תיאורים מדעיים אודות מנדל (Mendel) והסיפור שלו במסגרת בית הספר הם בעייתיים מפני שחוזרים שוב ושוב על כמה הצהרות השנויות במחלוקת בין היסטוריונים של המדע כאילו היו עובדות מוצקות. במאמר זה, המחבר דן בתרומה של ההיסטוריה של המדע ושל מאמרים שפורסמו בעיתונים מדעיים המכוונים למורים, העשויה להביא לשיפור בדרך בה המדע בבית הספר עוסק במנדל והתיאוריה שלו (Charbel N. El-Hani).

נושא מרכזי בחינוך מדעי הוא הכנת מורים בבית הספר היסודי ללמד מדעים בלהיטות ובהצלחה בכיתות שלהם. לצורך שיפור הכנת מורי בית הספר היסודי להוראת מדעים, מסלול הכשרת המורים באוניברסיטה גדולה במערב התיכון של ארצות הברית פיתח קורס חדש בעל תוכן מדעי תחת הכותרת ( Physical Science in the Elementary Classroom (PSEC. המטרה של מחקר זה הייתה לקבוע את ההשפעות של קורס ה-PSEC על תפיסותיהם של פרחי הוראה לגבי הוראת המדעים (Bergman, Daniel J.; Morphew, Jason).

ייצוגים הם כלי יעיל בידי מורים לכימיה, והם בוחרים להשתמש בו בכיתותיהם כדי לעזור לסטודנטים להבין תפיסות מופשטות. ייצוגים יכולים להיות מודלים, גרפים, אנלוגיות, דיאגרמות, סימולציות, משוואות או כל שיטה אחרת להצגת מידע. היות שמגוון הייצוגים הוא רחב, על המורים לבחור באילו מהם להשתמש. הסיבות שהביאו את המורים להחליט באילו ייצוגים להשתמש לא תועדו כראוי בספרות המחקרית, במיוחד בכל האמור לידע של המורה בהוראת המדעים ובתוכני ההוראה. בהתאם למודל של ידע תוכן פדגוגי (Pedagogical Content Knowledge = PCK) הידע הייצוגי של מורה מעוצב בעיקר על ידי האוריינטציה שלו כלפי הוראת המדעים. PCK זוכה לביקורת על כך שהוא מתמקד בידע של המורה ולא בדרך שבה ידע זה מתורגם לעבודה המעשית. מחקר זה משווה בין שתי מורות לכימיה בבית ספר תיכון כדי לגלות את היחס בין בחירתן בייצוגים שהשתמשו בהם בפרקטיקה שלהן לבין תפיסתן את הוראת המדעים (Sarah B. Boesdorfer).

פקולטות למדעים במערכת ההשכלה הגבוהה משתדלות לתת משקל רב יותר לשיפור ההוראה והלמידה של דיסציפלינה ספציפית. אחת התוצאות של שינוי זה היא העסקת חברי סגל שיש להם התמחות בהוראה (SFES – science faculty with educational specialties ). מן המדגם עולות האמונות שמורי SFES מחזיקים בהן באשר להוראה ולהתנסויות מעשיות בכיתה. המאמר מדגיש את החשיבות שיש לתרומתה של הפקולטה כפי שהיא באה לידי ביטוי במעורבותה בשיפור ההוראה והלמידה (Tracie M. Addy, Patricia Simmons, Grant E. Gardner, & Jennifer Albert).

כיצד מורים יכולים להגביר מוטיבציה אצל כל התלמידים שלהם, בנים ובנות, ללמוד מדעים? זהו אחד האתגרים הגדולים ביותר העומד בימינו בפני המורים. בספר Enhancing Adolescents' Motivation for Science: Research-Based Strategies for Teaching Male and Females Students המחברות מספקות תיאוריה, מחקר ופרקטיקות של מוטיבציה כדי לסייע למורים לעמוד באתגר זה (Lee Shumow & Jennifer A. Schmidt).

מחבר סקירת הביקורת מציין שעשה טעות בזה שהחל לקרוא את "על הוראת מדעים: עקרונות ואסטרטגיות שמחנך צריך לדעת", מבלי להשתמש במרקר (עט מדגיש). הוא כותב כי יכול להיות שזה הספר הטוב ביותר על הוראה שהוא קרא במשך 37 שנים שהוא במקצוע. למרות שהמיקוד שלו הוא הוראת המדעים, כל מורה יצא נשכר מהשימוש בו (Peterson Ralph).

