Η κατανόηση της επιστήμης είναι απαραίτητη στη σημερινή κοινωνία. Η κατανόηση του κοινού για την επιστήμη επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τις εμπειρίες του σε σχολεία και επιστημονικές τάξεις. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό οι εκπαιδευτικοί επιστήμονες να κατανοήσουν την επιστήμη και να δώσουν μια ακριβή αναπαράσταση του στην τάξη τους. Η επιστήμη ορίζεται ως
- σώμα της γνώσης,
- μια διαδικασία έρευνας, και
- τους ανθρώπους που εμπλέκονται στην επιστημονική επιχείρηση.
Οι καθηγητές επιστήμης συνήθως επικεντρώνονται στο σώμα της γνώσης που σχηματίζει την πειθαρχία τους. Οι μαθητές θα πρέπει επίσης να κατανοήσουν τη διαδικασία της επιστημονικής έρευνας. η κατανόηση θα πρέπει να έρθει μέσα από τις εμπειρίες τους με τη διαδικασία στην τάξη των Επιστημών και έξω από το σχολείο.
Τι ακριβώς εννοούμε με το "έρευνα";
Η «έρευνα» αναφέρεται στην επιστημονική εκπαιδευτική βιβλιογραφία για να ορίσει τουλάχιστον τρεις διακριτές, αλλά αλληλένδετες κατηγορίες δραστηριοτήτων:
- Τι κάνουν οι επιστήμονες (διερεύνηση επιστημονικών φαινομένων με τη χρήση επιστημονικών μεθόδων για να εξηγήσει τις πτυχές του φυσικού κόσμου);
- Πώς μαθαίνουν οι μαθητές (επιδιώκοντας επιστημονικά ερωτήματα και συμμετέχοντας σε επιστημονικά πειράματα εξομοιώνοντας τις πρακτικές και τις διεργασίες που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες) · Και
- μια παιδαγωγική, ή διδακτική στρατηγική, που υιοθετείται από τους εκπαιδευτικούς της επιστήμης (σχεδιάζοντας και διευκολύνοντας μαθησιακές δραστηριότητες που επιτρέπουν στους σπουδαστές να παρατηρούν, να πειραματίζονται και να επανεξετάζουν αυτό που είναι γνωστό υπό το πρίσμα των αποδεικτικών στοιχείων) (minner et al., 2010).
Αυτή η συνύπαρξη του όρου εξηγεί εν μέρει τη σύγχυση που συνδέεται με την εφαρμογή της «επιστημονικής εκπαίδευσης που βασίζεται στην έρευνα» (IBSE), ένας όρος που χρησιμοποιείται ως ομπρέλα για διάφορες εκπαιδευτικές προσεγγίσεις, που χαρακτηρίζεται από τη διαφορετική έμφαση που δίνουν αυτές τις τρεις ξεχωριστές δραστηριότητες «έρευνας».
Το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας των ΗΠΑ ορίζει την έρευνα ως "ένα σύνολο αλληλένδετων διαδικασιών με τις οποίες οι επιστήμονες και οι μαθητές θέτουν ερωτήματα σχετικά με τον φυσικό κόσμο και διερευνούν φαινόμενα. με τον τρόπο αυτό, οι μαθητές αποκτούν γνώση και αναπτύσσουν μια πλούσια κατανόηση των εννοιών, των αρχών, των μοντέλων και των θεωριών... και να μαθαίνουν την επιστήμη με τρόπο που να αντικατοπτρίζει τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί η επιστήμη» (NRC, 1996: σελ. 214).
