Ghid de elaborareGhid pentru profesori aupra elaborării materialelor didactice IBST pentru matematică i tiin e, folosindș ș ț
contexte de la locuri de muncă
Realizarea conexiunilor între predarea matematicii i aș tiin elor bazat pe metoda investigărilor (IBL – inquiry basedș ț
learning) i lumea muncii (WoWș
versiunea 0.96Data: 4-6-2014
1
ColofonTitlu MaScil WP3 – Ghid
Ghid pentru profesori aupra elaborării materialelor didactice IBST pentru matematică i tiin e, folosind contexte de ș ș țla locuri de muncă
Coordinator University of Education FreiburgProf. Dr. Katja Maaß
Pagina web www.mascil-project.euAutori Michiel Doorman, Sabine Fechner, Vincent
Jonker, Monica Wijers
Versiuni20140604 0.9620140512 0.91 20140428 0.920140320 0.820140312 0.7 20140306 0.6 20140224 0.520131204 0.420131031 0.320131023 0.220130715 0.1
CuprinsColofon...................................................................................................................................................... 2Cuprins...................................................................................................................................................... 2Introducere............................................................................................................................................. 3
Cadrul mascil .................................................................................................................................... 3Sugestii metodologice pentru elaborarea i transformarea materialelor șdidfactice IBST legate de lumea muncii.....................................................................................6
Caracteristici ale materialelor didactice IBST....................................................................6Caracteristici ale materialelor didactice legate de lumea muncii..............................8Sugestii pentru reformularea/adaptarea materialelor...............................................11Exemple............................................................................................................................................ 12
ablon pentru elaborarea materialelor didacticeȘ .........................................................17Fundamentarea teoretică..............................................................................................................18Bibliografie...........................................................................................................................................19
2
3
Introducere
În acest document descriem câteva sugestii pentru profesori i formatori privindș elaborarea, transformarea, formularea (reformularea) i adaptarea materialelorș didactice IBST (Inquiry Based Science Teaching) folosind context voca ionale deț la diferite locuri de muncă. Rolul acestui document este de a ajuta profesorii iș formatorii în a în elege cum i de ce materialele elaborate în cadrul projectuluiț ș mascil sprijină folosirea metodelor bazate pe investiga ii i pe curiozitate (IBL –ț ș Inquiry Based Learning) i cum se realizează conexiunea acestor materiale laș contexte reale de la locuri de muncă (WoW – World of Work). Mai mult ajută în selectarea i adaptarea materialelor ș mascil (sau chiar a materialelor tradi ionaleț din manuale, culegeri, proiecte, etc.) conform nevoilor i posibilită ilor proprii înș ț vederea promovării metodelor IBL i a realizării conexiunilor între acestea i aș ș contextelor legate de WoW.Mascil dore te să promoveze folosirea largă a metodelor IBST în colile generale,ș ș licee i colile profesionale. Inova ia majoră a proiectului ș ș ț mascil este de a realiza conexiuni autentice între metodele IBST folosite în coli i lumea muncii,ș ș reliefând semnifica ia tiin elor pentru elevii ărilor europene i motivând eleviiț ș ț ț ș în alegerea carierelor tiin ifice sau technologice. Pentru a atinge acest dezideratș ț mascil, în colaborare cu partenerii mascil (a se vedea: www.mascil-project.eu), colectează i publică exemple de materiale didactice pentru investiga ii, bazateș ț pe contexte voca ionale relevante.ț
Cadrul mascil Metodele bazate pe investigări i pe curiozitate (IBL) stimulează dezvoltareaș unui spirit întrebător i a unei atitudini deschise, bazate pe curiozitate, necesareș tinerilor pentru a înfrunta i a face fa ă într-un viitor incert i cu schimbăriș ț ș rapide. În mod fundamental, IBL este bazat pe faptul că studen ii adoptă oț atitudine activă, o abordare bazată pe întrebări proprii. Această abordare este un ingredient central în proiectul mascil. În Diagrama mascil am sistematizat aspectele principale ale metodelor IBL i a conexiunilor între IBL i WoW. Acesteș ș aspecte au caracter informativ i constituie cadrul general pentru elaborarea sauș reformularea materialelor didactice destinate activită ilor la clasă (Figura 1).ț
4
Figura 1: Cadrul mascil
Câteva caracteristici din acest cadru se referă la valorile recunoscute în procesul educa ional respectiv la scopul predării matematicii i a tiin elor.ț ș ș ț Caracteristicile enumerate la problemele IBL i la lumea muncii se referă directș la materialele didactice. În cele ce urmează vom detalia fiecare aspect.
În caracteristicile enumerate la problemele IBL, distingem patru criterii pentru problemele care sprijină metodele IBL1. Când elevii înva ă prin investigări, atunciț expolează situa ii, formulează întrebări, elaborează diferite planuri/scenariiț pentru investiga ii, experimentează în mod sistematic, interpretează iț ș evaluează rezultate, colaborează i comunică rezultatele ob inute. Acesteș ț procese sunt sprijinite prin probleme/sarcini ancorate în situa ii semnificativeț (pentru elevi). În unele cazuri problema de rezolvat nici nu este specificată, poate nici chiar formulată sau men ionată tocmai pentru a sprijini elevii înț
5
formularea problemelor relevante într-un context dat. Astfel elevii pot formula o serie de întrebări, probleme pe care le pot rezolva fără procedurile standard legate de cuno tin ele precedente. Când elevii leagă problemele la proceduriș ț standard (la metode de rezolvare, tipuri de exerci ii, etc.) atunci procesul deț investiga ie devine foarte limitat. În consecin ă problemele trebuie să aibăț ț poten ialul de a fi atacate prin strategii diferite. Această caracteristică depindeț însă foarte mult de cuno tin ele precedente, de nivelul de asimilare al acestorș ț cuno tin e de către elevi, deci profesorul are un rol implicit de adaptare alș ț problemelor respectiv de evaluare al solu iilor. ț
Problemele IBL nu ghidează elevii de-a lungul procesul de investiga ieț prin formularea întrebărilor, prin punctarea rezultatelor cheie în ra ionamentulț final, ci mai degrabă îi permit elevilor să cugete asupra întregului proces de investigare, asupra procesului de construc ie al ra ionamentelor, să elaborezeț ț planuri i să încerce aceste planuri, să compare planurile, strategiile folosite.ș
În final problemele IBL sprijină colaborarea i comunicarea între eleviș prin metodele de organizare al activită ilor, sau prin metodele de comunicare aleț rezultatelor (de exemplu prin prezentarea verbală, sau prin postere al rezultatelor). Caractersticile enumerate pentru „Lumea muncii” sunt pe scurt: contextul, rolul, activitatea i produsulș 1.
