הבנה הולמת של טבע המדע (Nature of Science) מומלצת לכל אחד כמרכיב של אורינות מדעית. מחקרים הראו שלחלק מהתלמידים המסיימים את בית הספר התיכון יש תפישות שגויות בכל הקשור למדע. נמצא כי פרחי הוראה ומורים בפועל, יכולים לפתח איסטרטגיות הוראה להדגשת והבלטת טבע המדע אשר ישפרו את הבנת מושג זה על ידי התלמידים (Valarie L. Akerson).

מחקר זה נועד לבחון את ההשקפות של מורים למדע וטכנולוגיה כלפי איורי מושגים (concept cartoons) המשולבים בלמידה מבוססת בעיות. בהקשר זה, השקפות המורים לפני ואחרי לימוד והרצת פרויקט ניסיוני. הנתונים נאספו באמצעות שיטות וכלי מדידה איכותניים. המשתתפים במחקר היו מורי מדע וטכנולוגיה מתשעה בתי ספר יסודיים בעיר איזמיר בתורכיה, בשנה האקדמית 2011-12 (Balim, Ali Gunay. Turkoguz, Suat. Ormanci, Ummuhan. Kacar, Sevinc. Evrekli, Ertug. Ozcan, Erkan).

דע-לי היא מערכת המיועדת למורים ולתלמידים והמציעה כלי עזר ללימוד מדעים לחטיבות הביניים באמצעות משחקי שאלות ותשובות. השאלות מכילות קישורים למולטימדיה (כגון תמונות, סרטונים והדמיות) המסייעים בהבנת החומר, והתשובות מלוות בהסברים מפורטים. המערכת מציעה מאגר גדול של משימות ושאלות המותאמות באופן מלא לתוכנית הלימודים. עיקר השימוש מיועד לעבודת התלמידים בביתם ויכולות לשמש – כשעורי בית או לצורך הכנה לבחינות.

מאמר זה מציג צרוף של שלוש גישות חינוכיות לתרגול מוגבר של מדעני העתיד. שיטות אלה מצרפות מיומנויות שבדרך כלל אינן מוכנסות בשנת הלימודים האקדמית הראשונה. השיטות הן, פתיחת הנושא בהובלת הסטודנטים באמצעות שאלות על גבי הלוח Student-led Blackboard Introduction(SBI), כתיבת מאמר מדעי, תכנון, ביצוע והצגת מודולה מעבדתית עצמאית ( Collins, Eva-Maria S. Calhoun, Tessa R ).

פיתוח ה-KTOP (Korean Teaching Observation Protocol) לעקוב ולגלות את החלקים הזקוקים לשיפור בהוראה האק טואלית בכיתה ובמעבדה. לתאר את המטרות הבסיסיות, תהליך הפיתוח, התוקף והאמינות של KTOP, להכניס את היישומים של -KTOPהמטרה הבסיסית של KTOP הינה, לעשות בו שימוש לשיפור ההוראה בכיתות מדעים על ידי תצפית ישירה של כיתות המדעים וביצוע אנליזה לאיתור תחומים הדורשים שיפור. לפיתוח כלי תצפית שיעזרו בזיהוי היבטים של שיפור הוראת מדעים, השתמשו בשיטת צפייה ישירה Direct observational method ובשיטת כיסוי המודל הגנרי generic model overlay method. השימוש בשתי שיטות אלה אמור להקטין את הפער בין התיאוריה למעשה ( Park- Jongwon, Shin Park- Young, Kim- Youngmin, Park- Jongseok ).

ההרצאה במכללת קיי התחילה עם מצגת שמדברת על בניית טיעונים מדעיים בתחום כדור הארץ בקרב סטודנטים להוראה באמצעות כלים מטה- קוגניטיביים המאפשרים הבנה מעמיקה, המחקר הגדיר מה זה טיעון: טענה מלווה בביסוס, שהרי הנתונים מאפשרים לנסח טענה ואחר מכן צריך הצדקה. המחקר הציג את הקשיים של הסטודנטים במכללות להכשרת מורים בתהליך של בניית טיעון מדעי בתחום כדור הארץ ודן גם בכלים שמאפשרים התמודדות עם קשיים אלה. הוצג גם כן העידיות, תצפיות, ומדידות שבעצם נותנות הסבר, מסקנה ותיאוריה ושתיהן ביחד מהוות סביבתיות הצדקה.

