A szakmódszertan, mint híd a szaktárgyhoz tartozó tantárgyak és a pedagógiai mesterséghez tartozó tantárgyak között Bevezető a fizika tanításához Radnóti.

Az előadások a következő témára: "A szakmódszertan, mint híd a szaktárgyhoz tartozó tantárgyak és a pedagógiai mesterséghez tartozó tantárgyak között Bevezető a fizika tanításához Radnóti."— Előadás másolata:

1 A szakmódszertan, mint híd a szaktárgyhoz tartozó tantárgyak és a pedagógiai mesterséghez tartozó tantárgyak között Bevezető a fizika tanításához Radnóti Katalin ELTE TTK Fizikai Intézet Főiskolai tanár rad8012@helka.iif.hu http://members.iif.hu/rad8012 /

2 Az előadásban érintett témakörök A tanári mesterség – a tanári tudás rendszere Filozófiai háttér A szakmódszertan szerepe a képzésben

3 Tanári feladatok Mit csinál egy tanár az iskolában, milyen feladatai vannak? – Azok ellátására való felkészítés.. Olyan pedagógusokra van szükség az iskolában, akik az iskolai feladatokat komplexen átlátják. A szaktanár feladata, hogy segítse elő a gyerekek tudáskonstrukcióját, és teremtsen ehhez megfelelő tanulási környezetet.

4 Tanári mesterség Szaktárgyi tudás Szakmódszertan Pedagógia

5 Hol helyezkedik el a szakmódszertan a képzésben? Egy a tanárnak 3-as egységet kell tudnia, 3 pillér ismernie kell a szaktárgyát, példákat kell tudnia megoldani stb. szakmódszertan, hogy kell tanítani pedagógiai mesterség, a tanórán nem csak szaktanárként van jelen, továbbá osztályfőnök stb. nagyon sok konfliktust kell megoldani (gyerek, szülők, kollégák) stb. A 3 dolognak egymással szinkronban kell lennie!!! Analógia Például akkor lesz jó egy szék, funkció (kényelmes legyen), konstrukció (ne dőljön össze alattunk), forma (esztétika). Vagy az égés feltételei: éghető anyag, gyulladási hőmérséklet, oxigén….. Gondoljunk bele egy tanórába. A tanár jól tudja a fizikát, még jól tud magyarázni is, de nem tud fegyelmet tartani, esetleg igazságtalanul osztályoz, kivételez stb. Vagy jól magyaráz, jó személyiség, de nem tudja a szaktárgyát (tévképzetei vannak) Csak az egyiket nem szabad kiragadni!!!

6 A szaktantárgy tartalmainak megjelenése a teljes közoktatási folyamatban A tanár képes legyen azonosítani, hogy a diák melyik fejlődési fázisban van (nem életkori!), majd annak megfelelően segíteni!

7 A fogalmi fejlődés csigaház modellje Mozgás

8 Filozófiai, tudományelméleti, ismeretelméleti háttér a természettudományok tanításához Posztmodern tudományfilozófia Karl Popper – evolúciós szemlélet, bizonyítás és cáfolat T. S. Kuhn – tudományos forradalom, paradigma Lakatos Imre – kutatási programok Paul Feyerabend – a módszer Paradigmaváltás  fogalmi váltás A tudományos megismerési módszer tisztázódása………

9 Mi a természettudományos szemlélet? I. A természet megismerhető. Vannak természeti törvények, a Világ nem random, összevissza működik. A világot önmagából és önmagával magyarázzuk. Világunk megismerésnek vannak módszerei, szabályai, algoritmusai. Egyre több jelenséget tudunk megmagyarázni úgy, hogy alapvetőbb jelenségekre vezetjük azokat vissza. Különböző fogalmakat konstruáljunk meg, melyekkel jellemezni tudjuk az adott dolgot, jelenséget. Ezek minél nagyobb részéhez számértékeket is rendelünk az összehasonlíthatóság miatt. A természetben előforduló jelenségek törvényekkel leírhatók, melyhez a matematika jelrendszerét alkalmazzuk, amikor csak lehet.

