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.

מחקר זה בחן את האפקטיביות של עבודת המעבדה בחינוך למדעים עם מערך מחקר של מבחן מקדים ומבחן שאחרי כן. שישים ושמונה כיתות ט', שכללו 1773 משתתפים, הוקצו רנדומלית לשלוש קבוצות ניסוי ולקבוצת ביקורת. בקבוצת הניסוי הראשונה נלמד נושא הכימיה של העמילן בבית הספר בלבד, בקבוצת הניסוי השנייה נלמד נושא זה רק במעבדה המספקת שירותים למרכז למדעים (Science Center Outreach Lab), קבוצת הניסוי השלישית הייתה מסגרת משולבת שכללה הן ביקור במעבדה והן למידה בכיתה, והקבוצה הרביעית הייתה קבוצת ביקורת (Itzek-Greulich, Heike; Flunger, Barbara; Vollmer, Christian; Nagengast, Benjamin; Rehm, Markus; Trautwein, Ulrich, 2015).

שתי תכניות הלימודים "הדור הבא של סטנדרטים מדעיים" (Next Generation Science Standards – NGSS) והצֶבֶר מדעים, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה (science, technology, engineering, and math – STEM) מדברות בעד ותומכות בהוראה רב ממדית. במצב אידיאלי, מורים בתחומי תוכן אלה עובדים יחד. בפועל, מורים נדרשים ללמד את כל ארבע הדיסציפלינות של STEM. בהתאם לכך, על מורי מדעים לקבל אימון ותרגול בטיחותי מולטידיסציפלינארי. זה קריטי במיוחד אם מורים עובדים עם ציוד מיוחד ומסוכן באופן פוטנציאלי כגון, כלי עבודה ידניים וחשמליים (Ken Roy).

בעולם המודרני המבוסס על מדע מכירים בצורך לשפר הוראת מדעים בכל רמות הלימוד במערכת החינוך. בארבעים השנים האחרונות התגבשה ההבנה שאמצעי יעיל להעלאת רמת ההבנה במקצועות המדעיים הוא פיתוח של חומרי למידה ואסטרטגיות הוראה מבוססות חקר שמטרתן להקנות לתלמידים מיומנויות ודרכי חשיבה המאפיינות את החקר המדעי. המחקר הנוכחי מציע מודל חדש של הוראת המדעים כחקר שחושף תלמידים לחקר אותנטי כפי שהוא נעשה במעבדות מחקר אוניברסיטאיות. לצורך המחקר פותחה יחידת הלימוד "תלמידים פוגשים מדע אותנטי", כאשר הוראתה נמשכת כחודש ובמסגרתה תלמידי תיכון המתמחים בביולוגיה מבקרים במעבדות מחקר באוניברסיטה העברית בירושלים. ממצאי המחקר מראים כיצד יחידת הלימוד המוצעת משפיעה על הבנתם של התלמידים את נושאים שונים של מהות המדע ועל עמדותיהם כלפי מדע (דינה ציבולסקי).

לא קל לשכנע פרחי הוראה או אפילו מורים משתלמים ביעילותם של תרגילי חקר מורכבים ולכאורה מייגעים, שבה התלמיד מפריך את ההשערה הנבדקת או אינו מאשר אותה במלואה.על כן, יש להעמידם במצבים שבהם הם יוכלו לחוש על בשרם את עצמת האסטרטגיה, להיות מעורבים אישית בתהליך הלמידה ולצפות בתלמידים המעורבים בתהליך. המאמר של פרופ' עמוס דרייפוס מציג שלוש פעילויות בסדר מסוים, המיועדות להשגת המטרה שהוזכרה לעיל. התרגילים פותחו עבור סטודנטים לתעודת הוראה, במסגרת קורס העוסק בהוראה במעבדה ובוצעו בדומה למתואר, במשך שבע שנים. שתי הפעילויות הראשונות הן הדמויות של שיעורי מדע בעלי מרכיבי מעבדתי והשלישית היא תרגיל מלא של מעבדה חוקרת. המשימה הסופית של הסטודנטים היא השוואה בין השיעורים על פי אסטרטגיות ההוראתיות וניתוח כל אחת מהפעילויות על פי אמות מידה של חקר, בהתאם לשלב הופעת ההשערה של הלומדים ולשלב בו מתברר ללומד שתפיסתו אינה יכולה להסביר במלואה את התופעה הנחקרת.