למעלה ממאה שנים ממליצים אנשי חינוך רבים, בארץ ובעולם, לשלב גישת חקר בהוראת המדעים. כלומר, לא להסתפק בהצגת החוקים והעקרונות המדעיים, כי אם לתת לתלמידים להתוודע לתהליכי החשיבה והעבודה שהובילו אליהם. בארץ ובעולם קיימים ניסיונות רבים להציג מודלים להוראה ולמידה בדרך החקר במדעים, זאת משום שלא ניתן להציג שיטה אוניברסלית לעבודה המדעית. עם זאת קיימת הסכמה שמדובר בלמידה למידה בדרך החקר היא מגוונת, מורכבת ומתמשכת. על מנת לעזור לתלמידים להכיר את המורכבות של העבודה המדעית נחוצה עזרתו של המורה. עם זאת, תפקיד המורה בלמידה בדרך החקר שונה מזו של המורה בהוראה המסורתית. לפיכך נדרשת הכשרה מתאימה.
במושב הנוכחי יוצגו תוצרים של התוכניות להתפתחות מקצועית (השתלמויות) המוצעות למורים במחלקה להוראת המדעים במכון ויצמן. תוכניות אלה מכשירות את המורים לפיזיקה לשלב חקר ברצף מכיתה ט, לקראת הצטרפות התלמידים לכיתת 5 יח"ל בפיזיקה, במהלך הלימודים בכיתת הפיזיקה 5 יח"ל (י-יב, גם אם ההסללה היא מכיתה יא) ובשאלון התוספתי (5 יח"ל נוספות) "שאלון בפיזיקה מחקרית" (י-יב).

"שער לפיזיקה" : מבנית חקר מובנה בכיתה ט'
גניה חייקין, פרופ' עידית ירושלמי, ד"ר אלון לנגבהיים, זאב קרקובר, ננסי שלו

"שער לפיזיקה" הינה תכנית שמטרתה כשמה: פתיחת "שער" למגמת הפיזיקה, הגברת תחושת המסוגלות והסקרנות של התלמידים במטרה לעודדם לבחירה בלימודי הפיזיקה לבגרות, והקניה של ידע, מיומנויות והרגלי עבודה המסייעים להתמודד עם האתגרים שמציבים הלימודים במגמת הפיזיקה.
"המפתח לשער" הינו מבניות המיועדות ליחידת החקר בכתה ט'. למבניות מספר מאפיינים חשובים:

• החקר ניתן לביצוע עם כלל הכיתה, בכיתות שלתלמידיהן פוטנציאל לבחירה במגמת הפיזיקה .
• מתכונת העבודה מובנית, הרחבה הדרגתית של עצמאות התלמיד, החל מניסוי סגור יחסית (שאלה מוגדרת מראש והנחיות עבודה מפורטות) המפתח מיומנויות של ייצוג ומדידה, וכלה בתהליך פתוח יותר בו התלמידים מבצעים שלבים רבים באופן עצמאי.
• התופעות הנחקרות בניסוי ניתנות  גם להסבר עיוני בעזרת המושגים והעקרונות הפיזיקליים שהתלמידים למדו בכיתה ח' ו ט' (אינטראקציה ותנועה ואנרגיה). 

המבניות נפתחות בחקירה משותפת של תופעה מפליאה: גילוי התנהגות מסקרנת, שאינה תואמת את השערותיהם האינטואיטיביות. לאחר שרכשו מושגי יסוד באיסוף וניתוח נתונים, יוצאים התלמידים לחקירה של היבטים נוספים בתופעה, כאשר קבוצות שונות חוקרות במקביל היבטים שונים, ומתבצעת הערכת עמיתים. במבניות נעשה שימוש בסמארטפון ובכלים ממוחשבים מתקדמים למדידה וגיבוש הסברים תאורטיים.  הפרויקט מבוצע בשיתוף עם הפיקוח על הוראת מדע וטכנולוגיה ובתמיכת הפיקוח על הוראת הפיזיקה. צוות הפרויקט במחלקה להוראת המדעים במכון ויצמן למדע אחראי לפיתוח הקוריקולרי ולהכשרת וליווי המורים.
במסגרת המושב נציג את הרציונל לתכנית ומבנית המתמקדת בתנודות – בפרט, בגורמים המשפיעים על זמן המחזור של גוף המתנודד על קפיץ: האם חשוב כמה נמתח את הקפיץ? האם זמן המחזור יהיה שונה בחלל? וכו'.