Contextul în care se formulează problema este legată de lumea muncii (WoW) această legătură nu este una superficială, ci una de fond. Totu i aceastăș conexiune poate fi foarte puternică dacă se folose te o practică autentică dinș WoW ca i context pentru învă are. Acesta de regulă oferă o motiva ie clară i oș ț ț ș nevoie de a cunoa te, de a rezolva problemele formulate. Conexiunea întreș problemă i WoW poate fi slabă, dacă problema este formulată în contextulș WoW, dar acest context nu este important în rezolvarea problemei, pe parcursul investiga iei. ț
Activită ileț elevilor trebuie să fie legate de practici autentice de la locul de muncă (cu toate implica iile privind folosirea dispozitivelor specifice). Ele potț fi mai mult sau mai pu in similare cu activitatea muncitorilor de la diferiteleț locuri de muncă si trebuie să reflecte caracteristicile unei munci reale cum ar fi: organizarea hierarhică, munca în echipă, divizarea sarcinilor, etc. Astfel activită ile trebuie să aibă un scop precis, să implice probleme reale i să scoatăț ș în eviden ă cum se folose te matematica sau tiin ele. Este foarte important caț ș ș ț elevii să folosească matematica i tiin ele în moduri i în contexte ce suntș ș ț ș determinate de lumea muncii. Dacă problemele i activită ile sunt similare cuș ț cele din manualele sau culegerile de probleme tradi ionale, atunci legătura cuț lumea muncii este foarte slabă. Pentru a rezolva problema elevii sunt pu i înș roluri profesionale legate de context i astfel în unele cazuri pot ie i din rolulș ș de elevi. Este de asemenea foarte important ca activitatea să fie finalizată prin crearea unui produs, care este similar cu un produs din lumea muncii.
Pentru ca o problemă să fie strâns legată de lumea muncii fiecare componentă (context, rol, activitate i produs) trebuie să fie explicită i clarăș ș pentru elevi. Nu este necesar ca toate cele patru componente să fie la fel de importante, dar la elaborarea materialului didactic este binevenit ca toate aceste componente să fie analizate profund.
1 O descriere mai detailată poate fi găsită în pagina mascil.
6
Sugestii metodologice pentru elaborarea și transformarea materialelor didfactice IBST legate de lumea munciiPunctul de pornire în elaborarea problemelor mascil reprezintă curicula na ională de matematică i de tiin e. Este foarte important ca problema să fie înț ș ș ț consens cu valorile i atitudinile acceptate de curicula na ională, cu sugestiileș ț metodologice precum i cu competen ele specifice formulate în curiculă. Este deș ț asemenea binevenit ca problema să acopere un con inut bine conturat dinț curicula na ională. După cum reiese din fundamantarea teoretică, folosireaț contexturilor i a practicilor autentice nu cauzează scăderea nivelului deș cuno tin e sau a nivelului de în elegere dacă problemele sunt elaborate în modș ț ț corespunzător.
Caracteristici ale materialelor didactice IBSTÎnainte de toate trebuie subliniat faptul că problemele pe care profesorul le dă elevilor au o influen ă majoră asupra procesului de învă are (atât din prismaț ț con inutului ca i prisma stilului de muncă). În această sec iune descriem câtevaț ș ț sugestii pentru elaborarea materialelor didactice care promovează învă areaț bazată pe investiga ii. Cu toate că o problemă, sau descrierea unei activită i înț ț sine nu poate promova învă area bazată pe investiga ii mai ales dacă presta iaț ț ț didactică a profesorului în timpul activită ilor împiedică procesul de investiga ieț ț prin formularea problemelor într-o manieră închisă, structurată, prin evaluare răspunsurilor pe parcurs, prin influen area clară a proceselor, etc., problemeleț care pot promova investiga iile trebuie să aibă caracteristicile enumerate în celeț ce urmează. Men ionăm că este posibil i situa ia inversă, când problemeț ș ț tradi ionale, clasice sunt prezentate, rezolvate i analizate astfel încât săț ș promoveze IBL-ul însă aceste caracteristici vor apărea i în aceste cazuri într-unș context mai larg.
1. Problema necesită investigația contextului Pentru a crea oportunită i de investiga ie, de explorare, problemele nu trebuie săț ț fie foarte structurate de la început. În multe manuale i culegeri de problemeș problemele sunt formulate în subpuncte tocmai pentru a-i ghida pe elevi în procesul de rezolvare. La problemele IBST elevul trebuie să aibă oportunitatea de a reflecta asupra structurării solu iei, asupra divizării în subproblemeț relevante. Acest aspect poate stimula procesul de investiga ie, cre te motiva iaț ș ț
i crează sim ul proprietă ii relativ la problemele pe care le rezolvă. În cadrulș ț ț proiectului PRIMAS au fost formulate o serie de sugestii metodologice pentru profesori în legătură cu folosirea problemelor nestructurate (a se vedea Tabelul 1).
7
Strategii IBL Sugestii pentru întrebări/îndemnuri adresate elevilor:
Acorda i timp elevilor să în eleagă ț țproblema i să se familiarizeze cu eașDiscuraja i graba, nu lăsa i să vă întrebe de la ț țînceput.
Nu te grăbi, în elege problema!ț Ce tii? ș Ce încerc să faci? Ce este fixat? Ce se poate schimba? Nu cere ajutor de la început – încearcă
să te gânde ti la o abordare posibilă. ș
Oferi i mai mult ajutor strategic i nu de ț șordin tehnic. Evita i simplificarea problemelor prin țprecizarea pa ilor pe care urmează să le șparcurgă elevii.
