poster - Eksperymentatorzy

TIKOKIBSE – nowe podejście w edukacji
przyrodniczej, łączące 3 dobrze znane trendy
dydaktyczne: studium nad wdrożeniem
wybranych rozwiązań w nauczaniu chemii
Piotr Zwoliński1,2
1Stowarzyszenie
Niezależna Grupa Popularyzatorów Nauki EKSPERYMENTATORZY,
2Gimnazjum No Bell w Konstancinie – Jeziornie
[email protected]
Abstrakt
eksperymentatorzy.org
FB/Eksperymentatorzy
Plakat przedstawia autorską koncepcję integrującą 3 nurty edukacyjne coraz bardziej popularne w środowiskach
nauczycieli przedmiotów ścisłych w Polsce, mające już obecnie kluczowe znaczenie dla postaci lekcji. W pracy
została dokonana systematyczna analiza zależności pomiędzy organizowaniem procesu nauczania w myśl
oceniania kształtującego (OK, ang. formative assessment – FA), wykorzystaniem potencjału technologii informacyjno
– komunikacyjnych (TIK, ang. information and communication technologies – ICT) oraz zastosowaniem kształcenia
przyrodniczego przez dociekanie naukowe (ang. inquiry based science education – IBSE).
Prezentowana idea może ułatwić racjonalne projektowanie oraz wdrażanie mikroinnowacji dydaktycznych, a także
klasyfikowanie nowych narzędzi i umiejscawianie ich na mapie różnych wpływów metodycznych. Celem
zobrazowania proponowanego schematu przywołano konkretne przykłady technik użytecznych w zdobywaniu oraz
utrwalaniu kompetencji w zakresie chemii, zaczerpnięte z praktyki szkolnej i przeglądu literatury.
aktywnaedukacja.pl
FB/NoBellGimnazjum
Wstęp
Aktualnie w edukacji przyrodniczej następują znaczące zmiany, gdyż podlega ona różnym trendom, wśród których 3 wysuwają się na pierwszy plan. Kształcenie
przyrodnicze przez dociekanie naukowe (IBSE) sugeruje upodabnianie procesu nauczania do aktywności badawczej. Ocenianie kształtujące (OK) zaleca całościowe
wspieranie bieżącego rozwoju ucznia, kładąc szczególny nacisk na dostarczanie mu informacji zwrotnej. Technologie informacyjno – komunikacyjne (TIK) usprawniają
i uatrakcyjniają działalność dydaktyczną oraz kreują całkiem nowe możliwości. Wspomniane 3 nurty doskonale się uzupełniają, wnosząc innego rodzaju wartości.
Cyfryzacja: TIK + IBSE → TIKIBSE
Liczne narzędzia TIK niosą szansę realizacji aktywnej edukacji przyrodniczej in silico. Bezpłatne
programy komputerowe nie tylko czynią prostszą interpretację danych pomiarowych uzyskanych
w pracowni chemicznej (arkusze kalkulacyjne, Tracker), ale również pozwalają na poszukiwania trudne
lub niedostępne w warunkach standardowego wyposażenia szkolnego, m.in. badanie prawa
okresowości w szerokiej domenie pierwiastków (Kalzium) czy generowanie projekcji orbitali atomowych
i molekularnych (Orbital Viewer). W dydaktyce z powodzeniem daje się też stosować software na co
dzień wykorzystywany przez naukowców – w tym Avogadro posiadający funkcję automatycznej
optymalizacji geometrii cząsteczek oraz Mercury (Rys. 1) i RasMol stworzone do analizy struktur
krystalograficznych (odpowiednie pliki CIF lub PDB można pobrać z wielu otwartych baz danych).
Kreatywne i przemyślane posługiwanie się TIK w nauczaniu chemii wpisuje się w wyższe poziomy
modelu SAMR, natomiast nadużywanie materiałów multimedialnych jako substytutu uczniowskich
ćwiczeń laboratoryjnych jawi się pomysłem nietrafionym, ponieważ w porównywalnym stopniu
nie rozwijają one umiejętności manualnych i interpersonalnych oraz nie kształtują postaw cechujących
się sumiennością i dbałością o bezpieczeństwo, a także wywierają mniejszy wpływ na zmysły i emocje.
