La comprensió de la ciència és essencial en la societat actual. La comprensió del públic de la ciència està molt influenciada per les seves experiències en escoles i aules de Ciències. Per tant, és important que els professors de Ciències entenguin la ciència i li donin una representació precisa de la mateixa a les seves aules. La ciència es defineix com un
- cos de coneixement,
- un procés d'investigació, i
- les persones involucrades en l'empresa científica.
Els professors de Ciències solen concentrar-se en el cos del coneixement que forma la seva disciplina. Els estudiants també han de comprendre el procés d' investigació científica; la comprensió ha de venir a través de les seves experiències amb el procés a l'aula de Ciències i fora de l'escola.
Què és exactament el que entenem per "investigació"?
"La investigació" es refereix a la literatura de l'educació científica per designar almenys tres categories diferents, però entrellaçada d'activitat:
- Què fan els científics (investigant els fenòmens científics mitjançant l'ús de mètodes científics per explicar aspectes del món físic);
- com aprenen els estudiants (seguint qüestions científiques i participant en experiments científics emulant les pràctiques i els processos emprats pels científics); I
- una pedagogia, o estratègia docent, adoptada pel professorat de la ciència (dissenyant i facilitant activitats d'aprenentatge que permetin als estudiants observar, experimentar i revisar el que es coneix a la llum de l'evidència) (Minner et al., 2010).
Aquesta convivència del terme explica en part la confusió associada amb la implementació de'l'educació científica basada en la investigació' (IBSE), un terme en si mateix utilitzat com a paraigua per a diversos enfocaments educatius, caracteritzat per l'èmfasi diferenciador que posen en aquestes tres activitats diferents d'investigació.
El Consell Nacional d'investigació dels Estats Units defineix la investigació com "un conjunt de processos interrelacionats pels quals els científics i els estudiants plantegen preguntes sobre el món natural i investiguen els fenòmens; en fer-ho, els alumnes adquireixen coneixements i desenvolupen una rica comprensió de conceptes, principis, models i teories... i aprendre la ciència d'una manera que reflecteix com la ciència realment funciona "(NRC, 1996: p. 214).
La investigació basada en l'educació científica també s'ha descrit com l'ensenyament i la ciència d'aprenentatge com la investigació i per la investigació (Tamir, 1985; Chiappetta, 1997; Zion et al., 2004). Aprendre la ciència com la investigació inclou l'aprenentatge sobre la forma en què l'esforç científic progressa, i analitzant el procés de la investigació realitzat per altres, de vegades utilitzant perspectives històriques (Bybee, 2000; Schwab, 1962). L'aprenentatge de la ciència per la investigació, d'altra banda, implica l'aprenent a fer preguntes de recerca, generant una hipòtesi, dissenyant experiments per a verificar-los, construint i analitzant arguments basats en l'evidència, reconeixent explicacions alternatives, i comunicar arguments científics (Tamir, 1985).
Aprenentatge basat en la investigació (IBL) a Go-Lab
Aprenentatge basat en la investigació (IBL) està guanyant popularitat en els currículums de Ciències, la recerca internacional i l'ensenyament. L'aprenentatge basat en la investigació és una estratègia educativa en la qual els estudiants segueixen mètodes i pràctiques similars als dels científics professionals per tal de construir coneixement (Keselman, 2003). És un procés de descoberta de noves relacions causals, amb l'aprenent formulant hipòtesis i provant-les realitzant experiments i/o realitzant observacions (Pedaste, Mäeots, Leijen, & Sarapuu, 2012).
Sovint es vist com una aproximació a la resolució de problemes i implica l'aplicació de diverses habilitats per a la resolució de problemes (Pedaste & Sarapuu, 2006). L'aprenentatge basat en la investigació emfatitza la participació activa i la responsabilitat dels alumnes per descobrir el coneixement que és nou a l'aprenent (de Jong & van Joolingen, 1998). En aquest procés, els estudiants sovint duen a terme un procés d'aprenentatge autodirigit, en part inductiu i en part deductiva fent experiments per investigar les relacions d'almenys un conjunt de variables dependents i independents (Wilhelm & Beishuizen, 2003).