10 Mi a természettudományos szemlélet? II. Feladata elsősorban a világ működésének leírása, a „hogyan működik? kérdésre való válaszok keresése”, de egyre alapvetőbb és átfogóbb törvények segítségével, azokból kiindulva, sokszor hosszú logikai láncok elhasználásával. Ez jelenti azt, hogy a „miért, mi az oka?” kérdésekre” is választ keres. DE ……….. Egyszerűsítő feltételek bevezetése. Analógiák és modellek alkalmazása. Mai technikai világunk alapja. Hatalmas adatbázisok kezelési lehetőségeivel, a szimulációk a modellalkotásban és annak tesztelésében nyújtott lehetőségeivel. Ezzel egyben kitágult a vizsgálható jelenségek köre is! Az Internet megteremtette a gyors tudásmegosztás lehetőségét is. Ellenben elveti a „parajelenségeket” amelyek igazából nem reprodukálhatóak, nem lehet a fenti vizsgálatoknak alávetni!

11 Kutatás alapú tanárképzés Kutató – fejlesztő tanár eszményképe Kisebb felmérések végzése pl. az előzetes tudás és a tévképzetek körében (diagnosztikus mérés), dolgozatok ilyen irányú elemzése, tanári reflexió alkalmazása, Tanári tervek készítése különböző megközelítésekre, majd azok kipróbálása a gyakorlatban kontrollcsoporttal, melyre tanár korában legyen képes, mintegy saját kutatás megtervezésére és lebonyolítására. Saját diákjaival való kutatómunka. (Mestermunkák)

12 Kutató-fejlesztő tanár eszményképe Didaktikai kutatások (előzetes tudás) Tanítási tervek, tankönyvek készítése Diákjaival kutat

13 Mi lehet a diák fejében? Összefüggéstelen képletek és grafikonok halmaza, melyeket szinte véletlenszerűen hív elő az egyes kérdésekre való válaszadáskor. Pl. négyzetes úttörvény alkalmazásakor lineáris függvényt rajzol.

14 Az előzetes tudás szerepe és vizsgálata Kik vizsgálták először? Rosalind Driver, Novick, S. E., Nussbaum, J., Osborn, R. I., Séré, Maria, Chi, M. T. H. Hazai előzmények: Fényes Imre Holics László Korom Erzsébet Nahalka István Wagner Éva

15 Az előzetes tudás Általában nem felel meg a mai tudományos elképzeléseknek. Rendkívül stabil. A tanítás elkezdésekor célszerű vizsgálni, majd az eredmények alapján szervezni a témakör feldolgozását. Vizsgálata: feladatlap, beszélgetés, problémaszituáció megoldása és elemzése …… Fogalmai váltások kimunkálása, fogalmi fejlődés, fogalmak elkülönülésének elősegítése, mint fontos szakmódszertani feladat, a tapasztalatszerzés megszervezése egészen a kérdésfeltevéstől kezdve, mintegy a kutatási módszerek gyakorlása…….., nem csak egyszerűen bemutatjuk a kísérletet. Általános- és középiskolai oktatás A szaktárgy tartalmainak megjelenése a teljes közoktatási folyamatban

16 A természettudomány tanulása Már az alsó tagozaton is kapjanak helyet, mint pl. mozgások, anyagi tulajdonságok megbeszélése, egyszerű kísérletek megtervezése és elvégzése. A diákok előzetes tudásának minél nagyobb mértékű figyelembe vétele, bárhonnan is származik (köznapi tapasztalat, iskolai tanulás). A tudománytörténet nagyobb szerepe, mit honnan tudunk kérdések felvetése. Egyben motiváció is. Minél több mai alkalmazás, probléma szerepeljen a tananyagban. Modern tanulási módszerek elterjedése. A tanulási folyamat megtervezésének a középpontba állítása. Megváltoztak a diákok tanulási szokásai. Fontos a kép, a mozgás, a hang, az ismételhetőség (Video) és rövid témák legyenek egyszerre. Probléma-centrikus tanulás, kísérletek, vizsgálatok tervezése és elvégzése, következtetések, a tudományra jellemző kutatási módszerek alkalmazása. Metakognitív tudatosítás

