模式导向
生物科学课程研究的实质是教会在学生处理信息时，学会使用类似于生物学家进行研究时所使用的技巧——也就是说，确定问题并使用具体方法加以解决。BSCS强调内容和过程。强调的第一个重点是地球生态中人的行为：
由人口增长、资源枯竭、污染和局部发展等诸多现象所引起的问题要求政府或社区采取明智的行为。这些至少从部分上来说属于生物生态问题，每个公民都应该意识到它们的背景。
强调的第二个重点是科学调查：
尽管这一看法的一个主要目的是介绍现代分子生物学在对科学问题的一般理解方面所做出的贡献，然而它的第二个目的也很明显。用几乎任何一种标准来衡量，科学都是并将继续是我们社会中的权威力量。然而，这里出现了一个困惑。如同C.P.斯诺在《两种文化》一书中所表述的那样，这一困惑来自于这样一个事实：虽然许多人能够理解科学的产品，然而他们却可能对于科学的本质及其探究方法一无所知。我们以下的说法可能不会有什么大错：没有对科学过程的理解，就不可能有对科学产品的理解。很显然，像我们这样的自由社会要在很大程度上依靠公民的整体科学素质水平。
为了帮助学生们理解科学的本质，生物科学课程研究委员会设计的方法是在对学生讲授生物学观念和事实的同时引导他们掌握生物学的研究方法。委员会相当严厉地指出：
检查一下传统的中学课本就会发现，它主要或全部由一系列绝对的肯定性陈述句构成。“有那么多种哺乳动物”、“器官A由3种组织构成”、“呼吸按以下步骤发生”、“基因是遗传的单位”以及“A的功能是X”。
这种提供结论的表述方法长期以来一直是教科书的写作标准，甚至大学课本也是这样。它有许多优点，至少可以说简洁和节约空间，然而对此也有一些严厉的批评意见。它的简略性和权威性给人们描绘了一幅虚假而误导的关于科学本质的图像。
权威性、结论性的表述带给了学生两种不幸的影响。首先，它给人造成这样一种印象：科学由不可更改的、确定的真理组成。然而事实并非如此。近年来加速发展的知识告诉了我们一个明确的事实：科学知识在不断地变化。它只是一个暂时的手稿，随着新资料对旧资料的取代而不断地被重新修改着。
结论性的表述还会传达这样一种想法：科学是完美的。因此，科学研究仍在继续、而且是以一种大大加快的速度进行着的这一事实就会造成学生无法理解的困惑。
可以这样来说明这种结论性的、简略性的表述方法的错误：它不能显示出，科学知识并不是一份关于所观察事物的简单的报告，而是从原始材料中尝试性地一点点地锤炼出来的结果。它不能显示出，这些原始材料和资料来自于精心计划的观察与实验。它不能显示出，这些观察与实验的计划来自于人们遇到的问题，而这些问题转回头来又来自于总结了早期知识的概念。最后，很重要的是，结论性的表述方法不能显示出，科学家也像其他人一样会犯错误，大部分的科学探究都是与对错误的纠正分不开的。
最重要的是，结论性的表述不能显示出，我们那些总结性的概念会被它们自身提出问题的结果所检验，并根据这一检验而被修改或代替。
把科学当做一种探究过程来教学，其实质在于要使科学结论在不断地被提出并被检验的背景中来揭示。这意味着要告诉学生目前已提出了哪些思想，已进行过了哪些实验，对已取得的实验资料进行解释，并根据对资料的解释将其转化成科学知识。
生物科学课程研究在把科学当做探究活动来讲授时使用了几种技巧。首先，它使用了许多表现科学探索性本质的表述，例如“我们不知道”，“我们不能确认这是怎样发生的”以及“关于它的证明是矛盾的”，等等。它指出，现在的理论随着时代的发展可能被新的理论所取代。第二，生物科学课程研究使用了被称为“探究叙述”的方法来取代结论性表述法。该方法表述了生物学中主要观点的发展史以及这一领域所进行的探究过程。第三，用实验室工作来引导学生研究问题而不是仅仅举例说明课本中的内容。正像他们所说的那样，“他们（科学家们）处理的是课文中没有提供答案的问题，他们创造的是学生能够参与其中的探究的条件”。第四，精心设计实验程序以使学生处于一种解决实际生物学问题的环境。最初学生面对的可能是科学家们早已熟知的资料以及已有确定答案的问题，然而“随着问题的逐步进展，他们越来越接近知识的前沿”。这样，学生们就模仿了科学家的研究活动。最后，他们使用了一种称为“参与探究”的方法。类似于实验室的功能一样，“参与探究”鼓励学生参与活动，从而使得他们能够学习和参与涉及前沿问题或是生物学方法论高度上的问题的探究。
在这一章里，我们把“参与探究”作为生物科学课程研究的教学模式予以呈现。
参与探究
为施瓦布所深信不疑的这一方法是这样设计的：
