Понимание науки имеет важное значение в современном обществе. Понимание обществом науки в значительной степени зависит от ее опыта в школах и научных классах. Поэтому важно, чтобы учителя естественных наук понимали науку и точно представляли ее в своих классах. Наука определяется как

  1. тело знаний,
  2. процесс расследования, и
  3. людей, участвующих в научном предприятии.

Преподаватели естественных наук обычно концентрируются на совокупности знаний, которые формируют их дисциплину. Студенты должны также понимать процесс научного исследования; понимание должно прийти через их опыт с процессом в классе науки и вне школы.

Что именно мы подразумеваем под "расследованием"?

"Следствие" упоминается в литературе по научному образованию для обозначения по крайней мере трех различных, но взаимосвязанных категорий деятельности:

  • что делают ученые (исследуя научные явления с помощью научных методов для объяснения аспектов физического мира);
  • как учатся студенты (преследуя научные вопросы и участвуя в научных экспериментах, подражая практикам и процессам, используемым учеными); И
  • педагогика, или стратегия преподавания, принятая преподавателями естественных наук (проектирование и содействие учебной деятельности, которая позволяет студентам наблюдать, экспериментировать и рассматривать то, что известно в свете доказательств) (Minner et al., 2010).

Такое сосуществование этого термина отчасти объясняет путаницу, связанную с внедрением "научного образования на основе запросов" (IBSE), термина, который сам по себе используется в качестве зонтика для различных образовательных подходов, характеризующихся различным акцентом, который они уделяют на этих трех различных "расследования" деятельности.

Национальный исследовательский совет США определяет расследование как "набор взаимосвязанных процессов, с помощью которых ученые и студенты ставят вопросы о природном мире и исследуют явления; при этом студенты приобретают знания и развивают богатое понимание концепций, принципов, моделей и теорий... и изучать науку таким образом, чтобы это отражало, как наука на самом деле работает" (NRC, 1996: p.214).

Научное образование, основанное на расследованиях, также было охарактеризовано как преподавание и обучение науки как расследование и расследование (Тамир, 1985; Кьяппетта, 1997; Сион и др., 2004). Изучение науки как исследования включает в себя изучение того, как продвигается научная деятельность, и анализ процесса исследования, выполняемого другими, иногда с использованием исторических перспектив (Bybee, 2000; Шваб, 1962). Изучение науки путем исследования, с другой стороны, включает в себя учащегося в повышении научных вопросов, генерации гипотезы, проектирование экспериментов для их проверки, построение и анализ аргументов, основанных на фактических данных, признавая альтернативные объяснения, и донести научные аргументы (Тамир, 1985).

Обучение на основе запросов (IBL) в Go-Lab

Обучение на основе запросов (IBL) набирает популярность в научных программах, международных исследованиях и преподавании. Обучение на основе запросов является образовательной стратегией, в которой студенты следуют методам и практикам, аналогичным методам профессиональных ученых, с тем чтобы построить знания (Keselman, 2003). Это процесс открытия новых причинно-следственных связей, с учащимся формулирования гипотез и тестирования их путем проведения экспериментов и / или проведения наблюдений (Педаште, Меотс, Leijen, и Сарапуу, 2012).

Часто он рассматривается как подход к решению проблем и включает в себя применение нескольких навыков решения проблем (Pedaste и Sarapuu, 2006). Обучение на основе запроса подчеркивает активное участие и ответственность учащегося за открытие новых для учащегося знаний (de Jong and van Joolingen, 1998). В этом процессе студенты часто проводят самостоятельный, частично индуктивный и частично дедуктивный процесс обучения, проводя эксперименты по изучению отношений по крайней мере по одному набору зависимых и независимых переменных (Wilhelm and Beishuizen, 2003).

В школах мы ориентируемся на учащихся: то, что является новым знанием для них, не является - в большинстве случаев - новыми знаниями в мире, даже если этот подход может быть гибко использован учеными при открытии новых знаний. Кроме того, расследование не всегда включает эмпирическое тестирование.

Идея преподавания науки по запросу имеет долгую историю в области научного образования. Существует столь же долгая история путаницы о том, что преподавание науки путем расследования средств и, независимо от определения, его осуществление в классе. Обучение на основе запросов официально пропагандируется как педагогика для улучшения научного обучения во многих странах (Bybee et al., 2008; Хаунселл и МакКьюн, 2003; Миннер и др., 2010), и после публикации "Научное образование сейчас: обновленная педагогика для будущего Европы" доклад (Rocard et al., 2007) провозгласил как один из главных образовательных целей для Европы (после аналогичных действий в США по национальным исследованиям Совет, 1996, 2000; Центр развития образования, Центр научного образования, 2007).

