חוקרים גילו בארבעת העשורים האחרונים את היעילות של הדמיות ממוחשבות בתמיכה בהוראת ולמידת מדעים. המטרה של מאמר זה לספק סקירה מקיפה, ביקורתית של ספרות הדנה בהשפעה של סימולציות ממוחשבות על הוראת ולמידת מדעים, כאשר הנקודה המרכזית היא, סיכום של כל מה שידוע עד היום וקוים מנחים למחקר עתידי ( Smetana, L., & Bell, R).

במחקר אתנוגרפי שנערך בבית ספר יסודי בשוודיה, מקרה של השתתפות ילדה בשם הלנה, בכתה ז', בלימוד מדעים, נותח. התוצאות מראות שתנאים ונסיבות משתנים, של התנסות בכיתה יכולים ליצור אפשרויות חדשות למעורבות התלמיד, ומצביע על העובדה, שלא ניתן למיין תלמידים, כ"סוגים שונים של תלמידים", על בסיס מוקדם, כמו: מין, מוצא אתני, מצב סוציואקונומי ורקע חברתי כלכלי ( Andree, M).

תוך שימוש ב- microanalysis של שיחת דיון כתתית, בכתה ו' של בית הספר היסודי, העוסקת בהיפוך האנרגיה, החוקרים המחישו את הדילמה המתעוררת בגישה התקשורתית שהמורה עשה בה שימוש בעת שהוא עושה שימוש אינדוקטיבי בפעילות , להורות תוכן מדעי כללי. החוקרים חשפו את מורכבות הקשר בין גישת הדיאלוג לבין הגישה הסמכותית בבניית למידה ובאותה מידה, הצורך למלא אחר מטרות הלימוד עבור כל שיעור. כאן החוקרים מדגימים כיצד השימוש באנליזת חלקיקים עדינים וקטנים של שיחת דיון כיתתית ואינטראקציה, יכולים לגלות את הפרטים של למידה בכיתה, כמו, אי התאמה של מטרות ההוראה ואימוץ גישה מתאימה כדי למלא את תכלית ההוראה המיועדת ( Wong, Hwei-Ming תTan, Aik-Ling) .

מאמר זה סוקר מחקר ניסויי למחצה שנערך בעשור האחרון לגבי ההשפעות של הדמיות מחשב בלימודי מדעים על הלמידה. המוקד הוא בשתי שאלות מחקר: כיצד השימוש בהדמיות מחשב יכול לחזק את החינוך המסורתי, והאם השימוש בהדמיות מחשב הוא הטוב ביותר כדי לשפר את תהליכי הלמידה ותוצאותיהם (Rutten, Nico; van Joolingen, Wouter R.; van der Veen, Jan T).

מחקר זה בחן את הרמזים המילוליים המפעילים שבהם השתמש המדריך/מורה כדי לקדם רפלקציה ותגובות של הלומדים הצעירים כלפי הרמזים הללו. שבעה ילדים בגילאי 8-12 השתתפו ב-260 דקות של הדרכה אחד- על-אחד כדי ללמוד מושגים מדעיים הקשורים לתנועת גלגל השניים; המדריך סיפק באופן ספונטני לתלמידים אלה 763 הרמזים לרפלקציה (Wilson, Travis; Perry, Michelle; Anderson, Carolyn J; Grosshandler, Dean).

כאשר ספר הלימוד לקולג', "עקרונות הביולוגיה" (“Principles of Biology”) יצא לאור בחודש ינואר 2011 בהוצאת Nature Publishing Group, הוא לא יופיע על מדפי הספרים בחנויות, מאחר והספר תוכנן כספר דיגיטלי בלבד. הסטודנטים ישלמו עבור גישה קבועה לספר באינטרנט (תמורת 49$). הטקסט של הספר אמנם עמוס בהגדרות ובדיאגרמות, אבל העמודים גדושים במאפיינים מתוקשבים אינטראקטיביים-מאילוסטרציות דינמיות ועד לשאלונים קצרים שמטרתם לערב את הסטודנטים יותר בתהליך הלמידה. הספר מציע איורים אינטראקטיביים דינמיים רבים. לדוגמא, כאשר הסטודנטים לומדים על הקוד הגנטי, הם יכולים להתאים את חומצות האמינו לרצפים המקבילים בסליל הכפול כדי להבין כיצד הפרוטאין כולו מופיע מהרצף הגנטי ( ANNE EISENBERG).