Cum ai putea porni? Ce ai încercat până acum? Ai încercat cazuri particulare? Cum ai putea sistematiza ideile? Po i găsi o reprezentare relevantă?ț
Încuraja i elevii în a găsi metode țalternative, abordări diferite pentru acea iș problemă. Încuraja i elevii în compararea ideilor, țmetodelor, strategiilor.
Po i ob ine acela rezultat altfel?ț ț ș Descrie metoda folosită i pentru ș
ceilal i!ț Care metodă i se pare mai bună i ț ș
pentru ce anume?
Încuraja i explica iile date de elevi (chiar ț ți cele gre ite, sau doar intuitive)ș ș
Cere i elevilor să elaboreze ra ionamente i săț ț ș le discute între ei.
Po i explica metoda folosită?ț Po i explica din nou, dar altfel?ț Po i reformula cu propriile cuvinte ce a ț
spus colegul? Po i redacta o explica ie?ț ț
Prezenta i metodele eficiente i ideile ț șexcep ionale doar la sfâr it.ț șCând elevii au făcut tot ce au putut, vor învă a țmai mult dintr-o abordare elegantă i șeficientă. Dacă prezenta i acestea la început, țvor încerca să imite metoda fără a în elege sauț a aprecia necesitatea acestuia, fără a în elege țlimitele de aplicabilitate.
Încerc să rezolv i eu, mă voi gândi cu șvoce tare.
Poate gre esc pe undeva, încerca i să ș țrepera i gre eala!ț ș
Solu ia poate fi îmbunătă ită...ț ț
Tabelul 1: Idei pentru folosirea problemelor nestructurate2
2. Problema permite rezolvare prin strategii multipleEste important ca elevii să facă diferen a între cea ce tiu deja i cea ce urmeazăț ș ș să înve e. Majoritatea problemelor din manuale i din culegeri au o solu ie unicăț ș ț care poate fi ob inută printr-o singură strategie. Problemele IBST sunt formulateț într-un context bogat i relevant astfel încât problema să fie relevantă,ș semnificativă pentru elev. Acest lucru depinde de cuno tin ele anterioare i câtș ț ș de familiar pare contextul pentru elev. Bogă ia contextului se referă la faptul căț problema nu implică doar o singură metodă/strategie de rezolvare, ba chiar contextul permite formularea unor probleme similare cu grad diferit de dificultate. În asemenea cazuri o parte din activitatea elevului este chiar clarificarea specifica iei pentru problema dată (sau poate chiar formulareaț
2 Sursă: http://www.primas-project.eu/artikel/en/1044/Tackling+unstructured+problems/
8
corectă a problemei) i găsirea unui procedeu pentru a rezolva problema. Peș parcursul acestui procedeu elevii încearcă să modeleze problema, să folosească diferite reprezentări, rela ii, idei. Aceste activită i sunt foarte importante pentruț ț a stimula creativitatea elevilor i pentru a experimenta ciclul de modelare.ș Câteva sugestii formulate în cadrul proiectului PRIMAS3 pentru a încuraja investiga iile elevilor:ț
- Introduce i contextul i ruga i elevii să identifice diferite problemeț ș ț- Stimula i simplificarea problemei (transpunerea într-un limbaj tiin ific) ț ș ț
i folosirea diferitelor reprezentăriș- Revizui i reprezentările folosite de elevi, cere i elevilor să perfec ioneze ț ț ț
reprezentările- Lăsa i elevii să rezolve problemeleț- Stimula i comunicarea rezultatelor, discu iile între eleviț ț- Analiza i întregul proces prin care au trecut eleviiț
3. Problema stimulează comunicarea și colaborareaProblemele IBST stimulează colaborarea i cer comunicarea (câteodată chiarș dezbaterea) rezultatelor către ceilal i prin rapoarte, prezentări, postere, etc.ț Aceste comunicări pot fi considerate câteodată produse finale i întărescș legăturile cu lumea muncii. La realizarea acestor comunicări este important analizarea aspectelor legate de scopul educa ional al problemelor, ancorareaț acestora atât în contextul tiin ific cât i în cel de dezvoltare personală. (ex. înș ț ș sporirea capacită ii de explorare, planificare, evaluare, colaborare, etc.). Acesteț scopuri educa ionale pot fi comunicate (de regulă chiar trebuie să fieț comunicate) în avans pentru a putea realiza un produs de calitate. Pe parcursul activită ilor se pot folosi păr i de auto-evaluare, evaluare între elevi, sauț ț evaluarea comună a unor produse realizate de al i elevi. La aceste evaluăriț criteriile de evaluare vor fi stabilite chiar de către elevi, important este să formuleze în mod clar criteriile i conform criteriilor formulate să analizeze, săș evalueze munca colegilor (sau chiar propria muncă).
Caracteristici ale materialelor didactice legate de lumea munciiProblemele care satisfac cerin ele unui material didactic ț mascil sunt cele care (i) sunt corelate cu cerin ele curiculei colare, (ii) sprijină metodele bazate peț ș investiga ii i (iii) sunt ancorate într-un context voca ional complex. Legătura cuț ș ț lumea muncii este asigurată de următoarele caracteristici: elevii au un rol profesional, deci ac ionează ca i „angaja i” reali la un loc de muncă i activitateaț ș ț ș lor este similară cu cea reală de la locul de muncă. Aceste activită i trebuie săț aibă un scop real, un con inut relevant i trebuie să iasă în eviden ă con inutulț ș ț ț matematic/ tiin ific folosit precum i modul de utilizare al acestuia. Rezultatulș ț ș activită ii trebuie să fie un produs pentru un grup intă bine conturat. Acesteț ț caracteristici sunt ilustrate într-un mod mai detaliat în următoarele subparagrafe.
