Τι προσφέρει ένα τέτοιο πείραμα - το οποίο δεν έγινε στην πραγματικότητα παρά μόνο στο μυαλό ενός επιστήμονα - στη γνώση μας για τον φυσικό κόσμο;       

  Ποια είναι τα στοιχεία εκείνα τα οποία το καθιστούν ξεχωριστό και πώς εμείς το ενσωματώνουμε σε μαθησιακά περιβάλλοντα (στην εκπαίδευση) ώστε να υποστηρίξουμε τέτοιες λογικές διαδικασίες;
    Υποστηρίζεται ότι το Υ.Π. αντλεί  και αξιοποιεί στοιχεία από τρεις επιστημολογικές τάσεις: εννοιολογικά - λογικά συμπεράσματα, "βλέπω με το νου" - φανταστική εμπειρία και πραγματική σωματική εμπειρία. Προτείνουμε δε, επειδή τα Υ.Π. δεν αξιοποιήθηκαν όσο θα μπορούσαν από την εκπαίδευση καλό θα ήταν να αποτελέσουν ένα πρώτο βήμα προς την ενίσχυση της κατανόησης στη διαδικασία διδασκαλίας και μάθησης στις Φ.Ε.
    Οποιαδήποτε στρατηγική, η οποία απορρέει από την πεποίθηση ότι οι διαδικασίες στοχεύουν στη γνώση, πρέπει να υποστηρίζεται και να έχει κεντρική θέση στη μάθηση των Φυσικών Επιστημών μέσα στη σχολική αίθουσα. Το Υ.Π. χρησιμοποιείται ως "εργαλείο" μάθησης στη διδασκαλία των Φ.Ε. γιατί αποτελεί τμήμα της επιστημονικής πρακτικής (Nersessian 1992, Sorensen 1992), επειδή έπαιξε πρωταγωνιστικό ρόλο κατά τη διάρκεια εννοιολογικών αλλαγών στην Ιστορία της Επιστήμης (Kulin 1977), επειδή αντιμετωπίστηκε ως "ανθεκτικό" από την επιστημονική κοινότητα (Roth 1995) και έτσι κρίθηκε απαραίτητο να αποτελέσει κρίσιμο παράγοντα εκπαίδευσης των μαθητών στη μεθοδολογία των Φ.Ε. Ο κυριότερος λόγος που μελετούμε την αξιοποίηση του Υ.Π. από τους μαθητές είναι γιατί εντάσσεται στις βασικές διαδικασίες μάθησης - διαδικασίες δηλαδή μέσω των οποίων οι μαθητές χρησιμοποιούν προγενέστερες γνώσεις, κάνουν υποθέσεις, δουλεύουν με τη φαντασία τους, εξάγουν λογικά συμπεράσματα και στηριζόμενοι σε εννοιολογικούς χάρτες οδηγούνται στην παραγωγή νέας γνώσης (Reiner 1998).
    Οι νοητικές συλλήψεις θεωρούνται απαραίτητο συστατικό στοιχείο στα ιστορικά Υ.Π. της Φυσικής. Για παράδειγμα, ο Gooding (1992) υποστηρίζει ότι τα Υ.Π. των Φ.Ε. βασίζονται στη διαδικασία οπτικοποίησης του μαθητή η οποία οδηγεί στην υιοθέτηση συμπερασμάτων τα οποία δεν υπακούουν πάντα σε κανόνες λογικής επεξεργασίας και τα οποία δεν είναι τα αναμενόμενα. Οποιαδήποτε προσπάθεια κατανόησης των φυσικών φαινομένων με τη χρήση του Υ.Π. εξαρτάται από/και βασίζεται στις νοητικές δεξιότητες μας (Teng 1992).
    Επιπλέον οι νοητικές παραστάσεις, οι οποίες αποτελούν εσωτερική αντανάκλαση του εξωτερικού κόσμου, είναι μερικές φορές τόσο κατάλληλες, όσο και οι πραγματικές, για μάθηση στις Φ.Ε., αν και γίνονται πιο επιτακτικές μόνο καθώς οι περιγραφές τους γίνονται όλο και λιγότερο ακατέργαστες (Dancy 1985). Αναφορικά με τον κύριο ρόλο των εικόνων στα επιστημονικά Υ.Π., υποστηρίζουμε ότι ένα συστατικό το οποίο κάνει τα Υ.Π. ισχυρά εργαλεία διδασκαλίας και μάθησης είναι η αξιοποίηση της ενόρασης στην οικοδόμηση πειραματικών καταστάσεων στη σκέψη.
    Οι απεικονίσεις μπορεί να είναι δύο ειδών: οπτικές - εικονικές ή βιωματικές σωματικές. Οι οπτικές απεικονίσεις συχνά σχετίζονται με εικονικές - φανταστικές καταστάσεις, μέσω "προσομοίωσης". Ο συνδυασμός /συμβολή των κυμάτων για τη δημιουργία μιας φωτεινής κηλίδας στο Υ.Π. του Poisson, ή η φανταστική πορεία του Αϊνστάιν πάνω σε μια φωτεινή ακτίνα (Gilbert and Reiner 1998) αποτελούν παραδείγματα οπτικών απεικονίσεων. Η βιωματική γνώση αναδύεται από την πραγματική εμπειρία, όπως για παράδειγμα κάνοντας ποδήλατο ή παίζοντας μπάσκετ, και μας παρέχει "ήρεμη απλή γνώση" για τις δυνάμεις που ασκούνται στα αντικείμενα και για τη λειτουργία των μηχανών. Η ενδεχόμενη δύναμη του Υ.Π. στη μάθηση βρίσκεται στη "διάσωση /κωδικοποίηση" της εμπειρικής γνώσης με τη μορφή οπτικών ή βιωματικών "εικόνων", με τις οποίες οι μαθητές δεν είναι απαραίτητα εφοδιασμένοι. Πολλά μοντέλα και θεωρητικές θέσεις που αποδέχεται η Ιστορία και η Φιλοσοφία των Φυσικών Επιστημών έχουν χρησιμοποιηθεί από τη Διδακτική των Φυσικών Επιστημών ως επεξηγηματικό πλαίσιο για την επίλυση των θεωρητικών της προβλημάτων.     Οι ερευνητές της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών έχουν χρησιμοποιήσει κατά καιρούς αυτά τα μοντέλα για διάφορους σκοπούς. Μία τέτοια σύνδεση μεταξύ των δυο επιστημονικών πεδίων έχει οδηγήσει αρκετούς ερευνητές να δηλώσουν ότι η Ιστορία και Φιλοσοφία της Επιστήμης αποτελεί μια από τις θεωρητικές βάσεις της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών (Cleminson 1990).