پژوهش دیگری با بررسی تطبیقی کتابهای درسی و راهنمای معلم علوم دوره‌ابتدایی ایران و آمریکا صورت گرفت و پژوهشگر دریافته است با وجودی که اهداف درسی کتابهای علوم دوره‌ابتدایی ایران در سطح کاربستن ۱۴ درصد بیشتر از اهداف درسی کتابهای علوم دوره‌ابتدایی آمریکا اعلام شده، ولی در کتابهای درسی آمریکا موقعیتهای بیشتری برای عملی ساختن آموخته‌های فراگیران فراهم گردیده و علاوه بر توجه به سطوح حافظه شناختی و تفکر ارزشیاب به پرورش تفکر واگرا نیز توجه شده و موقعیتهای متنوع و فراوانی برای درگیر ساختن دانش‌آموزان در فعالیتهای یادگیری فراهم آورده است(قادری، ۱۳۷۹).

نتایج پژوهش اوجانی (۱۳۷۸) نشان داده است که اهداف برنامه‌درسی با محتوای کتاب و راهنمای تدریس مطابقت و هماهنگی داشته است. در این‌باره، یافته‌های تحلیل محتوای کتاب علوم‌تجربی پنجم ابتدایی و نظرخواهی ازمعلمین این پایه حاکی است که میزان مطابقت محتوای کتاب با هدفهای آموزش علوم در دوره ‌ابتدایی درحد مطلوبی است، اما سازماندهی محتوای کتاب با اصول ارتباط افقی و عمودی مطابقت کاملی ندارد.
همچنین، بین اهداف درس و اهداف مطرح شده در راهنمای تدریس کتابهای علوم‌تجربی چهارم و پنجم ابتدایی هماهنگی وجود دارد و محتوای این کتابها دانش لازم را در دانش‌آموزان ایجاد می‌کند اما تصویرها و نمودارهای کتاب پنجم به اندازه کافی دانش‌آموزان را با متن درس درگیر نمی‌کند(شاه محمدی، ۱۳۸۱).
علاوه بر این، بیان شده است که اکثر مدیران و معلمین با هدفها و رویکردهای جدید در آموزش علوم آشنایی دارند و نگرش آنها نسبت به اجرای برنامه علوم در مدارس مثبت است و ۹۲ درصد از مدیران، برنامه جدید را موجب برانگیختن علاقه دانش‌آموزان به یادگیری درس علوم دانسته‌اند؛ در حالی که در جمع‌بندی یافته‌های این طرح اعلام شده است که در مجموع در برخی موارد هنوز معلمین علوم با فلسفه و فرضهای اساسی که رویکرد جدید برنامه علوم بر آن مبتنی است، آشنایی لازم را ندارند(احمدی، ۱۳۸۳).
در مجموع، با وجودی که مدیران ومعلمین، هدفهای جدید آموزش علوم‌تجربی را موجب انگیزش دانش‌آموزان برای یادگیری علوم تجربی می‌دانندو معتقدندکه دانش‌آموزان آنها به راحتی ازعهده آزمایشها وفعالیتهای پیشنهاد شده دربرنامه علوم بر می‌آیند و عده‌ای نیز هدفها را با محتوای کتابها متناسب می‌دانند و وجود فعالیتهای عملی که از ویژگیهای این کتابها محسوب می‌شود، اما توجه به نکات و مواردی که به بعضی از آنها اشاره شد وتکمیل، تصحیح یا تغییر آنها در صورتی که تاکنون اقدامی نشده است، ضروری بنظر می‌رسد(ابراهیمی، ۱۳۷۹).
همچنین در تحلیل محتوای کتابهای علوم‌تجربی سوم و چهارم ابتدایی، نشان داده شده است که مسایلی نظیر غالب بودن جنبه نظری درس و ارائه موضوعات نظری متنوع و گوناگون باعث شده است که جنبه عملی درس نادیده گرفته شود و در هر دو کتاب تنها یک درس از هر کتاب به ارائه دانش عملی بپردازد ودر کتاب سوم تنها در سه درس و در کتاب چهارم ابتدایی نیز فقط در یک درس به عملکرد کشف و ابداع توجه شده است (امام‌جمعه، ۱۳۷۷).
