Denne avhandlingen er skrevet innenfor det naturfagdidaktiske forskningsfeltet. Hovedmålet var å undersøke hvilke muligheter norske elever har for å lære naturfag, og tar for seg en studie der forskere og en av lærerne på en skole samarbeidet. Samarbeidet dreide seg om en langsiktig planlegging og gjennomføring av undervisning i naturfag på mellomtrinnet. Forskere deltok aktivt i planlegging av undervisningen, og hadde ansvar for å implementere progresjon og utforskende arbeidsmåter i undervisningsplanene. Videre ønsket vi å undersøke hvordan slike prinsipper i undervisningen virket på elevenes læring. En av studiens hensikter var altså å undersøke sammenhengen mellom en bestemt undervisningsdesign og elevens læreprosesser. Vi fulgte fire elever i en klasse gjennom to år (5-7.trinn), og datamaterialet består av videodata fra undervisning og intervjuer. Undervisningen tok utgangspunkt i den norske læreplanen, og vi gjorde i den forbindelse en analyse av denne planen for å finne ut hvordan den ivaretok naturvitenskapelig produkt og prosess.
Analysen av den norske læreplanen viser at den langt på vei ivaretar både naturvitenskapens produkt og prosess. Resultater fra intervensjonsstudien viser at elevene ervervet seg relativt dyp og bred kompetanse i disse perspektivene. Det ser ut til at variert undervisning med repetisjon, utvidelse og raffinering av sentrale begreper og teorier vil kunne bidra til at elever får en dyp forståelse av disse begrepene og teoriene. Videre ser det ut til at elever kobler naturvitenskapelige begreper og teorier med vitenskapelige arbeidsmåter, samt reflekterer over de vitenskapelige arbeidsmåtene hvis det legges til rette for det. Undervisningen var inspirert av læringsprogresjoner og gjennomsyret av støttestrukturer ved utforskende arbeidsmåter, og dette kan ha bidratt til utvikling av elevenes naturvitenskapelige kompetanse. Det kan også se ut som ulike perspektiver i naturvitenskapens produkt og prosess støtter hverandre når elevene skal lære naturfag. Avslutningsvis er det mye som tyder på at utforskende arbeidsmåter kan være et virkemiddel for å gjøre undervisningen variert og mer relevant for elevenes liv og fremtid, samtidig som elevene får kompetanse i både naturvitenskapens produkt og prosess.