מוסף הארץ פרסם בתחילת פברואר 2018 כתבה על כיתת מופת ללימודים ריאליים מוגברים בתיכון מקיף ט' באשדוד. בכתבה נטען כי שמונה שנים אחרי סיום התיכון רוב הבוגרים לא המשיכו במסלול הטכנולוגי שהועידו להם, חלקם כלל לא למדו באוניברסיטה וכמעט כולם זוכרים את הלימודים כתקופה קשה.

בשנת הלימודים תשע"ז השתתף תיכון ויצו הדסים בפרויקט חקר החלל לחטיבה עליונה, בהובלת סוכנות החלל הישראלית. נושא הפרויקט הוגדר כ"פלנטולוגיה של מערכת השמש הפנימית". (פלנטולוגיה – גיאולוגיה של כוכבי לכת).התהליך נבנה כפי שנבנית משימת חקר חלל אמיתית; תחילה נבחרו נושאים לחקר, מהם נגזרו שאלות ומתוכן נגזרו ניסויים או מדידות אותם נדרשים לבצע כדי לענות על השאלות. לאחר בחירת הדרכים לחקר, נבחרו כלי החישה המותקנים על גבי חלליות המשייטות במערכת השמש. כך, התהליך החל בהגדרת הנושאים המרכזיים ומתוכם נגזרו שאלות חקר מגוונות.

מחקר זה בוחן כיצד מוטיבציה והקשרים סביבתיים משפיעים על מעורבותם של תלמידים בלמידת מקצועות המתמטיקה ומדעים. הוא מתמקד בבחינת הבדלים בין בנים ובנות ובהבדלים בין דפוסים המיוחסים למגדר. מיושמות בו שיטות מחקר איכותניות וכמותיות והוא בוצע על תלמידים בגילאי חטיבת ביניים ותיכון.

מאמר זה מוקדש לבחינת אמצעים לעידוד תלמידים בבתי ספר על-יסודיים ללמוד מדעים. מחבריו מצאו שבעקבות עבודה ניסויית במעבדה, גדל העניין שהביעו תלמידים בלימודי מדעים. לפיכך, עבודה ניסויית במעבדה יכולה להוות תוסף חשוב בחינוך מדעי. לפי החוקרים, כאשר תלמידים עוברים ללמוד בבית ספר על-יסודי, פוחת העניין שהם מביעים בלימודי המדעים. יש לעודד את אותם לעסוק בנושאים מדעיים הנוגעים לחיי היום-יום, למשל שינוי אקלים וטיהור מים, משום שהדבר מגביר את המוטיבציה שלהם ללימוד המקצועות המדעיים.

קיימת תשומת לב הולכת וגוברת בקהיליית החינוך המדעי בנוגע לחשיבות של מעורבות תלמידים בפרקטיקות של המדעים. אולם, יש הרבה מה ללמוד לגבי האופן שבו תלמידים מתחילים ושומרים על מעורבותם בפקרקטיקות אלו. במאמר זה, המחברים טוענים שאפקט אפיסטמי—רגשות ותחושות הנחווים במדעים, כגון ההתרגשות מהיות בעל רעיון חדש או רוגז לנוכח חוסר עקביות—הוא חלק ממה שמדרבן ומייצב מעורבות דיסציפלינרית (Lama Z. Jaber, David Hammer).

המאמר מתאר מסגרת עבודה הנקראת SOURCES אשר מורים למדעים יכולים לעקוב אחריה כדי לסייע לתלמידים לעסוק בשאלה האם אנשי כדור הארץ נמצאים לבד ביקום. ניתן להשתמש בפעילות, המתמקדת במדעי כדור הארץ והחלל, כדי לשלב מקורות ראשוניים בכיתת המדעים. השיטה כוללת הקלטות שמע, סרטוני קולנוע ווידאו, כתבי יד, ספרים, מחברות, הרצאות ועוד (Waring, Scott M.; Herlihy, Christine, 2015).

אף שידיעה מספקת של תוכן היא דרישה מוקדמת טבעית של הוראה, למורים צריכה להיות היכולת לפרש תוכן בדרכים שיקדמו את למידת התלמידים. השאלה כיצד לתמוך במורים מתחילים בפיתוח ובזיכוך ידע התוכן שלהם לצורכי הוראה היא שאלה מכרעת הנוגעת באותה מידה גם למכשירי מורים. במחקר בחנו החוקרים כיצד פרחי הוראה להוראת המדעים בבית הספר התיכון עשו שימוש במועדון וידאו לבנייה מחודשת של הידע הכללי שלהם במדעים לצורך הוראת המדע (Johnson, Heathe, & Cotterman, Michelle).

