Kihívást jelent a természettudományok iránti érdeklődés felkeltése, a természettudományi, mérnöki pályák népszerűsítése, valamint a tudomány társadalmi szerepének megismertetése, elfogadtatása.

Az előadás a nemzetközi felmérések (TIMSS, PISA) és a hazai kutatások tükrében tekinti át a természettudomány-tanításunk kérdéseit, problémáit. A fejlesztés lehetőségeit az ismeretelsajátítás, az alkalmazás és a gondolkodásfejlesztés témák köré csoportosítva mutatja be. Az ismeretek tanulása kapcsán kitér a fogalmi rendszer alakulásának, fejlődésének jellegzetességeire, a tanulás során tapasztalható megértési problémák okaira és megelőzésük módszereire, a fogalmi váltás elősegítésére. A tudás alkalmazhatóságával összefüggésben a természettudományos műveltség összetevőit és a tudástranszfer formáit, megvalósítási módjait tárgyalja. Kiemelten hangsúlyozza természettudományok tanításában a gondolkodásfejlesztés szerepét, példákat mutatva annak tantárgyi tartalomba ágyazott megvalósítására.

A természettudományok tanulásával kapcsolatos kutatási eredmények hatására változnak az oktatás módszerei is. Az ismeretátadás megszokott formái mellett egyre nagyobb figyelem irányul az aktív tanulói tevékenységekre (pl. megfigyelés, vizsgálódás, kísérletezés, kutatás, modellalkotás, problémamegoldás, projektmunka), amelyek amellett, hogy számos készséget fejlesztenek, hozzájárulhatnak a természettudományok iránti pozitív attitűd formálásához is. Az előadás néhány gyakorlati példával illusztrálja a kutatásalapú, a problémaalapú és a projektalapú tanulás-tanítás jellemzőit.