17 Hipotézisek szerepe a fizika oktatásában

18 A megismerés A természettudomány oktatásával kapcsolatos meggondolások középpontjában a legtöbb esetben a kísérletezés áll. A tanár, vagy a tanuló, vagy közösen végezzenek minél több és érdekes kísérletet, mérést. Ezekből vonjanak le következtetéseket, és ez majd javítani fogja a tantárgy tanulói megítélését is. A fizika tanulásához elengedhetetlennek gondolják még sokan a feladatmegoldást, melyhez még gondolkodásfejlesztő funkciót is hozzá szoktak rendelni. Azonban a kép nem ennyire egyszerű. Az ismeretszerzés menete sem redukálható le ennyire. A gondolkodás fejlesztésének is vannak egyéb módszerei, melyek jobban kapcsolódnak a természet megismeréséhez. Mégpedig az, ha a diákok minél nagyobb lehetőséget kapnak arra, hogy a megismerési folyamat tényleges részesei lehessenek, és ne csak egyszerűen be kelljen fogadniuk a mások által felhalmozott ismereteket. Azt az attitűdöt kell a gyerekekben kialakítani, hogy a természet megismerhető, vannak természeti törvények, a Világ nem random, összevissza működik. Világunk megismerésnek vannak módszerei, szabályai, algoritmusai.

19 A tudományos kutatás menete Planing investigations – kutatás, nyomozás, vizsgálat tervezése Developing hypothesis – hipotézis állítása Forming coherent arguments – összetartozó, következetes érvelés, következtetések megfogalmazása Teamwork – csapatmunka, csoportmunka

20 A tudományos kutatás menetének története A korai középkorban az iszlám keretei között alkotó tudósok az ókori görögök nyomán nagy mértékben hozzájárultak a tudományos kutatás módszertanának kialakulásához, fejlődéséhez. Ekkor alakult ki az a módszeresség, ahogy a természetet kérdezték, melyhez kísérleteket terveztek és végeztek el, majd eredményeiket megpróbálták matematikai formában megfogalmazni. Nem csupán elméleti vitákat folytattak, hanem elképzeléseiket, hipotéziseiket ténylegesen ki is próbálták a gyakorlatban, és ezek alapján vonták le következtetéseiket, illetve vizsgálódtak tovább. Az eredmények alapján újabb feltevéseket tettek, mérési eljárásokat gondoltak ki annak empirikus vizsgálatára. Ebben a tekintetben Ibn Al-Haytham, latinosan Alhazen (965 – 1039) arab tudós tekinthető meghatározó egyéniségnek.Ibn Al-Haytham

21 Mi a hipotézis? A „hypotezisz” (υποθέσεις) görög szó, és eredetileg a vitatkozó felek által a vita tárgyául elfogadott tételt jelentette. Tehát egy feltételes tudást jelöl. Azt jelzik, hogy a tudás nem kellően igazolt. A tudomány történetében különösen fontosak voltak például - az atomhipotézis, - a hő, elektromosság és mágnesség fluidum-elmélete, - a fény részecske és hullámtermészete.

22 Hipotézisek szerepe az oktatásban I. A tanár szempontjából azért fontosak a tanulói hipotézisek, mivel így fel tudja mérni a tanulók előzetes tudását, elképzeléseit egy adott témával kapcsolatban. A gyerekeknek, mire az iskolapadba ülnek, nagyon változatos elképzeléseik vannak a világról, annak működéséről, melyet lehet például gyermektudománynak nevezni. Ez a legtöbb esetben nem egyezik meg a tanítani kívánt képpel, ellenben a gyerekek ragaszkodnak hozzá. Ezért is kell ezeket felszínre hozni, ütköztetni a tényekkel, vagyis működtetni, tesztelni a valósággal, ahogyan azt a tudományos elméletekkel teszik a tudósok. A diákok nagyon sok helyről szereznek ismereteket. Már nem az iskola az ismeretek kizárólagos forrása. Ellenben fontos szerepe van az iskolának abban, hogy a legkülönbözőbb helyekről származó ismereteket rendszerbe helyezze a gyermeki gondolkodásban. Ennek egyik lehetősége az, ha hipotéziseket kérünk a gyerekektől egy-egy jelenség vizsgálata során. Időspórolásnak számít.

