探究學習最根本的特點是學生自主、獨立地發現問題，其目標不僅僅是知識與技能、情感與態度的發展，更重要的是探索精神和創新能力的發展，探究既是一種學習方式，也是一個學習過程。教師在教學中利用初中學生學習的心理特點，抓住探究學習的契機，培養學生探究學習的能力，提高學生學習的興趣。
初中科學新課程的理念要求：教師須引導學生進行探究性學習，使學生體驗科學探究的過程，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，使學生自主、主動地獲取知識，並產生對科學這門課的濃厚興趣，使學生愛學樂學，為終生學習打好良好的基礎。筆者在初中科學教學的實踐中，談談探究性學習在科學教學中的有效應用。
一、探究性學習要適應初中學生的心理特點
在學習心理方面，目前初中學生的觀察、記憶、邏輯思維能力進一步發展，他們能夠在觀察中注意到事物的細微處，能夠較長時間地專注做一件事情，具備了一定的邏輯推理能力和抽象的表達事物本質特徵的能力。這一時期初中學生具有強烈的求趣、求知、求動的特點。而探究性學習正好符合這一時期學生的一種重要的學習方式。它是培養學生的好奇心，發現問題，提出問題，並激發學生求知慾，培養學生的學習興趣的一種有效的學習途徑。教師要善於保護他們的好奇心，且適時地給予鼓勵和分析，從而達到培養學生分析問題和解決問題的能力。這一時期的初中學生，他們已經有了一定的基礎知識，而且這些知識具有過渡性的特點，他們的認識隨之由經驗型向思維發散型發展，求知慾望比以往任何時候都強烈，同時也喜歡動手操作。他們在掌握科學這門課的能力上，是通過各種活動作為中介來形成的，在活動中進行思考，在思考中進行活動。
在課堂教學中，教師要根據學生的心理特徵、年齡特徵、知識經驗、能力水平、認知規律等因素，抓住學生思維活動的熱點和焦點，通過各種途徑創設與教學相關的、使學生感到真實、新奇、有趣的教學情景，激發學生的學習興趣，使其產生躍躍欲試的探索意識。這些都需要教師在教學設計的基本思路上下功夫，要以培養學生的質疑精神、創新能力和靈活運用知識的能力為目的，特別是在引入新課程中，即在引入新問題、新知識時創設情景，應用探究式教學方法，巧妙地利用各種偶發事件提出問題。如運用故事、詩歌、實驗、課件等等。如在學習「大氣壓強」時，讓學生觀察 「吞」雞蛋、覆杯等生動有趣的實驗，他們的注意力會高度集中，新奇的實驗現象常常出乎他們意料之外，使他們興趣盎然，這樣，就容易喚起他們的好奇心，激發他們的求知慾望。對於初中學生來說，淺顯的問題，學生沒有太大的熱情來探究，只有那些真正有探究價值的問題，學生才會投入到探究學習的過程中來。對於學生來說，有一定的思維空間的問題，才是值得探究的問題。如「磁場」的概念十分抽象，不易為初中學生所理解，教師可以這樣設計一套問題來組織教學：在一些小磁針的中間放一支粉筆，此時觀察到周圍的小磁針仍然保持原來的靜止狀態。當你用粉筆碰一下小磁針，小磁針就發生偏轉。問題1：小磁針現在為什麼發生轉動?學生回答：小磁針受到粉筆施加的力的作用。問題2：用條形磁鐵代替粉筆，小磁針的運動狀態會改變嗎?學生觀察到小磁針發生偏轉，不再指南北，而顯示出有規律的排列。問題3：小磁針為什麼發生偏轉?有學生答：它受到了磁鐵的力的作用。問題4：物體間力的作用是相互的，現在磁鐵與小磁針並不直接接觸，這個力的作用又是如何發生的呢?通過教師所設計問題的誘導，學生展開了緊張的思索。到此時，引入磁場的概念已到火候，師生共同小結認為，原來磁體周圍的空間與非磁體周圍的空間是不同的，磁體周圍的空間存在著一種肉眼所看不見、摸不著，但實際確實客觀存在的物質，即磁場，小磁針的偏轉正是由於受到了磁鐵的磁場的作用而發生。這樣的問題設計，既抓住了學生的好奇心，又利用了學生的學習心理特點，通過質疑解答，達到了本堂課的教學目的。
二、探究性學習要培養學生的問題意識