המאמר מציג שתי גישות לקביעת תכנית לימודים במדעים ומימושה בפועל. על פי הגישה הלוגית, תכנית הלימודים ומימושה מתבססים על יכולותיו המקצועיות הגבוהות של המורה הן בתחום התוכן הנלמד והן בתחום ההוראה. המורה, על כן, יקבע את: יעדי הלימוד, שיטות ההוראה והפעלת התלמידים ואת דרכי המדידה והבחינה של ההתקדמות. על פי הגישה הפסיכולוגית, המורה יוצר מעורבות מקסימלית של התלמיד, בקביעת תכנית הלימודים כשתפקידו של המורה להנחות, לעודד ולדחוף את התלמיד להתקדמות והישגים. בגישה זו הלימוד מתבצע על ידי בחירת פרויקטים המבוצעים בצוותים על ידי התלמידים. הצוות בתהליך של דיון קובע את יעדיו של הפרוייקט, כשהמורה מסייע להם להשלים ולעמוד במשימות שהציבו לעצמם (Marlow Ediger).

זיהוי הוראה טובה במדעים על סמך תצפיות בכיתה שונה מזיהוי הוראה טובה באנגלית או במדעי החברה. אף על פי כן, מנהלים נוטים לסמוך על מחוונים (אינדיקטורים) כללים של הוראה טובה דוגמת בחירת הנושאים, מעורבות התלמידים ובדיקות מזדמנות של ההבנה. המחברים מציגים סדרת מחוונים הקשורים להוראה איכותית של מדעים. מנהלים יכולים להשתמש במחוונים אלה להנחיה בזמן שהם עורכים תצפיות במורי מדעים, גם אם הם אינם מומחים בתחום המדעים. מובאות שאלות ספציפיות לכל מחוון שיכולות להנחות מנהלים או אנשים אחרים הצופים במורי המדעים בזמן התצפיות בכיתה או אחריהן (Hutner, Todd L., & Sampson, Victor).

בתכנית GK-12, שפיתחה הקרן הלאומית למדעים, סטודנטים לתואר שני במדעי הים הוכשרו ללמד תלמידים בחטיבת הביניים ובבית ספר תיכון מושגים ממוקדי מדע באמצעות שיעורים שהתבססו על המחקר שלהם עצמם. הערכה של רמת החקר בכיתה נקבעה על ידי שימוש בסולם מ-0 עד 4, לפי מספר הפעולות המתמקדות בתלמיד. אשר לשיעורים מבוססי המחקר של הסטודנטים, 80 אחוזים מהתלמידים הפגינו הישגים לימודיים משמעותיים מבחינה סטטיסטית ופרקטית. הסטודנטים השפיעו באופן חיובי על הכיתה, וניתן לראות בהם שגרירים טובים של המדע (Gilman, Sharon Larimer, Hitt, Austin M., & Gilman, Craig).

ההזדמנויות שיש לסטודנטים לתואר ראשון להשתתף בפרויקטים אותנטיים של מחקר במעבדות מדע והנדסה באוניברסיטה נעשות נפוצות יותר.למרות השכיחות של מעורבותם במחקר, פרט למחקרי הערכה ספורים מעט מאוד ידוע על היעילות של תכניות אלה בהשגת התוצאות המצופות או הרצויות של למידת סטודנטים. מטרות הלימוד האופייניות של תכניות כאלה קשורות בשילוב של סטודנטים לתוך קהילת מעשה באמצעות למידת תוכן מדעי בתוך ההקשר, רכישת מיומנויות בתהליכים מדעיים, ותרגול של תהליכי חשיבה מדעיים. מטרתו של מחקר זה הייתה להבין את התהליך ואת המידה שבה תכניות מחקר של סטודנטים מצטיינים למדעים לתואר ראשון בשנה הראשונה השיגו את מטרותיהן המוצהרות – לשלב את המשתתפים בהן בתוך קהילת מעשה ולפתח את הזהויות המחקריות שלהם (Gardner, Grant E., Forrester, Jennifer H., Shumaker Jeffrey, Penny, Ferzli, Miriam, & Shea, Damian).