23 Hipotézisek szerepe az oktatásban II. A diákok számára egy ilyen fajta feldolgozás komoly motivációval is bír. Hiszen úgy érzi, hogy fontos az ő véleménye, gondolatai az adott témakörrel kapcsolatban. Továbbá egy kísérlet várható eredményének megbeszélése ráirányítja a diákok figyelmét az éppen tanulmányozandó jelenségre, teljesen ráhangolódnak a tanulmányozandó témára. Ez nagyon fontos gondolkodásfejlesztő terület lehet, hiszen el kell képzelni előre a jelenséget, és elgondolni, hogy miként is folyhat az le. Ez komoly absztrakciót igényel. A természettudományos gondolkodás fontos szerepet tölt be abban is, hogy a gyerekek egyáltalán elgondolkozzanak egy bárhonnan kapott információ hitelességén. Képesek legyenek megkülönböztetni a tudományos bizonyítékokat az áltudományos megnyilvánulásoktól. Fontos az előzetes tudás tudatosítása a diákokban is, mintegy metakognitív tudásrendszerként! Annak tudatos számba vétele, hogy az előzetes tudáshoz, elképzelésekhez képest mennyit és milyen mértékben változott a tanuló tudása, szemlélete, gondolkodásmódja az adott kérdésről a tanulási folyamat végére?

24 Hipotézisek értékelése A tanulói hipotézisek értékelésének fő szempontja az, hogy az empirikusan vizsgálható legyen, nem pedig az, hogy ténylegesen az történjen a kísérlet során, amit a tanulók várnak. A hipotézis egy gondolatsor logikus következménye legyen. A tanulói hipotézisalkotás minősége több szintű lehet, melyet a tanári értékelés során figyelembe lehet venni, ami meghatározza a további fejlesztés irányát. Kezdő Végrehajtanak valamilyen változtatást és ismét mérnek. Középhaladó Kiválasztanak egy tesztelendő változót, és mérnek a változó különböző értékeinél. Várható feltevéseiket lejegyzik. Matematikai jellegű feltevést tesznek a várható összefüggésre. Haladó Matematikai jellegű feltevést tesznek a várható összefüggésre, konkrét előzetes becsléssel, közelítési lehetőségek figyelembe vételével.

25 Példák Fizika órán a tanulók sínen mozgó kiskocsik mozgását tanulmányozták. Az első esetben két azonos tömegű kiskocsit (és a közöttük levő rugót) szorítottak egymáshoz. A kocsikat középre helyezve és elengedve azok egyszerre koppantak a sín két végén lévő ütközőkhöz. A második esetben a kocsik tömegaránya 1:2-höz volt. Hová kell helyezni a sínen a rugóval egymáshoz szorított kocsikat, hogy azokat elengedve egyszerre koppanjanak a sín két végén lévő ütközőkhöz? Gy.: középre **************************************************************************************** A tanár középre tette a kocsikat, és elvégezte így a kísérletet. Természetesen nem egyszerre koppantak. Majd rájöttek a gyerekek, hogy 1:2 arányban kell osztani a távolságot a sínen. A fenti példában a tanári munka fontos eleme volt az, hogy a nem jó hipotézist megfogalmazó diák kedvéért a tanár elvégezte úgy is a kísérletet, középre helyezvén a kiskocsikat, hogy világosan lássa, hipotézise nem teljesül. És ez nem időpocsékolás! Az a hipotézis, amelyik nem válik be, fontos eleme volt mindig is az ismeretszerzésnek a tudósok esetében is. És ez a diákok esetében sincs másképp.

26 Hipotézisalkotás számításos feladat esetében A táblázatban néhány anyag relatív atomtömege és fajhője (1 kg anyag hőkapacitása) látható. Ábrázolja a két mennyiség közti összefüggést! Milyen kapcsolat van köztük? Mit gondol, azonos atomot tartalmazó anyagdarabok, például mólnyi mennyiségek esetében, mit lehet mondani a hőkapacitásokról? Számolja ki az egyes anyagok mólhőjét! Milyen mólhő értékeket kapott? Ezt várta? AnyagRelatív atomtömeg Fajhő (J/kgK) Nátrium 231235 Kálium 40 741 Vanádium 51 502 Nióbium93 272 Tantál181 151 Urán238 112

27 A víz forráspontjának tanulmányozása A diákok vizet melegítettek, miközben mérték a víz hőmérsékletét. A 100°C fokhoz érkezve is többen igyekeztek egyre magasabb hőmérsékleteket leolvasni. Amikor ez nem ment, a tanárhoz fordultak azzal, hogy elromlott a hőmérő. A tanár (WÉ) ténylegesen többször ki is cserélte a hőmérőt. Míg végül rájöttek a diákok, de hiszen amikor forr, akkor nem is kell emelkednie a hőmérsékletnek, hiszen a víz 100°C-on forr.

