Metoda predării prin investigare ştiinţifică

Inquiry -Based Science Education (ISBE)

Stîna Paula Lucia MihaelaGr. ”Căsuţa fermecată” Luduş

Orice inovaţie educaţională aduce cu sine noutăţi care provoacă schimbări ce pot să fie

drastice sau progresive. Schimbările progresive sunt cele mai eficiente şi constau în introducerea

unor metode şi tehnici care aduc îmbunătăţiri procesului de educaţie.Una dintre aceste metode este

metoda de predare prin investigare ştiinţifică– Inquiry-Based Science Education (IBSE).

Autorităţile europene şi comunitatea ştiinţifică internaţională au evidenţiat importanţa

predării matematicii şi a ştiinţelor folosind metoda investigării stiinţifice -Inquiry-Based Science

Education (IBSE) pentru a dezvolta o strategie integrată în vederea educaţiei în domeniul ştiinţelor

şi a conştientizării necesităţii acesteia în învăţământul primar şi secundar , cu scopul de a creşte

interesul elevilor pentru o carieră ştiinţifică. La nivel global, un numar mare de ţări au început să

aplice proiecte bazate pe metoda IBSE , atât în ciclul secundar, cât şi în cel primar. În Europa a fost

implementat un program educaţional ştiinţific constând în aplicarea metodei IBSE, la care au

participat 12 ţări.

Metoda IBSE a fost implementată cu succes prin proiectele Scienceduc şi Pollen ( 2006-

2009) finanţate prin Programul Cadru 6 al Uniunii Europene în şcolile din câteva oraşe europene.

Acest lucru a dus la dezvoltarea ulterioară a educaţiei bazate pe metoda investigării ştiinţifice.

Cele două proiecte au susţinut includerea metodei IBSE în programa şcolară, instruirea cadrelor

didactice şi aplicarea metodei la clasă. Proiectele IBSE aplicate în învăţământul primar şi secundar

urmăresc obiective care merg dincolo de achiziţia de informaţii stiinţifice. Scopul acestei metode

include înţelegerea procesului ştiinţific şi prin această înţelegere, dezvoltarea gândii critice în

rezolvarea problemelor apărute în diverse situaţii de viaţă, stimulând totodată moduri de

comportament (colaborare cu alţii, aprecierea ştiinţelor,etc). Rezultate importante, care derivă din

această metodologie sunt, de asemenea, insuflarea dorinţei de căutarea a adevărului , practica de a

lucra în grupuri, toleranţa pentru diferite idei, capacitatea de a comunica rezultatele.

De-a lungul timpului această metodă de predare-învatare prin cercetare a fost caracterizată

într-o varietate de moduri (Collins, 1986, De Boer, 1991, Rakow, 1986), fiind promovată dintr-o

multitudine de perspective. Unii au subliniat natura activă a implicării elevilor, care asociază

cercetarea cu învăţarea practică şi cu cea bazată pe activităţi. Cercetarea poate fi definită drept

„demersul deliberat de a diagnostica problemele, de a evalua critic experimentele, de a distinge

alternativele, de a planifica analizele, de a cerceta ipotezele, de a căuta informaţii, de a construi

modele, de a dezbate cu colegii şi de a forma argumente coerente" (Linn, Davis, & Bell, 2004).

În anul 2006 ia fiinţă Grupul de lucru privind Colaborarea Internaţională pentru Evaluarea

Metodei IBSE, iar în anul 2009 , în urma implementării proiectului, emit un raport cu privire la

impactul pe care îl are utilizarea metodei IBSE. Câteva dintre concluziile acestui raport: „Utilizarea

metodei de investigare ştiinţifică în predarea şi învăţarea ştiinţelor contribuie atât la dezvoltarea

întelegerii, a participării şi a interesului cu care elevii abordează activităţi ştiinţifice, cât şi la

îmbunătăţirea educaţiei în general.

Prin participarea la activităţile de cercetare ştiinţifică, elevii dobândesc o înţelegere

generală a ideilor importante pe care ştiinţa le promovează, a scopului în care se realizează

investigarea ştiinţifică şi a evaluării şi interpretării rezultatelor. Toate acestea reprezintă rezultate ale

educaţiei, care sunt importante pentru toţi cetăţenii, nu numai pentru cei care îşi vor alege ocupaţii în

domeniul ştiinţelor în viaţa adultă.

