בתי ספר רבים בארה"ב מוצאים שהם שוכרים מורים בעלי תארים במדעים אבל בעלי הכשרה מעטה או כלל ללא הכשרה בחינוך. המחברים טוענים כי מורים חדשים זקוקים לעזרה כדי לזהות אסטרטגיות וראה אפקטיביות, לתכנן שיעורים, לארגן פעילויות מעבדה, שימוש בטכנולוגיות, לזהות תפיסות מוטעות הנפוצות בקרב תלמידים, להעריך את הלמידה ולהתאים את השיעורים לתלמידים בעלי צרכים מיוחדים. המחברים הקימו את רשת התמיכה של מורים חדשים למדעים (New Science Teachers' Support Network – (ראשי תיבות: NSTSN) כדי לעזור למורים למדעים לא מוסמכים בחטיבות הביניים ובבתי ספר תיכוניים להצליח בהוראה ולהישאר במקצוע. NSTSN הייתה קהילה שיתופית של פרקטיקה שכללה את אוניברסיטת ג'ורג' מייסון (George Mason University) ושלושה בתי ספר בפרברים העירוניים, רשת זו יצרה תרבות של תמיכה שהתמקדה בשיפור מתמשך של ההוראה והלמידה ( Sterling, Donna R., and Wendy M. Frazier) .

מחקר חדש משנת 2009 של אוניברסיטת קולומביה מצא כי תלמידים בבתי ספר תיכוניים וחטיבות ביניים מפיקים תועלת חינוכית כאשר המורים שלהם עוסקים במחקר מדעי מחוץ לתכנית הלימודים. במסגרת המחקר נבדקו מורים למדעים מניו יורק שהשתתפו בתכנית מחקרית באוניברסיטת קולומביה ((CUSRP, כאשר במקביל בדק המחקר גם את התקדמותם והישגיהם של התלמידים בכיתות המדעים שלמדו אצלם. ממצאי המחקר מלמדים כי ההשפעה על התלמידים אינה מיידית אלא לאורך זמן של כמה שנים. כלומר, תהליך ההטמעה של המורים שנחשפו לשיטות מחקר ועסקו במחקר הוא איטי אך בסופו של דבר משפיע משמעותית על התעניינות התלמידים, הסקרנות שלהם וההתקדמות שלהם בתחומי המדעים בבתי הספר.

המאמר בוחן את ההתפתחות של ידע פדגוגי פעיל משולב תקשוב (TPACK ) בקרב מורים למדעים בביה"ס תיכון בארה"ב תוך כדי השתתפותם בסדנת השתלמות לשילוב טכנולוגיות מידע בלמידת חקר. המאמר מציג את חקר המקרה העוקב אחרי המורים המשתלמים לאור השנה בה נחשפו לטכנולוגיות המידע ויישומן הפדגוגי. הממצאים מלמדים על תוצאות חיוביות של הקניית יסודות ה TPACK על הידע היישומי והפדגוגי של המורים בביה"ס התיכון . המורים למדעים אשר נצפו ורואיינו בחקר המקרה הנוכחי הצליחו בהדרגה ובהנחיה נכונה להפעיל שיקולים פדגוגיים נכונים ביישום למידת החקר המתוקשבת בהוראת המדעים . המחקר התנהל במקביל לסדנת ההשתלמות ובחן את איכות היישום הפדגוגי בכיתות . החוקרים הם מאוניברסיטת מינוסוטה בארה"ב (S. Selcen Guzey, Gillian H. Roehrig).

המחקר מתאר פעילות חקר שיתופית של מורים כחלק מהתפתחותם המקצועית ומציע כמה תובנות לניהול אפקטיבי של התהליך. הממצאים מלמדים על חשיבותם יצירת התרבות השיתופית של המורים והפעלתם המאתגרת בפרויקט חקר חוצה גבולות ביה"ס. הפעילות המונחית המתוארת במאמר היא חלק מיוזמה רב-שנתית בארה"ב (PRISSM ) לקידום ההתפתחות המקצועית של מורים למדעים ולמתמטיקה בבתי ספר תיכוניים ( Tamara Holmlund Nelson, David Slavit, Mart Perkins & Tom Hathorn).