28 Áramerősség és feszültség fogalmak differenciálása Mekkora feszültség mérhető az AB pontok között ideálisnak tekinthető feszültségmérővel a vázolt két esetben? a.) 1,5V és 1,5V b.) 0V és 0V c.) 1,5V és 0V d.) 0V és 1,5V e.) Nem dönthető el, mert nem tudjuk az izzó ellenállását. ******************************************************************************************** A diákoknak mérniük kellett a feszültséget az AB pontok között a két esetben, tehát a kapcsoló nyitott és zárt állása esetében. A zárt állás esetében természetesen 0 V-ot mutat a műszer. Ez többek számára érthetetlen volt, mivel a lámpa világított. Többen a tanárhoz fordultak azzal, hogy elromlott a műszer, az előbbi példához hasonlóan. A tanár (WÉ) ténylegesen többször ki is cserélte a műszert. Míg végül rájöttek a diákok, hogy az jól működik.

29 Sűrűség meghatározása 7. évfolyamon A diákok feladata egy kavics sűrűségének meghatározása volt. Mielőtt elkezdték volna a mérés végrehajtását, a tanár kérte a diákokat, hogy írjanak le tippeket arra vonatkozóan, hogy mekkora sűrűséget várnak? Mit fognak mérni? Példaként a vizet említette, hogy mondjuk ahhoz lehet viszonyítani. (A víz sűrűségét lehetett 1 g/cm 3 –nek venni, nem volt feltétlenül szükséges az SI használata.) A diákok nagyon eltérő értékeket írtak le, mint 1000 g/cm 3, 12-18 g/cm 3, 4- 3 g/cm 3. A mért értékek 2-3 g/cm 3 közé estek. Majd a mérés után egyszerűen csak végigmondták, hogy ki mit várt és mit kapott, de nem elemezték az előzetes felvetéseket, hogy azok reálisak voltak, vagy sem!!!!!!!! Holott pl. 1000 g/cm 3 érték teljesen abszurd. A csillagok magjában is csak 150 g/cm 3 nagyságrendű az anyag, ebben az esetben a plazma sűrűsége. Földi anyag esetében a legnagyobb sűrűségűek a d mező beli elemek, ozmium, platni 24,1 g/cm 3. A legnagyobb sűrűségű égi objektumok a neutroncsillagok, de ezek sűrűsége több nagyságrenddel nagyobb. Az gyakorlatilag atommag sűrűség.

30 Burgonyaelem kapocsfeszültségének időfüggése

31 A mandarin elhelyezkedése tiszta, majd egyre cukrosabb vízben

32 Elméleti háttér a hipotézis megalkotásához Az úszás leírása: Közelítsük a gyümölcsöt egy A alapú és h magasságú testtel (pl. téglatest), mely y –ra lóg ki a vízből. A gyümölcs sűrűsége . A h = V a test teljes térfogata, A∙(h-y) a vízben lévő rész. A vízben lévő részre ható felhajtóerő egyenlő a testre ható nehézségi erővel. Vizsgáljuk a kilógó rész nagyságát (y) a folyadék sűrűségének (  f ) a függvényében.

33 Milyen lehet a függvénykapcsolat? Mozgásegyenlet: G – F felhajtó = 0 ez csak lebegés, vagy úszás esetében írható fel! G = F felhajtó  ∙g∙A∙h =  f ∙g∙A(h-y) / g∙A  ∙h =  f ∙(h-y) /  f  ∙h/  f = h-y y = h -  ∙h∙(1/  f ) Legyen h = 10 cm  = 1 g/cm 3 A feladat ebben az esetben egy függvénykapcsolat feltárása, nem pedig egy egyszerű számításos feladat megoldása.

