透方法论教育，充分发挥物理学的教育功能，使学生学会学习，并能不断改善自己的知识、能力结构，通过物理学内容的现代化更加接过现代科学发展来缩短与现实社会的差距.同时，从社会日常生活、自然现象中的物理问题出发，激发学生好奇心，引起学生追根究源，使学生看得见、摸得着，能解释身边发生事件的物理现象，认识物理学对社会进步和人类发展所起的巨大作用，从而激发学习物理的兴趣和信心.
4.3 物理教材改革
物理教材改革，从强调知识内容向获取知识的科学过程转变，从强调单纯积累知识向探究知识转化；体现实验探究教学法，开设实验课题研究，系统全面地培养学生的科学探究能力和态度；培养科学方法，鲜明地体现能力培养；教材注重与其他学科、不同领域知识的联系和渗透；教材不再以教科书作惟一的教学媒体，而是由教科书、学生实验卡片或活动手册、阅读材料、投影片、录像、科教影片以及计算机等多种教学媒体的组合；教材体现弹性化、多样化，与学生不同的发展方向和社会的多样化需要相适应；重视非智力因素在教材中的渗透；开设综合课程，培养学生全面地、综合地认识问题解决问题的能力.
5 教学理论
5.1 启发式教学的思想
启发式教学指教师引导学生主动获取知识，发展能力，陶冶情操，形成人格的过程.启发式教学强调教师的主导作用和学生的主体性的统一；强调调动学生的积极性、主动性和创造性，激发学生的独立思考；强调探究、发现的过程，注重教学方法与学习方法的统一；强调启发学生主动提出问题、分析问题和解决问题；强调激发学生动脑、动手和动口，引导学生分析、推理、判断，从而获得自主学习和探究的能力.
5.2 施瓦布的探究教学观
施瓦布认为科学应该被视为概念的结构，这个结构可能因为发现新的证据而被修改，科学教育应该体现这一科学的观念.他认为教师应该用探究的方式展现科学知识，学生应该用探究的方式学习科学内容.他建议科学教师到实验室去，引导学生体验科学实验的过程，而不是在教室里照本宣科地教授科学.并且建议在知识传授之前，利用实验引导·研究性学习课探索·