探究式实验教学是由发现法发展而来的，其思想最早可追溯到18世纪末至19世纪末，法国著名教育家卢梭主张“要以天性为师，而不以人为师”。19世纪初，第斯多惠的启发式教学指出教师应该在教学过程中注重启发学生，而不仅注重知识的传授。
20世纪初，探究式教学由美国教育学家杜威提出。他否定了赫尔巴特“以教师为中心，以课堂为中心，以教材为中心”的三中心论，提出了“以儿童为中心，以社会活动为中心，以儿童活动经验为中心”的新三中心论，其中有关探究式教学的主要思想是，用注重过程式的研究方式开展学习，以替代传授式的理论知识学习。杜威强调“从做中学”，指出学生在“做”的过程中获得知识、掌握能力。
杜威的实用主义教学之后，1959年，在布鲁纳皮亚杰心理理论和杜威的教育思想上，提出了儿童学习的手段是发现法，即发现学习，主要强调要注重学生的学习过程。20世纪中期，探究式教学由美国课程专家施瓦布正式提出，指出希望学生能像科学家一样进行实验探究来获得实验结论，而不是由教师直接给出结果。直到20世纪60年代约瑟夫·J.施瓦布提出探究式教学的概念。他先后提出科学即探究、探究性教学、探究中的探究等观点，为探究教学的发展奠定了坚实的理论基础。20世纪90年代，美国教育研究会先后推出了《2061计划》和《美国国家科学教育标准》，肯定了探究式教学的重要性。
20世纪80年代初期，我国学者根据兰本达教授的“探究—研讨”的思想，出版了《学科学教育的“探究—研讨”教学法》一书。之后我国很多教育学家开始研究探究式学习并提倡学生多进行自主学习。但由于当时教育和教育思想都还处于较低水平，教师也是重视结果而不注重过程，所以探究式教学并没有很好的实行。
改革开放以来，先进的教育思想和理念也逐渐进入我国，引起了我国教育学家的广泛兴趣。最具有代表性的是2011年颁布的《义务教育科学课程标准（实验稿）》，其中提出了探究式教学：“科学课程学习始终强调探究式的学习，突出科学本质特征——探究，促进学生全面发展。”之后，我国教育部又颁布了《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》，该标准中也指出探究式教学的重要性：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。”[1](www.xing528.com)
我国颁布的最新版《普通初中物理课程标准（2011年版）》对探究式教学的各个步骤都作了全面的要求，旨在培养学生实事求是、全面发展的科学探究精神。
2005年，人民教育出版社课程研究室助理研究员任长松出版了关于探究式教学的著作《探究式学习——学生知识的自主建构》，主要通过几个案例讲解了学生学习过程中的自主建构。
2018年在北京举行的物理研讨会中提出：推动物理实验迈进3.0时代，即要求学生动手与动脑相结合，从提出问题、设计方案，到推想假设、处理数据，在动手操作的基础上强化思维模式的转变，强化动手与动脑相结合。
无论在哪个国家，探究式教学的发展都符合本国的国情和时代的发展需要，使学生能及时适应这个科学技术日新月异的时代。
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