1. Context vocațional bogatUn context voca ional oferă elevilor o în elegere profundă a utilită ii matematiciiț ț ț
i a tiin elor (ca scop i ca utilitate) în lumea muncii. Con inutul matematicș ș ț ș ț trebuie de asemenea să corespundă cerin elor curiculare. Pentru a identificaț
3 Sursă: http://www.primas-project.eu/artikel/en/1260/Student-led+inquiry/
9
contextele voca ionale potrivite a serie de ac iuni pot fi întreprinse. Înainte de aț ț începe, pute i:ț
- întreba elevii ce profesii îi interesează; - verfica dacă sunt deja incluse câteva contexte legate de lumea muncii în
materialele pe care le folosi i;ț- folosi cadrul mascil (Figura 1 i 2) pentru o mai bună în elegere a ș ț
dimensiunilor IBL i WoW.șPentru a afla cum este aplicată matematica i tiin a în diferitele profesii este ș ș țindicat să:
- vorbi i cu oameni de diferite profesii din rândul cuno tin elor personaleț ș ț- vorbi i (vizita i) un profesor care predă o disciplină voca ionalăț ț ț- citi i reviste destinate diferitelor tipuri de angaja iț ț- vizita i paginile web ale unor companii (muzee) i să căuta i materiale ț ș ț
educa ionaleț- vizita i diferite locuri de muncă.ț
După identificarea unui context corespunzător i a unor practici i activită i laș ș ț locul de muncă pute i începe elaborarea materialului didactic. Acesta este unț proces ciclic în care contextul, con inutul i posibilele activită i cu elevii se potț ș ț influen a reciproc, deci materialul didactic se va cristaliza doar după mai multeț cicluri de elaborare/planificare/încercare/analiză. Este indicat să
- furniza i elevilor oportunitatea de a explora contextul profesional: careț sunt activită ile tipice, uneltele, informa iile, limbajul, produsele,ț ț problemele de la locul de muncă, stc. Acest lucru se poate realiza prin vizionarea unui documentar, invitând cineva de la locul de muncă respectiv, vizitând locul de muncă respectiv, sau prin culegerea informa iilor din mediile virtualeț
- utiliza i o activitate din practică ( i conceptele matematice sau tiin ifice)ț ș ș ț ca i punct de plecare pentru structura activită ii;ș ț
- folosi i unelte, obiecte de la locul de muncă corespunzător; ț- adapta i contextul (prin modelare, simplificare, e.g. simplify, model, ț
schi area unor procese) complex pentru a fi accesibil elevilor fără însă a țpierde coeren a i autenticitatea problemei, aspectele IBL.ț ș
2. Elevii au roluri profesionale In materialul didactic încerca i să stabili i rolurile profesionale care seț ț incadrează în contextul problemei, nu numai cu scopul de a-i angrena în rezolvarea problemei, dar i cu inten ia de a-i crea posibilitatea în elegerii iș ț ț ș experimentării scopurilor i dificultă ilor ascunse a activită ilor pe care leș ț ț efectuează.
- Rolul poate fi foarte specific (ex. un arhitect) sau mai general (ex. un om de tiin ă). Descrierea îndatoririlor de la locul de muncă, locul de muncăș ț sau munca care trebuie efectuată poate fi descrisă în problemă.
- Poate dori i ca elevii să lucreze exact ca i cei de la locul de muncă, de ț șexemplu în echipe4, sau folosind o divizare a sarcinilor de lucru, lucrând cu anumite constrângeri, utilizând instrumente, unelte, date autentice
4 Acest aspect se referă i la stimularea colaborării i a comunicăriiș ș
10
- Observa ie: Rolul profesional să fie cât se poate de concret i specific. Deț ș exemplu dacă o activitate îndepline te toate criteriile unei activită i IBL,ș ț atunci am putea spune că rolul profesional este rolul unui cercetător. Cu toate astea acest rol s-ar putea să nu fie la fel de clar pentru elevi pe cât ne pare nouă deoarece rolul profesional nu este al unui cercetător dintr-un domeniu specific. Un argument similar este valabil i pentru rolul deș inginer la o activitate de design. În materialul didactic poate este necesar să include i i informa ii relevante despre rolul profesional pentru a evitaț ș ț confuziile.
3. Elevii efectuează activități legate de un loc de muncăMaterialul elaborat poate con ine mai multe activită i pe care elevii o vor ț țefectua. La descrierea i planificarea acestor activită i analiza i următoarele ș ț țaspecte:
- pe parcursul activită ii centrale să rezolve o problemă autentică, de la unț loc de muncă specificat, folosind concepte cunoscute, competen e iț ș proceduri matematice sau tiin ifice bine conturate. Toate celelalteș ț activită i să fie subordonate acestei probleme centrale;ț
- activită ile elevilor să fie similare sau analoage cu ac iunile, procesele,ț ț procedurile folosite la locurile de muncă. Câteva simplificări sau schi ăriț pot fi necesare dar ave i grijă să nu pierde i autenticitatea problemei,ț ț caracterul deschis i investigativ al contextului.ș
- Asigura i faptul că activită ile se incadrează în contextul descris i sunt înț ț ș concordan ă cu rolul profesional atribuit elevilor. ț
- Folosi i limbajul de la locul de muncă i realiza i legăturile necesare ț ș țdintre acest limbaj i limbajul tiin ific al disciplinei predate;ș ș ț
- Prezenta i activită ile astfel ca acestea să ofere oportunită i reale deț ț ț folosire al cuno tin elor matematice i tiin ifice a a cum sunt acesteaș ț ș ș ț ș folosite în contextul profesional. Pute i folosi unelte autentice, scheme,ț noti e, însemnări reale pentru a prezenta activită ile într-o manierăț ț autentică.
4. Produse legate de lumea munciiLa elaborarea unui material didactic ave i în vedere ca i scop final un produsț ș concret. Acest produs trebuie să reflecte natura locurilor de muncă la care se produc produse finite. Produsul poate fi un obiect realizat prin activită ileț efectuate dar poate fi un raport un criteriu decizional, etc. Ave i în vedereț următoarele aspecte:
- Produsul trebuie să fie în concordan ă cu contextul, cu rolul i cu ț șactivită ile;ț
- Asigura i-vă că acest produs se adresează unui segment (grup) intă bineț ț definit i concret. Dacă grupul intă nu este clar din natura problemei,ș ț atunci descrie i explicit acest grup (sau include i printre sarcinile elevilorț ț realizarea acestei descrieri). O definire clară a grupului intă va ajuta laț specificarea produsului.
- Cere i elevilor să includă un raport scurt (un log, noti e, etc.) prin careț ț explică modul în care au folosit matematica sau tiin ă în rezolvareaș ț problemei.
