Att förstå vetenskapen är viktigt i dagens samhälle. Allmänhetens förståelse för vetenskapen påverkas till stor del av dess erfarenheter i skolor och klass rum i naturvetenskap. Det är därför viktigt att vetenskaps lärare förstår vetenskapen och ger en korrekt representation av den i sina klass rum. Vetenskapen definieras som en
- kunskaps mängd,
- en process för utredning, och
- de personer som är involverade i det vetenskapliga företaget.
Lärare i naturvetenskap koncentrerar sig oftast på den kunskap som utgör deras disciplin. Studenterna bör också förstå processen för vetenskaplig utredning; förståelsen bör komma genom deras erfarenheter med processen i det naturvetenskapliga klass rummet och utanför skolan.
Vad exakt menar vi med "förfrågan"?
"Utredning" hänvisas till i vetenskapliga läro litteraturen att utse minst tre distinkta men sammanlänkade kategorier av verksamhet:
- vad forskarna gör (undersöker vetenskapliga fenomen genom att använda vetenskapliga metoder för att förklara aspekter av den fysiska världen);
- hur eleverna lär sig (genom att bedriva vetenskapliga frågor och delta i vetenskapliga experiment genom att efterlikna de metoder och processer som används av vetenskaps män); Och
- en pedagogik, eller undervisnings strategi, antagen av vetenskaps lärare (utforma och under lätta inlärnings aktiviteter som gör det möjligt för eleverna att observera, experimentera och granska vad som är känt med tanke på bevis) (minner et al., 2010).
Denna samexistens av termen förklarar delvis förvirringen i samband med genomförandet av "enkät-baserad vetenskap utbildning" (IBSE), en term i sig som används som ett paraply för olika pedagogiska metoder, som kännetecknas av olika betoning de sätter dessa tre särskilda "undersöknings aktiviteter".
Den amerikanska nationella forsknings rådet definierar utredningen som "en uppsättning sammankopplade processer genom vilka forskare och studenter ställer frågor om den naturliga världen och undersöka fenomen; på så sätt tillägnar sig studenterna kunskap och utvecklar en rik förståelse för begrepp, principer, modeller och teorier... och lära sig vetenskap på ett sätt som återspeglar hur vetenskapen faktiskt fungerar "(NRC, 1996: p. 214).
Utredningsbaserad vetenskaplig utbildning har också beskrivits som undervisning och lärande vetenskap som utredning och genom utredning (Tamir, 1985; Chiappetta, 1997; Sion m. fl., 2004). Lärande vetenskap som utredning omfattar lärande om det sätt på vilket den vetenskapliga strävan fortskrider, och analysera undersöknings processen utförs av andra, ibland med hjälp av historiska perspektiv (Bybee, 2000; Schwab, 1962). Lärande vetenskap genom utredning, å andra sidan, innebär att eleven att öka forsknings frågor, generera en hypotes, utforma experiment för att kontrol lera dem, konstruera och analysera evidensbaserade argument, erkänner alternativa förklaringar, och förmedla vetenskapliga argument (Tamir, 1985).
Utredningsbaserad inlärning (IBL) i go-Lab
Den undersökningsbaserade inlärningen (IBL) ökar i popularitet inom naturvetenskapliga läro planer, internationell forskning och undervisning. Undersökningsbaserat lärande är en pedagogisk strategi där studenterna följer metoder och metoder som liknar professionella vetenskaps mäns för att konstruera kunskap (Keselman, 2003). Det är en process för att upptäcka nya kausala relationer, med eleven formulera hypoteser och testa dem genom att genomföra experiment och/eller göra observationer (Pedaste, Mäeots, leijen, & Sarapuu, 2012).
Ofta ses det som en metod för att lösa problem och innebär tillämpning av flera problemlösningsförmåga (Pedaste & Sarapuu, 2006). Undersökningbaserat lärande betonar aktivt deltagande och elevens ansvar för att upptäcka kunskap som är ny för eleven (de Jong & van Joolingen, 1998). I denna process utför studenterna ofta en självstyrd, delvis induktiv och delvis deduktiv inlärnings process genom att göra experiment för att undersöka relationerna för minst en uppsättning beroende och oberoende variabler (Wilhelm & Beishuizen, 2003).