עתודה למנהיגות מדעית וטכנולוגית תכנית לאומית של מערכת החינוך הישראלית השואפת להביא לשכבה רחבה יותר של תלמידים מצטיינים בתחומי המדע והטכנולוגיה. השנה, נפתחת בכמה בתי ספר תיכוניים בארץ בשכבת ז' התוכנית במטרה ליצור מסלול מצוינות שש שנתי המוביל לתעודת בגרות איכותית בתחומי המדע והטכנולוגיה. בשנת הלימודים תשע"א השיק מינהל מדע וטכנולוגיה את התוכנית "עתודה למנהיגות מדעית טכנולוגית" ב-30 בתי ספר על יסודיים שש שנתיים, כאשר בכל בתי ספר נפתחו שתי קבוצות: האחת בכיתה ז' והשנייה בכיתה י' זאת במטרה לייצר מסלול מצוינות שש שנתי המוביל לתעודת בגרות איכותית בתחומי המדע והטכנולוגיה.

המאמר דן במודעות הציבור בארה"ב לחשיבות של לימוד מדעים לילדים מחוץ לכותלי בית הספר. המחבר דן במידע על חינוך מדעי בהיבט הלאומי והבינלאומי, של נתונים על הישגי תלמידים, תכניות לימוד בבתי ספר וגישות תלמידים ללימוד מדעים. הנושאים העיקריים כוללים, מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתימטיקה Science, technology, engineering and mathematics (STEM) ובפעולת הנשיא אובמה לתמיכה בהוראת המדעים. כאשר הגיעו, לאחרונה, נתונים על הישגי תלמידים במדעים, ממקורות לאומיים ובינלאומיים, התוצאות היו מאכזבות והן עוררו הנפות ידיים בתנועות אכזבה מוכרות, ממנהיגים פוליטיים בארה"ב ומומחי חינוך שחשבו על הצעדים הדרושים לשיפור הוראת המדעים בבתי ספר ציבוריים. אחד הגורמים שנתנו דחיפה חזקה קדימה ללימודים ומעורבות במדעים, זו הפעילות אחרי שעות הלימודים בבית הספר. בקליפורניה ומיזורי התחילו בבנית תכנית שתומכת ומזרזת, תכניות לפעילויות איכותיות של STEM אחרי שעות בית הספר. בין המאמצים המתוכננים, יש נסיון לזהות תפריט שיכין את צוות ההוראה, כדי שייצרו מעורבות בפעילויות STEM ותמיכה בהערכה ובשיפור של פעילויות אלה.

אמונות מונעות מוטיבציה של תלמידים והתנסות עצמית מסודרת התגלו ככלי המשפיע על מעורבות התלמידים בתהליך הלמידה. יעד חשוב של הוראת המדעים הוא להעצים את התלמידים על ידי חיזוק האמונה שלהם, שהם יכולים להצליח בלימוד מדעים ולטעת בהם איסטרטגיות למידה, כדי לעזור להם להגיע להצלחה. במאמר זה מדווח על פיתוח ותיקוף כלי מדידה של מקדמים בולטים המתייחסים למוטיבציה והבקרה העצמית של תלמידים בכתות הנמוכות של חטיבות הביניים. פיתוח הכלי, כולל, זיהוי של החלטות מפתח במוטיבציה ובקרה עצמית של התלמידים, בלימודי מדעים, המבוססות על מדע תיאורטי ומעשי. כשהושלם פיתוח הכלי, נערך ניסוי פיילוט שכלל 52 תלמידי מדעים משתי כיתות ח' ( Velayutham, Sunitadevi , Aldridge, Jill Fraser, Barry ) .