Rys. 1. Analiza odległości międzyatomowych i kątów w strukturze
krystalicznej grafitu w programie Mercury
Gamifikacja: TIK + OK → TIKOK
Przeniesienie angażującej mechaniki gier komputerowych do edukacji zwiększa przyjemność i efektywność procesu
uczenia – zabiegi zmierzające w tym kierunku określa się mianem gamifikacji (ang. gamification). Modyfikacje mogą polegać
na intencjonalnym projektowaniu organizacji zajęć lub wprost wykorzystaniu odpowiednich narzędzi TIK. Prawdopodobnie
główną zaletą tych ostatnich jest przekazywanie kształtującej informacji zwrotnej w sposób usprawniony lub automatyczny,
co umożliwiają aplikacje quizowe tworzone przez nauczycieli na platformach Kahoot! i Learning Apps czy w systemach
zarządzania nauczaniem (ang. learning management system) takich jak Moodle. Szansę współpracy społecznościowej,
cennej w zdobywaniu wiedzy i umiejętności, niosą Dokumenty Google i social media, np. portal Facebook, w ramach którego
działają grupy stanowiące prosty classroom response system (Rys. 2 pokazuje metodę nawiązującą do technik M. Harmina).
W zakresie gamifikacji przedmiotów przyrodniczych na uwagę zasługują interaktywne symulacje PhET oraz internetowa gra
komputerowa Foldit powstała dla wsparcia badań naukowych na temat krystalochemii białek przez zwykłych użytkowników.
Ewaluacja: OK + IBSE → OKIBSE
Rys. 2. Post w grupie na Facebooku
inicjujący quiz chemiczny podczas lekcji
Podejście zgodne z ocenianiem kształtującym zapewnia refleksyjne
wdrażanie kolejnych etapów konstruktywistycznego cyklu 5E, skłaniając
ucznia m.in. do świadomego planowania, wykonywania i podsumowywania
eksperymentów chemicznych (Rys. 3). Zastosowanie znajdują tutaj: arkusze
samooceny, koleżeńskie informacje zwrotne, mapy myśli, burze mózgów,
klasyczne i alternatywne metody ewaluacji (indywidualne, interpersonalne,
grupowe i wizualne), narzędzia teorii ograniczeń (TOC), karty samokontroli,
jak również rubryki obserwacji nauczycielskiej. Nadrzędnym celem jest
budowanie odpowiedzialności uczniów za proces uczenia się, wskazówką
w realizacji tego postulatu mogą być założenia pedagogiki Montessori
(zwłaszcza na polu tzw. wychowania kosmicznego) i pedagogiki waldorfskiej.
Rys. 4. Schemat koncepcji TIKOKIBSE
Synergia: TIK + OK + IBSE → TIKOKIBSE
Rys. 3. Pytania kształtujące w cyklu 5E
Racjonalne integrowanie trendów przynosi korzyści procesowi
dydaktycznemu, sprawiając, że jest on zarówno ciekawy, jak i skuteczny.
Wizualizacją proponowanej koncepcji TIKOKIBSE jest diagram nawiązujący
do trójkąta wiązań chemicznych van Arkela – Ketelaara oraz przestrzeni barw
RGB, gdzie IBSE to barwa zielona, OK – barwa czerwona, a TIK – barwa
niebieska (Rys. 4). Dobrym krokiem byłaby promocja wyselekcjonowanych
technik synergicznych w ramach kompleksowych programów nauczania.
Podziękowania
Dziękuję współpracownikom ze Stowarzyszenia EKSPERYMENTATORZY (www.eksperymentatorzy.org): Judycie Kaczmarek, Cezaremu Olchawie
i Mariuszowi Simce – za nieocenione wsparcie, członkom Grupy Superbelfrzy RP (www.superbelfrzy.edu.pl) – za moc inspiracji oraz uczniom i nauczycielom
z Gimnazjum No Bell w Konstancinie – Jeziornie i Gimnazjum nr 1 im. Polskich Noblistów w Policach – za wartościowe uwagi i entuzjazm.
www.sails-project.eu
Linki dot. wybranych metod i narzędzi
1. Tracker: https://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/
2. Kalzium: https://edu.kde.org/kalzium/
3. Orbital Viewer: http://www.orbitals.com/orb/ov.htm
4. Avogadro: http://avogadro.cc/
5. Mercury: http://www.ccdc.cam.ac.uk/solutions/
6. RasMol: http://rasmol.org/
7. Kahoot!: https://kahoot.it/
8. Learning Apps: https://learningapps.org/
9. Facebook: http://facebook.com/
10. PhET sims: http://phet.colorado.edu/
11. Foldit: https://fold.it/
12. „Nauczyciel Badacz”: www.nauczycielbadacz.pl
13. TOC dla Edukacji: http://www.toc.edu.pl/
www.sails.zmnch.pl
Projekt SAILS uzyskał dofinansowanie z Siódmego Programu Ramowego Unii Europejskiej [FP7/2007-2013], zgodnie z umową o dofinansowanie nr 289085,
oraz dofinansowanie ze środków finansowych na naukę w latach 2013-2015 przyznanych na realizację projektu międzynarodowego współfinansowanego.