Η επιστημονική εκπαίδευση που βασίζεται στην έρευνα έχει επίσης περιγραφεί ως διδασκαλία και μάθηση επιστήμη ως έρευνα και μέσω έρευνας (Tamir, 1985 · Τσιάπαπττα, 1997. Σιών, 2004). Η εκμάθηση της επιστήμης ως έρευνα περιλαμβάνει την εκμάθηση του τρόπου με τον οποίο εξελίσσεται η επιστημονική προσπάθεια και την ανάλυση της διαδικασίας έρευνας που εκτελείται από άλλους, μερικές φορές χρησιμοποιώντας ιστορικές προοπτικές (Bybee, 2000. Σουάμπ, 1962). Η εκμάθηση της επιστήμης με έρευνα, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνει τον μαθητή στην αύξηση των ερευνητικών ερωτήσεων, τη δημιουργία μιας υπόθεσης, τον σχεδιασμό πειραμάτων για την επαλήθευση τους, την κατασκευή και την ανάλυση επιχειρημάτων που βασίζονται σε αποδεικτικά στοιχεία, την αναγνώριση εναλλακτικών εξηγήσεων, και την κοινοποίηση επιστημονικών επιχειρημάτων (Tamir, 1985).
Μάθηση βάσει έρευνας (IBL) στο Go-Lab
Η μάθηση βάσει έρευνας (IBL) αποκτά δημοτικότητα στα επιστημονικά προγράμματα, στη διεθνή έρευνα και διδασκαλία. Η μάθηση βάσει έρευνας είναι μια εκπαιδευτική στρατηγική στην οποία οι μαθητές ακολουθούν μεθόδους και πρακτικές παρόμοιες με εκείνες των επαγγελματιών επιστημόνων για την κατασκευή γνώσεων (Keselman, 2003). Πρόκειται για μια διαδικασία ανακάλυψης νέων αιτιακών σχέσεων, με τον μαθητή να διατυπώνει υποθέσεις και να τις δοκιμάζει με τη διεξαγωγή πειραμάτων ή/και την υποβολή παρατηρήσεων (Pedaste, Mäeots, Leijen, & Sarapuu, 2012).
Συχνά θεωρείται ως μια προσέγγιση για την επίλυση των προβλημάτων και περιλαμβάνει την εφαρμογή αρκετών δεξιοτήτων επίλυσης προβλήματος (Pedaste & Sarapuu, 2006). Η μάθηση βάσει έρευνας δίνει έμφαση στην ενεργό συμμετοχή και την ευθύνη του μαθητή για την ανακάλυψη γνώσεων που είναι νέες για τον μαθητή (de Jong & Van Joolingen, 1998). Σε αυτή τη διαδικασία, οι μαθητές συχνά διεξάγουν μια αυτοκατευθυνόμενη, μερικώς επαγωγική και μερικώς επαγωγικό μαθησιακή διαδικασία, κάνοντας πειράματα για να διερευνήσουν τις σχέσεις για τουλάχιστον ένα σύνολο εξαρτώμενων και ανεξάρτητων μεταβλητών (Βίλχελμ & Μπεϊσουουζεν, 2003).
Στα σχολεία, εστιάζουμε στους εκπαιδευόμενους: αυτό που είναι νέα γνώση για αυτούς δεν είναι-στις περισσότερες περιπτώσεις-νέες γνώσεις στον κόσμο, ακόμη και αν η προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευέλικτα από τους επιστήμονες για να κάνουν τις ανακαλύψεις τους νέας γνώσης. Επιπλέον, μια έρευνα δεν περιλαμβάνει πάντα εμπειρικές δοκιμές.
Η ιδέα της διδασκαλίας της επιστήμης με έρευνα έχει μακρά ιστορία στην εκπαίδευση της επιστήμης. Υπάρχει μια εξίσου μακρά ιστορία σύγχυσης σχετικά με το τι σημαίνει διδασκαλία επιστήμης μέσω έρευνας και, ανεξάρτητα από τον ορισμό, την εφαρμογή του στην τάξη. Η μάθηση με βάση την έρευνα έχει προωθηθεί επισήμως ως παιδαγωγική για τη βελτίωση της μάθησης της επιστήμης σε πολλές χώρες (Bybee et al., 2008 · Ο χούνσελ & ο Μακκούε, 2003. Minner et al., 2010), και από την έκδοση της «επιστημονικής εκπαίδευσης τώρα: μια ανανεωμένη παιδαγωγική για το μέλλον της Ευρώπης» (Rocard et al., 2007) διακήρυξε ως έναν από τους κορυφαίους εκπαιδευτικούς στόχους για την Ευρώπη (ακολουθώντας παρόμοιες δράσεις στις ΗΠΑ από την εθνική έρευνα Συμβούλιο, 1996, 2000 · Κέντρο εκπαίδευσης επιστήμης, 2007).