I skolorna fokuserar vi på elever: det som är ny kunskap för dem är inte-i de flesta fall-ny kunskap till världen, även om man på ett flexibelt sätt kan använda sig av vetenskaps män för att göra sina upptäckter av ny kunskap. Dessutom innebär en utredning inte alltid empiriska tester.
Idén om att under Visa om vetenskap genom utredning har en lång historia inom naturvetenskaplig utbildning. Det finns en lika lång historia av förvirring om vad undervisning vetenskap genom utredning medel och, oavsett definition, dess genomförande i klass rummet. Utredningsbaserade lärande har officiellt främjats som en pedagogik för att förbättra vetenskap lärande i många länder (Bybee et al., 2008; Hounsell & McCune, 2003; Minner et al., 2010), och sedan offentliggörandet av "Science Education nu: en förnyad pedagogik för framtiden för Europa" rapport (Rocard et al., 2007) proklamerade som ett av de främsta utbildnings målen för Europa (efter liknande åtgärder i USA av den nationella forsknings Rådet, 1996, 2000; Utbildnings utvecklings Center, centrum för naturvetenskaplig utbildning, 2007).
Förfrågnings faserna & undersökningens inlärnings cykel
Undersökningsbaserat lärande strävar efter att engagera studenterna i en autentisk vetenskaplig upptäckts process. Ur ett pedagogiskt perspektiv är den komplexa vetenskapliga processen uppdelad i mindre, logiskt sammankopplade enheter som vägleder studenterna och uppmärksammar viktiga inslag i vetenskapligt tänkande. Dessa enskilda enheter kallas förfrågnings faseroch deras uppsättning anslutningar utgör en förfrågnings cykel.
Hur en enkät cykel presenteras brukar föreslå en ordnad sekvens av faser. Dock är undersökningsbaserat lärande inte en före skriven, enhetlig linjär process. Anslutningarna mellan faserna kan variera beroende på sammanhanget.
Ofta olika beskrivningar av förfrågningscykler i forsknings litteraturen använder olika terminologier för att märka faser som i huvudsak är desamma. En preferens för en term över en annan är inte följd så länge terminologin har definierats och förstås tydligt. Det är viktigt att undersöka hur förfrågnings faserna förhåller sig till den väg som en undersökningsresonerande process fortskrider.
Efter en detaljerad analys av 32 artiklar ledde analysen av beskrivningarna och de definitioner av förfrågnings faser som presenterades i de granskade artiklarna till ett nytt undersökningbaserat inlärnings ramverk som omfattar fem allmänna förfrågnings faser:
- Orientering
- Konceptualisering
- Undersökningen
- Slutsats, och
- Diskussion.
Go-Lab enkät-baserat lärande ramverk
Några av förfrågnings faserna omfattar flera del processer, men alla faser i inlärnings processen är nära förknippade med varandra och ger en struktur som syftar till att öka effektiviteten i de inlärnings aktiviteter som bedrivs med online-laboratorier och ytterligare inlärnings verktyg i go-Lab-portalen.
I de två första faserna av cykeln (orientering och konceptualisering) ges möjlighet för studenterna att samla in information om en forsknings fråga, ta anteckningar och bygga hypoteser och frågor som de vill undersöka. Lämpliga verktyg (som koncept-kartmallar, sökprogram, scratchpads, hypotes-Builder, etc.) för att hjälpa eleverna att arbeta på egen hand kan tillhandahållas av lärarna i utredningen inlärnings utrymmen.
Den faktiska interaktionen med online labbet sker i den tredje etappen, undersökningen (som omfattar prospektering, experiment och data tolkning verksamhet). Här samlar studenterna in specifika data och kontrollerar om en hypotes är korrekt eller inte genom att utföra personliga onlineexperiment. Dessutom kan studenterna samla in experiment resultat och genomföra guidad tolkning av insamlade data.
