Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Rafał Jakubowski Metoda projektów w uczeniu się i nauczaniu fizyki w gimnazjum Autoreferat rozprawy doktorskiej napisanej pod kierunkiem prof. dr hab. Stanisława Dylaka z Zakładu Pedeutologii Wydział Studiów Edukacyjnych Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Poznań 2016

Struktura prezentacji Inspiracje teoretyczne Badania własne Wyniki badań Wnioski

Inspiracje teoretyczne Metoda projektów Nauczanie problemowe Cykl nauczania i uczenia się według Go – Lab Lekcyjne zadanie projektowe LZP

Inspiracje teoretyczne Projekt edukacyjny Zespołowe, planowe działanie uczniów, mające na celu rozwiązanie konkretnego problemu i jego prezentację, z zastosowaniem różnorodnych metod. John. A. Stevenson o projekcie: • celem podstawowym podejmowanych działań jest zmiana postawy, a nie gromadzenie wiedzy, • nabywanie wiedzy następuje drogą rozumowania, a nie poprzez pamięciowe przyswajanie.

Inspiracje teoretyczne J. Dewey Uczenie się oparte na działaniu H. Barrows Nauczanie problemowe PBL na Uniwersytecie Medycznym Mc Master w Kanadzie W. Okoń Uczenie się przez odkrywanie (synonim grupy metod samodzielnego dochodzenia do wiedzy do których należą m.in. klasyczna metoda problemowa, metoda przypadków, metoda sytuacyjna, gry dydaktyczne) Cz. Kupisiewicz O efektywności nauczania problemowego Problemowa metoda laboratoryjna

Inspiracje teoretyczne IBSE, PBL, EBL, MBL IBSE - Inquiry Based Science Education nauczanie – uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez dociekanie naukowe lub przez odkrywanie.

Inspiracje teoretyczne Projekty Unii Europejskiej promujące nauczanie i uczenie się poszukujące: Akademia Uczniowska – CEO http://www.ceo.org.pl/pl/au 40 000 uczniów i 1500 nauczycieli z 300 gimnazjów z całej Polski Establish http://www.establish-fp7.eu Fibonacci http://www.fibonacci-project.eu Go – Lab www.go-lab-project.eu SAILS www.sails-project.eu Amerykańska organizacja non-profit www.sciencebuddies.org 1200 inspiracji projektów

Inspiracje teoretyczne Cykl problemowego uczenia się według Go - lab

Inspiracje teoretyczne Jakie czynniki mają wpływ na wyniki uczenia się? Meta-analizy Hattiego Lepsze zrozumienie „one size does not fit all” 138 czynników mających wpływ na wyniki uczenia się - Oczekiwania uczniów (1) - Program Piageta (2) - Dyskusje (7) - Informacja zwrotna (10) http://visible-learning.org/hattie-ranking-influences-effect-sizes-learning-achievement

Inspiracje teoretyczne Zapotrzebowanie na nowy paradygmat edukacji Inspire… Then Educate National Center for Earth and Space Science Education NASA (Narodowa Agencja Kosmiczna USA) Ameryka i świat będzie potrzebował nowej generacji naukowców, matematyków i inżynierów w celu zapewnienia kontynuacji podróży poza księżyc W. von Braun ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) Inspirowanie nowej generacji kosmicznych odkrywców

Inspiracje teoretyczne Zapotrzebowanie na nowy paradygmat uczenia się – nauczania Inspiring the Next Generation of Innovators and Technologists Myślenie krytyczne Kreatywność Praca w grupie Rozumienie międzykulturowe Komunikacja Technologia Rozwój własny

Inspiracje teoretyczne Lekcyjne zadanie projektowe LZP Pytanie badawcze – Hipoteza – Doświadczenie – Wnioski Postawienie pytania badawczego. Sformułowanie odpowiedzi na pytanie badawcze czyli podanie hipotezy. Zaproponowanie i przeprowadzenie doświadczenia w celu weryfikacji hipotezy. Wnioski.

