Yapılandırmacı öğrenme ilköğretim fen derslerine uygulandığında, bilginin öğrenen tarafından aktif olarak inşa edildiği savını sınıf pratiğine taşıyan bir pedagojik dönüşümden söz edilir. Piaget'nin bilişsel yapılandırmacılığı ve Vygotsky'nin sosyal yapılandırmacılığı bu kuramın iki temel kolu olarak fen eğitimi literatüründe farklı pratik öneriler üretmiştir. Yapılandırmacı öğrenme ilköğretim fen ortamlarında ön bilgilerin (prior conceptions) tanınması ve eleştirilmesi merkezi bir yer tutar. Çocuklar sınıfa günlük yaşamdan edindikleri naif fizik ve biyoloji anlayışlarını getirirler; bu alternatif kavramlar (misconceptions) sezgisel tutarlılıkları nedeniyle oldukça dayanıklıdır. Araştırma bulguları, geleneksel anlatım yöntemlerinin bu ön bilgileri değiştirmekte yetersiz kaldığını; kavramsal çatışma (cognitive conflict) stratejilerinin ise alternatif kavramlarla doğrudan yüzleşerek kalıcı öğrenmeyi daha iyi desteklediğini ortaya koymaktadır. Sorgulama temelli öğrenme (inquiry-based learning), yapılandırmacı ilköğretim fen uygulamasının operasyonel formu olarak görülebilir. NGSS (Next Generation Science Standards) çerçevesinde bilimsel pratikler boyutu, sorular sorma, veri analizi, açıklama oluşturma, yapılandırmacı öğrenme ilkelerinin ulusal müfredat standartlarına yansıması olarak okunabilir. Ancak rehberli sorgulama ile açık sorgulama arasındaki denge, özellikle ilköğretim kademesinde eğitimcilerin yönetmesi gereken kritik bir tasarım kararıdır. Etkinlik araştırmaları, yapılandırmacı müdahalelerin kavramsal anlama ve bilimsel düşünme becerilerinde olumlu etkiler ortaya koyduğunu genel olarak desteklemiştir. Maaike Kloosterman ve arkadaşlarının meta-analizi, araştırma tabanlı fen öğretiminin geleneksel öğretime kıyasla kavramsal testteki performansı belirgin biçimde artırdığını bildirmektedir. Buna karşın bu yaklaşımın öğretmen yeterliği ve kaynak sınırlılıkları açısından uygulama maliyetleri yüksektir. Tasarım açısından belirtmek gerekir ki yapılandırmacı öğrenme ilköğretim bağlamında yalnızca keşfederek öğrenme anlamına gelmez; sistematik kavramsal güçlendirme, öğrencilerin inşa süreçlerini destekleyen yapılandırılmış destek ve düzenli formativ değerlendirme bu yaklaşımın ayrılmaz parçalarıdır.