让学生懂得知识是怎样从对资料的解释中产生的……让学生懂得对资料的解释——的确，甚至资料的寻找——都是以概念与假设为基础来进行的，而它们是随着知识的增长不断变化的……让学生懂得当这些原理和概念变化时，知识本身也随之变化……让学生懂得尽管知识发生了变化，却有一个很好的理由——因为我们比过去知道得更好更多了。与此相反的观点同样值得强调：现有的知识在未来会有所改变的可能性并不意味着它是错误的。现有知识是以现在我们所能提供的、经过了最佳检验的事实和概念为基础的科学，是人们所能够达到的最为可靠、最为合理的知识。
每一个“参与探究”（或一节课）都是一个旨在说明主要概念或是训练方法的个案研究。每一个参与都“在过程本身的例子之后提出例子并且保证了学生对于过程的参与。”
在每一个个案中都涉及一个生活中真实的科学研究，然而，其中被有意识地安排了一些省略、空白或者令人感到奇怪之处都不做探究，等着学生们去把它们填补出来：“这种省略可能是一个实验的计划，可能是某一实验中控制某一因素的方法，可能是从所给资料中得出的结论，也可能是用来解释所给资料的一个假设”。换句话说，“参与探究”保证学生会看到实际活动中的生物学探究，而且保证他们会参与其中，因为他们必须去完成被省略了的实验或者去得出被漏掉了的结论。
对“参与探究”的精心设计，使其中包含的困难程度逐步增加，从而引导学生一步步过渡到更复杂的概念。我们可以从它的第一组里看到这种过渡，其中主要涉及的是与方法论有关的主题——基本知识、资料、实验、控制、假设以及科学问题的本质和作用。表6-1给出了第一组“参与探究”的研究主题。
第1组中的“参与探究”3就是这一模式的一个例子。它引导学生处理资料误解的问题。
表6-1 参与探究第一组，简单探究：基本知识、数据资料、实验、控
“参与探究”3
（内容：种子的发芽）
（主题：资料的误解）
（解释资料时预先估计到风险是一回事，而在没有证据支持下做出解释是另一回事——无论这种缺少证据支持的原因出于对现有资料的错误理解还是对证据的漠视。这一章中“参与探究”的材料主要为了说明其中最明显的误解之一。它还介绍了一个已清晰形成的“问题”的作用：它能够引出实验，从中得到资料，然后予以解释。）
对学生：（a）一个观察者对种子最易发芽的条件产生了兴趣。他把几粒谷物放在两个玻璃盘中潮湿的吸墨纸上，然后把它们分别放在保持着同样湿度的两个房间里，一间见不到阳光，另一间则阳光充足。4天后他检查了种子，发现两个盘子里的所有种子都发芽了。
对于这个实验的结果你将如何解释？注意：你不应当考虑自己从其他地方已经获得的知识，而要严格地只对这一实验本身予以解释。(https://www.daowen.com)
（当然，实验设计的目的是检测光线这一因素的作用。然而，“参与探究”却希望给那些敢于大胆思维的学生们提供机会得出这样一个结论：实验表明，湿度对谷物的生长是必要的。或者还有人会说，一定的温度是必要的。如果这种假设没有产生，就试着介绍给他们一种。要积极地这样去做。要意识到，这将会教励学生们做出别具一格的解释来。）
（如果这种假设已经出现，你可以指出它的弱点，比如提问学生是否从资料中可以得出生物发芽需要玻璃盘子的结论。极可能没有谁会认可它。这时你应该毫不困难地指出，他们提供的用来证明温度或湿度必要性的资料与证明玻璃盘子必要性的资料并没有什么区别。因此，无论在哪种情况下，这些资料都无法推出他们的结论。）
对学生：（b）在这两个盘子的周围环境中，有什么因素明显地不同？在考虑你的答案时，请记住这是一个精心计划的实验，你应当尽量准确地陈述出引出这一实验计划的具体问题。
（如果这一假设一直没有被提出，那么现在教师应当很明确地说明，实验的设计目的在于检测光线这一因素在植物发芽中的必要作用。表述这个问题时，“参与探究”常以一个非常普通的问题开始：“在什么条件下种子最易发芽？”这并不是一个进行科学探究时提出问题的最佳方式，因为它并不能指出到哪里寻找资料以及该如何寻找它们。一个“问题”只有足以具体、能够告诉人们回答它需要什么资料时，才会使它自己成为一个有用的科学问题。例如，“什么情况下种子发芽更好些，光线充足时还是没有光线时？”这就是一个明确指向了所需资料的问题，它要求对不同光线条件下的发芽状况进行比较。因此我们说，一个“疑惑”如果十分具体，以至于导出了某一疑问、使得需要用实验加以解决或者由某些具体资料加以解释，这时，它就立即转变成了一个有用的科学问题。这里我们并不是说一般“疑惑”是不好的。正相反，它们是必不可少的。关键只在于它们必须导向一些别的东西——一个可以解决的问题。）
对学生：（c）根据你陈述的问题，看一下资料，我们能做出什么样的解释呢？