כשמסה על קפיץ הופכת למטוטלת - חקר בתהודה פרמטרית של תלמידי פיזיקה מחקרית
דוד פרל, מרכז ומורה מנחה בכיתה האזורית במכון דוידסון לחינוך מדעי

התופעה הנחקרת היא מקרה מיוחד של מסה התלויה על קפיץ אנכי. במסה מיוחדת, מתרחשת תהודה פרמטרית: תנודות אופקיות, כשל מטוטלת, מתחילות להופיע - והתנודות האנכיות דועכות.
במושב אציג את תהליך החקר של זוג תלמידי יא' במסגרת פיזיקה מחקרית ואת הדילמות שלי כמנחה שלהם. אתמקד בצמתי הכרעה של הפרויקט ואציג תוצרים מרכזיים שעלו בחקר התלמידים, וכיוונים להמשך הפרויקט ביב'. בפרט:

• הבנת התופעה: כיצד יכולים תלמידים בתחילת יא' (שטרם למדו תנועה הרמונית) להבין משהו על הגורמים לתופעה ועל התנאי לקיומה? אציג מערכת שבניתי לתלמידים על מנת לאפשר להם  "להרגיש את התופעה בידיים" ולא דרך נוסחאות. 
• ביצוע מדידות: אציג את מערכת המדידה המורכבת משתי מצלמות מסונכרנות - כדי לאפשר מעקב אחר תנועה תלת-ממדית.
• כיצד לגשת לתיאוריה: אציג את ההתלבטות שלי ושל התלמידים ואת המידול החישובי שביצעו לתופעה בתכנת Vpython.

חקר גלי מים באקווריום של תלמידי פיזיקה מחקרית
אריה סולימני, מורה מנחה בכיתה האזורית במכון דוידסון לחינוך מדעי

במושב אציג תהליך הנחיה של זוג תלמידים המבצעים פרויקט מחקרי בנושא גלי מים באקווריום. בפרויקט התלמידים בחרו לאושש את יחס הדיספרסיה של גלי מים. בהצגה אתייחס למהלך ההנחיה ותוצרי הפרויקט; לקשיים פרקטיים; ולקשיים פדגוגיים.
הצגת מהלך ההנחיה וביצוע הפרויקט כוללת: בניית מערכת ניסויים ראשונה; תוצאות ניסויים; תכנון ובניית מערכת חדשה; לימוד והבנת התאוריה המתמטית; וביצוע מידול חישובי של יחס הדיספרסיה.
בהצגת הקשיים הפרקטיים אתייחס לבניית מערת ראשונית לניסויים; עבודה עם לקוי ראיה; לימוד רקע תאורטי בסיסי – עדי רוזן ואינטרנט; כיוון חקירה, שאלת חקר; תכנון וחלוקת משימות; תכנון וניתוח ניסויים (השוואה לתיאוריה) – הבנת תוצאות שקיבלנו; תכנון ובניית מערכת חדשה (עלויות, רכש ובנייה); והבנת הרקע התאורטי המתמטי.
הקשיים הפדגוגיים כוללים: חשש לשלוח את התלמידים ללמוד חומר בעצמם; התלבטות בין לתת לתלמידים להוביל ואני רק מונע ברבור לבין הובלת הפרויקט; מכיוון שהזמן לא הספיק בויצמן היה צורך במפגשים סינכרוניים שבועיים דבר שיכול היה לגרם לתלמידים התנגדות; שליטה חלקית שלי כמנחה ברקע התאורטי אותו למדתי ביחד עם התלמידים; שילטה חלקית שלי המנחה במידול חישובי ומציאת דרך לבקר את עבודת התלמידים; יציאות עם תלמידים אל האקדמיה; ולוודא שהתלמידים אכן שולטים בכל אלה.
בנוסף אתייחס בהרצאה לתובנות אישיות: השמים הם לא הגבול; האצלת סמכויות לתלמידים; עידוד; ודוגמא אישית.

"פיזיקה בגישה חוקרת" בלימודי המעבדה בכיתת הפיזיקה הרגילה
ד"ר זהורית קאפח

"פיזיקה בגישה חוקרת – מסלול פרויקטים מתווה התלקיט" הוא מסלול המשולב בתוך 5 יח"ל בפיזיקה, השם דגש על שילוב גישת החקר בלימודי הפיזיקה.
בנוסף ללימודי החובה (55%, מכניקה וחשמל) התלמידים בונים תיק עבודות, הכולל מגוון של פעילויות מבוססות חקר. הערכת הלמידה על תיק העבודות מתבצעת במסגרת ההערכה הבית ספרית (30%), ובאמצעות תלקיט מייצג של עבודות אלה בהערכה חיצונית (15%).
במושב אציג: את המתווה של תכנית הלימודים; ההערכה מותאמת בבגרות של תוצרי החקר; תוצרים של למידה בגישה חוקרת בכיתת הפיזיקה יא-יב בשנים תשע"ז-תשע"ח; ואת תכנית ההכשרה למורים המעוניינים להצטרף לאתגר שילוב החקר בכיתת הפיזיקה.