Zrozumienie nauki ma zasadnicze znaczenie w dzisiejszym społeczeństwie. Zrozumienie nauki przez społeczeństwo jest w dużej mierze uzależnione od doświadczeń w szkołach i klasach naukowych. Dlatego ważne jest, aby nauczyciele nauki rozumieli naukę i dawali im dokładną reprezentację w swoich klasach. Nauka jest definiowana jako

  1. ciało wiedzy,
  2. proces dochodzenia i
  3. osób zaangażowanych w przedsiębiorstwo naukowe.

Nauczyciele nauki koncentrują się zazwyczaj na ciele wiedzy, która stanowi ich dyscyplinę. Uczniowie powinni również rozumieć proces dochodzenia naukowego; zrozumienie powinno pochodzić z doświadczeń z procesem w klasie nauki i poza szkołą.

Co dokładnie rozumiemy przez "zapytanie"?

"Zapytanie" jest określone w literaturze dotyczącej edukacji naukowej w celu wyznaczenia co najmniej trzech odrębnych, lecz wzajemnie powiązanych kategorii działalności:

  • co naukowcy robią (badanie zjawisk naukowych poprzez wykorzystanie metod naukowych w celu wyjaśnienia aspektów świata fizycznego);
  • jak uczniowie uczą się (poprzez realizację pytań naukowych i angażowanie się w eksperymenty naukowe poprzez emulację praktyk i procesów wykorzystywanych przez naukowców); I
  • pedagogiki lub strategii nauczania, przyjętej przez nauczycieli nauki (projektowanie i ułatwianie działań edukacyjnych, które pozwalają uczniom obserwować, eksperymentować i przeglądać to, co jest znane w świetle dowodów) (Minner et al., 2010).

To współistnienie pojęcia wyjaśnia częściowo zamieszanie związane z wdrażaniem "śledczych edukacji naukowej" (IBSE), termin sam w sobie jako parasol dla różnych podejść edukacyjnych, charakteryzuje się różnym naciskiem kładą tych trzech odrębnych działań "śledczych".

Krajowa Rada badawcza USA definiuje dochodzenie jako "zbiór wzajemnie powiązanych procesów, dzięki którym naukowcy i studenci stwarzają pytania na temat świata przyrody i badają zjawiska; w ten sposób uczniowie zdobywają wiedzę i rozwijają bogate zrozumienie pojęć, zasad, modeli i teorii... nauki w sposób odzwierciedlający sposób, w jaki nauka rzeczywiście działa "(NRC, 1996: s. 214).

Oparte na zapytaniu nauczanie naukowe zostało również opisane jako nauka nauczania i uczenia się jako zapytanie i zapytanie (Tamir, 1985; Chiappetta, 1997; Syjon i wsp., 2004). Nauka nauka jako zapytanie obejmuje naukę o sposobie, w jaki postęp naukowy rozwija, i analizowanie procesu dochodzenia wykonywane przez innych, czasami przy użyciu perspektyw historycznych (Bybee, 2000; Schwab, 1962). Nauka nauki przez zapytanie, z drugiej strony, angażuje ucznia w podnoszenie pytań badawczych, generowanie hipotezy, projektowanie eksperymentów w celu ich weryfikacji, konstruowanie i analizowanie argumentów opartych na dowodach, uznając alternatywne wyjaśnienia, i komunikowanie argumentów naukowych (Tamir, 1985).

Nauka oparta na zapytaniu (IBL) w go-Lab

Nauka oparta na zapytaniu (IBL) zyskuje popularność w programach nauczania nauki, międzynarodowych badaniach i nauce. Nauka oparta na zapytaniu jest strategią edukacyjną, w której uczniowie podążają za metodami i praktykami podobnymi do tych zawodowych naukowców, aby zbudować wiedzę (Keselman, 2003). Jest to proces odkrywania nowych związków przyczynowo-skutowych, z uczniem formułowania hipotez i testowania ich poprzez przeprowadzanie eksperymentów i/lub dokonywania obserwacji (Pedaste, Mäeots, Leijen, & Sarapuu, 2012).