بنابراین، براساس آنچه که درباره یافته‌های مربوط به اهداف و محتوای برنامه‌درسی (محتوای بعضی از کتابهای علوم تجربی دوره‌ابتدایی) توضیح داده شد، هر چند که اهداف جدید برنامه‌درسی در سه عنوان از پژوهشها تأیید شده، اما محتوای تهیه شده در بعضی از کتابها با اهداف عملی برنامه هماهنگی کامل نداشته و معلمین نیز در بعضی از موارد با اهداف، فلسفه و فرضهای اساسی برنامه جدید آشنایی لازم را نداشته‌اند.
نتایج حاصل در زمینه محتوای برنامه درسی، دلایلی بر متناسب بودن متن درسها با اهداف و فعال بودن در سه درس و در کتاب چهارم ابتدایی نیز فقط در یک درس به عملکرد کشف و ابداع توجه شده است (امام‌جمعه، ۱۳۷۷).
اما یافته‌های برخی از این پژوهشها نشان داده است که تصویرهای کتاب اول ابتدایی و پرسشهای کتاب اول و دوم ابتدایی بطورغیرفعال ارائه شده‌اند(صداقت، ۱۳۷۵).
با وجودی که در کتاب سوم ابتدایی به دانستنیها، تقویت مهارتها و پرورش نگرشها به حد کافی توجه شده است و پرسشها در حد کافی واگرا بوده و با دروس ارتباط دارند اما سطح خوانایی مطالب کتاب سوم نیز برای کلاس سوم مشکل است و با الگوی مریل تطابق کامل ندارد، (ابراهیمی، ۱۳۷۹).
هر چند که بیش از ۵۰ درصد معلمین درک و دریافت مباحث و مفاهیم کتابهای علوم‌تجربی دوره‌ابتدایی را متناسب دانسته و از کتابهای راهنمای تدریس علوم استفاده کرده‌اند، اما جمعی از معلمین دریافت پاره‌ای از مفاهیم و مباحث کتابهای علوم‌تجربی دوره‌ابتدایی را مشکل اعلام داشته‌اند. از مجموع ۹۷ نفر معلم علوم تجربی، حدود ۷۷ درصد، مفاهیم را نامتناسب (بسیار آسان ویا بسیار مشکل) تشخیص داده‌اند و ۳۳ درصد میزان پیوستگی محتوای کتابها را نامناسب دانسته‌اند. حدود۴۰ درصد معتقد به جابجایی بعضی از مطالب کتابها بوده و۵۰ درصد، کلمات واصطلاحات کتابهای علوم را مشکل ارزیابی کرده‌اند، (دادستان، ۱۳۷۶).
دراین‌ باره رهبری‌نژاد (۱۳۷۷) نشان داده است که در کتاب پنجم ابتدایی (آزمایشی) یکی از اصول سازماندهی محتوا که ارائه مفاهیم از عینی به ذهنی و از ساده به مشکل است، در موارد متعدد مورد توجه واقع نشده و تعدادی از مفاهیمی که در این کتاب برای دانش‌آموزان قابل درک نیست، همچنین در سازماندهی کتاب چهارم ابتدایی نیز در برخی موارد دشواری مفاهیم درسی و عدم انطباق آنها با توانایی ذهنی دانش‌آموزان سبب عدم درک صحیح مفاهیم گردیده و به ایجاد تعادل و توازن مناسب میان عناصر محتوا (مهارتها، نگرشها، دانشها) توجه چندانی نشده است. علاوه بر این، “وجود پیشنهادهایی مبنی بر طرح مطالبی درباره پرورش مهارتها، وجود سؤالات وفعالیتهایی که دانش‌آموزان رادرموقعیتهای مبهم وخلاقیت برانگیز قراردهد،وجود سؤالات یافعالیتهایی که یافتن پاسخ وحل آنهامستلزم به کارگیری مراحل کاوشگری، پژوهش وحل مسأله،تفکرنقاد،تفکرواگراوپردازش اطلاعات باشد نشان دهنده نیازبه مطالبی ازاین قبیل درکتابهای علوم‌تجربی دوره‌ابتدایی است(حج‌فروش، ۱۳۸۰).