Η έρευνα φάσεις & τον κύκλο μάθησης της έρευνας
Η μάθηση με βάση την έρευνα φιλοδοξεί να συνεργαστεί με τους σπουδαστές σε μια αυθεντική επιστημονική διαδικασία ανακάλυψης. Από Παιδαγωγική σκοπιά, η σύνθετη επιστημονική διαδικασία χωρίζεται σε μικρότερες, λογικά συνδεδεμένες μονάδες που καθοδηγούν τους μαθητές και επιστήσουν την προσοχή σε σημαντικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής σκέψης. Αυτές οι μεμονωμένες μονάδες ονομάζονται φάσεις έρευναςκαι το σύνολο των συνδέσεων τους σχηματίζει έναν κύκλο έρευνας.
Ο τρόπος που παρουσιάζεται ένας κύκλος έρευνας συνήθως υποδηλώνει μια ταξινομημένη ακολουθία φάσεων. Ωστόσο, η μάθηση με βάση την έρευνα δεν είναι μια συνταγογραφημένη, ομοιόμορφη γραμμική διαδικασία. Οι συνδέσεις μεταξύ των φάσεων ενδέχεται να ποικίλλουν ανάλογα με το περιβάλλον.
Συχνά διαφορετικές περιγραφές των κύκλων έρευνας στην ερευνητική βιβλιογραφία χρησιμοποιούν διάφορες ορολογίες για να επισημάνετε φάσεις που είναι ουσιαστικά το ίδιο. Η προτίμηση για έναν όρο πάνω από μια άλλη δεν είναι επακόλουθη, εφόσον η ορολογία έχει προσδιοριστεί και κατανοηθεί σαφώς. Είναι σημαντικό να εξεταστεί ο τρόπος με τον οποίο τα στάδια της έρευνας αφορούν την πορεία κατά την οποία προχωρά η διαδικασία διερεύνησης.
Μετά από λεπτομερή ανάλυση των 32 άρθρων, η ανάλυση των περιγραφών και οι ορισμοί των φάσεων της έρευνας που παρουσιάστηκαν στα άρθρα που εξετάστηκαν οδήγησαν σε ένα νέο πλαίσιο μάθησης βάσει έρευνας, το οποίο περιλαμβάνει πέντε φάσεις γενικής έρευνας:
- Προσανατολισμό
- Σύλληψη
- Έρευνα
- Συμπέρασμα, και
- Συζήτηση.
Πλαίσιο εκμάθησης με βάση την έρευνα Go-Lab
Ορισμένες από τις φάσεις της έρευνας περιλαμβάνουν αρκετές υπο-διεργασίες, αλλά όλες οι φάσεις της διαδικασίας εκμάθησης έρευνας είναι στενά συνδεδεμένες μεταξύ τους και παρέχουν μια δομή με στόχο την αύξηση της αποδοτικότητας των μαθησιακών δραστηριοτήτων που διεξάγονται με διαδικτυακά εργαστήρια και πρόσθετα εκπαιδευτικά εργαλεία στην πύλη Go-Lab.
Στις πρώτες δύο φάσεις του κύκλου (προσανατολισμός και σχεδιασμός) δίνεται στους μαθητές η δυνατότητα να συλλέγουν πληροφορίες σχετικά με ένα ερευνητικό ερώτημα, να λαμβάνουν σημειώσεις και να χτίζουν υποθέσεις και ερωτήσεις που θέλουν να ερευνήσουν. Τα κατάλληλα εργαλεία (όπως τα πρότυπα εννοιολογικού-Map, το λογισμικό αναζήτησης, τα σημειωματάρια, οι υποθέσεις-οικοδόμος, κ. λπ.) για να βοηθήσουν τους σπουδαστές να εργαστούν μόνοι τους μπορούν να παρασχεθούν από τους εκπαιδευτικούς στους χώρους εκμάθησης έρευνας.