學生在學習中能夠提出問題，表明他對這個問題已經進行過獨立的思考和分析，表明他對前人的學問和現成的知識有疑難或產生懷疑，同時更表明他已更積極參與到探究過程中來了。運用探究性學習的方法，就是要培養學生的問題意識。運用這種方法，常常會有新的發現，提出新的探究問題，從而出現教學新資源的生成。比如：在探究「凸透鏡成像規律」的教學中，學生在光屏上觀察到實像，而虛像卻不能在光屏上觀察到，而是用眼睛通過凸透鏡去觀察到。這時就有學生提出問題，用眼睛通過凸透鏡能觀察到實像嗎?這種課堂即時生成的教案資源，教師不能放過。此時，安排一個「觀察實像」的小實驗：不設光屏你能不能觀察到實像?讓學生進行探究，引發思考。學生很有興趣，想儘快得找到答案。結果問題又出來了，有的學生說看到了實像，有的學生說看到了虛像，有的說像是倒立的，有的說像是正立的，有的說看不到像，有的說看不清楚等等。又比如：在探究「串聯電路的特點」時，剛連接好二盞燈，閉合開關，接通電路，就有學生發現了問題，提出為什麼燈L1較亮，燈L2較暗，也有的學生發現燈L1亮，燈L 2不亮，這時教師也不要急於做分析，讓學生自行討論分析解釋，有學生甲回答，可能是一盞燈壞了，學生乙回答可能是兩盞燈的規格不相同，學生丙說可能是電流從電源正極出發經過燈L1、燈L2電流逐漸減小，所以燈L1較亮，燈L2較暗甚至不亮。這時教師追問這個學生，請你說出判斷的依據是什麼?學生回答說：跟水流相似，不少同學受水流類比的影響，同意他的說法，也有好多同學認為丙同學的解釋是錯誤的，不能與水流相比，教師不作肯定與否定的回答，繼續讓學生進行探究活動來尋找答案。由於問題本身來自於學生，所以他們對探究問題的答案有著濃厚的興趣，此時老師稍作點撥，就有學生提出，只要改變兩盞燈的位置，看其亮暗是否改變就可以解決疑問;又有同學提出來用電流表測電流就可以了;也有學生提出可能有一盞燈短路了。但對於為什麼規格不一樣的兩燈亮暗不一樣的具體原因不清楚。這時教師說，要解決這個問題我們還需要學習許多相關的知識，這樣很自然地引發了他們的學習熱忱。
有意地培養學生的問題意識，是解決學生在學習中掌握知識能力的有效方法。在整個探究性學習過程中，學生通過親自觀察實驗，他們的質疑一一得以解答，而在此過程中，求知的渴望又激發起他們許多新的發現，新的思考與問題，這又是創新意識與智慧在頭腦中碰撞出的火花。
三、探究性學習要注重到課外拓展
學生學習，教師教學也不能局限於課堂，由於課堂教學時間有限，為了順利完成課堂教學任務，有部分探究任務可以轉移到課外，作為課堂教學的延伸。課外探究性學習自由度更大，時間更充分，範圍也更廣。在學習「陽光直線傳播」這一課中，為了向學生展示小孔成像的原理，課文中首先出示的是地面上樹影中的圓形亮斑，教師預先布置學生課外去親自觀察陽光下的地面上，其樹影中是否有一個個圓形的亮斑，經過仔細的觀察之後，學生說出了看到的各種不同的形狀：有圓形的;也有橢圓形的;還有很多不規則形狀。於是很自然的就產生了疑問：為什麼這些亮斑不全部都是圓形的，難道小孔成像的原理不再適用了嗎?第二天他們帶著問題來聽課，教師告訴學生在實際的例子當中，樹葉間的縫隙相互挨得很近，很有可能導致在地面上形成的光斑會重疊在一起。如果發生了重疊，我們又將會看到什麼現象呢?這時學生明白了其中的原因。他們用帶孔的硬紙板，改變其離地面的高度，觀察到不同的現象，得出小孔成像的形狀還與小孔距地面的距離有關，距離較近，像的形狀與小孔的形狀相同，距離較遠時，像的形狀與物體的形狀相同。教材中安排的許多活動可以讓學生預先去課外探究學習，擴大視野。
此外，在探究性學習的教學中，不是每節課都有必要實施，有時一節課，有時一節課中的某一部分，有時一個問題中的某段進行探究性學習。有開放性的探究，也有指導性的探究。這裡要注意的不是形式，而是教師在教學實踐中如何靈活應用探究性學習在課堂上的使用，是教師在教學中這種教學思想的滲透。
蘇霍姆林斯基也曾說過：「在人的心靈深處，有一種根深蒂固的需要，希望自己是一個發現者、研究者、探索者。」這說明每個學生都有創造性學習的願望和需要。因此在課堂教學中，教師要努力發展學生的創造性，要讓學生自己動起來，使他們的所有的感官(眼、耳、口、腦、手)都充分發揮作用。實踐證明探究性學習的教學能使學生不僅獲得科學知識，同時還掌握科學方法，培養科學態度。這樣教師在教學中更需要不斷地研究學生，依據學生的需求設計和調節教學過程，從學生的實際開展探究教學，開發學生的思維，使他們的學習能力在潛移默化中得到訓練和提高。