과학교육계는 과학의 주요 개념체제에 입각한 교과과정의 구성, 효율적인 학습지도 방법의 연구, 그리고 적절한 학습자료와 시설을 마련하는데 주력하여 왔다.
권재술은 과학을 문제에 직면하여 그 문제를 해결하는 탐구 방법과 탐구 결과로부터 얻은 지식의 체계로 정의하면서, 과학이론은 완전히
문제를 인식하고, 간단한 실험을 수행하게 된다. 이 단계는 제기된 새로운 문제 상황에서 기존의 개념과 사고 양식으로는 해결할 수 없는 새로운 경험에 대해 의문을 갖게 된다. 이때 학생들에게 인지적 갈등을 해소하기 위한 다양하고 구체적인 자료를 이용한 학습 활동을 제공할 필요가 있다.
탐구하고 문제해결을 위한 지적인 탐구방법 및 탐구능력 그리고 판단력과 창의력 배양을 강조하고 있다. Sund와 Trowbridge(1967)는 탐구수업의 본질을 학생 중심의 교수를 촉진하기 위한 학습환경을 만드는 것이며 교사는 학생들이 과학적 개념들과 원리들을 발휘하도록 충분한 지도를 제공하는 역할을 해
탐구 과정의 바탕이라 보았다. 이것을 토대로 다시 문제 인식, 가설 설정, 변인 통제, 자료 변환, 자료 해석, 결론 도출, 일반화 등의 통합 탐구를 설정하였다. 통합 탐구는 기초 탐구 요소가 복합적으로 포함된, 보다 고차원적인 탐구 요소를 말한다. 탐구 활동은 탐구 요소라고 할 수는 없으나 탐구수업
학생의 능력에 따라 자기 주도적 개별화학습이 가능하도록 각 영역마다 기본 과정과 심화 내용을 제시하였다. 또한 학생 발달단계에 적합하도록 저학년에서 고학년으로 갈수록 ‘다수의 작은 주제 학습’에서 ‘소수의 큰 영역 학습’으로, ‘현상 중심의 기초 탐구과정 학습’에서 ‘개념 중심의 통