פנים ולמידה מקוונת יעילה יותר להתפתחות המקצועית של מורים בהשוואה להשתלמות פנים אל פנים. באוכלוסיית המחקר כללה 68 מורים למתמטיקה ו65 מורים למדעים מחטיבות ביניים בארה"ב. עורכי המחקר בדקו גם את ההשלכות של למידה מבוזרת/משולבת מבחינת התלמידים בכיתה. תכנית ההשתלמות הידועה בשם Teacher eLearning Project (TeL) הייתה שנתית וכללה שני מודולים : יום השתלמות מרוכז בחודש ולאחר מכן 8 שבועות של מפגשים מקוונים באינטרנט. ההערכה המחקרית של הידע המקצועי והעמדות של המורים התבססה על המודל של Guskey’s (2000). הממצאים מלמדים כי הלמידה מבוזרת/משולבת תורמת רבות למוטיבציה של המורים אך גם מחזקת יכולות הוראה בתחומי המתמטיקה או המדעים. מבחינת ההשלכות על התלמידים היו להשתלמות המשולבת יותר השפעה על תחום הדעת של מדעים וטכנולוגיה ופחות במתמטיקה.

בתהליך ההתנסות בהוראה חשוב שמורים מתחילים או מורים בעלי 5-6 שנות ניסיון יוכלו להיעזר במאגר דוגמאות דידקטיות של מורים אחרים אותם ניתן ליישם בכיתתם. לתובנה זו הגיעו חוקרים בחינוך בגרמניה ולכן פותחה שם מערכת ממוחשבת למורים למדעים ולמתמטיקה הכוללת אוסף שיטתי ונרחב של הפעלות דידקטיות, התנסויות מומלצות והצעות להתנסות בכיתה שפיתחו מורים ותיקים או אחרים. תפיסת התפתחות מקצועית של מורים על סמך למידה מדוגמאות הפכה להיות ישימה במרבית מערכת החינוך בגרמניה כי המורים זקוקים לזמן הטמעה בכיתה. המערכת הממוחשבת מציגה בפני המורים את כל אלפי הדוגמאות להתנסות דידקטית במתמטיקה ובמדעים בהתאמה לכיתות לימוד, רמה ושיטת הלימוד. חלק לא מבוטל מן הדוגמאות מוצג בצורה סרטי וידאו שצולמו בכיתות של מורים ותיקים וטובים. התכנים המיוצגים במערכת הממוחשבת נבחרו על סמך סקרים צרכים שנערך בקרב המורים למתמטיקה ולמדעים. בשלב ראשון כולל המאגר בעיקר הפעלות, תכנים והצעות למורים למדעים ולמתמטיקה בכיתות ח'. המערכת הממוחשבת כולל מסכי עזרה והנחייה למורים ברמת מולטימדיה המקלה רבות על המורים הזקוקים להבהרות דידקטיות נוספות לגבי הדוגמא שהוצגה (Tatjana S. Hilbert , Alexander Renk , Kristina Reiss)

לתהליכי הערכה המתבצעים לפני תהליך הוראה-למידה יש חשיבות רבה בתכנון תכנית הוראה-למידה (Proactive Evaluation ). הנחת יסוד זו נשענת על הגישה הקונסטרוקטיביסיטית שעל פיה ילדים אינם מגיעים לבית הספר "טבולה רסה" הם מצוידים ברעיונות ובתפיסות שנוצרו אצלם במהלך התנסויותיהם ובעקבות למידה קודמת במסגרות פורמאליות ובלתי פורמאליות כדי לאתר את הידע והתפיסות הקודמות של התלמידים בנושאי הלימוד המתוכננים ולהביא לידי שינוי תפיסתי, דרוש מערך תכנוני הכולל אסטרטגיה לאיתור התפיסות הקודמות ולתכנון והתערבות חינוכית מתאימה. במאמר מציגה המחברת ממצאים של הערכה שבוצעה באמצעות מחקר פעולה שהועבר בכיתה ד'. מחקר פעולה זה בוצע במסגרת ההכשרה במסלולי יסודי (התמחות מדעים) במכללת סמינר הקיבוצים. על בסיס ממצאי מחקר זה מוצעת גם תכנית התערבות לשינוי תפיסתי אצל התלמידים (לאורה נתיב)

מטרת המחקר הייתה בחינת השינוי קְדַם-אַחַר (pre-post) בכושרי שאלת שאלות, פתרון בעיות והמשגת מושגי בסיס, בהקשרם למטה-קוגניציה, באמצעות פיתוח מכוון של כשרים קוגניטיביים מסדר גבוה יותר אצל מורים משתלמים בקורס קיץ ייחודי במסגרת הכשרת מורים למדע. תוצאות המחקר מחזקות ותומכות בפיתוח ויישום של קורסי פיתוח מקצועי, מקדמי כשרים קוגניטיביים מסדר גבוה יותר למורי מדע, וכן בפיתוח ויישום של אסטרטגיות הוראה והערכת HOCS במערכת החינוך על כל רמותיה. כל זאת – תוך פיתוח מכוּון של יכולות הרפלקציה והמטה-קוגניציה של הלומדים (אורי צולר, מרי לו, פמלה אבדר ומיגן ריורדן)