การสอนวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษา

ผู้ที่จะสอนวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับผู้เรียน ความรู้ทางด้านจิตวิทยา ลักษณะทางอารมณ์และสังคม ในการสอนต้องรู้ว่าวิทยาศาสตร์ใดสำคัญและเหมาะสมสำหรับเด็กประถมในการเรียนรู้ นอกจากนี้ครูผู้สอนจำเป็นต้องทราบการประเมินผลการเรียนรู้ของนักเรียน รู้ยุทธวิธีให้เด็กนักเรียนเข้าใจและจำเนื้อหาได้ และการจัดการภายในห้องเรียน ดังนั้นนักศึกษาฝึกหัดครูจำเป็นต้องมีประสบการณ์อย่างจริงจังกับเด็กๆ การศึกษาค้นคว้า การพัฒนาการทางความ คิด สังคม กายภาพ และอารมณ์

ความรู้เกี่ยวกับการสอนความรู้เนื้อหา ผู้สอนควรจะได้ทราบถึงการพัฒนามโนทัศน์ของเด็กนักเรียน ว่ามีหลายอย่างที่นักเรียนอาจยังเข้าใจผิด เช่นว่านักเรียนมักจะสับสนเรื่องอาหารของพืชกับอาหารที่สัตว์กิน ซึ่งพบว่ากระบวนการสังเคราะห์แสงมีความซับซ้อนเกินไปสำหรับเด็กประถมศึกษา เด็กประถมจะเข้าใจเพียงหลักการทั่วไปว่าเป็นกระบวนการที่พืชสร้างอาหารขึ้นมาเอง และกระบวนการนี้ต้องการแสงอาทิตย์ แกสคาร์บอนไดออกไซด์ และผลลัพธ์ของการสังเคราะห์แสงมีการสร้างน้ำตาลขึ้นมา

นักเรียนมักเชื่อว่าพืชที่เติบโตขึ้นสูงจะดูแข็งแรงสดใสกว่า (แม้ว่าจะอ่อนแอ)พืชที่สั้นเตี้ยแข็งแรงเป็นพุ่ม นอกจากนี้เด็กนักเรียนจะยังไม่เข้าใจแนวคิดเชิงทฤษฎีหรือมโนทัศน์เกี่ยวกับอะตอม โมเลกุล พลังงานและปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องในกกระบวนการสังเคราะห์แสง ที่เป็นเรื่องนามธรรม ยังเป็นเรื่องยากสำหรับเด็กประถม อาจเป็นเพราะนักเรียนในระดับนี้ไม่สามารถที่จะเห็น รู้สึก หรือได้ยิน การสอนเรื่องสังเคราะห์แสงควรผ่านไปถึงมัธยมต้นหรือเมื่อเริ่มประถมปลายในชั้นป5 หรือป6

ความรู้เกี่ยวกับยุทธวิธีการสอน นั้นควรจะให้โอกาสและทางเลือกแก่นักเรียนให้มากในการทดลอง นักศึกษาฝึกหัดครูระดับประถมศึกษาจะเป็นต้องมีเวลาในการวิเคราะห์ อภิปรายกันถึงเป้าหมายของวิทยาศาสตร์ศึกษาในระดับประถม ในอันที่จะพัฒนาให้เกิดความสงสัยใคร่รู้ที่ฝังตัวอยู่ในตัวเด็กเกี่ยวกับโลกโดยรอบ เพื่อขยายขอบเขตทักษะของขั้นตอนวิธีการและทักษะการคิดในการศึกษาหาความรู้ของโลก การแก้ปัญหา และการตัดสินใจ เพื่อที่จะเพิ่มความเข้าใจของเด็กๆของธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และเพื่อพัฒนาความเข้าใจของเด็กถึงขีดจำกัดและความเป็นไปได้ของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

การเรียนรู้ตามทฤษฎีconstructivist

จากปรัชญาการสร้างความรู้ (constructivism) ที่ถือว่าเป็นทฤษฎีการเรียนรู้ได้ ซึ่งอธิบายถึงกระบวนการภายในทางจิตวิทยา ในกระบวนการนี้แต่ละบุคคล จะทำการตรวจสอบสารสนเทศใหม่ที่รับเข้ามากับ สารสนเทศอันเป็นกฏระเบียบหรือความรู้ที่มีอยู่เดิม เท่ากับเป็นการทบทวนความรู้ที่มีอยู่เดิม เมื่อพบว่ามีความแตกต่างปรากฏชัด จะนำไปสู่ความเข้าใจใหม่ หรือคือการสร้างความรู้ใหม่ขึ้นจากความเป็นจริงในตัวเอง

คำหรือเทอมทางจิตวิทยา ที่ใช้เรียกความรู้เดิมอาจเป็นกฏระเบียบสารสนเทศที่มีความสัมพันธ์เชื่อมโยง หมายถึงโครงสร้างทางปัญญาที่มีอยู่(cognitive structure) นั้นเมื่อความรู้เดิม และสารสนเทศอันเป็นความรู้ใหม่เข้ามากระทบกัน กระบวนการตรวจสอบก็จะเกิดขึ้น หากมีความแตกต่างของการรู้คิด หรือความไม่สมดุลทางปัญญาเกิดขึ้น ก็จะมีการทบทวนความรู้เก่าเดิมที่เกี่ยวข้องกัน ที่ทำให้เกิดความรู้ความเข้าใจใหม่ โครงสร้างทางปัญญาภายในใหม่ อันเป็นที่ต้องการมาแทนทีโครงสร้างที่มีอยู่เดิมที่ไม่สามารถอธิบายความเป็นจริงที่เกิดขึ้นได้

สำหรับการนำทฤษฎีนี้ไปใช้ในการเรียนการสอน รูปแบบวงจรการเรียนรู้ที่สอดคล้องกัน ที่อยู่บทฐานทฤษฎีนักสร้างความรู้นี้นั้น ได้เสนอแนะลำดับของบทเรียนที่ให้เริ่มจากการสำรวจเป็นสิ่งแรกก่อนเรื่องอื่นใด จากรูปแบบการเรียนรู้ที่ริเริ่มโดย Atkin และ Karplus (1962) คือ การสำรวจ การประดิษฐ์ และการค้นพบ (Exploration -Invention - Discovery) เป็นตัวอย่างการศึกษาที่ใช้ทฤษฎีผู้สร้างความรู้เป็นฐาน

การใช้โมเดลการเรียนรู้แบบนี้ครูเป็นผุ้ออกแบบโอกาสทั้งหลายให้ผู้เรียน ให้มีประสบการณ์ ที่เป็นมโนทัศน์ของบทเรียนผ่านทางการปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับสื่อการเรียนรู้หรือสารสนเทศ(จะเป็นขั้นการสำรวจ) ในขั้นต่อไปครูจะเป็นผู้นำเข้าสู่บทเรียนหรือมโนทัศน์ที่จะเรียนรู้ ปกติแล้วมักจะใช้เทอมใหม่นำไปสู่สารสนเทศใหม่ และแนวทางการคิดที่แตกต่างหลากหลาย (invention) ในขั้นสุดท้ายครูจัดหากิจกรรมอื่นๆต่อไปที่เกี่ยวข้องกับมโนทัศน์เดิม (discovery) หรือนักเรียนสามารถนำความรู้ไปใช้ในสถานะการอื่นที่แตกต่างไปจากเดิมได้ บางครั้งเรียกขั้นตอนนี้ว่าขั้นการประยุกต์