34 Hipotézisek a mandarinhoz Legyen a már kezdetben úszó gyümölcs sűrűsége kicsit kisebb, mint a tiszta vízé 0,95 g/cm 3, mivel a tapasztalat szerint inkább úszik a vízben, mint lebeg, van egy kis kiálló rész. y = 10 – 9,5/x Látható, hogy ebben a cukor/só adagolásával ténylegesen megvalósítható tartományban a görbe nagyon jól közelíthető egyenessel.

35 A legfontosabb fogalmi váltások

36 Az előzetes tudás

37 A fogalmi váltás folyamata A tanulóknak látniuk kell saját gondolkodási mechanizmusukat (metakogníció), majd ütköztetniük kell olyan jelenséggel, amire már nem ad magyarázatot eddigi „elméletük”. Erre lehetőség a gyerekek beszéltetése vagy vita generálása az osztályban egy kérdés kapcsán. Hipotézisek megfogalmazása egy kísérlet várható eredményével kapcsolatban. Meg kell ismertetni a tanulókkal az új elképzelést, amit esetleg először elutasítanak, de fokozatosan belátják, hogy azzal magyarázni lehet a régi jelenséget (amit még a régi elképzelés is megmagyarázott) éppúgy, mind az újabb jelenséget (ami az ellentmondást kiváltotta). Az új elképzeléssel sikerélményre kell jutniuk, megtapasztalniuk, hogy azzal már magyarázhatók olyan jelenségek is, amelyeket a régi elv nem tudott.

38 Fogalmi váltás - paradigmaváltás a tudomány története során és az oktatásban: - a Föld nem lapos korong, - a Nap van a középpontban (kopernikuszi fordulat), - az anyag nem folytonos, - nem a mozgás fenntartásához kell erő.

39 A mozgás és az anyag szerkezetének megértése A folytonos anyagképtől az elemi részekig Két fő fogalmi váltás Démokritosz Arisztotelész Égi fizika Földi fizika egyesítése Newton filozófiájában mennyiségi értelmezés Kémia mérleg Arányok (elem, vegyület, keverék) 39

40 Fogalmi differenciálódás Az anyag részecskékből áll: atomok, ionok, molekulák, elemi részecskék, elektron, proton, neutron, Kvarkok…. Hő és hőmérséklet Erő – energia: erőmű

41 A matematikai modellezés bevezetése a fizikába, Galilei Történeti szemlélet alkalamzása A szabadesés leírása A sebesség – idő függvény megalkotása és kiintegrálása Egy téglalap „területe”: 5 m. Első időegység: 5 m. Következőkben 10 m a növekedés. Ez az egyenes meredeksége, a sebesség-idő függvény deriváltja, vagyis a gyorsulás! A görbe alatti terület: út, integrálás!

42 A természettudományos megismerés módszertana Modellalkotás A fizika történetében Galilei volt az, aki első ízben beszélt a mellékes hatások elhanyagolásának szükségességéről, elképzelte, hogy milyen is lehet az úgynevezett „ideális” eset. Ő volt az, aki ezzel bevezette modellalkotást a természettudományos jelenségek leírásához, mely kiemeli a lényeges elemeket és a többit elhanyagolja, egyszerűsít, és ezzel a jelenséget hozzáférhetővé teszi a matematikai tárgyalás számára. Matematika és empíria összhangja. Napjainkban ez kiegészül a különböző számítógépes szimulációs programokkal.

43 A fogalmi fejlődés csigaház modellje. Részecskekép

44 További fejlődés A mozgással és a részecskeképpel kapcsolatos fogalmi rendszer fejlődése, további differenciálódása Biológiai, földrajzi ismeretek fejlődésének elősegítése Fizika további fejezeteinek fejlődése Mint megismerési módszer megjelenése a társadalomtudományokban Modern technika alapjai

45 2013. Fizika kritériumdolgozatból A közoktatásból kikerülő tanulók mennyire képesek a matematikában és a fizikában tanultak összekapcsolására és azok alkalmazására? A diákok képesek-e egy megadott grafikonból a szükséges adatokat kiolvasni, és azok, illetve korábbi fizikai ismereteik alapján további grafikonokat elkészíteni az adott mozgással kapcsolatban. Képesek-e egy időbeli folyamatot függvényként ábrázolni?