Η πραγματική αλληλεπίδραση με το διαδικτυακό εργαστήριο συμβαίνει στην τρίτη φάση, η έρευνα (η οποία περιλαμβάνει δραστηριότητες εξερεύνησης, πειραματισμού και διερμηνείας δεδομένων). Εδώ οι μαθητές συλλέγουν συγκεκριμένα δεδομένα και ελέγχουν αν μια υπόθεση είναι σωστή ή όχι, πραγματοποιώντας εξατομικευμένα διαδικτυακά πειράματα. Επίσης, οι μαθητές μπορούν να συγκεντρώσουν αποτελέσματα πειράματος και να διεξαγάγουν κατευθυνόμενη ερμηνεία των συλλεγόμενων δεδομένων.
Κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων φάσεων της διαδικασίας εκμάθησης έρευνας (συμπέρασμα και συζήτηση), οι μαθητές μαθαίνουν πώς να γράφουν επιστημονικές επεξηγήσεις που συνδέουν τις υποθέσεις τους με τα στοιχεία που συγκεντρώθηκαν κατά τη φάση της έρευνας. Επιπλέον, αντανακλούν τις μαθησιακές διαδικασίες και τα αποτελέσματά τους, συγκρίνοντας και συζητώντας τους με άλλους σπουδαστές. Οι εκπαιδευτικοί μπορούν να αξιολογήσουν τα μαθησιακά αποτελέσματα των μαθητών τους και να καθορίσουν περαιτέρω βήματα για τις επόμενες τάξεις.
Ο κύκλος εκμάθησης έρευνας αντιπροσωπεύει το βασικό σενάριο που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία χώρων εκμάθησης ερευνών στην πλατφόρμα σύνταξης του Go-Lab. Ωστόσο, παραμένει στον δάσκαλο πόσοι και ποιες φάσεις θα συμπεριληφθούν στο χώρο της. Για να πάρετε μερικές πρώτες ιδέες για άλλα σενάρια μαθησιακής μάθησης, τα οποία μπορούν να υποστηριχθούν με ένα χώρο μάθησης έρευνα, παρακαλούμε επισκεφθείτε τη σελίδα παιδαγωγικά σενάρια.
Το πλαίσιο έρευνας Go-Lab
Η έρευνα μάθησης είναι πιο αποτελεσματική;
Αρκετές ποσοτικές μελέτες στηρίζουν την αποτελεσματικότητα της μάθησης με βάση την έρευνα ως εκπαιδευτική προσέγγιση. Μια μετα-ανάλυση συγκρίνοντας την έρευνα με άλλες μορφές διδασκαλίας, όπως η άμεση διδασκαλία ή η μη υποβοηθούμενη ανακάλυψη, διαπίστωσε ότι η διδασκαλία της έρευνας είχε ως αποτέλεσμα την καλύτερη μάθηση (το μέσο μέγεθος του αποτελέσματος της d = 0,30) (Alfieri, Μπρουκς, Άλντριτς, & Tenenbaum, 2011).
Μια μετα-ανάλυση από τους Furtak, Σεγντέλ, ' ιβερσον και Μπριγκς (2012) ενσωμάτωσε μελέτες χρησιμοποιώντας ένα ευρύ φάσμα όρων για να περιγράψει τη μάθηση βάσει έρευνας (π.χ. μάθηση στην εκπαίδευση, κατασκευαστική διδασκαλία). ανέφεραν ένα συνολικό μέσο μέγεθος αποτελέσματος 0,50 υπέρ της ερευνητικής προσέγγισης πάνω από τις παραδοσιακές οδηγίες.
Μια θετική τάση που υποστηρίζει επιστημονικές οδηγίες σχετικά με τις παραδοσιακές μεθόδους διδασκαλίας βρέθηκε σε μια ερευνητική σύνθεση από τον minner, τον Λίβι και τον αιώνα. Αναθεώρηση 138 μελέτες ένα σαφές πλεονέκτημα ενδείκνυται για εκπαιδευτικές πρακτικές που βασίζονται σε έρευνες σε άλλες μορφές διδασκαλίας με εννοιολογική αντίληψη ότι οι μαθητές κερδίζουν από την μαθησιακή τους εμπειρία (minner et al., 2010).
