Wissenschaft zu verstehen ist in der heutigen Gesellschaft von wesentlicher Bedeutung. Das Verständnis der Öffentlichkeit für Wissenschaft wird weitgehend durch ihre Erfahrungen in Schulen und naturwissenschaftlichen Klassenzimmern beeinflusst. Daher ist es wichtig, dass Naturwissenschaftslehrer Die Wissenschaft verstehen und sie in ihren Klassenzimmern genau umstellen. Wissenschaft ist definiert als

1. Wissenskörper,
2. ein Untersuchungsprozess und
3. personen, die am wissenschaftlichen Unternehmen beteiligt sind.

Wissenschaftslehrer konzentrieren sich in der Regel auf den Wissensstand, der ihre Disziplin bildet. Die Studierenden sollten auch den Prozess der wissenschaftlichen Untersuchungverstehen; das Verständnis sollte durch ihre Erfahrungen mit dem Prozess im naturwissenschaftlichen Klassenzimmer und außerhalb der Schule kommen.

Was genau meinen wir mit "Anfrage"?

"Untersuchung" wird in der wissenschaftlichen Bildungsliteratur erwähnt, um mindestens drei unterschiedliche, aber miteinander verknüpfte Tätigkeitskategorien zu bezeichnen:

• was Wissenschaftler tun (Untersuchung wissenschaftlicher Phänomene mit wissenschaftlichen Methoden, um Aspekte der physischen Welt zu erklären);
• wie die Schüler lernen (indem sie wissenschaftliche Fragen verfolgen und sich an wissenschaftlichen Experimenten beteiligen, indem sie die von Wissenschaftlern verwendeten Praktiken und Prozesse nachahmen); und
• eine pädagogische oder pädagogische Strategie, die von Naturwissenschaftslehrern angenommen wurde (Gestaltung und Erleichterung von Lernaktivitäten, die es den Schülern ermöglichen, zu beobachten, zu experimentieren und zu überprüfen, was im Lichte der Beweise bekannt ist) (Minner et al., 2010).

Diese Koexistenz des Begriffs erklärt zum Teil die Verwirrung, die mit der Umsetzung der "forschungsbasierten wissenschaftlichen Bildung" (IBSE) verbunden ist, ein Begriff, der an sich als Oberteil für verschiedene pädagogische Ansätze verwendet wird und durch die unterschiedliche Betonung gekennzeichnet ist, die sie zu diesen drei unterschiedlichen "Untersuchungstätigkeiten".

Der US National Research Council definiert die Untersuchung als "eine Reihe miteinander verbundener Prozesse, mit denen Wissenschaftler und Studenten Fragen zur natürlichen Welt stellen und Phänomene untersuchen; Dabei erwerben die Studierenden Wissen und entwickeln ein reiches Verständnis von Konzepten, Prinzipien, Modellen und Theorien... und lernen Wissenschaft in einer Weise, die widerspiegelt, wie Wissenschaft tatsächlich funktioniert" (NRC, 1996: S.214).

Die forschungsbasierte wissenschaftliche Bildung wurde auch als Lehr- und Lernwissenschaft als Untersuchung und Durchforschung beschrieben (Tamir, 1985; Chiappetta, 1997; Zion et al., 2004). Das Erlernen von Wissenschaft als Untersuchung umfasst das Erlernen des Fortschritts der wissenschaftlichen Bemühungen und die Analyse des von anderen durchgeführten Untersuchungsprozesses, manchmal unter Verwendung historischer Perspektiven (Bybee, 2000; Schwab, 1962). Das Erlernen von Wissenschaft durch Untersuchung hingegen beinhaltet den Lernenden darin, Forschungsfragen zu stellen, eine Hypothese zu erstellen, Experimente zu entwerfen, um sie zu verifizieren, evidenzbasierte Argumente zu konstruieren und zu analysieren, alternative Erklärungen zu erkennen, und die Vermittlung wissenschaftlicher Argumente (Tamir, 1985).

Inquiry-based Learning (IBL) im Go-Lab

Inquiry-based Learning (IBL) gewinnt an Popularität in den Lehrplänen der Naturwissenschaften, der internationalen Forschung und der Lehre. Inquiry-based Learning ist eine pädagogische Strategie, bei der die Schüler Methoden und Praktiken ähnlich denen professioneller Wissenschaftler folgen, um Wissen zu konstruieren (Keselman, 2003). Es ist ein Prozess der Entdeckung neuer kausaler Zusammenhänge, bei denen der Lernende Hypothesen formuliert und durch Experimente und/oder Beobachtungen testet (Pedaste, Mäeots, Leijen, & Sarapuu, 2012).