46 Készítse el az alábbi sebesség-idő grafikon (piros) alapján a test gyorsulás-idő és út-idő grafikonját! Jelölje a mozgás egyes szakaszait! Szalóki Dezső feladata ELTE Radnóti Gimnázium

47 Néhány jellegzetes út – idő függvény

48 Néhány jellegzetes gyorsulás – idő függvény

49 Kutatás alapú tanítás/tanulás (KAT) A módszer fő jellegzetessége az, hogy a diákok végezzenek kutatással kapcsolatos, illetve kutatás jellegű tevékenységeket a természettudomány tanulása során, mint: problémák keresése, kutatásra érdemes kérdések megfogalmazása, hipotézisek megfogalmazása, különböző alternatív magyarázatok megalkotása és elemzése, kutatások tervezése, vezetése, ellenőrző- és kontrollkísérletek végzése, megfelelő eszközök és technikák használata az adatok gyűjtéséhez, az adatok elemzése, különböző alternatív magyarázatok megalkotása és elemzése, a természettudományos érvek/indokok közlése. Például szabad-e locsolni……..?

50 Javasolt tevékenységek Vita arról, hogy mi a különbség egy témáról alkotott vélemény és egy tudományosan megalapozott vizsgálati eredmény között? Egyszerű mérések, vizsgálatok elvégzése alkalmasan megválasztott hipotézisek alapján. Hétköznapi probléma kísérleti vizsgálatának megtervezése, kivitelezése. Tudományos igényű probléma kísérleti vizsgálatának megtervezése, kivitelezése. Vita a modellezés szerepéről a természettudományos megismerésben.

51 Újszerű tanári szerep

52 Gazdag módszertani repertoár Differenciálás, motiváció, többféle megközelítés, kontextuselv, a gyerekek igényeihez való igazodás, Az ezekhez szükséges szaktárgyi tanulói tevékenységrendszer kidolgozása, pl. feladatlapok készítése. Nő a pedagógus szaktárgyi tudásának magas szintje iránti igény. Ez a szaktárgyi tudás azonban szorosan összefonódik az adott területen releváns gyermeki elképzelések, az erre vonatkozó kutatási eredmények alapos ismeretével.

53 Hagyományos témák kutatás alapú feldolgozásban Fizikai jelenségek történeti jellegű feldolgozása Sejtések, hipotézisek, vizsgálati lehetőségek, kísérleti összeállítások megtervezése, a kísérletek eredményei, kontrollkísérletek, következtetések levonása……. Demonstrációs kísérletek az iskolában Példák Galilei – a tudományos ismeretszerzés módszere Matematikai leírás – elhanyagolások, modellek - Az indukció jelenségének felfedezése (Faraday) - Az elektron, majd a pozitron felfedezése Véletlen felfedezések, majd tudományos igényű vizsgálatok, röntgen sugárzás Nukleáris kutatások, láncreakció

54 Napjaink új kísérleteinek, felfedezéseinek elemzése Gyorsabbak-e egyes neutrínók, mint a fény? - A CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire mai hivatalos neve European Organization for Nuclear Research) bejelentése, majd cáfolata - Fizikai Szemle cikk a mérésről és a kontrollmérésekről, a hiba okáról. - 3 különböző komment arról, hogy jól vagy rosszul tették a kutatók azt, hogy megtették a bejelentést. Felfedezeték-e a Higgs bozont? - Sokkal visszafogottabb volt a bejelentés.

55 A magyar diákoknak sok elszigetelt ismeretelem van a fejében, melyet iskolarendszerünk jól közvetít. → Az IEA méréseken jól teljesítenek. A magyar diákok esetében a sok ismeretelem nem alkot jól szervezett, alkalmazható tudásrendszert. → A PISA méréseken nem teljesítenek túl jól. Egyik lehetséges megoldás: újszerű tanulásszervezési módszerek, mint csoportmunka, projekt, KAT…..

56 Köszönöm a figyelmet! rad8012@helka.iif.hu http://members.iif.hu/rad8012/