J.Bruner dành nhiều công sức nghiên cứu và vận dụng lý thuyết của J.Piaget để xây dựng mô hình dạy học dựa vào sự học tập khám phá của sinh viên .
J.Bruner đề xuất mô hình dạy học được đặc trưng bởi bốn yếu tố chủ yếu: 1/ Cấu trúc tối ưu của nhận thức; 2/ Cấu trúc của chương trình dạy học 3/ Hành động tìm tòi khám phá của học viên; 4/ Bản chất của sự thưởng – phạt. Trong đó cấu trúc tối ưu của nhận thức là yếu tố then chốt.
* Cấu trúc nhận thức: Theo J.Bruner một cấu trúc nhận thức tối ưu cần có ba đặc tính quan trọng: tính tiết kiệm; khả năng sản sinh ra cái mới; sức mạnh của cấu trúc.
+ Tính tiết kiệm là khả năng đơn giản hoá các thông tin khác nhau trong một lĩnh vực giúp người học nhận ra được cái chung trong cái riêng; nhận ra sự vật này chỉ là phụ của sự vật khác; nhận ra sự kiện này không giống tất cả các sự kiện khác.
Bruner cho rằng, bất kỳ chủ đề nào cũng có thể dạy cho người nào bằng một hình thức thích hợp. Theo ông có ba hình thức biểu hiện của một chủ đề: qua hành động; qua hình ảnh (mô hình, sơ đồ v.v…); qua các ký hiệu ngôn ngữ, mệnh đề, định lý v.v..Từ đây có ba hành động học tập tương ứng của người học: Hành động phân tích (bằng tay) sự vật; hành động mô hình hoá; hành động biểu tượng (kí hiệu hoá).
+ Khả năng sản sinh ra cái mới và sức mạnh của cấu trúc chính là khả năng tìm ra được sự kiện mới, hiểu biết sâu và rộng hơn những thông tin đã cho; khả năng vận dụng kiến thức đã học vào việc giải quyết các tình huống riêng. Theo Bruner, có hai loại ứng dụng các cấu trúc: chuyển di các mối liên tưởng, các kỹ năng hay kỹ xảo mẫu đã tiếp thu được sang các liên tưởng, kỹ năng gần giống với nó (trẻ em học được kỹ năng dùng búa đóng đinh bằng sắt, có thể đóng được các chốt bằng gỗ). Đây chính là quá trình học tập chuyên biệt. Loại thứ hai là chuyển di các nguyên tắc, các thái độ đã có vào các tình huống khác nhau. Về cơ bản, đó không phải là học các kỹ năng cụ thể mà là học một ý tưởng (nguyên tắc) tổng quát để dùng làm cơ sở cho việc triển khai các vấn đề cụ thể sau đó, coi những vấn đề cụ thể này chỉ là những trường hợp đặc thù của nguyên tắc tổng quát đã học được. Loại chuyển di này chính là trọng tâm của quá trình dạy học. Đó là sự mở rộng đào sâu không ngừng kiến thức theo những ý tưởng, nguyên tắc tổng quát và cơ bản. Điều này tuỳ thuộc vào cấu trúc môn học và khả năng nắm vững môn học của người học.
* Cấu trúc chương trình môn học là bộ khung cơ bản của môn học. Để đảm bảo cho cấu trúc có khả năng sản sinh ra cái mới và sức mạnh thì cấu trúc chương trình môn học phải thoả mãn hai điều kiện: Thứ nhất: bộ khung của một lĩnh vực khoa học phải được sắp xếp sao cho các nguyên tắc, các ý tưởng cơ bản và khái quát nhất chiếm vị trí trung tâm; Thứ hai: phải vừa sức đối với trình độ của sinh viên có những khả năng khác nhau, ở các lớp khác nhau và phải tạo ra được hứng thú học tập của người học. Đó là một chương trình được xây dựng trên cơ sở những nguyên tắc, những ý tưởng cơ bản làm nòng cốt cho một lĩnh vực khoa học và được cấu trúc theo nguyên tắc từ chung tới riêng (từ trừu tượng đến cụ thể theo quan điểm của V.V. Davưdov), sao cho các nguyên tắc, các ý tưởng căn bản này phải được liên tục đào sâu, mở rộng và được vận dụng dưới những dạng ngày càng phức tạp hơn. Ví dụ (tr. 62).