למרות השימוש הנפוץ בעבודה מעשית במדעים בבית הספר, החוקרים מצאו שיש לעשות יותר על מנת לשפר את האפקטיביות שלה על ידי פיתוח הבנה תפיסתית. התכנית 'CPD 'Getting Practical תוכננה כדי לתרום לשיפור האפקטיביות של העבודה המעשית דרך הכנסת שינויים בגישת המורים המקובלת לגבי פעילויות מדעיות בעבודה מעשית 'hands-on', לשיטה המאזנת יותר בין 'hands-on' לבין 'minds-on'. תכנית CPD תוכננה על מנת לשפר את העבודה המעשית בפיתוח הבנה תפיסתית בבתי הספר היסודיים וחטיבות הביניים באנגליה (Ian Abrahams).

המסגרת של תכנית הלימודים במדעים, K-12 Science Education, מפרטת מטרות שאפתניות ללמידת תוכן מדעי והתנסות מעשית של תלמידים במדעים. אולם, מסמך זה מספק למורים הדרכה מועטת לגבי התנסויות מעשיות בהוראה, המהוות מרכיב מרכזי על מנת לסייע לתלמידים להשיג מטרות אלה. המחקר מצביע על כך שהתנסויות הוראתיות של מורים יכולות להשפיע על מידת העניין ועל ההישגים יותר מאשר דרגות מתקדמות של נסיון הוראתי, וכך זיהוי של קבוצת ליבה של התנסויות הוראה במדעים מהווה מפתח לשיפור הוראת המדעים (Matthew Kloser).

ההצלחה של יזמות חינוכיות חדשות בהוראת המדעים תלויה באופן משמעותי במורים. הזדמנויות לפיתוח מקצועי אפקטיבי הראו שהן מעודדות ותומכות במורים באימוץ התנסות הוראתית מעשית מבוססת חקר. בייחוד נטען שאמצעים אפקטיביים לכך שמורי מדעים ילמדו על חקר מדעי היא דרך הקשר של התנסויות לימודיות המאפשרות למורים לשקוע בתרבות של המדע. המטרה של מחקר איכותי זה הייתה לחקור את ההתנסויות האישיות והקולקטיביות בהתפתחות המקצועית של המשתתפים, מחשבות, רפלקציות ואמונות מתפתחות, גישות וידע בהקשר לתכנית מחקר שוליאות בת שבועיים עבור מורים למדעים בחינוך העל-יסודי (Kazempour, Mahsa; Amirshokoohi, Aidin).

הטיית שינוי התגובה (response-shift bias) מתרחשת כאשר המבנים ההתחלתיים שהמשתתף בונה, כמו מסוגלות עצמית בהוראת מדעים, אינם מושלמים, מאחר והמשתתף לא גיבש מושג שלם על מה שהוא התנסה בו זה עתה. מחקר זה בוחן האם פרחי הוראה להוראה בבית הספר היסודי יכולים להעריך באופן קונסיסטנטי מבנים כמו, מסוגלות עצמית וגישות למדע באמצעות קורס בסיסי בשיטות אלמנטריות (Tina J. Cartwright; Jon Atwood).

באוניברסיטאות, התפתחות כמורה עלולה לעמוד בסתירה עם ההתפתחות כחוקר. רוב המחקרים הקודמים חקרו את ההתפתחות הפדגוגית רק כתוצאה מפיתוח פדגוגי והזניחו את הזהות הדואלית של מורה-חוקר. מחקר זה בוחן איזה סוג של התנסויות משמעותיות נקלטות ונתפסות כגורם מעורר והשפיעו על תהליך ההתפתחות כמורה בתחומי המדע והטכנולוגיה (Clavert, Maria; Bjorklund, Tua; Nevgi, Anne).

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).

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).

מחקר זה בחן של את ההשפעות של קהילת למידה בית ספרית על המסוגלות העצמית של מורים למדעים וטבע בבית הספר היסודי. בהתבסס על שיטות מחקר מעורבות, ועל מערך מחקר ניסויי עם קבוצת ביקורת, המחקר בחן שינויים במסוגלות העצמית האישית ובציפייה לתוצאות בקרב מורים שהשתתפו בקהילת למידה בית ספרית. נמצאו שינויים ניכרים לטובת קבוצת הניסוי בכל המדדים הכמותיים של מסוגלות עצמית (Mintzes, Joel J., Marcum, Bev, Messerschmidt-Yates, Christl, and Mark, Andrew' 2013).