A les escoles, ens centrem en els alumnes: el que és nou coneixement per a ells no és-en la majoria dels casos-nous coneixements al món, fins i tot si l'enfocament pot ser utilitzat de manera flexible pels científics en la realització dels seus descobriments de nous coneixements. A més, una investigació no sempre implica proves empíriques.
La idea de l'ensenyament de la ciència per la investigació té una llarga història en l'educació científica. Hi ha una història igualment llarga de confusió sobre el que l'ensenyament de la ciència mitjançant la investigació significa i, independentment de la definició, la seva implementació a l'aula. L'aprenentatge basat en la investigació s'ha promogut oficialment com una pedagogia per millorar l'aprenentatge de la ciència en molts països (Bybee et al., 2008; Hounsell & McCune, 2003; Minner et al., 2010), i des de la publicació de l' 'Science Education NOW: una renovada pedagogia de l'informe futur d'Europa (Rocard et al., 2007) proclamada com un dels principals objectius educatius per a Europa (seguint accions similars a EUA per part de la National Research Consell, 1996, 2000; Centre de desenvolupament educatiu, centre d'educació científica, 2007).
Les fases de consulta & el cicle d'aprenentatge de la consulta
L'aprenentatge basat en la investigació aspira a involucrar els estudiants en un procés de descobriment científic autèntic. Des d'una perspectiva pedagògica, el complex procés científic es divideix en unitats més petites i lògicament connectades que guien els estudiants i criden l'atenció sobre les característiques importants del pensament científic. Aquestes unitats individuals s'anomenen fases de recerca, i el seu conjunt de connexions forma un cicle de recerca.
La forma en que un cicle de consulta es presenta generalment suggereix una seqüència ordenada de les fases. No obstant això, l'aprenentatge basat en la investigació no és un procés prescrit, lineal uniforme. Les connexions entre les fases poden variar en funció del context.
Sovint diferents descripcions dels cicles de recerca en la literatura d'investigació utilitzen diverses terminologies per etiquetar les fases que són essencialment les mateixes. Una preferència per un terme sobre un altre no és conseqüència, sempre que la terminologia s'hagi definit i entès clarament. És important examinar com les fases de la investigació es refereixen al camí al llarg del qual un procés de raonament de la investigació procedeix.
Després d'una anàlisi detallada de 32 articles, l'anàlisi de les descripcions i les definicions de les fases de recerca presentades en els articles revisats va portar a un nou marc d'aprenentatge basat en la investigació que inclou cinc fases generals de recerca:
- Orientació
- Conceptualització
- Investigació
- Conclusió, i
- Discussió.
Framework Go-Lab d'aprenentatge basat en la investigació
Algunes de les fases de la investigació inclouen diversos subprocessos, però totes les fases del procés d'aprenentatge de la investigació estan estretament connectades entre si i proporcionen una estructura que aspira a augmentar l'eficiència de les activitats d'aprenentatge realitzades amb els laboratoris en línia i eines d'aprenentatge addicionals al portal Go-Lab.
En les dues primeres fases del cicle (orientació i conceptualització) es dóna l'oportunitat als alumnes per recopilar informació sobre una qüestió de recerca, prendre notes i construir hipòtesis i preguntes que volen investigar. Eines apropiades (com les plantilles de mapa conceptual, el programari de cerca, els coixinets d'apunts, la hipòtesi-constructor, etc.) per ajudar els estudiants a treballar pel seu compte pot ser proporcionat pels professors en els espais d'aprenentatge de la investigació.
La interacció real amb el laboratori en línia succeeix en la tercera fase, la investigació (que inclou activitats d'exploració, experimentació i interpretació de dades). Aquí els alumnes recullen dades concretes i comproven si una hipòtesi és correcta o no mitjançant la realització d'experiments personalitzats en línia. A més, els estudiants poden recollir els resultats de l'experiment i realitzar la interpretació guiada de les dades recollides.