نتایج حاصل از مطالعه اهداف برنامه‌درسی علوم‌تجربی ابتدایی حاکی است، هر چند که اهداف جدید برنامه‌درسی علوم‌تجربی با محتوای کتاب و راهنمای تدریس مطابقت و هماهنگی داشته و اکثر معلمین و مدیران با هدفها و رویکردهای جدید در آموزش علوم آشنایی دارند و نگرش آنها نسبت به اجرای برنامه علوم در مدارس مثبت است، اما در برخی موارد هنوز معلمین علوم با فلسفه و فرضهای اساسی که رویکرد جدید برنامه علوم برآن مبتنی است، آشنایی نداشته و شناختی نسبت به هدفهای این برنامه ندارند.با وجودی که در کتاب سوم ابتدایی به دانستنیها، تقویت مهارتها و پرورش نگرشها به حد کافی توجه شده است و پرسشها در حد کافی واگرا بوده و با دروس ارتباط دارند و محتوای کتابهای چهارم و پنجم دانش لازم را در دانش‌آموزان ایجاد می‌کند و دلایلی نیز بر متناسب بودن متن درسها با اهداف و فعال بودن محتوای کتابهای علوم‌تجربی دوره‌ابتدایی وجود دارد و مشاهده شاخصهایی با مصادیق کاربردی نیز از ویژگیهای این کتابها محسوب شده، اما تصویرهای کتاب اول و پرسشهای کتاب اول و دوم بطور غیرفعال ارائه شده و در کتابهای سوم و چهارم مسایلی نظیر غالب بودن جنبه نظری درس و ارائه موضوعات نظری متنوع و گوناگون باعث شده است که جنبه عملی درس نادیده گرفته شود و در سازماندهی کتابهای چهارم و پنجم بعضی از اصول سازماندهی محتوا مانند انطباق با توانایی ذهنی دانش‌آموزان (کتاب چهارم) و ارائه مفاهیم از عینی به ذهنی و از ساده به مشکل (کتاب پنجم) رعایت نشده وتصویرها و نمودارهای این کتاب به اندازه کافی دانش‌آموزان رابا متن درس درگیرنمی‌کند. بعلاوه، نیازبه طرح مطالبی درباره پرورش مهارتها، سؤالات وفعالیتهایی که دانش‌آموزان را در موقعیتهای مبهم و خلاقیت برانگیز قرار دهد و یا یافتن پاسخ وحل آنها مستلزم به کارگیری مراحل کاوشگری،حل مسأله، تفکر نقاد، تفکر واگرا وپردازش اطلاعات باشد، درتمام کتابها وجود دارد( فرشاد،۱۳۸۱).
نصرآبادی و نوروزی (۱۳۸۵) میزان تحقق اهداف شناحتی درس علوم تجربی چهارم ابتدایی با مقایسه دو روش تدریس سنتی و کاوشگری مورد بررسی قرار دادند جامعه این پژوهش شبه تجربی، مناطق شهر اصفهان بوده و نمونه آن ۲۵۶ نفر به طور تصادفی از بعضی از مناطق انتخاب گردیدند. نتایج تحقیق نشان داده است تحقق اهداف شناختی با روش سنتی ۵/۱ نمره کمتر از حد قابل قبول بوده است در حالی که تحقق اهداف شناختی با روش کاوشگری در حد قابل قبول بوده است.
۲- ۱۹- پژوهش های مرتبط با روش های یاددهی- یادگیری
عنصر اصلی مطالعه روش های یاددهی- یادگیری ، روش های فعال تدریس در برنامه‌درسی علوم‌تجربی دوره‌ابتدایی و بررسی میزان تأثیر آن در یادگیری دانش‌آموزان و مقایسه با روش مبتنی بر آرای پیاژه بوده است. ازروشهای نیمه‌تجربی، زمینه‌یابی و روش علی- مقایسه‌ای و ابزارهایی مانند آزمون، مشاهده، مصاحبه و مقیاس مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.
نتایج مطالعات نشان داده است که معلمین علوم در دوره‌ابتدایی بدون توجه به تحول رشد ذهنی کودکان به آموزش می‌پردازند و شیوه تدریس معلمین علوم دوره‌ابتدایی که در دوره‌های روش تدریس علوم شرکت کرده‌اند، هیچ تفاوت معنی‌داری با آنان که در این دوره‌ها شرکت نکرده‌اند، ندارد؛ (صفرزاده، ۱۳۷۸). بعلاوه، تنها ۳/۴۳ درصد از معلمین از روش تدریس فعال استفاده کرده‌اند، این در حالی است که دانش‌آموزانی که از طریق روش فعال آموزش دیده‌اند، دارای پیشرفت تحصیلی بهترو بالاتری بوده‌اند، (حامدی‌خواه، ۱۳۷۷).
