XXIV Ogólnopolski Zjazd PSNPP Rafał Jakubowski, Kazimierz Paprzycki Kształtowanie podstaw rozumowania naukowego XXIV Ogólnopolski Zjazd PSNPP Polskie Stowarzyszenie Nauczycieli Przedmiotów Przyrodniczych Opole, sierpień 2017

Kluczem do wszelkiej mądrości jest częste i pilne pytanie Mistrz Abelard, XII w.

Struktura prezentacji Inspiracje teoretyczne - definicje Jak rozwijać rozumowanie? Propozycje LPN Wnioski

Inspiracje teoretyczne Wiedza i rozumowanie naukowe Nauczanie problemowe Cykl nauczania i uczenia się według Go – Lab Lekcyjne projekty naukowe LPN

Jak kształtować podstawy rozumowania naukowego na fizyce w szkole podstawowej, zgodnie z założeniami Podstawy Programowej z Fizyki do Szkoły Podstawowej?

„Należy pamiętać, że podstawa programowa stanowi minimalny zbiór wymagań szczegółowych, który może i powinien być uzupełniany przez treści rozszerzające (ze szczególnym podkreśleniem tego faktu). Podstawowym celem wprowadzonych zmian było stworzenie odpowiednich warunków do kształtowania podstaw rozumowania naukowego, obejmującego rozpoznawanie i wyjaśnianie zjawisk fizycznych. (Marek Thomas, Lidia Skibińska, Dariusz Bossowski, Komentarz do podstawy programowej przedmiotu fizyka na II etapie edukacyjnym, s. 24)

Eksperymentowanie, rozwiązywanie zadań problemowych oraz praca z materiałami źródłowymi winny stanowić główne obszary aktywności podczas zajęć fizyki. (PP z fizyki, Warunki i sposób realizacji, s. 17). Rozwiązywanie zadań rachunkowych ma stanowić element uzupełniający i nie może dominować w procesie nauczania-uczenia się fizyki (Marek Thomas, Lidia Skibińska, Dariusz Bossowski, Komentarz do podstawy programowej przedmiotu fizyka na II etapie edukacyjnym, s. 19)”.

Nauka Naukę można zdefiniować na dwa sposoby:  I. Jako metodę kanoniczną wiedzy (można wtedy nauczać metody postępowania) II. Jako formę twórczości (czyli wykraczanie poza kanon wiedzy).

Metoda naukowa 1. Rozpoznanie problemu. Fizyk włoski Galileusz i filozof angielski Bacon są powszechnie uważani za twórców tzw. metody naukowej, czyli metody, która jest niezwykle skuteczna w pomnażaniu, organizowaniu i zastosowaniach nowej wiedzy. Metoda ta została wprowadzona w XVI wieku i opiera się na następującym schemacie: 1. Rozpoznanie problemu. 2. Postawienie pytania – hipotezy. 3. Przewidywanie konsekwencji danej hipotezy. 4. Wykonanie eksperymentów potwierdzających przewidywania. 5. Sformułowanie najprostszej reguły, która łączy w jedną teorię trzy główne elementy: hipotezę, przewidywanie, eksperyment

Metoda naukowa „Metoda naukowa" jest przedstawiona w podręcznikach i na edukacyjnych stronach internetowych jako ustalona cztero- lub pięciostopniowa procedura, zaczynając od obserwacji i opisu zjawiska oraz postępując nad sformułowaniem hipotezy, która wyjaśnia zjawisko, projektuje i prowadzi eksperymenty w celu przetestowania hipotezy, analizy wyników, a kończąc na wyciągnięciu wniosków. (patrz np. Bauer 1992, McComas 1996, Wivagg i Allchin 2002)

Rozumowanie naukowe, szeroko pojęte, obejmuje umiejętności myślenia i rozumowania związane z badaniami, eksperymentowaniem, oceną dowodów, wnioskowaniem i argumentacją, które wspierają formowanie i modyfikowanie pojęć i teorii o świecie naturalnym, które obejmują możliwości systematycznego badania problemu, sformułowania i testowania hipotezy, manipulowania zmiennymi oraz pozwalają obserwować i oceniać konsekwencje (Zimmerman, 2005, Bao i in., 2009).

- rozpoznawanie zagadnień naukowych, Definicja podana w PP z fizyki definiuje rozumowania naukowe jako obejmujące - rozpoznawanie zagadnień naukowych, - wyjaśnianie zjawisk fizycznych w sposób naukowy, - interpretowanie oraz wykorzystywanie wyników i dowodów naukowych. (str. 10 PP z fizyki) PP z fizyki podkreśla jednak, że podstawy budowania myślenia naukowego dokonuje się podczas stawiania pytań i szukania ustrukturyzowanych odpowiedzi (str. 18). W zadaniach szkoły na str. 10 mówi się o wykorzystaniu metodologii badawczej, jednak nigdzie nie jest ona zdefiniowana.

Postawy Celem podstawowym podejmowanych działań w metodzie projektów jest zmiana postawy, a nie gromadzenie wiedzy. Stevenson Osiągnięcia naukowe są bardziej związane z postawą typową dla naukowców niż jakąś szczególną metodą. Ta postawa to ciekawość, obserwacja, eksperymentowanie i skromność.

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, Uczenie wielostronne (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 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 Lekcyjny Projekt Naukowy LPN 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.

Lekcyjny Projekt Naukowy LPN

Lekcyjny Projekt Naukowy LPN

Lekcyjny Projekt Naukowy LPN

Lekcyjny Projekt Naukowy LPN

XXIV Ogólnopolski Zjazd PSNPP Dziękujemy za uwagę Rafał Jakubowski, Kazimierz Paprzycki Kształtowanie podstaw rozumowania naukowego XXIV Ogólnopolski Zjazd PSNPP Polskie Stowarzyszenie Nauczycieli Przedmiotów Przyrodniczych Opole, sierpień 2017