11
- Include i sugestii sau instrumente pentru a evalua produsul i procesul ț șde elaborare al produsului. Un astfel de exemplu se găse te în Figura 2ș 5.
-
Figura 2: O listă pentru a evalua procesul de elaborare i produsul.ș
Sugestii pentru reformularea/adaptarea materialelor
Reformularea problemelor structurate din manualePentru a realiza materiale didactice care să corespundă caracteristicilor mascil de regulă nu este necesar elaborarea unui material complet pornind de la zero. Un punct de pornire relativ u or de identificat poate fi o problemă dintr-oș culegere sau un manual cu un context voca ional corespunzător. La acesteț probleme activită ile descrise în manual sau culegere sunt de regulă structurate,ț formulate în formă închisă, etc. În acest caz pute i păstra contextul, schimba iț ț doar activită ile prin reformularea problemelor într-o manieră mai deschisă,ț prin formularea mai degrabă a unui scop, decât a unei probleme concrete, prin descrierea unei situa ii în contextul dat care poate genera probleme legate deț con inutul tiin ific. ț ș ț
Realizarea conexiunii dintre IBL și lumea munciiPunctul de pornire poate fi de asemenea un material IBL care nu este suficient de bine legat de lumea muncii6. În multe asemenea cazuri pute i adăuga informa iiț ț contextuale care leagă materialul respectiv de lumea muncii. După acesta formula i activită i concrete pentru elevi, similare celor din practica profesieiț ț respective, defini i rolurile profesionale i stabili i produsul activită ilor.ț ș ț ț
Sugestii pentru reformularea și adaptarea materialelor Dintr-o problemă structurată (preluat dintr-un manual sau culegere)
formula i o problemă care suportă IBLțo Căuta i o problemă relevantă i semnificativă (din punctul de vedere ț ș
al elevului) care este legat de un context oarecare. Această problemă va fi punctul de pornire;
o Oferi i elevilor oportunitatea de a fi proprietarul problemei i a ț șstrategiei de rezolvare;
5 Preluat din problema mascil 'Container logistics': http://www.fisme.science.uu.nl/toepassingen/00810/
6 Materiale de acest gen se pot găsi pe pagina proiectului PRIMAS: www.primas-project.eu
Evaluare
Printre altele comisia de evaluare ia în considerare următoarele aspecte: cât de complete sunt răspunsurile; prezentarea metodelor folosite i a calculelor efectuate;ș eficien a solu iei propuse;ț ț utilizarea corectă a matematicii; argumenta ia folosită i modul de justificare al alegerilor făcute;ț ș profunzimea răspunsurilor; stilul prezentării: forma, lizibilitate, ilustra ii, etc.;ț originalitate i creativitate.ș
12
o renun a i la subpuncte i cere i elevilor elaborarea unei strategii de ț ț ș țrezolvare;
o schi a i o strategie rezultată din procesul de planificare (cu un plan deț ț lec ie care con ine o introducere în situa ia problemă i cu sprijin înț ț ț ș procesul de rezolvare);
o oferi i câteva sugestii pentru evaluare.ț Realizarea conexiunilor cu lumea muncii
o Explora i contextul i încerca i să scoate i în eviden ă legăturile cu ț ș ț ț țlumea muncii Observa ie: fi i con tient de faptul că nu orice material existent poate ț ț șfi legat de lumea muncii într-un mod autentic. Dacă crede i că legăturaț nu este autentică, mai bine renun a i i o lua i de la capăt.ț ț ș ț
o Gândi i-vă la un angajat i la un loc de muncă care poate fi legat de ț șmaterialul elaborat
o Folosi i unelte, scule, limbaj specific de la locul de muncă i realiza i ț ș țlegăturile cu disciplina predată;
o Descrie i rolul profesional cât se poate de concret;țo Descrie i un produs legat de lumea muncii i care are un grup de intă ț ș ț
bine definit. Stimula i colaborarea i comunicareaț ș
o Cere i produse care pot fi prezentate i discutate;ț șo Asigura i-vă că problema necesită muncă colaborativă (împăr irea ț ț
responsabilită ilor)țo Organiza i o evaluare între participan i cu un feedback real.ț ț
În final analiza i cu grijă rolul materialului în procesul de învă are (acesta deț ț regulă este diferită de rolul problemelor care au fost reformulate). Materialul creat de regulă are scopul de a dezvolta abilită i i competen e. Câteodată acestaț ș ț se realizează prin renun area la un con inut bine conturat, sau poate chiarț ț necesită aprofundarea unui con inut clasic sau oferă posibilită i mai bune pentruț ț evaluarea abilită ii elevilor. În oricare dintre aceste situa ii materialul trebuieț ț plasat corespunzător în procesul educa ional cu precizarea avantajelor oferite iț ș cu precizarea eventualelor puncte slabe.
Exemple
1. Calcularea Indicelui de masă corporală7
Acest exemplu arată două versiuni ale unei probleme, una complet structurată iș una în care structurarea problemei, descoperirea solu iei este sarcina elevilor. ț
7 Preluat din proiectul PRIMAS: http://www.primas-project.eu/artikel/en/1044/Tackling+unstructured+problems/
13
Prima versiune
Calcularea indicelui de masă corporalăCalculatorul din imagine se folose te pentru a calcula indicele de masă corporală.ș
Fixa i înăl imea persoanei ca fiind ț ț (o persoană foarte înaltă)!Completa i tabelul de mai jos cu valorile ob inute folosind calculatorul din ț țimagine.Masa (kg)
60 70 80 90 100 110 120 130 140
IMC
a) Care este valoarea cea mai mare a indicelui masei corporale pentru care o persoană este subponderală?
b) Care este cea mai mică valoare a IMC pentru care o persoană se consideră supraponderală?
c) Ce se întâmplă cu IMC-ul dacă se dublează masa persoanei?d) Determina i o formula pe baza căreia se calculează IMC-ul în acest caz ț
(înăl imea fixată)!ț
Fixa i masa persoanei la 80 kg i calcula i IMC pentru diferite valori ale înăl imii!ț ș ț ța) Ce se întâmplă când dubla i înăl imea?ț țb) Determina i o formulă pe baza căreia se calculează IMC-ul în acest caz!țc) Counstrui i un grafic care ilustrează dependen a între înăl ime i IMC!ț ț ț ș
14
Versiunea a doua în care structura investiga iei este responsabilitatea elevilor.ț
Calcularea indicelui de masă corporalăCalculatorul din imagine se folose te pe o pagină web pentru decide dacă o șpersoană este sub sau supraponderală. Ce valori indică faptul că o persoană este subponderală, supraponderală, obeză sau foarte obeză?