Επιπλέον, έχει καταδειχθεί ότι η βασισμένη στο διαδίκτυο μαθησιακή μάθηση μπορεί να βελτιώσει τις διαφορετικές δεξιότητες έρευνας, όπως ο εντοπισμός προβλημάτων, η διατύπωση ερωτήσεων και Υποθέσεων, ο προγραμματισμός και η διεξαγωγή πειραμάτων, η συλλογή και η ανάλυση δεδομένων , παρουσιάζοντας τα αποτελέσματα, και αντλώντας συμπεράσματα (μέλεοι, Pedaste, & Sarapuu, 2008).
Τέλος, υπάρχουν συντριπτικά ερευνητικά στοιχεία ότι η έρευνα οδηγεί σε καλύτερη απόκτηση του τομέα (εννοιολογική) γνώση (de Jong, 2006a). Οι πρόσφατες τεχνολογικές προόδους αυξάνουν την επιτυχία της εφαρμογής της μαθησιακής μάθησης ακόμη περισσότερο (de Jong, Σωτηρίου, & Gillet, 2014). Οι φορείς εκπαιδευτικής πολιτικής σε παγκόσμιο επίπεδο θεωρούν τη μάθηση βάσει έρευνας ως ζωτικό στοιχείο για την οικοδόμηση μιας επιστημονικά τεκμηριωμένων Κοινότητας (Ευρωπαϊκή Επιτροπή, 2007 · Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας, 2000).
Αναφορές
Οι πληροφορίες που σχετίζονται με την έρευνα με βάση τη μάθηση λαμβάνουν από:
Φάσεις της μάθησης βάσει έρευνας: ορισμοί και ο κύκλος της έρευνας
Μάργκας Πένταστ, ΕΤ. Al.-εκπαιδευτική έρευνα κριτική 14 (2015) 47 – 61
https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003
Άλλα άρθρα που αναφέρονται:
Αλφιέρι, λ., Μπρουκς, π. Τζ., Άλντριτς, ν. Τζέι, & Τένενμπαουμ, H. R. (2011). Η διδασκαλία που βασίζεται στην ανακάλυψη ενισχύει τη μάθηση; Εφημερίδα Εκπαιδευτικής Ψυχολογίας, 103, 1 – 18. Ντόι: 10.1037/a0021017.
Bybee, τον ρ (2000). Διδασκαλία της επιστήμης ως έρευνα. Στο Van Zee, Χάριμαν (Ed.), έρευνα για τη μάθηση και τη διδασκαλία της επιστήμης. Ουάσιγκτον. PP 20 – 46.
de Jong, T., & Van Joolingen, W. R. (1998). Επιστημονική ανακάλυψη μάθηση με προσομοίωση υπολογιστών των εννοιολογικών τομέων. Ανασκόπηση της εκπαιδευτικής έρευνας, 68, 179 – 202. Ντόι: 10.2307/1170753.
de Jong, T. (2006a). Προσομοιώσεις υπολογιστών – τεχνολογικές προόδους στην ερευνητική μάθηση. Επιστήμη, 312, 532 – 533. Ντόι: 10.1126/επιστήμη. 1127750
Ντε Τζονγκ, τ., Σωτηρίου, σ., & Gillet, D. (2014). Καινοτομίες στην εκπαίδευση των ΒΛΑΣΤΟΚΥΤΤΆΡΩΝ: η Ομοσπονδία Go-Lab των διαδικτυακών εργαστηρίων. Έξυπνα μαθησιακά περιβάλλοντα, 1, 3. Οι πληροφορίες που σχετίζονται με την διερευνητική μάθηση λαμβάνουν από: φάσεις της μάθησης με βάση την έρευνα: ορισμοί και ο κύκλος έρευνας Μάργκας Πενταστ, ΕΤ. Al.-εκπαιδευτική έρευνα κριτική 14 (2015) 47 – 61 https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003
Furtak, E. M., Σεγντέλ, τ., ' ιβερσον, H., & Μπριγκς, εισαγγελέας (2012). Πειραματικές και οιονεί πειραματικές μελέτες διδακτικής επιστήμης με βάση την έρευνα. Ανασκόπηση της εκπαιδευτικής έρευνας, 82, 300 – 329. Ντόι: 10.3102/0034654312457206.