Badania własne Cele badań Poznawczy określenie skuteczności pedagogicznej metody projektów – LZP Teoretyczny opracowanie koncepcji organizacji prowadzenia typowych lekcji problemowych opartych na LZP Praktyczny rozpropagowanie i wdrożenie modelu lekcyjnych zadań projektowych LZP do praktyki szkolnej

Badania własne Główny problem badawczy Jaka jest skuteczność pedagogiczna metody projektów opartych na lekcyjnych zadaniach projektowych LZP w nauczaniu i uczeniu się fizyki przez uczniów w  gimnazjum?

Badania własne Zmienne Niezależna Zależna Skuteczność pedagogiczna Metoda projektów oparta na lekcyjnym zadaniu projektowym LZP Zależna Skuteczność pedagogiczna - efekty realizacyjne - efekty kształcące Skuteczność pedagogiczna metody projektów opartej na LZP to osiągnięte przez uczniów efekty realizacyjne (produkty projektowe) oraz efekty kształcące (wiedza operatywna, postawy i rozumowanie)

Badania własne Szczegółowe problemy badawcze Jaka jest skuteczność metody projektów w wykonaniu produktów projektowych z fizyki przez uczniów? Jaka jest skuteczność metody projektów w zakresie kształtowania i rozwijania wiedzy operatywnej (czynnej)? Jaka jest skuteczność stosowania metody projektów w zakresie kształtowania postaw wobec fizyki i uczenia się fizyki? Jaka jest skuteczność stosowania metody projektów w zakresie określonego poziomu rozumowania naukowego uczniów?

Badania własne Hipoteza Stosowanie metody projektów przyczynia się do osiągnięcia zadowalających (powyżej 0,5 współczynnika łatwości) wyników uczenia się w zakresie efektów realizacyjnych i kształcących, w skład których wchodzą procesy konstruowania wiedzy, rozwijania rozumowania naukowego, nabywania umiejętności i kształtowania postaw poznawczych uczniów.

Badania własne Hipotezy szczegółowe Uczniowie pracujący metodą projektów osiągają zadowalające wyniki w odniesieniu do stanu sprzed pracy metodą projektów odnośnie efektów realizacyjnych tj. zaplanowania, realizacji i prezentacji lekcyjnego zadania projektowego LZP. W wyniku pracy metodą projektów uczniowie osiągają wyższy poziom w zakresie rozwijania i kształtowania wiedzy operatywnej (czynnej). Stosowanie metody projektów sprzyja kształtowaniu pozytywnych postaw nauczania i uczenia się fizyki. W wyniku pracy metodą projektów uczniowie osiągają wyższy poziom rozumowania naukowego.

Badania własne Przebieg badań Metoda Projektów LZP Grupa E Badane Efekty realizacyjne (Produkty projektu) Badane Efekty kształcące (Zmiany w: - wiedzy operatywnej, - postawach, - rozumowaniu)

Badania własne Dobór próby badawczej WIEŚ Gimnazjum G N = 53 Klasa I Grupa eksperymentalna LZP Klasa II A Grupa ekspery-mentalna LZP Klasa II B Grupa ekspery-mentalna LZP Gimnazjum W N = 46 Klasa I Grupa ekspery-mentalna LZP Klasa II Grupa ekspery-mentalna LZP MIASTO Gimnazjum O N = 26 Klasa III Grupa ekspery-mentalna LZP

Wyniki badań Analiza efektów realizacyjnych dla grupy LZP (N=125) Efekty realizacyjne 1. Adekwatność hipotez uczniowskich 2. Opis doświadczenia 3. Przebieg doświadczenia 4. Wskazanie zmiennych niezależnych 5. Wskazanie zmiennych zależnych 6. Wskazanie zmiennych kontrolnych 7. Dokumentacja doświadczenia 8. Wnioski z doświadczeń 9. Uzasadnienie wniosków 10. Ocena uczniowska produktu