Często jest postrzegana jako podejście do rozwiązywania problemów i obejmuje stosowanie kilku umiejętności rozwiązywania problemów (Pedaste & Sarapuu, 2006). Uczenie się oparte na zapytaniu kładzie nacisk na aktywne uczestnictwo i odpowiedzialność ucznia za odkrycie wiedzy, która jest nowa dla ucznia (de Jong & van Joolingen, 1998). W tym procesie uczniowie często przeprowadzają samodzielny, częściowo indukcyjny i częściowo odedukcyjny proces uczenia się, wykonując eksperymenty w celu zbadania relacji dla co najmniej jednego zbioru zmiennych zależnych i niezależnych (Wilhelm & Beishuizen, 2003).

W szkołach skupiamy się na uczniach: co to jest nowa wiedza dla nich nie jest-w większości przypadków-nowa wiedza na świecie, nawet jeśli podejście może być elastycznie wykorzystywane przez naukowców w podejmowaniu ich odkryć nowej wiedzy. Ponadto dochodzenie nie zawsze wiąże się z badaniem empirycznym.

Idea nauczania nauki przez zapytanie ma długą historię w edukacji naukowej. Istnieje równie długa historia zamieszania o tym, co nauczanie nauki przez zapytanie oznacza i, niezależnie od definicji, jego realizacji w klasie. Nauka oparta na zapytaniu została oficjalnie promowana jako pedagogiki do doskonalenia nauki w wielu krajach (Bybee et al., 2008; Hounsell & McCune, 2003; Minner et al., 2010), a od czasu opublikowania raportu "Nauka o edukacji teraz: odnowiona Pedagogika dla przyszłości Europy" (Rocard et al., 2007) ogłoszonego jednym z najlepszych celów edukacyjnych dla Europy (w następstwie podobnych działań w USA przez National Research Rada, 1996, 2000; Centrum edukacji naukowej, 2007).

Fazy dochodzenia & cyklu uczenia się zapytań

Nauka oparta na zapytaniu dąży do zaangażowania uczniów w autentyczny naukowy proces odkrycia. Z perspektywy pedagogicznej, złożony proces naukowy jest podzielony na mniejsze, logicznie połączonych jednostek, które prowadzą studentów i zwrócić uwagę na ważne cechy myślenia naukowego. Te pojedyncze jednostki są nazywane fazami zapytań, a ich zestaw połączeń tworzy cykl zapytań.

Sposób przedstawienia cyklu zapytania zwykle sugeruje uporządkowaną sekwencję faz. Jednak uczenie się oparte na zapytaniu nie jest zalecanym, jednolitym procesem liniowym. Połączenia między fazami mogą się różnić w zależności od kontekstu.

Często różne opisy cykli śledczych w literaturze naukowej wykorzystują różne terminologie do etykietowania faz, które są zasadniczo takie same. Preferencja dla jednego terminu w stosunku do drugiego nie jest następstwem, dopóki terminologia została jasno zdefiniowana i zrozumiana. Ważne jest, aby zbadać, jak fazy dochodzenia odnoszą się do ścieżki, wzdłuż której przebiega proces rozumowania śledczego.

W następstwie szczegółowej analizy 32 artykułów, analiza opisów i definicji faz dochodzenia przedstawionych w recenzowanych artykułach doprowadziła do nowej struktury uczenia opartej na zapytaniu, która obejmuje pięć ogólnych faz dochodzenia:

  1. Orientacji
  2. Konceptualizacji
  3. Dochodzenia
  4. Wnioski i
  5. Dyskusji.

Platforma uczenia się oparta na zapytaniu go-Lab

Niektóre fazy dochodzenia obejmują kilka podprocesów, ale wszystkie fazy procesu uczenia się są ściśle ze sobą powiązane i zapewniają strukturę mającą na celu zwiększenie efektywności działań edukacyjnych prowadzonych w laboratoriach internetowych i dodatkowych narzędzi edukacyjnych w portalu go-Lab.

W pierwszych dwóch fazach cyklu (Orientacja i Konceptualizacja) okazja do zebrania informacji na temat pytania badawczego, zrobienia notatek i budowania hipotez i pytań, które chcą zbadać. Odpowiednie narzędzia (takie jak szablony map koncepcyjnych, oprogramowanie do wyszukiwania, scratchpady, hipoteza-budowniczy itp.), aby pomóc uczniom pracować samodzielnie mogą być świadczone przez nauczycieli w przestrzeni uczenia zapytań.