Investiga i func ionarea acestui calculator! Cum calculează IMC-ul din greutatea ț țpersoanei i din înăl imea persoanei?ș ț
2. Concentrația medicamentelor
Următoarele două versiuni ale unei probleme exemplifică modalitatea de reformulare a unei probleme structurate dintr-un manual pentru a sprijini IBL iș a realiza conexiuni cu lumea muncii. A doua versiune nu con ine subpunctele,ț întrebările formulate în prima versiune care au rolul de a ghida elevii într-un posibil proces de rezolvare. Versiunea a doua permite mai multe strategii de rezolvare, realizează o conexiune cu un loc de muncă i cere un produs finalș (flyer-ul) care poate fi folosit pentru discu ii ulterioare, pentru stabilireaț criteriilor de evaluare, pentru evaluare activită ii.ț
O versiune structurată a problemei O versiune pentru IBL și WoW8
15
A doua versiune nu furnizează informa ii despre modul în care elevii vor rezolvaț problema i vor realiza produsul final. Din acest motiv profesorii trebuie săș anticipeze mai multe posibile moduri de lucru, eventual să schi eze procesul deț investiga ie (nu pentru a-i determina pe elevi să urmeze un astfel de mod, ci doarț pentru a putea răspunde în timp real la întrebările care necesită un sprijin strategic). Pentru această versiune un plan de lec ie ar putea fi următorul:ț
8 Preluat din materialul mascil ‘Drug Concentration' www.fisme.science.uu.nl/toepassingen/22038
Un pacient este bolnav. Doctorul îi prescrie un medicament cu doza de 1500 mg/zi. După înghi irea țmedicamentului într-o zi 25% din medicament este eliminat din organism, restul rămâne în circula ia țsanguină. 1. Ce cantitate de medicament rămâne în sânge după prima zi?2. Completa i următorul tabel:ț
Ziua Cantitatea de medicament în sânge (în mg)
0 01 1125234
3. Explica i de ce calcula i cantitatea nouă cu ț țformula:cantitate_nou=(cantitate_veche+1500)*0.754. După câte zile are pacientul mai mult de 4g de medicament în sânge? Dar 5g?5. Care este cantitatea maximă de medicament din sânge?
Un doctor prezintă următoarele detalii despre folosirea unui medicament:
în fiecare zi 25% din medicamentul aflat în organism este eliminat
medicamentul are efect doar după ce cantitatea din organism depă e te un nivel ș șminim
trebuie să treacă câteva zile pentru a ob ine țnivelul minim
lua i medicamentul în fiecare ziț nu încerca i să compensa i uitarea unei doze ț ț
prin dublarea dozei următoare
Investiga ieț Folosi i calcule pentru a vedea cum se ț
schimbă nivelul medicamentului (cantitatea sau concentra ia) dacă doza zilnică este de ț1500 mg i se ia în trei prizeș
Care sunt consecin ele în cazul în care uităm o țdoză i dublăm doza următoare?ș
Putem atinge orice nivel de concentra ie?ț
ProdusRealiza i un flyer pentru pacien i care să con inăț ț ț răspunsurile la întrebările precedente! Include iț grafice sau tabele pentru a ilustra schimbarea nivelului de medicament din organism!
16
Plan de lec iețLec ia 1ț10 minute: alcătuirea grupelor, introducerea problemei i a planului de lucru, șîmpăr irea sarcinilorț10 minute: elevii lucrează în grupuri10 minute: dicu ii la nivelul clasei pentru a asigura că toate grupurile au cel țpu in o idee, tiu ce se cere i au în eles o strategie de lucruț ș ș ț15 minute: elevii lucrează în grupuri, finalizează calculele, pregătesc elementele flyer-ului
Lec ia 2ț20 minute: elevii fina izează flyer-ulș20 minute: prezentarea a câtorva exemple10 minute: reflec ii asupra activită iiț ț
3. Soluție sărată9
Acest exemplu prezintă trei versiuni ale unei probleme. Prima versiune este una structurată. A doua este formulată pentru a sprijini învă area bazată peț investiga ii (prin renun area la structură i prin crearea posibilită ii de a alegeț ț ș ț uneltele) iar ultima versiune realizează i conexiuni cu lumea muncii prinș includerea unei practici de la un loc de muncă, atribuirea unui rol i cerin a de aș ț realiza un produs final.
Versiunea structurată Versiunea care sprijină IBL
9 Preluat din materialul mascil ‘Brines’: www.fisme.science.uu.nl/toepassingen/28121/
17
Versiunea care are conexiuni cu WoW
Pentru a separa diferite substan e i a ob ine clorură de ț ș țsodiu pură (sare) ave i de efectuat un experiment în doi țpa i. În prima fază folosi i filtrarea pentru a separa ș țnisipul i celelalte impurită i de solu ia salină. În al ș ț țdoilea pas solu ia este încălzită pentru a evapora apa i ț șob inerea clorurei de sodiu. ț
Substan e:ț solu ie salină cu impurită i de nisip i pietreț ț șMateriale: sticlă Erlenmayer, pâlnie, pahar Berzelius, arzător Bunsen, tripod, hârtie pentru filtrare, ochelari de protec ieț
Sfaturi pentru protec ie:ț Nu uita i să purta i ochelarii ț ț
de protec ie! ț
Pasul 1. Introduce i pâlnia în sticla Erlenmayer. A eza i hârtia deț ș ț filtrat în interiorul pâlniei i turna i solu ia salină peste ș ț țhârtia de filtrat. Scoate i pâlnia i arunca i hârtia.ț ș țPasul 2. A eza i sticla Erlenmayer pe tripod i cu ajutorul ș ț șarzătrului Bunsen fierbe i solu ia până la evaporarea ț țcompletă a apei. Pasul 3.Enumera i proprietă ile substan elor care asigura ca ț ț țacest proces să aibă rezultatul dorit.Pasul 4.Explica i procesul la nivel molecular.ț
Sarcina voastră este să purifica i o solu ie saturată ț țde clorură de sodiu care con ine impurită i de nisip ț ț
i pietre. ș
Realiza i un experiment prin care pute i ob ine sare ț ț țpurificată din solu ia ini ială. La finalul activită ii ț ț țve i prezenta modul de lucru (experimentul) dar i ț șrezultatele ob inute.ț
Pentru experiment pute i folosi următoarele: sticlă țErlenmayer, pâlnie, pahar Berzelius, arzător Bunsen, tripod, hârtie pentru filtrare, ochelari de protec ieț
Nu uita i să purta i ochelarii de protec ie!ț ț ț
Dacă crede i că ave i nevoie de alte ț ținstrumente/echipamente, atunci discuta i cu țprofesorul.