Durant les dues últimes fases del procés d'aprenentatge de la investigació (conclusió i discussió), els estudiants aprenen a escriure explicacions científiques relacionant les seves hipòtesis amb les evidències recollides durant la fase d'investigació. A més, es reflecteixen en els seus processos d'aprenentatge i resultats, comparant i discutint amb altres estudiants. Els professors poden avaluar els resultats d'aprenentatge dels seus alumnes i definir més passos per a les següents classes.
El cicle d'aprenentatge de la investigació representa l'escenari bàsic utilitzat per crear espais d'aprenentatge de la recerca a la plataforma de creació de laboratori Go-Lab. No obstant això, segueix sent fins al mestre quants i quines fases incloure en el seu espai. Per tal d'obtenir algunes primeres idees sobre altres escenaris d'aprenentatge de la investigació, que poden ser recolzats amb un espai d'aprenentatge de la investigació, si us plau visiti la pàgina escenaris pedagògics.
El marc d'investigació Go-Lab
La investigació és aprendre més eficaç?
Diversos estudis quantitatius donen suport a l'efectivitat de l'aprenentatge basat en la investigació com a aproximació instruccional. Una meta-anàlisi de comparació de la investigació a altres formes d'instrucció, com la instrucció directa o descoberta no assistida, va trobar que l'ensenyament de la investigació va resultar en un millor aprenentatge (mida de l'efecte mitjà de d = 0,30) (Alfieri, Brooks, Aldrich, & Tenenbaum, 2011).
Una metaanàlisi de Furtak, Seidel, Iverson i Briggs (2012) va incorporar estudis utilitzant una àmplia gamma de termes per descriure l'aprenentatge basat en la investigació (per exemple, l'aprenentatge del mestratge, l'ensenyament constructivista); van informar d'una mida general d'efecte de 0,50 a favor de l'enfocament de la investigació sobre la instrucció tradicional.
Una tendència positiva que dóna suport a la investigació basada en la instrucció sobre els mètodes d'ensenyament tradicionals es va trobar en una síntesi de recerca per Minner, Levy, i Century. Revisant 138 estudis s'ha indicat un clar avantatge per a les pràctiques instructives basades en la investigació sobre altres formes d'instrucció en la comprensió conceptual que els estudiants obtenen de la seva experiència d'aprenentatge (Minner et al., 2010).
A més, s'ha demostrat que l'aprenentatge basat en la recerca basada en la web pot millorar les diferents habilitats de recerca, com ara identificar problemes, formular preguntes i hipòtesis, planificar i dur a terme experiments, recopilar i analitzar dades , presentant els resultats, i arribant a conclusions (Mäeots, Pedaste, & Sarapuu, 2008).
Finalment, hi ha proves aclaparadores d'investigació que la investigació condueix a una millor adquisició de domini (conceptual) de coneixements (de Jong, 2006a). Avenços tecnològics recents augmenten l'èxit de l'aplicació d'aprenentatge basat en la investigació encara més (de Jong, Sotiriou, & Gillet, 2014). Els cossos de política educativa de tot el món consideren l'aprenentatge basat en la investigació com un component vital en la construcció d'una comunitat científicament alfabetitzades (Comissió Europea, 2007; Consell Superior d'investigacions científiques, 2000).
Referències
La informació relacionada amb l'aprenentatge basat en la investigació està prenent:
Fases d'aprenentatge basat en la investigació: definicions i el cicle de consulta
Margus Pedaste, et. al.-examen de recerca educativa 14 (2015) 47 – 61
https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003
Altres articles esmentats:
Alfieri, L., Brooks, P. J., Aldrich, N. J., & Tenenbaum, H. R. (2011). La instrucció basada en la descoberta millora l'aprenentatge? Revista de Psicologia de l'educació, 103, 1 – 18. DOI: 10.1037/a0021017.