Oft wird es als ein Ansatz zur Lösung von Problemen angesehen und beinhaltet die Anwendung mehrerer Problemlösungsfähigkeiten (Pedaste & Sarapuu, 2006). Das untersuchungsbasierte Lernen betont die aktive Teilnahme und die Verantwortung des Lernenden, Wissen zu entdecken, das für den Lernenden neu ist (de Jong & van Joolingen, 1998). Dabei führen die Studierenden oft einen selbstgesteuerten, teils induktiven und teilweise deduktiven Lernprozess durch Experimente durch, um die Beziehungen für mindestens einen Satz abhängiger und unabhängiger Variablen zu untersuchen (Wilhelm & Beishuizen, 2003).

In den Schulen konzentrieren wir uns auf lernende Menschen: Was für sie neues Wissen ist, ist - in den meisten Fällen - kein neues Wissen für die Welt, auch wenn der Ansatz von Wissenschaftlern flexibel genutzt werden kann, um ihre Entdeckungen von neuem Wissen zu machen. Darüber hinaus beinhaltet eine Untersuchung nicht immer empirische Tests.

Die Idee, Wissenschaft durch Forschung zu lehren, hat eine lange Geschichte in der naturwissenschaftlichen Bildung. Es gibt eine ebenso lange Geschichte der Verwirrung darüber, was wissenschaft durch Forschung zu lehren bedeutet und, unabhängig von der Definition, ihre Umsetzung im Klassenzimmer. Forschungsbasiertes Lernen wurde in vielen Ländern offiziell als Pädagogik zur Verbesserung des wissenschaftlichen Lernens gefördert (Bybee et al., 2008; Hounsell & McCune, 2003; Minner et al., 2010), und seit der Veröffentlichung des Berichts "Science Education Now: A renewed Pedagogy for the Future of Europe" (Rocard et al., 2007) als eines der wichtigsten Bildungsziele für Europa proklamiert (nach ähnlichen Maßnahmen in den USA durch die National Research Rat, 1996, 2000; Education Development Center, Center for Science Education, 2007).

Die Untersuchungsphasen & der Untersuchungslernzyklus

Das forschungsbasierte Lernen strebt danach, die Studierenden in einen authentischen wissenschaftlichen Entdeckungsprozess einzubinden. Aus pädagogischer Sicht gliedert sich der komplexe wissenschaftliche Prozess in kleinere, logisch verbundene Einheiten, die die Studierenden führen und auf wichtige Merkmale des wissenschaftlichen Denkens aufmerksam machen. Diese einzelnen Einheiten werden als Untersuchungsphasenbezeichnet, und ihre Verbindungen bilden einen Abfragezyklus.

Die Art und Weise, wie ein Untersuchungszyklus dargestellt wird, deutet in der Regel auf eine geordnete Abfolge von Phasen hin. Das untersuchungsbasierte Lernen ist jedoch kein vorgeschriebener, einheitlicher linearer Prozess. Verbindungen zwischen den Phasen können je nach Kontext variieren.

Oft verwenden unterschiedliche Beschreibungen von Untersuchungszyklen in der Forschungsliteratur verschiedene Terminologien, um Phasen zu kennzeichnen, die im Wesentlichen gleich sind. Eine Präferenz für einen Begriff gegenüber einem anderen ist nicht folgenreich, solange die Terminologie klar definiert und verstanden wurde. Es ist wichtig zu untersuchen, wie sich die Untersuchungsphasen auf den Weg beziehen, auf dem ein Untersuchungsargumentationsprozess verläuft.

Nach einer eingehenden Analyse von 32 Artikeln führte die Analyse der Beschreibungen und der Definitionen der Untersuchungsphasen, die in den überprüften Artikeln vorgestellt wurden, zu einem neuen auf der Erhebung basierenden Lernrahmen, der fünf allgemeine Untersuchungsphasenumfasst:

1. orientierung
2. Konzeption
3. untersuchung
4. Fazit und
5. diskussion.

Go-Lab-Forschungs-basiertes Lernframework

Einige der Untersuchungsphasen umfassen mehrere Teilprozesse, aber alle Phasen des Untersuchungslernprozesses sind eng miteinander verbunden und bieten eine Struktur, die darauf abzielt, die Effizienz der Lernaktivitäten zu erhöhen, die mit Online-Laboren und zusätzliche Lerntools im Go-Lab Portal.

In den ersten beiden Phasen des Zyklus (Orientierung und Konzeptualisierung) erhalten die Studierenden die Möglichkeit, sich über eine Forschungsfrage zu informieren, Notizen zu machen und Hypothesen und Fragen zu erstellen, die sie untersuchen wollen. Geeignete Tools (wie Konzeptkartenvorlagen, Suchsoftware, Scratchpads, Hypothesen-Builder usw.), die den Schülern helfen, selbstständig zu arbeiten, können von den Lehrern in den Lernräumen für Anfragen bereitgestellt werden.