Caracteristici esenţiale ale educaţiei în domeniul ştiinţelor bazată pe investigare:

elevii îşi însuşesc concepte care să le permită să înţeleagă aspectele tiinţifice ale lumii din jurul lor prin gândire proprie, cu ajutorul raţionamentului logic şi critic cu privire la dovezile pe care le-au adunat.

elevii vor fi implicaţi în utilizarea directă a obiectelor şi a materialelor şi observarea fenomenelor; selectarea informaţiilor utile dintr-o serie de surse de informaţii; formularea întrebărilor pentru realizarea investigării ştiinţifice, planificarea şi desfăşurarea investigării, rezolvarea problemelor, reflectarea asupra rezultatelor obţinute şi dezvoltarea de noi ipoteze;

colaborarea cu colegii, împărtăşind idei, planuri şi concluzii, dezvoltându-şi astfel întelegerea proprie a lucrurilor şi fenomenelor prin dialog;

cadrele didactice îşi vor ghida elevii pentru ca aceştia să-şi dezvolte competenţe pentru realizarea investigării ştiinţifice şi pentru a întelege conceptele ştiinţifice prin activitate proprie. Aceasta presupune ca profesorii să faciliteze lucrul în echipă, argumentările, dialogul şi dezbaterile, şi de asemenea, să ofere posibilitatea ca elevii să fie implicaţi în activităţi experimentale şi să aibă acces la surse de informare.”

Prin intermediul acestei metode copiii îşi formează competenţe de descoperire autonomă a procedeelor de cercetare într-un context didactic organizat. Ei învaţă să conceapă şi să desfăşoare activităţi de cercetare ştiinţifică, să formuleze şi să revizuiască explicaţii cu ajutorul logicii şi probelor, precum şi să recunoască şi să analizeze explicaţii şi modele alternative. Această metodă îi ajută pe elevi să aprecieze chestiunile ştiinţifice de bază, prin intermediul contactului cu subiecte similare, şi să înveţe să comunice şi să-şi susţină ideile cu argumente ştiinţifice. În practica şcolară, această strategie beneficiază şi de o implementare liniară, care se poate realiza în cinci paşi .

Aceşti cinci paşi pot fi sistematizaţi în scenariul didactic standard descris mai jos:1. Activităţi care dau naştere la întrebări:

Manifestarea curiozităţii : acest moment are rolul de a capta atenţia elevilor şi de a le stârni interesul cu privire la subiectul care urmează a fi studiat. Este de preferat să se aleagă subiecte care ar putea interesa elevii, subiecte care au legatură cu programa şcolară, astfel proiectul va facilita activitatea didactică formală şi le va permite elevilor să realizeze corespondenţe între ceea ce învaţă la şcoală şi viaţa cotidiană.

Definirea întrebărilor pe baza cunoştinţelor actuale : cadrul didactic adresează întrebari care să permită să estimeze cunoştinţele teoretice pe care elevii le deţin în momentul respectiv cu privire la subiectul ales. Se propun câteva întrebări iniţiale, cu care se începe activitatea de documentare.Aceste întrebări ştiinţifice le vor îndrepta cercetările preliminare în direcţia corectă. La finalul acestei etape elevii vor stabili cu precizie subiectul proiectului şi întrebările de cercetare.

2. Cercetare activă Propunerea unor explicaţii sau ipoteze preliminare : îndrumaţi de cadrul didactic prin

intermediul discuţiilor elevii vor face unele predicţii preliminare şi vor propune posibile explicaţii la intrebările formulate în etapa precedentă.

Planificarea şi realizarea unei cercetări simple : se concepe planul de analiză care le va permite să ofere explicaţii la întrebările cu conţinut ştiinţific subiectului discutat. Împreună cu cadrul didactic se stabilesc calendarul proiectului şi modul de desfăşurare, se aleg instrumentele şi procedurile care să contribuie la realizarea cercetării.La finalul acestei etape, elevii vor avea un plan foarte clar cu privire la desfăşurarea experimentului.

3. Creaţie Strângerea de probe pe baza observaţiilor: pe întreg parcursul cercetării, elevii vor strânge

probe, pe baza cărora ulterior vor formula explicaţiile.Împreună cu cadrul didactic vor consemna etapele parcurse pe durata experimentului, dificultăţile întampinate şi ideile apărute. În această etapă se finalizează investigaţia , se adună şi se înregistrează toate datele şi observaţiile.

4. Discuţie Explicaţii bazate pe probe: acum se realizează o analiză completă a datelor culese, iar cadrul

didactic oferă explicaţia corectă a temei de cercetare. Luarea în consideraţie a altor explicaţii : în această etapă se caută soluţii şi explicaţii

alternative pentru subiectul în cauză.5.Reflecţie

Prezentarea explicaţiilor: în aceasta etapă elevii vor completa fişa proiectului (jurnalul experimentului) şi vor prezenta concluziile care susţin explicaţiile propuse. Prezentarea concluziilor se poate face sub diferite forme, astfel încât să fie cât mai explicite; se pot utiliza fotografii, diagrame, prezentări PowerPoint, fişiere video, etc. Aceasta este ultima etapă a parcursului educaţional. Produsul final al acestei etape este versiunea finală a proiectului, care cuprinde tot ceea ce au făcut elevii. Fiecare grup de elevi redactează şi prezintă un raport cu propriile concluzii.