……..نتایج حاصل از پژوهش سلسبیلی(۱۳۸۲) وتوجه به نقش موثرو مثبت اجرای فعالیتهاوتوام ساختن درسهای نظری و عملی در آموزش اثربخش علوم تجربی، و به منظور ایجاد تحول و بهبود در روند برنامه‌ریزی آموزشی، پیشنهادهایی به شرح زیربه مدیران مدارس ومسولین آموزشی ارائه می گردید.

1. 1. دخالت میزان استفاده ازآزمایشگاه وانجام آزمایش را در ارتقای شغلی معلمان

1. 1. ترتیبی اتخاذ نمایندتا در شیوه‌های ارزشیابی مستمر، فعالیت‌های آزمایشگاهی نیز منظور گردد.

1. 1. درانتخاب متصدیان وکارشناسان آزمایشگاهها،جشرایط و ضوابط مشخصی را رعایت کنند،.

1. 1. هر ساله برای معلمان و متصدیان آزمایشگاه، دوره‌های کارآموزی و آموزش ضمن خدمت مناسب برنامه ریزی و اجرا گردد تا توانایی فعالیت در آزمایشگاه در آنان افزایش یابد.

فعالیت‌های یاددهی- یادگیری که محبی(۱۳۷۹) نوع حل مسئله آن را مورد بررسی قرار داده است‌ اغلب یک مسئله با حداقل اطلاعات به فراگیران ارائه می‌شود، به طوری که درک آن برای همگان آسان باشد. این مسئله می‌تواند یک گزارش و یا خبر باشد. فراگیران مسئله را کلمه به کلمه مورد تجزیه‌ و تحلیل قرار داده و با توجه به معلومات، مهارت‌ها و نگرش‌های خود، مسئله مطرح شده را پیش خود مشخص و بازتعریف می‌کنند. سپس برای حل مسئله، روش ها و فرضیه‌هایی را ارائه کرده و برای اثبات ادعای خود، به جمع‌ آوری اطلاعات پرداخته و آزمایشی را طراحی می‌کنند و از طریق انجام آن، به اثبات فرضیه خود و حل مسئله می‌پردازند. در این روش فراگیران با گردآوری اطلاعات موجود وتجزیه وتحلیل آنها، فعالیت‌هایی را برای اخذ اطلاعات لازم انجام داده وفرضیه‌ای را مبتنی برداده‌هاوشواهد موجود ارائه می‌کنند. سپس برای اثبات فرضیه ارائه شده آزمایش یافعالیتی را طراحی کرده وبا انجام آن ومشاهده دقیق، داده‌های لازم رابرای حل مسئله را به دست می‌آورد.
این در حالی است که کیوانفر(۱۳۸۰) اذعان می دارد: روش یادگیری مبتنی بر حل مسئله یک روش جدید آموزشی نیست. در اوایل قرن بیستم«اسمیت»^[۹۷]و «هال»^[۹۸] در۱۹۰۲ یک روش آموزش ارائه کردند ودر آن فراگیران با بهره گرفتن از برداشت خود از یک مفهوم برای جواب دادن به سؤالاتی که پاسخی برای آنها نداشتند، تشویق می شدند. معلم با طرح سؤالات و مسائل برای فراگیران، نقش موثری در راهنمایی و جهت دهی پژوهشی فراگیران برای یافتن راه حل مسئله ایفا می‌کرد. در اصلاح برنامه آموزشی دهه ۱۹۶۰ درایالات متحده و اروپا، یادگیری مبتنی بر حل مسئله بعد از سبک آموزشی مبتنی بر اکتشاف و کاوشگری، جایگاه ویژه‌ای داشت و یانگ^[۹۹] برای حمایت از افکار آزاد ومستقل، کتب کارآزمایشگاهی را کنار گذاشت. فراگیران وی مجبور بودند تا روش‌هایی را برای حل یک مسئله یا ارائه یک گزارش توصیفی و رسیدن به نتایج مورد انتظار ابداع نمایند. روش آموزشی مشابهی نیز توسط باتینو^[۱۰۰] (۱۹۶۰) ارائه شد که در آن از هیچ کتاب راهنمایی استفاده نمی‌شد و فراگیران مجبور بودند تا بر پایه مطالعات انجام گرفته قبل از رفتن به آزمایشگاه و آموخته های قبلی خود، به حل مسئله از طریق طراحی و اجرای آزمایش بپردازند.