Die eigentliche Interaktion mit dem Online-Labor findet in der dritten Phase statt, der Untersuchung (die Explorations-, Experimentier- und Dateninterpretationsaktivitäten umfasst). Hier sammeln die Studierenden spezifische Daten und prüfen, ob eine Hypothese richtig ist oder nicht, indem sie personalisierte Online-Experimente durchführen. Außerdem können die Schüler Experimentierergebnisse sammeln und eine geführte Interpretation der gesammelten Daten durchführen.

In den letzten beiden Phasen des Untersuchungslernprozesses (Schlussfolgerung und Diskussion) lernen die Studierenden, wie sie wissenschaftliche Erklärungen schreiben, die ihre Hypothesen mit den während der Untersuchungsphase gesammelten Beweisen verknüpfen. Darüber hinaus reflektieren sie ihre Lernprozesse und -ergebnisse, vergleichen und diskutieren sie mit anderen Schülern. Die Lehrer können die Lernergebnisse ihrer Schüler auswerten und weitere Schritte für die nächsten Klassen definieren.

Der Lernzyklus "Anfrage" stellt das grundlegende Szenario dar, das zum Erstellen von Lernräumen für Anfragen in der Go-Lab-Authoring-Plattform verwendet wird. Allerdings bleibt es der Lehrerin überlassen, wie viele und welche Phasen sie in ihren Raum aufnehmen soll. Um erste Ideen zu anderen Lernszenarien zu erhalten, die mit einem Inquiry Learning Space unterstützt werden können, besuchen Sie bitte die Seite Pädagogische Szenarien.

Das Go-Lab Inquiry Framework

Ist das Lernen in der Anfrage effektiver?

Mehrere quantitative Studien unterstützen die Wirksamkeit des untersuchungsbasierten Lernens als lehrreichen Ansatz. Eine Metaanalyse, die die Untersuchung mit anderen Unterrichtsformen vergleicht, wie z. B. direkte Unterweisung oder nicht unterstützte Entdeckung, ergab, dass der Untersuchungsunterricht zu einem besseren Lernen führte (mittlere Wirkungsgröße von d = 0,30) (Alfieri, Brooks, Aldrich, & Tenenbaum, 2011).

Eine Metaanalyse von Furtak, Seidel, Iverson und Briggs (2012) beinhaltete Studien mit einer breiten Palette von Begriffen, um auf anfragebasiertes Lernen zu beschreiben (z. B. Mastery Learning, konstruktivistisches Lehren); sie berichteten von einer Gesamtdurchschnittswirkungsgröße von 0,50 zugunsten des Untersuchungsansatzes gegenüber dem traditionellen Unterricht.

Ein positiver Trend, der den forschungsbasierten wissenschaftlichen Unterricht über traditionelle Lehrmethoden unterstützt, wurde in einer Forschungssynthese von Minner, Levy und Century gefunden. Bei der Überprüfung von 138 Studien wurde ein klarer Vorteil für untersuchungsbasierte Unterrichtspraktiken gegenüber anderen Unterrichtsformen im konzeptionellen Verständnis ausgewiesen, die die Schüler aus ihrer Lernerfahrung gewinnen (Minner et al., 2010).

Darüber hinaus wurde gezeigt, dass webbasiertes, auf untersuchungenbasiertem Lernen unterschiedliche Untersuchungskompetenzen verbessern kann, wie z. B. das Identifizieren von Problemen, das Formulieren von Fragen und Hypothesen, die Planung und Durchführung von Experimenten, das Sammeln und Analysieren von Daten. , die Ergebnisse vorzustellen und Schlussfolgerungen zu ziehen (Mäeots, Pedaste, & Sarapuu, 2008).

Schließlich gibt es überwältigende Forschungsergebnisse, dass die Untersuchung zu einem besseren Erwerb von (konzeptionellem) Wissen führt (de Jong, 2006a). Die jüngsten technologischen Fortschritte erhöhen den Erfolg der Anwendung von untersuchungsbasiertem Lernen noch weiter (de Jong, Sotiriou, & Gillet, 2014). Bildungspolitische Einrichtungen weltweit betrachten das auf Derener Forschung basierende Lernen als einen wesentlichen Bestandteil beim Aufbau einer wissenschaftlich gebildeten Gemeinschaft (Europäische Kommission, 2007; Nationaler Forschungsrat, 2000).

Verweise

Die Informationen zu inquiry Based Learning stammen aus:

Phasen des untersuchungsbasierten Lernens: Definitionen und der Untersuchungszyklus

Margus Pedaste, et. al. - Educational Research Review 14 (2015) 47–61

https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003

Weitere erwähnte Artikel:

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