Under de två sista faserna av undersökningens inlärnings process (slutsats och diskussion) får studenterna lära sig att skriva vetenskapliga förklaringar som förbinder sina hypoteser med de bevis som samlats in under utrednings fasen. Vidare reflekterar de över sina inlärnings processer och resultat, och jämför och diskuterar dem med andra studenter. Lärarna kan utvärdera elevernas inlärnings resultat och definiera ytterligare steg för nästa klass.
Utbildnings cykeln för enkäten representerar det grundläggande scenariot som används för att skapa Frågeutbildningsplatser i plattformen för go-Lab-redigering. Men det är fortfarande upp till läraren hur många och vilka faser som ska inkluderas i hennes utrymme. För att få några första idéer om andra undersöknings scenarier lärande, som kan stödjas med en utredning lärande rymden, besök sidan pedagogiska scenarier.
Den go-Lab utredning ram
Är utredningen mer effektiv?
Flera kvantitativa studier stöder effektiviteten i undersökningsbaserade lärande som ett pedagogiskt förhållnings sätt. En meta-analys jämföra utredning till andra former av undervisning, såsom direkt instruktion eller oassisterad upptäckt, fann att utredningen undervisning resulterade i bättre inlärning (medel effekt storlek d = 0,30) (Alfieri, Brooks, Aldrich, & Tenenbaum, 2011).
En metaanalys av furtak, Seidel, Iverson och Briggs (2012) införlivade studier med hjälp av ett brett spektrum av termer för att beskriva undersökningbaserat lärande (t. ex. mästerskap lärande, konstruktivistisk undervisning); de rapporterade en total medel effekt storlek på 0,50 till förmån för undersöknings metoden över traditionell undervisning.
En positiv trend som stöder enkät-baserad vetenskap undervisning över traditionella undervisnings metoder hittades i en forsknings syntes av minner, Levy, och Century. Granska 138 studier en klar fördel var indicerat för utredning-baserade undervisnings metoder över andra former av undervisning i begrepps förståelse att eleverna vinner på sin inlärnings erfarenhet (minner et al., 2010).
Dessutom har det visats att webbaserad inlärning kan förbättra olika undersöknings färdigheter, såsom att identifiera problem, formulera fråge ställningar och hypoteser, planera och genomföra experiment, samla in och analysera data , presentera resultaten och dra satser (Mäeots, Pedaste, & Sarapuu, 2008).
Slutligen finns det överväldigande forsknings bevis att utredningen leder till bättre förvärv av domän (konceptuell) kunskap (de Jong, 2006A). De senaste tekniska framstegen ökar framgången med att tillämpa enkät-baserad inlärning ännu mer (de Jong, Sotiriou, & Gillet, 2014). Utbildningspolitiska organ världen över betraktar undersökningbaserat lärande som en viktig del i uppbyggnaden av en vetenskapligt kunnig gemenskap (Europeiska kommissionen, 2007; Nationella forsknings rådet, 2000).
Referenser
Informationen om undersökningsbaserad inlärning tar från:
Faser av undersökningbaserat lärande: definitioner och förfrågnings cykeln
Margus Pedaste, et. Al.-pedagogisk forskning Review 14 (2015) 47 – 61
https://doi.org/10.1016/j.edurev.2015.02.003
Andra artiklar som nämns:
Alfieri, L., Brooks, P. J., Aldrich, N. J., & Tenenbaum, H. R. (2011). Förbättrar identifieringsbaserad instruktion inlärning? Tid skriften för pedagogisk psykologi, 103, 1 – 18. Doi: 10.1037/a0021017.