Studiind tot mai mult această metodă , precum şi impactul pe care acesta îl are asupra procesului de educaţie, am încercat adaptarea şi aplicarea metodei IBSE pentru învăţământul preşcolar în cadrul unei activităţi de cunoaştere a mediului. Rezultatul a fost unul surprinzător de bun, preşcolarii fiind captivaţi încă de la început, manifestând un grad ridicat de interes pe tot parcursul derulării investigaţiei. Tema aleasă a fost una în concordanta cu programa activitaţilor de cunoaştere a mediului în grădiniţă : stările de agregare ale apei. În prima etapă a cercetării am prezentat câteva imagini cu râuri, lacuri ,ploaie, ninsoare, zăpadă, gheaţă, nori, vapori, etc, iar apoi am încercat să definim întrebări pe baza cunoştintelor actuale: ex. “Din ce este formată zăpada?”, “De unde vine ploaia?”, “Din ce sunt alcătuiţi norii?”,etc. În cea de-a doua etapă, cea de planificare şi realizare a unei cercetări simple preşcolarii au selectat imagini cu apă în diferite stări de agregare: solidă, lichidă şi gazoasă. Apoi am încercat sa ne concepem planul de cercetare prin intermediul unor întrebari: “Poate apa să treacă dintr-o stare de agregare în alta?”, “De ce anume este nevoie?”,”Putem realiza noi aceste lucruri?”, etc. Etapa a treia, cea de creaţie- strângere a probelor pe baza observaţiilor, a fost momentul culminant al cercetării, momentul în care preşcolarii au efectuat singuri experimentul, fiind supravegheati şi uneori dirijati. Pentru trecerea din stare solidaă în lichidă am folosit zăpadă şi gheată pe care am pus-o într-un suport de lumânări, am aprins lumanarea şi am observat cum zăpada din recipientul de deasupra s-a transformat în apă. Pentru trecerea din stare lichidă în stare gazoasă am folosit acelaşi instrumentar, doar că timpul de aşteptare a fost puţin mai lung, fapt constat chiar şi de către cei mici. O parte distractivă a cercetării a fost cea în care am realizat trecerea din stare gazoasă în stare lichidă. Prescolarii au stat cu năsucul lipit de fereastră şi au încercat să încălzească geamul suflând pe el cu abur cald, observând astfel că în momentul în care aburul cald a întâlnit geamul aproape îngheţat, vaporii de apă s-au transformat în picături de apă. Ultima parte a experimentului a reprezentat-o trecerea apei din stare lichidă în stare solidă. Copiii au pus o cantitate mică de apă în câteva recipiente şi le-au scos afară, pe pervazul ferestrei. Şi de acestă dată, preşcolarii au constatat faptul că a durat un timp destul de lung până apa a ajuns în stare solidă.Dupa ce experimentul a fost finalizat , am înregistrat împreună datele, folosindu-ne de jetoane reprezentative ( imagini cu apă în diferite stări de agregare, cu flacară care reprezintă căldura, cu vânt care reprezintă frigul, etc). În urmatoarea etapă, am discutat despre ceea ce am observat în acest experiment, am evidenţiat faptul ca pentru primele două experimente am folosit sursă de caldură, iar pentru celelalte două sursă de frig. În ultima etapă, cea de reflecţie, am prezentat concluziile proiectului.Împreună cu preşcolarii am întocmit jurnalul experimentului , transpunând rezultatul final sub forma unei machete, folosindu-ne de imagini şi jetoane, pe care ulterior am expus-o pe coridorul grădiniţei. Deşi metoda IBSE a fost implementată în învăţământul primar şi secundar , am reusit să o adaptez şi să o aplic cu succes şi la preşcolari, acest tip de activitate fiind privită cu mare entuziasm de către cei mici. Metoda IBSE aplicată posibilităţilor preşcolarilor creează contextul de a-şi însuşi noi cunoştinţe prin descoperire şi cercetare, solicitand efortul personal de gândire, imaginaţie, memorie şi voinţă, dar şi valorificând maximal potenţialul de cunoaştere, acţiune şi trăire al copilului.

Bibliografie:

Collins, A. (1986). “A sample dialogue based on a theory of inquiry teaching” (Tech. Rep. No. 367). Cambridge, MA: Bolt, Beranek, and Newman, Inc. ED 266 423

Campbell J.,Hamburger E.,Harlen W.,Hultman G.,Klahr D.,Matricon J.,Ramadas J., Rowell P., Shavelson R., (2006)“Report of the Working Group on International Collaboration in the Evaluation of Inquiry-Based Science Education (IBSE) programs”

Tsourlidaki E., Dr. Sofoklis S., Lee Deavid H., Beneticte E. & European Physical Society, (2011) “Odysseus Supportive Material for Educators”, European Commission, under the 7th Framework Programme

Rocard M., Csermely P., Jorde D., Lenzen D, Walberg-Henriksson H., Hemmo V., (2007), “Science Education Now : A Renewed Pedagogy for the Future of Europe”, European Commission,Directorate-General for Research Information and Communication Unit, Brussels