La sfâr it explica i experimentul vostru i la nivel ș ț șmolecular.
18
Sunteți un inginer la o firmă de filtrare a apei. Firma scoate apă dintr-un puț și o tratează pentru a fi consumabil. Apa extrasă are gust de sare. Poate ar fi profitabil să extrageți sarea separate. Pentru acesta trebuie să determinați ce cantitate de sare conține și cum să separați sarea de apă.
Sarcina dumneavoastră este de a realiza un plan de lucru prin care puteți determina cantitatea de sare din apă și o puteți extrage pentru uz casnic. Trebuie să întocmiți și un raport pentru firmă.
Șablon pentru elaborarea materialelor didacticeMaterialele elaborate trebuie să aibă un format i o realizare atractivă. Înș WP6/WP1 a fost creat un astfel de format ca i ablon (Figura 3). Acest formatș ș poate fi accesat pe pagina web a proiectului mascil cu inten ia de a fi folosit înț cadrul acestui project. Structura oferită de acest ablon poate fi utilă însă i laș ș elaborarea altor materiale.
Figura 3: ablonul pentru elaborarea materialelor Ș mascil
19
Fundamentarea teoreticăParagrafele precedente au fost scrise cu inten ia de a sprijini munca iț ș
activitatea zilnică a profesorilor i a formatorilor În acest paragraf dorim săș atragem aten ia asupra faptului că toate recomandările i sugestiile proiectuluiț ș mascil se bazează pe cercetări didactice, pe o analiză amănun ită atât aț rezultatelor diferitelor cercetări dar i a nevoilor profesorilor, a problemelor cuș care se confruntă privind materialele didactice folosite în practica lor zilnică. Colec ia interna ională de materiale didacticeț ț 10 i colec iile na ionale realizate înș ț ț cadrul proiectului au fost analizate atent atât din perspectiva cercetărilor cât iș din perspectiva practicii pedagogice.
Metodele bazate pe investiga ii i pe curiozitate (IBL) sunt definite caț ș fiind inductive, centrate pe elevi, axate pe creativitatea i colaborarea elevilorș (Doorman, 2011). IBL are ca obiectiv dezvoltarea i stimularea unui spiritș întrebător care este vital elevilor pentru a face fa ă unui viitor incert i cuț ș schimbări rapide. În mod fundamental IBL se bazează pe atitudinea elevilor de a folosi abordări active, bazate pe întrebări. Problemele cu care se confruntă sunt presupuse a fi reale, astfel ei efectuează propriile lor investiga ii, formuleazăț propriile întrebări, explorează diferite situa ii în mod individual sau colectiv iț ș evaluează rezultatele ob inute. Învă area este dirijată prin întrebări deschiseț ț care permit strategii multiple de rezolvare.
Cu toate că acest model IBL este centrat pe elevi, procesul de învă are esteț ghidat de profesori i este schi at atât de profesori cât i de materialele didacticeș ț ș folosite (Hmelo-Silver, Duncan & Chinn, 2007). Acest model nu trebuie confundat cu metodele de învă are prin descoperire care se bazează pe minimalitateaț ghidării din partea profesorilor, unde profesorii doar prezintă problemele iș a teaptă ca elevii să descopere ideile, metodele i solu iile problemelor.ș ș ț (Kirschner, Sweller & Clark, 2006). IBL necesită ca profesorii să fie proactivi, să sprijine i să încurajeze elevii în procesul de învă are, să folosească în modș ț constructiv cuno tin ele existente ale elevilor, să provoace elevii prin creareaș ț situa iilor problemă relevante, prin analiza solu iilor, prin discutarea strategiilorț ț posibile i prin a ajuta elevii să realizeze conexiuni între ideile proprii iș ș con inutul învă at (Crawford, 2000). Acest lucru necesită un efort deosebit i nuț ț ș ne putem a tepta ca profesorii să investească acest efort în fiecare lec ie. Mesajulș ț cel mai important este însă următorul: Nu ave i nevoie să schimba i totul, IBL nuț ț este o practică educa ională complet diferită, ci un ingredient esen ial al uneiț ț educa ii bune. ț
IBL pare să fie eficient atât în clasele primare i gimnaziale cât i în liceeș ș i coli profesionale privind cre terea interesului elevilor pentru disciplină i aș ș ș ș
performan elor elevilor dar i privind motivarea profesorilor i ț ș ș evitarea sindromului burnout. (Rocard, 2007; Furtak, Seidel, Iverson & Briggs, 2012; Schroeder et al. 2007). IBL poate motiva elevii i poate spori rezultateleș învă ării. Pentru a asigura beneficiile IBL-ului i pentru a cre te semnifica iaț ș ș ț matematicii i a tiin elor pentru elevi în cadrul proiectului ș ș ț mascil folosim materiale didactice cu un context voca ional bogat prin care se pot realizaț
10 A se vedea produsul nr. 3.1 al proiectului mascil pe adresa www.mascil-project.eu
20