Bybee, R.W. (2000). Undervisnings vetenskap som utredning. I van Zee, E.H. (ED.), frågande till utredning lärande och undervisning Science. Washington, DC: AAAS. s. 20 – 46.
de Jong, T., & van Joolingen, W. R. (1998). Vetenskaplig upptäckt inlärning med dator simuleringar av konceptuella domäner. Granskning av pedagogisk forskning, 68, 179 – 202. Doi: 10.2307/1170753.
de Jong, T. (2006A). Dator simuleringar – tekniska framsteg inom enkät inlärning. Vetenskap, 312, 532 – 533. Doi: 10.1126/vetenskap. 1127750
de Jong, T., Sotiriou, S., & Gillet, D. (2014). Innovationer i STEM utbildning: go-Lab Federation of Online Labs. Smarta inlärnings miljöer, 1, 3. Informationen om Undersökningbaserat lärande tar från: faser av undersökningsbaserade lärande: definitioner och undersöknings cykeln Margus Pedaste, et. Al.-pedagogisk forskning Review 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). Experimentella och kvasi-experimentella studier av undersökningsbaserad vetenskaplig undervisning. Granskning av pedagogisk forskning, 82, 300 – 329. Doi: 10.3102/0034654312457206.
Keselman, A. (2003). Stödjande utredning lärande genom att främja normativ förståelse för multivariabel kausalitet. Tid skriften för forskning i naturvetenskap undervisning, 40, 898 – 921. Doi: 10.1002/Tea. 10115.
Mäeots, M., Pedaste, M., & Sarapuu, T. (2011). Interaktioner mellan förfrågnings processer i en webbaserad inlärnings miljö. I elfte IEEE internationella konferensen om avancerad inlärnings teknik, 6-8 juli. Aten, USA. Doi: 10.1109/ICALT. 2011.103.
Minner D. D., uttaxering, A. J., & århundrade, J. (2010). Enkät-baserad vetenskap instruktion-vad är det och spelar det någon roll? Resultat från en forsknings syntes år 1984 till 2002. Tid skriften för forskning i naturvetenskap undervisning, 47, 474 – 496. Doi: 10.1002/Tea. 20347.
Nationella forsknings rådet (1996). Nationella vetenskapliga utbildnings standarder. Washington, DC: National Academy press.
Pedaste, M., Mäeots, M., leijen, Ä., & Sarapuu, S. (2012). Förbättra elevernas förfrågnings färdigheter genom reflektion och själv reglerings ställningar. Teknik, instruktion, kognition och lärande, 9, 81 – 95.
Pedaste, M., & Sarapuu, T. (2006). Utveckla ett effektivt stöd system för utredning av lärande i en webbaserad miljö. Tidning datorstödd inlärning, 22 (1), 47 – 62.
Rocard, M., Csermely, P., jorde, D., Lenzen, D., Walberg-Henrikson, H., & Hemmo, V. (2007). Naturvetenskaplig utbildning nu: en förnyad pedagogik för Europas framtid. Bryssel: Europeiska kommissionen: General direktoratet för forskning.
Schwab, J.J. (1962). Undervisningen i naturvetenskap som utredning. I Brandwein, PF (ED.), läran om vetenskapen. Cambridge: Harvard University Press.
Tamir, P. (1985). Innehålls analys med fokus på förfrågan. Journal av läro Plans studier, 17 (1), PP 87-94.
Chiappetta, E.L. (1997). Undersökningsbaserad vetenskap: strategier och tekniker för att uppmuntra till utredning i klass rummet. Vetenskaps läraren, 64 (10), PP 22-26.
Wilhelm, P., & Beishuizen, J. J. (2003). Innehålls effekter i självstyrd induktiv inlärning. Lärande och undervisning, 13, 381 – 402. Doi: 10.1016/S0959-4752 (02) 00013-0.
Sion, M, Slezak, M, Shapira, D, länk, E, Bashan, N, Brumer, M, Orian, T, Nussinowitz, R, domstolen, D, Agrest, B, Mendelovici, R, Valanides, N,. (2004). dynamisk, öppen utredning i biologi Learning. Naturvetenskaplig utbildning, 88 (5), PP 728-753.