Rzeczywista interakcja z laboratorium online odbywa się w trzeciej fazie dochodzenia (w tym badania, eksperymenty i interpretacja danych działań). Tutaj uczniowie zbierają określone dane i sprawdzą, czy hipoteza jest poprawna, czy nie, prowadząc spersonalizowane eksperymenty online. Ponadto uczniowie mogą zebrać wyniki eksperymentu i przeprowadzić interpretację zebranych danych z przewodnikiem.

Podczas ostatnich dwóch faz procesu uczenia się (konkluzja i dyskusja) uczniowie uczą się, jak pisać naukowe wyjaśnienia łączące ich hipotezy z dowodami zgromadzonymi w fazie dochodzenia. Ponadto zastanawiają się nad ich procesami uczenia się i wynikami, porównując je z innymi uczniami. Nauczyciele mogą oceniać wyniki nauczania uczniów i określać kolejne etapy dla następnych zajęć.

Cykl uczenia zapytań reprezentuje podstawowy scenariusz używany do tworzenia zapytań o przestrzenie edukacyjne w programie go-Lab Authoring platform. Jednak pozostaje do nauczyciela, jak wiele i które fazy, aby włączyć do jej przestrzeni. W celu uzyskania pierwszych pomysłów na inne scenariusze uczenia zapytanie, które mogą być wspierane z zapytań Space Learning, odwiedź stronę scenariusze pedagogiczne.

1

Platforma zapytań go-Lab

Czy zapytanie jest bardziej efektywne?

Kilka badań ilościowych wspiera efektywność uczenia się opartego na zapytaniu jako podejście instruktażowe. Metaanaliza porównując zapytanie do innych form nauczania, takich jak bezpośrednie instrukcje lub niewspomagane odkrycie, stwierdził, że nauczanie śledcze spowodowało lepsze uczenie się (średnia wielkość efektu d = 0,30) (Alfieri, Brooks, Aldrich, & Tenenbaum, 2011).

Metaanaliza przeprowadzona przez Furtak, Seidela, Iversona i Briggs (2012) włączyła badania z wykorzystaniem szerokiego wachlarza terminów do opisania uczenia opartego na zapytaniu (np. Nauka o opanowaniu, konstruktywistyczne nauczanie); zgłaszali ogólny średni efekt wielkości 0,50 na korzyść podejścia śledczej w stosunku do tradycyjnej instrukcji.

Pozytywny trend wspierający zapytanie oparte nauka nauczania nad tradycyjnymi metodami nauczania został znaleziony w syntezie badań przez Minner, Levy, i Century. Przegląd 138 badań wyraźną przewagę wskazano na zapytanie oparte praktyk instruktażowych nad innymi formami nauczania w pojęciowy zrozumienia, że studenci zyskują z ich doświadczenia uczenia się (Minner et al., 2010).

Ponadto wykazano, że oparta na Internecie Nauka oparta na zapytaniach może poprawić różne umiejętności śledcze, takie jak identyfikowanie problemów, formułowanie pytań i hipotez, planowanie i przeprowadzanie eksperymentów, zbieranie i analizowanie danych , przedstawiając wyniki i wyciągając wnioski (Mäeots, Pedaste, & Sarapuu, 2008).

Wreszcie, istnieje przytłaczające dowody naukowe, że dochodzenie prowadzi do lepszego nabycia domeny (konceptualnej) wiedzy (de Jong, 2006A). Niedawne postępy technologiczne zwiększają sukces zastosowania uczenia opartego na zapytaniu jeszcze bardziej (de Jong, Sotiriou, & Gillet, 2014). Organy polityki edukacyjnej na całym świecie traktują uczenie się oparte na zapytaniu jako istotny element budowania społeczności naukowo-literowej (Komisja Europejska, 2007; Krajowa Rada badawcza, 2000).

Odwołania

Informacje dotyczące uczenia opartego na śledzeniu biorą pod uwagę:

Etapy uczenia się opartego na zapytaniu: definicje i cykl dochodzenia

Margus Pedaste, et. Al.-przegląd badań edukacyjnych 14 (2015) 47 – 61

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

Inne artykuły wymienione:

Alfieri, L., Brooks, P. J., Aldrich, N. J., & Tenenbaum, H. R. (2011). Czy Nauka oparta na odkryciu jest bardziej udoskonalona? Dziennik psychologii edukacyjnej, 103, 1 – 18. DOI: 10.1037/a0021017.