Wyniki badań Analiza efektów realizacyjnych dla grupy LZP (N=125) Współczynnik łatwości poszczególnych kategorii efektów realizacyjnych

Wyniki badań Analiza efektów realizacyjnych dla grupy LZP (N=125) Analiza rozkładu punktowego wyników efektów realizacyjnych

Wyniki badań Analiza efektów realizacyjnych dla grupy LZP (N=125) Współczynnik łatwości efektów realizacyjnych LZP w kategorii szkół

Wyniki badań Analiza efektów realizacyjnych dla grupy LZP (N=125) Współczynnik łatwości efektów realizacyjnych LZP w kategorii płci

Wyniki badań Analiza efektów kształcących Wiedza operatywna i umiejętności Znajomość pojęć, faktów i praw fizycznych Wykonanie zadania wymagającego wyszukania określonej informacji Zaprojektowanie i wykonanie doświadczenia adekwatnie do zadania Samodzielne operowanie informacją: analizowanie i jej opracowanie Podejmowanie adekwatnych działań w LZP Publiczne przedstawianie efektów pracy uczniów Udzielanie ustnych odpowiedzi dotyczących wiedzy operatywnej: faktów, praw i pojęć z fizyki podczas wykonywania LZP Ocena produktu (nauczycielska)

Wyniki badań Analiza efektów kształcących Wiedza operatywna i umiejętności

Wyniki badań Analiza efektów kształcących Wiedza operatywna i umiejętności

Odsetek uczniów zgadzających się Wyniki badań Analiza efektów kształcących Postawy Kategoria AZF Odsetek uczniów zgadzających się Średnia (%) LZP 2014 Pretest Posttest Radość z uczenia się 67,96% 69,90% Związek uczenia się nauk przyrodniczych z przyszłą karierą naukową 67,44% 67,20% Pewność siebie w naukach przyrodniczych 58,60% 69,64% Związek przyszłości zawodowej i jej możliwych powiązań z naukami przyrodniczymi 60,50% 76,03% Zainteresowanie naukami przyrodniczymi poza szkołą 69,12% 67,15%

Wyniki badań Analiza efektów kształcących Postawy

Wyniki badań Analiza efektów kształcących Rozumowanie naukowe N=93

Wyniki badań Analiza efektów kształcących Rozumowanie naukowe N=93  

Wnioski Wnioski z wyników badań Zgodnie z hipotezą główną można stwierdzić, iż metoda projektów jest skuteczną metodą nauczania i uczenia się fizyki w gimnazjum oraz kształtuje zadowalające (powyżej 0,5 współczynnika łatwości) wyniki uczenia się w zakresie efektów realizacyjnych i kształcących. Mimo wysokiej skuteczności pedagogicznej metody projektów oraz dużego nią zainteresowania istnieje jednak 25% grupa uczniów, która nie chce się uczyć, i nie jest gotowa podjąć trudu i wysiłku uczenia się rzeczy nowych – nazywana w badaniach PISA – grupą uczniów zagrożoną wykluczeniem społecznym.  

Wnioski Wnioski z wyników badań (odnośnie hipotez szczegółowych – efekty realizacyjne) Uczniowie pracujący metodą projektów wykazują zmiany w odniesieniu do stanu sprzed pracy metodą projektów odnośnie efektów realizacyjnych. Efekty realizacyjne wpływają pozytywnie na kształtowanie i rozwijanie wiedzy operatywnej oraz poziom rozumowania, gdy są nimi produkty użyteczne dla innych, dające uczniowi bezpośrednią satysfakcję i chęć do dalszej nauki. Zadania realizacyjne dają lepsze przygotowanie do praktycznego wykorzystania wiedzy czynnej.