（现在很明显了，资料表明，光线对于某些种子的发芽不是必要的。你可以指出，对于其他一些种子的发芽它是必要的，例如，速生莴苣Grand Rapids Lettuce，然而对于另外一些种子也可能起到妨碍作用例如某些种类的洋葱。）
（这种“参与探究”继续讨论与资料、证据和解释有关的观念。它还从新的角度涉及了在b中讨论过的“问题”的观念。它举例说明了一般的好奇心必须变成一个具体的问题。）
（它还表明，探究中提出的问题具有多种作用。首先，它导致了实验的设计，把一个疑惑变成一个研究计划。它还引导我们去解释资料。在a中，我们对于是什么问题把我们引向这些具体资料还不太清晰，而相比起来，在c中做出一个正确的解释就容易得多了。）
（如果你的学生认为这种“参与探究”比较容易或特别有趣，你可以开始进行下一步的讨论，并且可以在某种程度上提前接触“参与探究”阶段6的主题——设计实验。以下的附加部分就是用于这一用途的。）
这种调查的形式相当典型。学生们接触的是生物学家正在攻克的问题，面对的是一些与已经被完成了的调查有关的信息。因此，他们被引导着去解释资料、处理那些有根据的或者没有根据的解释。接下来，学生被引导着设计实验，用那些较少可能被误解的资料来检验某一因素。贯穿着这一程序的是这样一个体系——首先提出涉及某种调查的问题，然后引导学生探求一种方法逐步克服研究中的具体难题。
让我们看看另外一个“参与探究”吧——这次是一个更加典型的以概念为导向的主题。下面的例子引自“参与探究”研究小组关于功能这一概念的研究成果。这一主题的设计使得它能够被当做一个方法论的问题来研究。我们怎样从某一事物的各种可观察到的特征中找出它的功能（这一功能的证据是什么）？在这种模式中，问题并没有被简单地直接提出来，而是引导学生先进入了一个处处涉及方法论并充满了探究精神的研究过程。进入研究过程之后，问题才被提出，使得学生们能够自己去确定问题并寻找解决的方法。
“参与探究”32
（内容：肌肉结构和功能）
（主题：功能的6个证据）
（为了进行这个研究，这里我们暂时假设人体不是一个有机体，而是各种结构的简单堆积。体内的各个部分分别都是我们的研究对象，而不需要对人体的整体结构进行研究。对功能的概念的探究原则之一就是要把它们还原为各个部分。
（这种“参与探究”把学生导向功能的观点。这个概念涉及了远较因果关系多得多的东西。它涉及一个假设：一个成年有机体中的某一特定部分比如器官、细胞组织等很可能能够有效地完成它对整个有机体生命的功能，以至于其作用可以从这一部分，诸如其结构、动作等可观察到的特征中较为可靠地推理出来。如同我们将要说明的那样，这个假设也像其他科学研究中的假设一样，仅仅是一个“指导性的”假设。我们并不假设器官能够完美无缺地适合它们的功能。我们只假设，一个活着的有机体的大部分器官能够由于进化的缘故如此好地适应其功能，以至于我们在研究器官时更倾向于假设它能够适合其功能而不愿意假设它不能适合）。
对学生：（a）你认为人体中哪一部分肌肉群最强壮？
（学生很可能说是大腿肌或是二头肌，因为它们是身体中最大的单块肌肉。如果他们没有这样选择的话，你不妨自己提出来，并且从尺寸大小角度来论证它。）
对学生：（b）我们以大小作为选择的标准，决定了大腿肌可能是我们身体肌肉中最强壮的部分。因此大小似乎是我们做出决定的依据。
不过为什么这个依据是尺寸而不是颜色或形状呢？
在我们这个选择背后，有没有来自共同经验的另一种资料向我们表明较大的肌肉会是较强壮的肌肉呢？
（在考虑这个问题时，学生应当会表现出，他们对肌肉强壮标准的认可和接受主要来自日常常识，比如踢球时一个手抛球会比直接传球更远，一个举重运动员比一个画家肌肉更发达等等。）
对学生：（c）现在让我们用日常经验来判断一下当肌肉收缩时会发生什么情况。
（这里的问题不是肌肉使身体其他部分发生了什么变化，而是肌肉本身的变化——它的形状的某种变化——由于压缩而变得短了、厚了、硬了。让学生们举起或抓起一些东西来感觉一下他们的手臂肌肉。）
对学生：（d）在你已经发现的肌肉运动这一现象之外，还可以再增加两个事实：第一，许多肌肉附着在身体的其他部分上。第二，许多这样的肌肉是纺锤形的，又长又窄。单单从这些资料看，你认为肌肉做些什么？
（肌肉的运动、附着以及形状，这几点综合在一起，可以说明肌肉能带动它所附着的身体的一部分或所有的肌肉。这种对于功能的推测仅仅只是个可能。但实际上所有的科学推测也是如此。在e及其之后的疑问中，我们将对功能性推理的可疑特征做出论述。）
这个例子在这一方面将被进一步使用。