סקירת ביקורת על ספרן החדש של Marcia C. Linn ופרופסור בת שבע אילון . הספר בין 339 עמודים , המציג תוכנית לימודים אשר מהווה שילוב של אינטגרציית הידע -KI עם טכנולוגיה במטרה לשפר את ביצועי התלמידים. המחברות מכוונות לקהל רחב הכולל מורים בכיתות , סטודנטים למדעים ,מעצבי תוכניות לימודים, מעצבי תוכנה, משתתפי סמינר מחקר, מדענים לומדים, מעריכים ואלה הלומדים מדע לאורך החיים. הספר מאורגן באחד עשר פרקים ומתחיל בהקדמה וסקירה של מסגרות הוראה טיפוסיות , לאחר מכן על ידי הסברים מדעים התומכים בטענת המחברות שאינטגרציית ידע KI-היא מסגרת הדרכה טובה של שילוב טכנולוגיה בהוראת המדעים. לאחר מכן מוצגים שני חקרי מקרה אשר ממחישים כיצד מסגרת ה-KI משתלבת ( Marcia C. Linn & Bat-Sheva-Eylon).

מחקר זה בוחן את הלמידה והמוטיבציה של תלמידי מדעים בחטיבת ביניים כאשר הם פועלים בשיטת (problem-based learning (PBL בסביבה עתירת אמצעי מולטימדיה. לצורך מחקר זה נעזרו החוקרים בתוכנית בשם " Alien Rescue ". תוכנית לימודים זו, שמבוססת על היפרמדיה , פותחה על ידי האוניברסיטה של טקסס ועוסקת בתכנים מתחום מדעי כדור הארץ . תוך שימוש בשיטה מעורבת עם נתונים כמותיים ואיכותיים, בדקו החוקרים את השפעתה של סביבת מולטימדיה על לימודי המדעים, רמת המוטיבציה והקשר בין רמת המוטיבציה ולמידת המדעים של תלמידי חטיבת ביניים (כתה ו). ניתוח הנתונים מראה כי: תלמידים שפרו באופן משמעותי את הידע המדעי שלהם בין מבחן הקדם לבין המבחן המסכם (בתר)תוך שימוש בתוכנית PBL , הם היו בעלי מוטיבציה ונהנו מההתנסות, כמו כן, נמצא קשר משמעותי חיובי בין ההישגים המוטיבציונים לבין הידע המדעי במבחן המסכם. הממצאים נדונו באמצעות שימוש במסגרת המחקרית ( Liu, Min Olmanson, Justin; Horton, Lucas; Toprac, Paul).

דו"ח זה מתאר את ההיערכות של מדינת קליפורניה מבחינת הכנת והכשרת אזרחיה הצעירים לקראת האתגרים החברתיים והכלכליים ההולכים וגדלים, שבפניהם הם יעמדו. במיוחד הוא מתאר את הסטטוס של הוראת המדעים במערכת בתי הספר הציבוריים. דו"ח זה נערך בתמיכת מחקר בשם "חיזוק החינוך המדעי בקליפורניה", אשר כלל, לימוד, מדיניות ויוזמות אשר מגלים את מעמד וחוזק הוראת ולמידת המדעים ומציע המלצות לשיפור החינוך המדעי בקליפורניה. בין השותפים ליזמה זאת, נמצאים, אוניברסיטת קליפורניה בברקלי ותעשיות היי-טק ( Dorph, R., Shields, P., Tiffany-Morales, J., Hartry, A., McCaffrey, T. ).

המאמר בוחן את שילובם של כלי עזר מקוונים בהוראה בכיתות מדעים בחטיבות הביניים והשפעתם על תהליך הלמידה. לפי מסקנות המאמר, יכולתם של תלמידים לזכור, להבין, ליישם, לנתח ולהעריך השתפרה בעקבות הכנסת עזרי למידה מקוונים, והן התלמידים והן המורים העריכו את השפעתם לטובה (Robin Kay).