(چرونیس^[۱۰۱]،۱۹۶۲ به نقل از فرشاد،۱۳۸۳) با نقد روش های رایج حل مسئله، فلسفه جدیدی برای آموزش مبتنی بر حل مسئله طراحی کرد؛ که در آن فراگیران با بهره گرفتن از مهارت‌های کسب شده و تجربه‌های قبلی و نیز استفاده از حقایق و اصول علمی جدید به تمرین پژوهش و حل مسئله می‌پرداختند. چرونیس معتقد بود که انتظار داشتن از یک فراگیر تازه‌کار و مبتدی که قبل از درک اصول و مفاهیم علمی به انجام پژوهش و حل مسئله بپردازد، بی مورد بوده و اتلاف وقت محسوب می‌شود.
وی با الهام از نظریه «پیش سازمان دهنده‌ها» و «یادگیری معنی‌دار» و نظرات دیوید آزوبل روش آموزشی آزمایشگاه- محور خود را مبتنی بر حل مسئله مطرح کرد
نوع دیگری از یاددهی- یادگیری مبتنی بر نظریه آزوبل، یادگیری کشفی معنی‌داراست. در یادگیری کشفی نه همه آنچه که باید یاد گرفته شود، بلکه بخشی از مفاهیم به صورت متن مورد یادگیری عرضه می‌شود و بخش‌های دیگری از آن را باید یادگیرنده مورد شناسایی و کشف قرار دهد. به عبارت دیگر یادگیرنده باید قسمتی از دانش و اطلاعات را خود به طور مستقیم بدست آورد. سپس این دانش باید به نحوی با دانشهای قبلی یادگیرنده در موضوع مورد یادگیری مرتبط و تلفیق شود و از طریق انتقال یا سازمان بندی نو، ساخت ذهنی جدیدی را به وجود آورد. در این روش، یادگیرنده خود سعی در کشف مطلب دارد و یا کوشش می‌کند به راه های جدیدی از حل مسئله و یادگرفتن موضوع نایل آید و در عین حال کوشش نماید راه حلها، نتایج و یافته‌ها را به نوعی با یادگرفته های قبلی خود ارتباط داده و آنها را با ساخت شناختی قبلی‌اش در موضوع یادگیری تلفیق کند. پژوهشگرانی مانند (هافشتاین^[۱۰۲] به نقل از کشتی آرا، ۱۳۸۸) تأکید دارند که دراین روش، باید مسائل طوری طرح شوند که فراگیران مسئله موجود را به خوبی درک کرده و در ذهن خود حلاجی نمایند و سپس بتوانند بدون واهمه و ترس از حل مسئله، با استناد به آموخته‌های قبلی خود و داشتن فکری باز و خلاق، به دنبال روش های حل مسئله باشند. در این‌جا تک‌تک فراگیران در باره چیستی، چرایی و چگونگی حل مسئله به تفکر می‌پردازند تا بتوانند از طریق شیوه‌های منطقی، تدبیری برای حل مسئله ارائه کنند.
هارلن (۱۹۹۸) به نقل از بدریان انجام فعالیت‌های یاددهی- یادگیری به شیوه حل مسئله منجر به توسعه مهارتهای شناختی درجه بالا از طریق اجرا و ارزیابی روش های طراحی شده توسط فراگیران می‌شود. با بررسی سطوح شش‌گانه شناختی مطابق با سطح بندی بلوم، ملاحظه می‌شود که استفاده از سبک حل مسئله در آموزش شیمی منجر به رشد و توسعه تمامی سطوح شناختی می‌گردد. در این شیوه نقش معلم از توضیح دهنده به تسهیل کننده یادگیری تغییر کرده است. هر چند تغییر نقش معلم در فرایند یاددهی- یادگیری یک گذر آسان تلقی نمی‌شود.
اما پژوهش‌ها نشان می‌دهدکه این رویکرد بسیارجالب وارزشمنداست. درانگلستان، استفاده از روش حل مسئله روزبه روزدرحال رشد می‌باشد. اساس این شیوه برروش علمی مبتنی بوده و پژوهشگران معتقدندکه برای استفاده بهترازشیوه حل مسئله درآموزش می‌توان مراحل زیررا درنظر گرفت.