conexiuni relevante între con inuturile tiin ifice i lumea muncii. Cercetărileț ș ț ș încurajează folosirea contextelor specifice în predarea matematicii i a tiin elor.ș ș ț Predarea matematicii i a tiin elor prin folosirea contextelor specifice nu duceș ș ț la scăderea nivelului de în elegere a con inuturilor tiin ifice i are a serie deț ț ș ț ș beneficii privind atitudinea fa ă de coală, fa ă de învă ătură precum i privindț ș ț ț ș abilită ile elevilor de a rezolva probleme contextuale reale (Bennett, Lubben &ț Hogarth, 2007). Lumea muncii introduce contexte autentice care pot fi prezentate ca practici reale, i astfel (Gilbert, 2006) devin cele mai promi ătoareș ț modele în educ ia contextuală a tiin elor (Prins, 2010; Dierdorp i colab.,ț ș ț ș 2010). Cercetările arată că prin astfel de activită i elevii experimentează iț ș în eleg func ionalitatea, scopurile i utilitatea cuno tin elor disciplinare laț ț ș ș ț locurile de muncă (Ainley, Pratt & Hansen, 2006; Dierdorp, 2010; Mazereeuw, 2013). Pentru a asigura că acestea se întâmplă este nevoie de materiale didactice atent elaborate care se incadrează i în curicula colară. În contextele locurilorș ș de muncă folosirea matematicii i a cuno tin elor tiin ifice apar din activită iș ș ț ș ț ț concrete, din sarcini care trebuie îndeplinite (Hoyles & Noss, 2010). Astfel materialele didactice trebuie să reflecte practici autentice i experien e realeș ț legate de lumea muncii. Asigurarea acestui aspect crucial necesită un efort deosebit din partea profesorilor: ei trebuie să stăpânească cuno tin eș ț contextuale i să aibă abilitatea de a conecta aceste cuno tin e cu con inuturileș ș ț ț
tiin ifice din curicula colară. Nu dorim să afirmăm că fiecare lec ie trebuieș ț ș ț ancorată într-un context voca ional, dorim doar să subliniem faptul că folosireaț unor contexte este un ingredient important într-o educa ie eficientă. ț
BibliografieNational Research Council (1996). National science education standards. Washington D.C.:
National Academy Press.Ainley, J., Pratt, D., & Hansen, A. (2006). Connecting engagement and focus in pedagogic
task design. British Educational Research Journal, 32(1), 23-38. doi: 10.1080/01411920500401971
Banchi, H., & Bell, R. (2007). The many levels of inquiry. Science and Children, 46(2), 26-29. Bell, T., Urhahne, D., Schanze, S., & Ploetzner, R. (2010). Collaborative Inquiry Learning: Models, tools, and challenges. International Journal of Science Education, 32(3), 349-377.Bennett, J., Lubben, F., & Hogarth, S. (2007). Bringing science to life: a synthesis of the
research evidence on the effects of context-based and STS approaches to science teaching. Science Education, 91 (3), 347-370.
Colburn, A. (2000). An Inquiry Primer. Science Scope, 23, 42-44. Crawford, B. A. (1999). Is it realistic to expect a preservice teacher to create an inquiry-
based classroom? Journal of Science Teacher Education, 10(3), 175-199. doi: 10.1023/A:1009422728845
Csikszentmihalyi, M., & Schneider, B. (2000). Becoming adult: How teenagers prepare for work (Vol. First). New York: Basic Books.
Dierdorp, A., Bakker, A., Van Maanen, J., & Eijkelhof, H. M. C. (2010). Educational versions of authentic practices as contexts to teach statistical modeling. Paper presented at the ICOTS 8, Ljubljana, Slovenia.
Doorman, M. (2009). PRIMAS WP3 – Materials: Teaching and professional development materials for IBL (version 2). Netherlands: PRIMAS project.
Gilbert, J. (2006). On the nature of 'context' in chemical education. International Journal of Science Education, 28(9), 957-976.
Hakkarainen, K. (2003). Progressive inquiry in a computer‐supported biology class. Journal of Research in Science Teaching, 40(10), 1072-1088. doi: 10.1002/tea.10121
Hoyles, C., Noss, R., Kent, P., & Bakker, A. (2010). Improving mathematics at work: The need for techno-mathematical literacies. London: Routledge.
21
King, D., & Ritchie, S. M. (2012). Learning science through real-world contexts. In B. J. Fraser, K. Tobin & C. J. McRobbie (Eds.), Second International Handbook of Science Education (Vol. 24, pp. 69-79). Rotterdam: Springer Netherlands.
Kirschner, P., Sweller, J., & Clark, R. E. (2006). Why minimal guidance during instruction does not work: an analysis of the failure of constructivist, discovery, problem-based, experiential, and inquiry-based teaching. Educational Psychologist, 41(2), 75-86.
Louca, L. T. S. M., & Tzialli, D. (2010). Implementing a Lesson Plan Vs. Attending to Student Inquiry: The Struggle of a Student-Teacher During Teaching Science. International Society of the Learning Sciences, 1, 604-611.
Mazereeuw, M. (2013). The functionality of biological knowledge in the workplace. Integrating school and workplace learning about reproduction. Utrecht University, Utrecht. Retrieved from http://www.fisme.science.uu.nl/toepassingen/20080 (FIsme Scientific Library 80).
Prins, G. T., Bulte, A. M. W., Driel, van, J. H., & Pilot, A. (2008).Selection of Authentic modelling practices as contexts for chemistry education. International Journal of Science Education, 30(14), 1867-1890.
Prins, G. T. (2010). Teaching and learning of modelling in chemistry education. Authentic practices as contexts for learning. Utrecht University, Utrecht. Retrieved from http://www.fisme.science.uu.nl/toepassingen/20063/ (FIsme Scientific Library 63)
Rocard, M. (2007). Science Education Now: A Renewed Pedagogy for the Future of Europe (pp. 20). Brussel: High Level Group on Science Education, Directorate General for Research, Science, Economy and Science, European Commission.
Roth, W.-M. (1997). Graphing: Cognitive ability or practice? Science Education, 81(1), 91-106. doi: 10.1002/(SICI)1098-237X(199701)81:1<91::AID-SCE5>3.0.CO;2-X
Roth, W.M., van Eijck, M., Reis, G., & Hsu, P.L. (2008). Authentic science revisited: In praise of diversity, heterogeneity, hybridity. Rotterdam: Sense publishers.
Teichler, U. (1999). Higher education policy and the world of work: Changing conditions and challenges. Higher Education Policy, 12(4), 285-312. doi: 10.1016/S0952-8733(99)00019-7.
22
