Chương trình giáo dục phổ thông 2018 bảo đảm “Phát triển phẩm chất và năng lực người học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, hiện đại; hài hoà đức, trí, thể, mĩ; chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết vấn đề trong học tập và đời sống”. Trong đó, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, bao gồm: việc nhận ra ý tưởng mới, phát hiện và làm rõ vấn đề, hình thành và triển khai ý tưởng mới, đề xuất và lựa chọn giải pháp, thiết kế và tổ chức hoạt động,… cơ bản được hình thành thông qua hoạt động thực hành, thí nghiệm.

Thí nghiệm là một quá trình tác động có chủ định của con người vào đối tượng nghiên cứu trong điều kiện xác định tạo ra những biến đổi; phân tích những biến đổi đó để nghiên cứu, phát hiện hay chứng minh, kiểm tra những đặc tính, tính chất của sự vật, hiện tượng. Thực hành là học sinh tự mình trực tiếp tiến hành quan sát, tiến hành thí nghiệm tập triển khai các quy trình kĩ thuật. Thực hành thí nghiệm được hiểu là tiến hành các thí nghiệm trong các hoạt động thực hành được học sinh thực hiện để học sinh hiểu rõ mục đích thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm. Qua thực hành và quan sát thí nghiệm, học sinh xác định được bản chất của hiện tượng, quá trình.

Trong quá trình dạy và học, thí nghiệm có thể là nguồn tri thức mới, luyện tập các kiến thức và kĩ năng, mở rộng những kiến thức đã học, biến kiến thức thành vốn riêng của bản thân, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn, làm chủ được kiến thức, tạo được niềm tin cho bản thân, kết quả thu được càng làm tăng lòng say mê, hứng thú học tập môn học. Các thí nghiệm được sử dụng như một công cụ hữu ích trong việc đánh giá năng lực học sinh.

Dạy và học thực hành thí nghiệm theo định hướng phát triển năng lực là một trong những biện pháp kích thích tính chủ động, sáng tạo, khả năng tư duy độc lập của học sinh. Đây là những đức tính cần thiết của một nhà khoa học trong thời đại đổi mới. Trong đó, học sinh sẽ đặt mình ở vị trí nhà nghiên cứu, cùng nhau tìm tòi, khám phá các hiện tượng trong tự nhiên và cuộc sống, đề xuất được vấn đề nghiên cứu, xây dựng giả thuyết nghiên cứu, lập kế hoạch thực hiện, triển khai hoạt động nghiên cứu, thực hiện kế hoạch và trình bày, báo cáo kết quả nghiên cứu, giải trình, phản biện, bảo vệ kết quả nghiên cứu. Qua đó, học sinh sẽ hình thành các phẩm chất và năng lực tìm hiểu thế giới xung quanh.

Ở các quốc gia phát triển, học sinh được sớm tiếp cận với khoa học ngay từ khi còn rất nhỏ mặc dù sau này, rất nhiều học sinh trưởng thành và làm việc không mấy liên quan đến khoa học kỹ thuật. Ý nghĩa ở đây là, thông qua khoa học, các em biết yêu khoa học, nghĩa là các em sẽ biết yêu những gì đúng đắn và chân chính.

“Mục tiêu của làm khoa học không phải là hướng tới giải thưởng Nobel, vì nếu vậy thì khoa học sẽ chỉ là sân chơi của vài người. Khoa học nghĩa là đứng trước một vấn đề dù lớn hay nhỏ, ta tìm cách giải quyết vấn đề đó một cách trọn vẹn” – Kajita (Đạt giải Nobel Vật lí năm 2015).

Lớp “Trải nghiệm khoa học” giúp các em khám phá khả năng bản thân, khám phá khoa học từ những điều đơn giản nhất mà ở trường các em không có cơ hội tiếp cận. Lớp do các thầy, cô có rất nhiều kinh nghiệm trong giảng dạy và hướng dẫn nghiên cứu khoa học tại các trường Đại học và THPT lớn đứng lớp.