Κεσέλμαν, α. (2003). Υποστήριξη της εκμάθησης έρευνας με την προώθηση της κανονιστικής κατανόησης της πολυμεταβλητής αιτιότητας. Εφημερίδα έρευνας στη διδασκαλία Επιστημών, 40, 898 – 921. Ντόι: 10.1002/Tea. 10115.
Μέλεοι, M., Pedaste, M., & Σαραπίου, τ. (2011). Αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαδικασιών διερεύνησης σε ένα περιβάλλον εκμάθησης που βασίζεται στο Web. Στο 11th Διεθνές Συνέδριο IEEE για τις τεχνολογίες προηγμένης μάθησης, 6 – 8 Ιουλίου. Αθήνα, ΗΠΑ. Ντόι: 10.1109/ICALT. 2011.103.
Minner, D. D., Λέβι, α. Τζ, & αιώνας, J. (2010). Επιστημονική εκπαίδευση με βάση την έρευνα – τι είναι και τι σημασία έχει; Αποτελέσματα από μια ερευνητική σύνθεση χρόνια 1984 για να 2002. Εφημερίδα έρευνας στη διδασκαλία Επιστημών, 47, 474 – 496. Ντόι: 10.1002/Tea. 20347.
Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας (1996). Εθνικά πρότυπα επιστημονικής εκπαίδευσης. Ουάσινγκτον, Εθνική Ακαδημία Πρες.
Pedaste, M., Μέλεκους, μ., Λειζεν, α., & Σαραπίου, σ. (2012). Βελτίωση των δεξιοτήτων έρευνα των μαθητών μέσω προβληματισμού και αυτορύθμισης. Τεχνολογία, διδασκαλία, γνωστική λειτουργία και μάθηση, 9, 81 – 95.
Pedaste, M., & Σαραπίου, τ. (2006). Ανάπτυξη ενός αποτελεσματικού συστήματος υποστήριξης για την έρευνα μάθησης σε ένα περιβάλλον που βασίζεται στο Web. Εφημερίδα υποβοηθούμενης μάθησης μέσω υπολογιστή, 22 (1), 47 – 62.
Rocard, κ., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Χέντρικσον, H., & Hemmo, V. (2007). Επιστημονική εκπαίδευση τώρα: μια ανανεωμένη παιδαγωγική για το μέλλον της Ευρώπης. Βρυξέλλες: Ευρωπαϊκή Επιτροπή: γενική διεύθυνση έρευνας.
Σουάμπ, Τζέι Τζει (1962). Η διδασκαλία της επιστήμης ως έρευνα. Στο Brandwein, P.F. (Ed.), η διδασκαλία της επιστήμης. Κέμπριτζ: Πανεπιστήμιο του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ.
Ταμίρ, π. (1985). Ανάλυση περιεχομένου με εστίαση στην έρευνα. Ημερολόγιο σπουδών, 17 (1), PP 87-94.
Τσιάπαπέτα, Ε.Λ. (1997). Επιστήμη με βάση την έρευνα: στρατηγικές και τεχνικές για την ενθάρρυνση της έρευνας στην τάξη. Ο καθηγητής Επιστημών, 64 (10), PP 22-26.
Βίλχελμ, π., & Μπεϊσούσουζεν, J. J. (2003). Εφέ περιεχομένου σε αυτοκατευθυνόμενη επαγωγική μάθηση. Μάθηση και διδασκαλία, 13, 381 – 402. Ντόι: 10.1016/S0959-4752 (02) 00013-0.
Σιών, μ, Σλέζακ, μ, Σαβάιρα, Ντι, Λινκ, ε, Μπασάν, ν, Μπράιερ, μ, Όριαν, τ, Νουσινβίβιτς, ρ, Κορτ, δ, Μπαγκσεντ, β, Μενδελόβιτσι, ρ, Βαλλιανίδης, ν,. (2004). δυναμική, ανοικτή έρευνα στη βιολογία μάθηση. Επιστημονική εκπαίδευση, 88 (5), PP 728-753.