הדגש הנוכחי על שילוב טכנולוגית מחשב וצמצום התכניות החליף את פרוייקטי האומנויות והיצירה. יתרה מכך, היד על האופי המוחשי של עבודת יצירה בבניית מודלים מדעיים, מאפשר לתלמידים להבין תפיסות קשות ומורכבות ולהיות מעורבים ובעלי מוטיבציה כשהם לומדים לפתח מיומנויות חשיבה מרחביות, הגיוניות ונסיבתיות. שימוש אנלוגי הוא לעזר בהבנת מושגים ותפיסות מדעיות מורכבות ולא שגרתיות. מחקר זה על תלמידים של 28 בתי ספר יסודיים וחטיבות ביניים מתקדמים, בחן את עבודת ותפיסות התלמיד, במשך לימוד יחידה מדעית, על ארבעה סוגי מאובנים.

מחקר זה מתאר פיתוח של תכנית לימודים בקוריאה, לחינוך מדעי אתי המבוססת על STS לתלמידי בית הספר התיכון המתמחים או מתכוננים להתמחות בעתיד במדעים ובהנדסה. התכנית החינוכית כוללת חומרים מתחומי הפילוסופיה, היסטוריה, סוציולוגיה, אתיקה של מדע וטכנולוגיה, ותיאוריות המבוססות על STS. החוקרים קיוו שהתכניות החינוכיות האתיות שלהם יקדמו ויפתחו אמונות אפיסטומולוגיות ופיתוח שיקול דעת מוסרי. מרכיבים פסיכולוגיים אלה נבנו לצורך פתרון דילמות חברתיות ואתיות מורכבות בתחומי המדעים וההנדסה. כפי שצויין בתחילה, התכנית הועברה לתלמידי בתי ספר תיכון בקוריאה שלומדים מדעים והנדסה ( Han, Hyemin . Jeong, Changwoo).

יזמה של ממשלת מדינת ויקטוריה שבאוסטרליה קראה לפיתוח תכנית לימוד מקצועית של המומחים למדעים שנועדה להתמודד עם הירידה בעניין שמגלים התלמידים במדעים וזאת, על ידי השקעה בבנית הידע ויכולת הקליטה של המורה. התכנית מתייחסת לצורך בתמיכה בלימודי, מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתימטיקה. Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM

בשיעור המדעים קל מאוד להפוך את ניסוח הטיעונים לפעילות מקרית ומזדמנת. התלמידים עשויים לשמוע את המילים "טיעון" ו"הנמקה" רק בסוף הפעילות ביחידה מסוימת כשהם מציגים בעבודת הסיכום שלהם טיעונים המבוססים על ראיות. אבל כדי שהמדע בכיתה ישקף באותנטיות את החלק המעשי בעבודת המדען, רוב התנסויות הלימוד של התלמידים צריכות לשלב פרקטיקה של טיעון מדעי. כמו מדענים, הם זקוקים להזדמנויות לגבש הבנה ההולכת ומעמיקה לסיבות שבגללן תופעות טבע מופיעות ומתרחשות בדרך מסוימת. הבנה זו צריכה להתבסס על ידע נרכש ועל ראיות זמינות. מאמר זה עוסק בתופעות מופלאות אך נגישות שמטרתן ליצור מעורבות בקרב התלמידים ולהכיר להם היבטים יסודיים של הסבר וטיעון (Andrew Falk & Lauren Brodsky).