۱-  شناسایی دقیق مسئله مورد نظر و ارائه فرضیه‌ای مبتنی بر شواهد و اطلاعات موجود
۲- طراحی یک آزمایش برای آزمون فرضیه ارائه شده
۳- انجام آزمایش طراحی شده و ثبت نتایج به اشکال مناسب
۴-تفسیر نتایج و ارزیابی آنها با ارجاع به فرضیه آزمایش شده
نتایج به دست آمده پایان فرایند حل مسئله محسوب نمی‌شود؛ بلکه طرح یک مسئله و حل آن، نقطه شروعی است برای انجام پژوهش و حل مسائل جدید. معلم می‌تواند مسائل جدید و پیچیده تری را مطرح کرده دامنه فعالیت‌های انجام گرفته را گسترش داده و مهارت‌های پژوهشی و حل مسئله در فراگیران را توسعه دهد( چرونیس^[۱۰۳]،۱۹۶۲ به نقل از بدریان ، ۱۳۸۵).
پژوهشگران (ساچمن^[۱۰۴]،۱۹۶۷، هافشتاین،۲۰۰۴ به نقل از کشتی آرا)معتقدند که استفاده از سبک کاوشگری می‌تواند هم برای آموزش مفاهیم نظری و هم کسب مهارت‌های مورد نظر از فعالیت‌های آزمایشگاهی مفید واقع شود. این سبک هیچ محدودیتی برای انواع موضوع‌های علمی نداشته وحتی می‌توان در دوره تحصیلی ابتدایی نیز ازآن استفاده کرد.برای استفاده مناسب‌تر از سبک کاوشگری، الگویی ارائه شده است که مراحل آن عبارتند از:
۱- طرح مسئله: مسئله با انجام آزمایش کوتاه که نتیجه آن برخلاف انتظارفراگیران است مطرح می‌شود. این نوع آزمایشهانوعی احساس عدم تعادل فکری ایجادمی کنندو فراگیران رابه حالت بهت زدگی درمسئله سوق دهند.
۲- طرح سؤال از سوی فراگیران: به جای فرضیه‌سازی، از فراگیران خواسته می‌شود تا سؤال‌های خود را که در واقع نوعی فرضیه‌سازی است، مطرح کنند.
۳-ارائه پاسخ‌های کوتاه از سوی معلم: این پاسخ‌ها در واقع نوعی آزمون فرضیه‌ها است که فراگیران با اخذ پاسخ آن را انجام می‌دهند.
۴- مشخص شدن علت یا اصل: اگر فراگیری در فرایند پرسش- پاسخ جواب موضوع را پیدا کند، معلم پاسخ بلی- خیر ارائه نمی‌دهد؛ بلکه آن را کمی کش می‌دهد تا همه فراگیران به نوعی در سؤال و جواب شرکت کنند و پس از آن معلم از فراگیران می‌خواهد تا علت موضوع را مشخص کنند.
۵- تعمیم نتایج: معلم با ارائه نمونه‌های جدید دیگر، از فراگیران می‌خواهدتا علت موضوع را مشخص کنند.
در سبک فعالیت‌های کاوشگری، که کشتی آرا (۱۳۸۸) در اندوختن تجارب به آن اشاره می کند، معلم علاوه بر تشویق، ترغیب و انگیزش فراگیر، همانند یک راهنما شکارگاه را به وی نشان می‌دهد و فراگیر نیز مثل شکارچی به دنبال شکار گشته و آن را صید می‌کند. از ویژگیهای بارز فعالیت‌های کاوشگری، می‌توان به استفاده از مهارت استقرایی برای جمع‌بندی یافته‌های علمی مختلف و رسیدن به نتایج جدید علمی اشاره کرد. از آنجایی که برونداداین سبک به خلاقیت، نوآوری و اختراع منجر می‌شود.