Wnioski Wnioski z wyników badań (odnośnie hipotez szczegółowych – efekty realizacyjne) Podczas pracy metodą projektów według LZP następuje nacisk na zadania realizacyjne. To dzięki działaniu, uczniowie wykonują wspaniałe produkty projektowe, wykorzystując przy tym cykl badawczy, w którym stawiali pytania badawcze, formułowali hipotezy, projektowali doświadczenia aby potwierdzić lub obalić hipotezy, wyprowadzali wnioski i prezentowali wyniki. Cykl badawczy przebiegał na średnim poziomie, w którym współczynnik łatwości podejmowanych działań wyniósł ponad 0,6 z tym iż chłopcy uzyskali wynik 0,53 a dziewczęta 0,76 zaś średnia ocena produktu wyniosła 0,65. Najsłabiej wypadło dokumentowanie LZP i wyniosło 0,4. Związane to jest z niewielkim doświadczeniem uczniów w zakresie raportowania swojej pracy.

Wnioski Wnioski z wyników badań (odnośnie hipotez szczegółowych – efekty kształcące) W wyniku pracy metodą projektów uczniowie osiągają zadowalający poziom (powyżej 0,5 współczynnika łatwości) w zakresie kształtowania wiedzy operatywnej (czynnej) Podczas pracy metodą projektów poprzez LZP uczniowie nabywają wiedzę operatywną (czynną) dzięki stosowanej metodzie problemowej PBL i poszukującej IBSE (rozwijają: znajomość pojęć, faktów i praw fizycznych, wykonywanie zadań wymagających wyszukania określonej informacji, projektowanie i wykonanie doświadczeń adekwatnie do zadania, samodzielne operowanie informacją: analizowanie i jej opracowanie, podejmowanie adekwatnych działań w LZP, publiczne przedstawianie efektów pracy uczniów, udzielanie ustnych odpowiedzi dotyczących wiedzy operatywnej: faktów, praw i pojęć z fizyki podczas wykonywania LZP, jakość wykonania produktu projektu). Nabywanie wiedzy operatywnej przebiegało na poziomie bliskim 0,65 w którym najsłabiej wypadło publiczne przedstawianie efektów pracy uczniów i wyniosło 0,61.

Wnioski Wnioski z wyników badań (odnośnie hipotez szczegółowych – efekty kształcące) Metoda projektów kształtuje pozytywne postawy nauczania i uczenia się fizyki. Podczas pracy metodą projektów poprzez LZP następują pozytywne zmiany postaw uczniów z tych, którzy nie chcieli się uczyć na tych, którym uczenie się metodą projektów daje radość uczenia się fizyki.

Wnioski Wnioski z wyników badań (odnośnie hipotez szczegółowych – efekty kształcące) W wyniku pracy metodą projektów uczniowie osiągają wyższy poziom rozumowania naukowego. Podczas pracy metodą projektów poprzez LZP uczniowie osiągają wyższy poziom rozumowania po długotrwałym stosowaniu metody. W I etapie stosowania LZP, następuje spadek ogólnych wyników na rozumowanie naukowe z powodu deautomatyzacji umiejętności uczenia się – poprawa wyników następuje po dłuższym okresie stosowania LZP – wzrost współczynnika łatwości rozumowania (o 10%) w wynikach końcowych, po roku stosowania metody projektów.

Dziękuję za uwagę Wnioski Najbliższe zamierzenia Wykonanie eksperymentu pedagogicznego w Gimnazjum w Gorzycach Wielkich Prace nad projektem Space Awareness Rozwijanie i propagowanie uczenia się i nauczania PBL oraz metody projektów poprzez LZP Dziękuję za uwagę

Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Rafał Jakubowski Metoda projektów w uczeniu się i nauczaniu fizyki w gimnazjum Autoreferat rozprawy doktorskiej napisanej pod kierunkiem prof. dr hab. Stanisława Dylaka z Zakładu Pedeutologii Wydział Studiów Edukacyjnych Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Poznań 2016