Фазы запроса и цикл обучения запросу

Обучение на основе запросов стремится вовлечь студентов в подлинный процесс научных открытий. С педагогической точки зрения сложный научный процесс делится на более мелкие, логически связанные единицы, которые направляют студентов и привлекают внимание к важным особенностям научного мышления. Эти отдельные единицы называются фазамизапроса, и их набор соединений формирует циклзапроса.

Способ представления цикла запросов обычно предполагает упорядоченную последовательность фаз. Тем не менее, обучение на основе запросов не является предписанным, единым линейным процессом. Соединения между фазами могут варьироваться в зависимости от контекста.

Часто различные описания циклов исследования в научной литературе используют различные терминологии для обозначения фаз, которые по существу одинаковы. Предпочтение одного термина другому не является последовательным до тех пор, пока терминология четко определена и понята. Важно изучить, как фазы расследования соотносятся с тем, по какому пути идет процесс рассуждений по расследованию.

После детального анализа 32 статей анализ описаний и определений фаз запроса, представленных в рассмотренных статьях, привел к разработке новой системы обучения на основе запросов, которая включает пять этапов общегорасследования:

  1. Ориентации
  2. Концептуализации
  3. Расследование
  4. Вывод, и
  5. Обсуждения.

Структура обучения на основе запросов Go-Lab

Некоторые из этапов расследования включают в себя несколько подпроцессов, но все этапы процесса обучения тесно связаны друг с другом и обеспечивают структуру, направленную на повышение эффективности учебной деятельности, проводимой с онлайн-лабораториями и дополнительные инструменты обучения на портале Go-Lab.

На первых двух этапах цикла (Ориентация и концептуализация) студентам предоставляется возможность собирать информацию по исследовательскому вопросу, делать заметки и строить гипотезы и вопросы, которые они хотят исследовать. Соответствующие инструменты (например, шаблоны концепт-карты, программное обеспечение поиска, скретчпады, гипотеза-строитель и т.д.), чтобы помочь студентам работать самостоятельно, могут быть предоставлены учителями в учебных пространствах для запросов.

Фактическое взаимодействие с онлайн-лабораторией происходит на третьем этапе исследования (который включает в себя исследования, эксперименты и интерпретации данных деятельности). Здесь студенты собирают конкретные данные и проверяют, верна гипотеза или нет, проводя персонализированные онлайн-эксперименты. Кроме того, студенты могут собирать результаты эксперимента и проводить руководствоваться интерпретацией собранных данных.

В течение последних двух этапов процесса обучения (Заключение и Обсуждение), студенты учатся писать научные объяснения, связывающие их гипотезы с доказательствами, собранными на этапе исследования. Кроме того, они размышляют о своих учебных процессах и результатах, сравнивая и обсуждая их с другими студентами. Преподаватели могут оценить результаты обучения своих учеников и определить дальнейшие шаги для следующих занятий.

Цикл обучения запросов представляет собой базовый сценарий, используемый для создания пространства для обучения запросу в авторской платформе Go-Lab. Тем не менее, остается до учителя, сколько и какие фазы, чтобы включить в ее пространство. Для того, чтобы получить некоторые первые идеи по другим сценариям обучения запроса, которые могут быть поддержаны с запросом Обучения пространства, пожалуйста, посетите страницу педагогических сценариев.

1

Рамки расследования Go-Lab

Является ли обучение в запросе более эффективным?

Ряд количественных исследований подтверждают эффективность обучения на основе запросов в качестве учебного подхода. Мета-анализ, сравнивая запрос с другими формами обучения, такими как прямое обучение или открытие без посторонней помощи, показал, что обучение в расследовании привело к лучшему обучению (средний размер эффекта d no 0.30) (Альфиери, Брукс, Олдрич, и Тененбаум, 2011).

Мета-анализ Фуртака, Зайделя, Айверсона и Бриггса (2012) включал исследования с использованием широкого спектра терминов для описания обучения на основе запросов (например, обучение мастерству, конструктивистское обучение); они сообщили об общем среднем размере эффекта 0,50 в пользу подхода к расследованию по сравнению с традиционной инструкцией.

Положительная тенденция, поддерживающая научно-исследовательскую инструкцию по сравнению с традиционными методами обучения, была обнаружена в исследовательском синтезе Миннера, Леви и Век. Обзор 138 исследований явное преимущество было указано для запроса на основе учебной практики по сравнению с другими формами обучения в концептуальном понимании, что студенты получают от их опыта обучения (Minner et al., 2010).

Кроме того, было продемонстрировано, что обучение на основе веб-исследований может улучшить различные навыки расследования, такие как выявление проблем, формулирование вопросов и гипотез, планирование и проведение экспериментов, сбор и анализ данных , представляя результаты и выводы (M'eots, Pedaste, и Сарапуу, 2008).