صاحبنظران آموزش علوم تجربی، انجام آزمایش وفعالیت‌های عملی راضروری‌ترین بخش برنامه درسی علوم می‌دانند. انجام فعالیت‌های عملی مناسب سبب عمیق‌تر شدن میزان دانش و آگاهی‌های فراگیران می‌شودو یکی ازمهمترین روش‌هاجهت دستیابی به اهداف مهارتی ونگرشی دربرنامه درسی محسوب می‌شود.انگیزش وفعال نگهداشتن فراگیران درکلاس علوم، چالش بزرگی است که حتی ذهن معلمان حرفه‌ای وباتجربه را نیزبه خودمشغول کرده است(جان استن ولتون^[۱۰۵]،۱۹۸۲٫به نقل از خویی نژاد).
پژوهش‌ها نشان داده است که به کارگیری شیوه‌های سنتی رویکرد یاددهی- یادگیری نمی‌تواند پاسخگوی نیازهای آموزشی عصر حاضر باشد. با خروج از رویکرد آموزشی حافظه‌پرور و به چالش کشاندن ذهن فراگیران از طریق انجام فعالیتهای عملی مناسب و همچنین نگاه بین رشته‌ای به آموزش علوم تجربی، می‌توان فراگیران را در رویکرد یاددهی- یادگیری فعال نموده و روحیه انجام فعالیتهای گروهی و مشارکتی را در آنها پرورش داد تساپارلیز^[۱۰۶]،۱۹۹۸٫به نقل از کشتی آرا(۱۳۸۸).
فعالیتهای یاددهی- یادگیری عملی یکی از ارکان اصلی آموزش علوم تجربی محسوب شده و موجبات رشد دانش علمی، مهارتی و نگرشهای علمی دانش‌آموران را فراهم می‌سازند. انجام فعالیتهای آزمایشگاهی علاوه بر تثبیت یادگیری و افزایش میزان ماندگاری مفاهیم آموخته شده، سبب دست ورزی و کسب مهارت‌هایی می‌گردد که در زندگی روزانه مورد استفاده قرار گرفته و زمینه‌های نوآوری، خلاقیت و تفکر انتقادی را در فراگیران فراهم می‌سازد (ولنوق^[۱۰۷]،۱۹۹۱٫ به نقل از حج فروش).
دربرنامه درسی کشورهای موفق در روش های آموزش برنامه درسی علوم (گزارش تیمز، ۲۰۰۳)، استفاده از آزمایشگاه و انجام فعالیت‌های عملی، بخش جدایی ناپذیری از موضوع درسی است وتاکید زیاد برتحقق اهداف مهارتی ونگرشی سبب شده است اغلب پژوهشگران درراستای دست‌یابی به سطوح بالاتر حیطه‌های شناختی از طریق انجام فعالیتهای مناسب و ارتقای روش‌های آموزش آزمایشگاهی تلاش می‌کنند (میلر،۲۰۰۴ به نقل ازکیامنش ،۱۳۸۲)
در تأیید تأثیر روش های فعال تدریس بر میزان موفقیت تحصیلی دانش‌آموزان، کیوانفر (۱۳۸۰) نیز در پژوهش خود نشان داده است که بین موفقیت تحصیلی دانش‌آموزان کلاس چهارم ابتدایی که درس علوم‌تجربی خود را از طریق روش های فعال آموخته‌اند، در مقایسه با دانش‌آموزانی که با روش تدریس غیرفعال آموزش دیده‌اند،۲۳ درصداز تفاوتهای افزایش نمره دردرس علوم‌تجربی در گروه آزمایش ناشی ازاعمال روش های تدریس بوده است و میزان دانستنیها و مهارتهای دانش‌آموزان این گروه نسبت به گروه گواه دارای میانگین بالاتر بوه‌اند.
میرزا رضایی (۱۳۷۸) دریافته است که میزان علاقه دانش‌آموزان به درس علوم بر چگونگی پیشرفت تحصیلی آنان به ویژه دانش‌آموزان دختر، مؤثر بوده و آن را هر چند به میزان اندک ولی بطور معنی‌دار پیش‌بینی کرده است.
دراین‌باره، نتایج پژوهش کرامتی (۱۳۷۹) حاکی است که میانگین نمره‌های دانش، فهم، کاربرد، تجزیه و تحلیل، پیشرفت تحصیلی، مهارت، نگرش و فعالیتهای خارج از کلاس دانش‌آموزان پایه چهارم دختر و پسر آموزش دیده به روش جدید در درس علوم بیشتر از میانگین نمرات دانش‌آموزانی است که با روش قدیم آموزش دیده‌اند.