Bybee, R.W. (2000). Nauczanie naukowe jako zapytanie. W Van Zee, E.H. (Ed.), dociekania do zapytań uczenia się i nauczania nauki. Waszyngton, DC: AAAS. PP 20 – 46.

de Jong, T., & van Joolingen, W. R. (1998). Naukowe odkrycie nauka z symulacji komputerowych domen koncepcyjnych. Przegląd badań edukacyjnych, 68, 179 – 202. DOI: 10.2307/1170753.

de Jong, T. (2006A). Symulacje komputerowe – postęp technologiczny w nauczaniu zapytań. Nauka, 312, 532 – 533. DOI: 10.1126/nauka. 1127750

de Jong, T., Sotiriou, S., & Gillet, D. (2014). Innowacje w edukacji STEM: go-Lab Federacji laboratoriów internetowych. Inteligentne środowiska edukacyjne, 1, 3. Informacje związane z dochodzenia based learning bierze od: fazy uczenia opartego na zapytaniu: definicje i cykl dochodzenia Margus Pedaste, et. Al.-przegląd badań edukacyjnych 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). Eksperymentalne i quasi-eksperymentalne badania naukowe oparte na zapytaniu. Przegląd badań edukacyjnych, 82, 300 – 329. DOI: 10.3102/0034654312457206.

Keselman, A. (2003). Wspieranie uczenia się zapytań poprzez promowanie zrozumienia normatywnych przyczynowości. Dziennik badań naukowych w nauczaniu nauk ścisłych, 40, 898 – 921. DOI: 10.1002/Tea. 10115.

Mäeots, M., Pedaste, M., & Sarapuu, T. (2011). Interakcje między procesami zapytań w środowisku uczenia się opartego na sieci Web. Na 11. Międzynarodowa Konferencja IEEE NT. zaawansowanych technologii nauczania, 6 – 8 lipca. Ateny, USA. DOI: 10.1109/ICALT. 2011.103.

Minner, D. D., Levy, A. J., & Century, J. (2010). Nauka oparta na nauce-co to jest i ma znaczenie? Wyniki z badań lat syntezy 1984 do 2002. Dziennik badań naukowych w nauczaniu nauk ścisłych, 47, 474 – 496. DOI: 10.1002/Tea. 20347.

Krajowa Rada badawcza (1996). Krajowe standardy edukacji naukowej. Waszyngton: National Academy Press.

Pedaste, M., Mäeots, M., Leijen, Ä., & Sarapuu, S. (2012). Poprawa umiejętności śledczych uczniów poprzez odbicie i samoregulacji rusztowania. Technologia, instrukcja, poznanie i nauka, 9, 81 – 95.

Pedaste, M., & Sarapuu, T. (2006). Opracowanie skutecznego systemu wsparcia w zakresie uczenia się zapytań w środowisku opartym na sieci Web. Journal of Computer Assisted Learning, 22 (1), 47 – 62.

Rocard, M., Csermely, P., Jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henrikson, H., & Hemmo, V. (2007). Edukacja naukowa teraz: odnowiona pedagogiki dla przyszłości Europy. Bruksela: Komisja Europejska: Dyrekcja Generalna do badań naukowych.

Schwab, J.J. (1962). Nauczanie naukowe jako zapytanie. W Brandwein, od (Ed.), nauczanie nauki. Cambridge: Uniwersytet Harvarda prasa.

Tamir, s. (1985). Analiza treści skupiona na zapytaniu. Dziennik studiów Curriculum, 17 (1), PP 87-94.

Chiappetta, E.L. (1997). Nauka oparta na zapytaniu: strategie i techniki zachęcające do dochodzenia w klasie. Nauczyciel nauki, 64 (10), PP 22-26.

Wilhelm, P., & Beishuizen, J. J. (2003). Efekty treści w samoukierunkowanej indukcyjnej nauce. Nauka i instrukcja, 13, 381 – 402. DOI: 10.1016/S0959-4752 (02) 00013-0.

Syjon, M, Slezak, M, Shapira, D, link, E, Bashan, N, Brumer, M, Orian, T, Nussinowitz, R, sąd, D, agrest, B, Menicici, R, Valanides, N,. (2004). dynamiczne, otwarte zapytanie w biologii Learning. Edukacja naukowa, 88 (5), PP 728-753.