2、有结构的探究(Structured Inquiry)。有结构的探究是指,探究时给学生提供将要调查研究的问题、解决问题所要使用的方法和材料,但不提供预期结果。学生自己要根据收集到的数据进行概括,发现某种联系,找到问题的答案。研究者们称此种探究为一级水平的探究活动。有结构的探究和相应的证明活动,又被人们习惯地称作“食谱式活动”。
3、指导型探究(Guided Inquiry)。指导型探究是指,探究活动时只给学生提供要调查研究的问题,有时也提供材料,学生必须自己对收集到的数据进行概括,弄清楚如何回答探究问题。这种探究被称为二级水平的探究活动。
4、自由探究(Free Inquiry)。自由探究是指,在探究活动时学生必须自己独立完成所有的探究任务,当然也包括形成要调查研究的问题。从许多方面来看,自由探究类似“搞”科学,即科学探究。研究者将这种探究称为三级水平的探究活动。
5、学习环(The Learning Cycle)。学习环是一种很有影响的科学教学模式,被广泛地称作探究教学。尽管它有多种多样的表现形式,其基本程序不外乎是： 开始是探索阶段,让学生从事各种探索活动,以便从经验中产生新观念;接着是引入概念阶段,让学生给前面发现的观点或经历的想法命名;最后是概念的运用阶段,让学生有机会把新观点运用到不同的背景中去。
二、 探究与认知发展
探究教学不同于被动的接受学习,它要求学生积极参与探究活动过程,这对学生乃至教师都提出了较高的智能要求,因而考查探究教学所需的认知发展水平便成为研究者所关注的一个重要问题。事实上,在探究教学实践中,教师们普遍感到并不是所有学生都能有效地从事探究学习。这个问题很快引起了研究者的注意。加涅率先展开了这方面的研究。他于1963年在《探究所需的学习技能》一文中提出,有效开展探究教学必须满足以下三个基本要求： 
第一,有提高探究技能与策略的专门练习,因为这些技能与策略能迁移到其他情境中;第二,学生要有广泛的、概括化的背景知识,因为如果学生对某个话题一无所知,也就不能作相应的思考;第三,具有辨别好假设与坏假设的背景知识。一些研究者也发表相同的看法： 一个人在有效从事科学探究以前,必须有一定的知识和智能作前提;很多学生之所以对BSCS生物探究课程感到困难,原因就在于他们缺乏充分的前提性知识与技能。许多研究者以皮亚杰认知心理学为理论依据来考查探究学习,结果取得如下一致结论： (1) 探究技能要求一定的假设—演绎推理活动,这种推理活动发生在皮亚杰所说的形式思维阶段;(2) 只能进行具体操作思维的学生不能理解抽象概念。例如,斯皮尔斯(J.Spears)于1977年在大学生中作有结构的探究与指导型探究对比实验,结果表明： 大学生很少进行假设或预测,因为他们还没有在智力上为此做好准备。总体来看,接受指导型探究教学的学生在描述他们的观察时,倾向利用教师的讲解或教科书来解释观察结果。这种做法与皮亚杰对具体操作阶段学生思维特征的描述基本一致。教师不能期望一个缺乏形式思维能力的学生能自己设计出一个程序,以促进对形式思维过程的理解。
假设—演绎推理活动涉及作假设、预测、观察、把结果与预期相比较,它要求学生具有形式思维能力。显然,缺乏这种能力的学生就不能在以假设—演绎推理为特征的环境中很好地学习。研究者想弄明白的是,在分类和控制变量方面得高分的大学生,与那些得低分的大学生相比,在某种形式的探究发现(包括假设—演绎推理活动)中是否也能做得更好。他们用一个包括内容目标和过程目标的测验来考核学生的表现,其中没有一个测验项目所要求的理解能力超出具体操作思维水平。获得的数据表明,有些与研究者的假设相符,有些不符。研究者推测,要么是探究教学受到抵制,或所使用的测验区分度不高,不能测出形式推理活动所产生的差别;要么是他们所作的实验处理根本没有产生什么差别,因为实验仅持续9~15小时。
研究者继续对有结构的归纳探究和演绎探究进行探索。尽管这两种都是动手活动,前者主要指那些由教师设计、结构严密的课堂活动,它是针对具体内容的。演绎活动结构较松散,不强求学生接受某种单一的实验设计。这两种探究都持续4周,共7个40分钟活动单元。研究者注意到的自变量包括年龄和认知发展水平(用守恒能力和复杂分类能力来衡量)。结果表明,从小学三年级开始,大多数学生都能从这两种探究中获益。然而,在预测成功方面认知发展水平是一个比年龄更有效的因素。就演绎活动策略而言,守恒能力是一个重要的学习特征。具有守恒能力的学生与不具有的学生相比表现更加出色,复杂分类能力强的学生与弱的学生相比,在有结构的归纳探究和演绎探究活动中都做得更好。
还有研究表明,教师设计探究结构能降低探究活动的逻辑要求,换言之,探究活动需学生具有形式思维能力,但并不是所有探究要求一样。有些探究活动要求教师设计严密的结构,有些则较松散。也许某种探究活动更适合思维能力尚未达到形式思维水平的学生。如处在具体操作思维阶段的学生,从采用分步解决问题的方法中获益更大,从教师指导较少的方法中获益更小。再如,当教师对希望学生形成的行为控制极强时,一些学生表现更好。

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