Để cấu trúc được logic các khái niệm như vậy đòi hỏi phải có sự tham gia tích cực của các nhà khoa học trong từng lĩnh vực cụ thể, còn khía cạnh thứ hai cần có sự tham gia của các nhà sư phạm.
* Học tập tìm tòi khám phá: Ứng với một cấu trúc nhận thức và khung chương trình như trên, J.Bruner đề xuất một mô hình học tập tìm tòi khám phá. Theo Bruner, người học phải là người tự lực, tích cực hành động tìm tòi, khám phá đối tượng học tập để hình thành cho mình các nguyên tắc, các ý tưởng cơ bản từ các tình huống học tập cụ thể. Trong học tập các môn học, người học phải có thái độ khám phá các định luật, định lý, quy luật v.v…giống như nhà khoa học thực thụ. Trong học tập khám phá cho phép sinh viên đi qua ba giai đoạn, ba hành động học tập: Đầu tiên cần phải thao tác và hành động trên các tài liệu đã có (hành động phân tích), sau đó hành động trên các hình ảnh về chúng (hành động mô hình hoá) và cuối cùng rút ra được các khái niệm, các quy tắc chung từ các mô hình đó (hành động ký hiệu hoá). Vì vậy, trong học tập khám phá, giảng viên cần cung cấp nhiều tình huống để sinh viên có thể đặt câu hỏi, khám phá và thực nghiệm cho đến tìm ra được các nguyên tắc, các ý tưởng, mối liên hệ cơ bản trong cấu trúc môn học. Cần tổ chức cho sinh viên tiến hành các hành động học tập tương ứng với các hình thức biểu hiện của cấu trúc (hành động thực tiễn, hành động mô hình hoá, hành động kí hiệu hoá), theo phương pháp chung là suy luận quy nạp: từ các hành động trên các vật liệu cụ thể để rút ra các nguyên tắc
* Bản chất của sự thưởng – phạt và của sự thành công hay thất bại trong dạy học: J.Bruner đề nghi cần phân biệt trạng thái thành công hay thất bại với sự thưởng hay phạt. Thành công hay thất bại là kết quả cuối cùng của một nhiệm vụ, còn thưởng hay phạt là hệ quả tiếp theo những kết quả đó. Thông thường các bậc cha mẹ hay giảng viên quá chú ý đến phần thưởng hay trách phạt được kiểm soát từ bên ngoài, khiến học viên không còn chú ý đến sự thành công hay thất bại trong nhiệm vụ học tập. Người học không được hưởng niềm vui hay nỗi buồn từ sự thành công hay thất bại trong việc học của mình. Những trải nghiệm đó thuộc về người ban phát phần thưởng hay trách phạt. Điều này càng dễ xảy ra nếu đứa trẻ không xác định được bản chất của sự thành công hay thất bại. Như vậy đã tước mất của trẻ em niềm vui đích thực của việc học. Do đó, một trong những vấn đề quan trọng của dạy học là phải trả lại chức năng ban thưởng của sự thành công hay thất bại cho chính người học. Ta có thể làm như vậy bằng cách khen thưởng cả những “sai lầm tốt” để người học thấy quá trình giải quyết công việc cũng có tầm quan trọng như chính kết quả của nó. Bruner cho rằng chính người học tự thưởng hay phạt bằng cách đánh giá những cố gắng của chính mình khi độc lập giải quyết vấn đề. Quan niệm của Bruner về thưởng hay phạt đã đảo lộn lý luận của B.F.Skinner về củng cố bằng phần thưởng.
Trên đây là những điểm cơ bản của mô hình học tập khám phá của J.Bruner. Ngày nay nhiều nhà sư phạm ủng hộ mô hình dạy học này vì nó phù hợp với cách con người học và phát triển, được trình bày trong lý thuyết của J.Piaget và các lý thuyết phát sinh nhận thức khác. Khi sinh viên được tạo dựng động cơ và được tham gia vào các hình thức hành động khám phá phù hợp với trình độ nhận thức của mình thì việc học tập khám phá sẽ đem lại kết quả tốt hơn so với nhiều hình thức học tập khác.