A természettudományos és a matematikai ismeretek alapozása konstruálással, kísérletezéssel, modellezéssel Dr. Hegedűs Gábor, főiskolai tanár Kecskemét – Szekszárd – Szeged 2012.

Feltételezések Önmagában nem megoldás csupán a felsőoktatásban növelni a természettudományos és műszaki szakok keretszámának növelése Az elemi, de már az óvodás korban kell elkezdeni az érdeklődés koordinálását! A tevékenység általi tanulás erősíti a legjobban a pozitív tantárgyi attitűdök kialakítását és a hatékony tapasztalatszerzést. A tapasztalás nélkül nincsenek alapok a tudásépítkezéshez. A természettudományok közvetítésénél kiemelt szerepet kell szánni a csodálkozásnak és a motiváltságnak. A természettudományos ismeretek és a matematikai gondolkodás fejlesztésében az elméleti ismeretközvetítés helyett nagyobb teret kell biztosítani az alkotásnak, a modellezésnek, a kísérletezésnek!

A képzés céljai, feladatai Fő cél a közös tananyagfejlesztés, modelljátékok, játékos modellek. Ismerkedés a tevékenységorientált természettudományos és műszaki oktatás tanulásszervezési stratégiáival. A komplex természettudományos oktatás és a konstruktív ismeretelmélet összefüggéseinek bemutatása. Modellek készítése, érdekes kísérletek végzése. A természettudományos és acmatematika oktatásának érzelmi és értelmi motivációi Kreativitás a természettudományos és matematikai modellezésben. Kísérletek, modellezések tervezése. A természettudományos képzés szerepe a komplex személyiségfejlődésben

Érdekes technikatörténeti kísérletek Kísérletezések a levegővel. Bernoulli törvénye. Játékos kísérletezés. Kísérletek levegővel, vízzel. Pascal és Descartes kísérleteinek mai változatai. Gázok, folyadékok tulajdonságainak változása. A gőzgép elődje. Kísérletezés a sűrűséggel és a tömegközépponttal. Descartes és Archimédesz törvényei a mai iskolai gyakorlatban. Játékok a súrlódással és tapadással kapcsolatban. Mágnesesség. Az anyagok csoportosítása és tulajdonságai a konstruálás tükrében.

A konstruálás eszközei Építő és szerelő játékok Statikus és dinamikus építmények A papír tulajdonságai. Tartóoszlop papírból? A konstruálás és az díszítés kapcsolata. Dinamikus üdvözlő lapok tervezése, készítése. Játékok készítése különböző anyagokból. Az anyagok komplex alkalmazás a modellezésben. Természetes anyagok és a konstruálás és a modellezés kapcsolata.

Matematikai modellezés és konstruálás A matematikai gondolkodás fejlesztése papírhajtogatással. Az origami a matematikai gondolkodás és az emlékezet fejlesztésében. Sík és térbeli tangram. Egyszerű matematikai játékok készítése egyénileg és csoportban. A sík- és téridomok különböző formáinak megjelentetése a konstruálásban. A konstruálás, a kísérletezés a mennyiségek tanításában. A kombinatorika és a konstruálás kapcsolatai. Egyszerű számelméleti játékok házi készítése és kipróbálása.

Modellek és játékok fénnyel és hanggal. Színkeverési technikák. Pörgettyűk, búgattyúk. Egyszerű mozgásimitációk. Nagyítók készítése vízzel. „Camera obscura” készítése. Egyszerű fényelméleti modellezés A hőkígyó újszerű alkalmazása. Madzagos telefon készítése Színkeverés buborékfújással. Szappanbuborékok fújása sokféle különböző technikával Hangadó és egyszerű zenei eszközök készítése.

A modellezés és kísérletezés gyakorlata A képzésre kizárólagosan a tevékenykedtetés a meghatározó. A tapasztalatokhoz rendelünk hozzá elméletet, de csak a következtetés szintjén. A tanulásszervezési stratégiák és a módszerek is a közös tevékenység jut kifejezésre. A továbbiakban ennek demonstrálására képek láthatók.

Ajánlott irodalom Hans Joachim Fischer-Hegedűs Gábor (szerk.): Természet és technika a gyermekkorban Kézikönyv I., Kecskeméti Főiskola TFK. 2009. Hans-Joachim Fischer – Hegedűs Gábor (szerk.): Természet és technika a gyermekkorban Kézikönyv II., Kecskeméti Főiskola TFK. 2011. Hegedűs Gábor: Tévhitek és tananyagfejlesztés a gyermekkori természettudományos oktatásban. Kecskeméti Főiskola Tanítóképző Főiskolai Kar. 2011. Hegedűs Gábor: A tanulás biológiai és ismeretelméleti vonatkozásai. In: Hegedűs Gábor: (szerk.): Projektpedagógia – Projektmódszer XII., Kecskeméti Főiskola Tanítóképző Főiskolai Kar, 19-42. 2011. Hegedűs Gábor: A természettudományos és a matematikai gondolkodás alapozása konstruálással, kísérletezéssel a gyermekkorban. Szerkesztés alatt. Kézirat 2012.