ג'ון ברגמן במאמר, מצביע על המשוכה הגבוהה שהיה עליו לעבור על מנת להפוך את הכיתה בה לימד. כמורה ותיק למדעים, היה עליו לותר על יכולת ההוראה הפרונטלית, בה והתמחה, ולעבור לשיטת לימוד הפוכה. הוא טוען שעל המורים להתרחק מהוראה ישירה לקבוצה כולה, ובמקום זאת לנצל את הזמן בכיתה לפעילויות ואינטראקציות עשירות יותר ומשמעותיות יותר. השינוי המחשבתי שעבר ברגמן הוא מעבר ממורה אשר מפיץ תוכן, למנחה למידה ומאמן. אם במשך שנים טען "אני לא מלמד מדע, אני מלמד את הילדים" כיום הוא טוען "אני לא מלמד מדע, אני מלמד את הילדים איך ללמוד".(Jon Bergmann).

ד"ר גילמור קשת ממשיכה בהיערכות המתודית והפדגוגית ללמידת חקר בכיתות בהן היא מלמדת. כותבת ד"ר גילמור קשת במאמר : " לאחר ההכרזה הגדולה על הפרויקט והצגת מהלך העבודה הכללי הזמנתי את התלמידים לחשוב על נושא שמעניין אותם בביולוגיה. אצל חלק מהילדים אין צורך בהזמנה פעילה יותר מזו בכדי להעלות נושאים. ישנם נושאים שמסקרנים אותם ורק מחכים להזדמנות הנכונה לעלות. אצל אחרים מופיעות אפילו שאלות. אבל בדרך כלל צריך יותר מזה כדי להעלות נושאים ושאלות. הילדים יבחרו נושא, ילמדו עליו ומתוך הלימוד והידע יתעוררו השאלות. מה אפשר לעשות כדי לעזור לתלמידים למצוא את נושא העניין?

הבנה של יוזמה מדעית, הינה, בעלת תועלת בגלל שאזרחים צריכים לקבל החלטות הגיוניות שיטתיות על נושאים המעורבים בחלוציות מדעית וטכנולוגית והבנה ברורה יותר של האפיסטמולוגיה המדעית , הינה רווחית בגלל שהיא יכולה לעודד יותר מעורבות ציבורית עם המדע. המטרה של מחקר זה הייתה לקבל אמונות של שלוש קבוצות , מדענים, מורי חטיבת ביניים ותלמידי מדעים בכתה ח', על הדרכים בהן נצבר ידע מדעי ואיך הוא מקבל תוקף מדעי. אנליזת רשת יכולה להיות לעזר בקידום הלימוד של כמה היבטים של המדע הנלמד בגלל היכולת הטכנית לתפוס הצהרות מדוייקות של משתתפים ולהציג את חוזק הקשרים בין ההגדרות (Peters-Burton, Erin. Baynard, Liz R).

החודש שלפני חנוכה – זמן מושלם לפרויקט של חקר, אז איך מתחילים? הכנת התלמידים לפרויקט חקר בשלושה רבדים: לעודד mindset מתאים לחקר, ידע "מטה-אסטרטגי", מיומנויות ביצועיות. סקירה מועילה של המרצה והמורה ד"ר גילמור קשת בבלוג המרתק שלה.

פרקטיקות הוראה חדשניות כגון: למידה מבוססת חקירה (inquiry-based learning (IBL) מהוות זמן רב נושא לדיון בקרב מתמטיקאים ומורים למדעים.יש לשקול כיצד לקדם הבנה של למידה מבוססת חקירה בהוראה היומיומית. כדי להבטיח הבנה כזו של למידה מבוססת חקירה במגוון של הקשרים שונים, יש לתכנן מודל הכולל אסטרטגיות של הפצה ושל יישום. במאמר זה, המחברים מציגים את התכנון של מודל ממוקד וגמיש כפי שפותח בתוך הפרויקט הבינלאומי PRIMAS, במימון האיחוד האירופאי (Maa?, Katja; Doorman, Michiel, 2013).

עד שנת 2018 תהיה בארה"ב דרישה לעוד יותר ממיליון משרות של בעלי תוארי STEM . המרכז הלאומי למשאבים מדעיים NSRC- National Science Resources Center בארה"ב פיתח מעגל למידה דומה, להוראת המדעים, הנקרא FERA: Reflect, Apply Focus, Explore,