Наконец, существует неопровержимые доказательства исследований, что расследование приводит к лучшему приобретению доменных (концептуальных) знаний (de Jong, 2006a). Последние технологические достижения повышают успех применения обучения на основе запросов еще больше (de Jong, Sotiriou, и Gillet, 2014). Органы по вопросам политики в области образования во всем мире рассматривают обучение на основе расследований в качестве жизненно важного компонента в создании научно грамотного сообщества (Европейская комиссия, 2007 год; Национальный исследовательский совет, 2000 год).

Ссылки

Информация, относящаяся к исследованию на основе обучения берет из:

Фазы обучения на основе запросов: Определения и цикл расследования

Маргус Педасте и т.д. al. - Обзор образовательных исследований 14 (2015) 47-61

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

Другие статьи, упомянутые:

Альфиери, Л., Брукс,. Дж., Олдрич, Н.Дж., и Тененбаум, Х.Р. (2011). Улучшает ли обучение обучение обучение на основе открытий? Журнал педагогической психологии, 103, 1-18. doi:10.1037/a0021017.

Байби, Р.В. (2000). Преподавание науки как запрос. В ван Зее, Е.Х. (ed.), запрос в расследовании обучения и преподавания науки. Вашингтон, округ Колумбия: AAAS. стр. 20-46.

де Джонг, Т., и ван Joolingen, W. R. (1998). Обучение научным открытиям с помощью компьютерного моделирования концептуальных областей. Обзор образовательных исследований, 68, 179-202. doi:10.2307/1170753.

де Джонг, Т. (2006а). Компьютерное моделирование - технологический прогресс в обучении запросов. Наука, 312, 532-533. doi:10.1126/science.1127750

де Джонг, Т., Сотириоу, С., и Гиллет, Д. (2014). Инновации в образовании STEM: Федерация онлайн-лабораторий Go-Lab. Интеллектуальная учебная среда, 1, 3. Информация, относящаяся к расследованию на основе обучения берет из: Фазы расследования на основе обучения: Определения и запрос цикла Маргус Pedaste, и т.д. al. - Обзор образовательных исследований 14 (2015) 47-61 https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003

Фуртак, Е. М., Зайдель, Т., Айверсон, Х., и Бриггс, Д.К. (2012). Экспериментальные и квазиэкспериментальные исследования научного обучения на основе исследований. Обзор образовательных исследований, 82, 300-329. doi:10.3102/0034654312457206.

Кесельман, А. (2003). Поддержка обучения в запросе путем поощрения нормативного понимания многопеременной причинности. Научный журнал в преподавании науки, 40, 898-921. doi:10.1002/tea.10115.

Меотс, М., Педаште, М., и Сарапуу, Т. (2011). Взаимодействие между процессами запроса в веб-среде обучения. 11-я Международная конференция IEEE по передовым технологиям обучения, 6–8 июля. Афины, США. doi:10.1109/ICALT.2011.103.

Миннер, Д. Д., Леви, A. J., и век, J. (2010). Наука, основанная на запросах , - что это такое и имеет ли это значение? Результаты исследования синтеза лет 1984 до 2002 года. Научный журнал в преподавании науки, 47, 474-496. doi:10.1002/tea.20347.

Национальный исследовательский совет (1996). Национальные стандарты научного образования. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия Пресса.

Педаште, М., Меотс, М., Лейен, З., и Сарапуу, С. (2012). Улучшение навыков студентов запрос через отражение и саморегулирования леса. Технологии, инструкции, познания и обучения, 9, 81-95.

Педасте, М., и Сарапуу, Т. (2006). Разработка эффективной системы поддержки для обучения запросам в веб-среде. Журнал компьютерного обучения, 22(1), 47-62.

Рокард, М., Цермели,., Джорд, Д., Лензен, Д., Вальберг-Хенриксон, Х., Хеммо, В. (2007). Научное образование сейчас: обновленная педагогика для будущего Европы. Брюссель: Европейская комиссия: Генеральный директорат по исследованиям.

Шваб, Дж.Дж. (1962). Преподавание науки как запрос. В Брандвейне, П.Ф. (прим. Кембридж: Давление Гарвардского университета.

Тамир,. (1985). Анализ контента, ориентированный на расследование. Журнал учебных исследований, 17(1), стр. 87-94.

Кьяппетта, Э.Л. (1997). Наука, основанная на запросах: стратегии и методы поощрения расследования в классе. Учитель естественных наук, 64 (10), стр. 22-26.

Вильгельм,., и Бейшуйзен, JJ (2003). Контент-эффекты в самостоятельном индуктивном обучении. Обучение и обучение, 13, 381-402. doi:10.1016/S0959-4752 (02)00013-0.

Сион, М, Слепак, М, Шапира, Д., Линк, Э, Башан, Н. Брумер, М. Ориан, Т, Нуссиновиц, Р, Корт, Д., Акрест, Б, Менделевичи, Р, Валанидес, Н. (2004). Динамический, Открытый запрос в области биологии обучения. Научное образование, 88(5), стр. 728-753.