Bybee, R.W. (2000). Ensenyar la ciència com a consulta. En van Zee, E.H. STIEF (Ed.), inquieta en la investigació d'aprenentatge i ensenyament de Ciències. De Washington, DC: AAAS. PP 20 – 46.
de Jong, T., & van Joolingen, W. R. (1998). Aprenentatge científic per a la descoberta amb simulacions informàtiques de dominis conceptuals. Revisió de la recerca educativa, 68, 179 – 202. DOI: 10.2307/1170753.
de Jong, T. (2006a). Simulacions informàtiques-avenços tecnològics en l'aprenentatge de la investigació. Ciència, 312, 532 – 533. DOI: 10.1126/ciència. 1127750
de Jong, T., Sotiriou, S., & Gillet, D. (2014). Innovacions en l'educació STEM: la Federació Go-Lab de laboratoris en línia. Ambients intel·ligents d'aprenentatge, 1, 3. La informació relativa a la investigació basada en l'aprenentatge està prenent de: les fases d'investigació basada en l'aprenentatge: les definicions i el cicle de consulta de Margus Pedaste, et. al.-examen de recerca educativa 14 (2015) 47 – 61 https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003
Furtak, E. M., Seidel, T., Iverson, H., & Briggs, D. C. (2012). Estudis experimentals i quasi-experimentals de l'ensenyament de Ciències basades en la investigació. Revisió de la recerca educativa, 82, 300 – 329. DOI: 10.3102/0034654312457206.
Keselman, A. (2003). Suport a l'aprenentatge de la recerca promovent la comprensió normativa de la causalitat multivariable. Revista de recerca en ensenyament de la ciència, 40, 898 – 921. 10.1002/te. 10115.
Mäeots, M., Pedaste, M., & Sarapuu, T. (2011). Interaccions entre processos de recerca en un entorn d'aprenentatge basat en web. En l' 11a Conferència Internacional sobre tecnologies d'aprenentatge avançada del IEEE, del 6 al 8 de juliol. Athens, Estats Units. DOI: 10.1109/ICALT. 2011.103.
Minner, D. D., Levy, A. J., & Century, J. (2010). Investigació basada en la instrucció de Ciències-què és i és important? Resultats d'una síntesi de recerca anys 1984 a 2002. Revista de recerca en Didàctica de la ciència, 47, 474 – 496. 10.1002/te. 20347.
Consell Superior d'investigacions científiques (1996). Normes nacionals d'educació científica. Washington, DC: National Academy Press.
Pedaste, M., Mäeots, M., Leijen, Ä, & Sarapuu, S. (2012). Millorar les habilitats de recerca dels estudiants a través de la reflexió i les bastides d'autoregulació. Tecnologia, instrucció, Cognició i aprenentatge, 9, 81 – 95.
Pedaste, M., & Sarapuu, T. (2006). Desenvolupament d'un sistema de suport eficaç per a l'aprenentatge de la investigació en un entorn basat en la web. Revista d'aprenentatge assistit per ordinador, 22 (1), 47 – 62.
Rocard, M., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henrikson, H., & Hemmo, V. (2007). Ensenyament de la ciència ara: una renovada pedagogia pel futur d'Europa. Brussel·les: Comissió Europea: Direcció general de recerca.
Schwab, J.J. (1962). L'ensenyament de la ciència com la investigació. A Brandwein, P.F. (Ed.), l'ensenyament de la ciència. Universitat de Cambridge: Harvard University Press.
Tamir, P. (1985). Anàlisi de contingut centrat en la investigació. Revista d'estudis curriculars, 17 (1), pp 87-94.
Chiappetta, E.L. (1997). Ciència basada en la investigació: estratègies i tècniques per fomentar la investigació a l'aula. El professor de ciència, 64 (10), pp 22-26.
(A), Wilhelm, P., & Beishuizen, J. J. (2003). Efectes de contingut en l'aprenentatge inductiu autodirigit. Aprenentatge i instrucció, 13, 381 – 402. DOI: 10.1016/S0959-4752 (02) 00013-0.
Sió, M, Slezak, M, Shapira, D, Link, E, Bashan, N, Brumer, M, orian, T, Nussinowitz, R, Court, D, agrest, B, Mendelovici, R, Valanides, N,. (2004). recerca dinàmica, oberta en biologia d'aprenentatge. Educació científica, 88 (5), pp 728-753.
