Piotr Zwoliński1,2

1Stowarzyszenie Niezależna Grupa Popularyzatorów Nauki EKSPERYMENTATORZY, 2Gimnazjum No Bell w Konstancinie – Jeziornie

piotr.zwolinski@eksperymentatorzy.org

TIKOKIBSE – nowe podejście w edukacji przyrodniczej, łączące 3 dobrze znane trendy

dydaktyczne: studium nad wdrożeniem wybranych rozwiązań w nauczaniu chemii

Abstrakt Plakat przedstawia autorską koncepcję integrującą 3 nurty edukacyjne coraz bardziej popularne w środowiskach

nauczycieli przedmiotów ścisłych w Polsce, mające już obecnie kluczowe znaczenie dla postaci lekcji. W pracy została dokonana systematyczna analiza zależności pomiędzy organizowaniem procesu nauczania w myśl oceniania kształtującego (OK, ang. formative assessment – FA), wykorzystaniem potencjału technologii informacyjno – komunikacyjnych (TIK, ang. information and communication technologies – ICT) oraz zastosowaniem kształcenia przyrodniczego przez dociekanie naukowe (ang. inquiry based science education – IBSE).

Prezentowana idea może ułatwić racjonalne projektowanie oraz wdrażanie mikroinnowacji dydaktycznych, a także klasyfikowanie nowych narzędzi i umiejscawianie ich na mapie różnych wpływów metodycznych. Celem zobrazowania proponowanego schematu przywołano konkretne przykłady technik użytecznych w zdobywaniu oraz utrwalaniu kompetencji w zakresie chemii, zaczerpnięte z praktyki szkolnej i przeglądu literatury.

Projekt SAILS uzyskał dofinansowanie z Siódmego Programu Ramowego Unii Europejskiej [FP7/2007-2013], zgodnie z umową o dofinansowanie nr 289085, oraz dofinansowanie ze środków finansowych na naukę w latach 2013-2015 przyznanych na realizację projektu międzynarodowego współfinansowanego.

www.sails.zmnch.plwww.sails-project.eu

Podziękowania Dziękuję współpracownikom ze Stowarzyszenia EKSPERYMENTATORZY (www.eksperymentatorzy.org): Judycie Kaczmarek, Cezaremu Olchawie

i Mariuszowi Simce – za nieocenione wsparcie, członkom Grupy Superbelfrzy RP (www.superbelfrzy.edu.pl) – za moc inspiracji oraz uczniom i nauczycielom z Gimnazjum No Bell w Konstancinie – Jeziornie i Gimnazjum nr 1 im. Polskich Noblistów w Policach – za wartościowe uwagi i entuzjazm.

eksperymentatorzy.org

FB/Eksperymentatorzy

aktywnaedukacja.pl

FB/NoBellGimnazjum

Rys. 1. Analiza odległości międzyatomowych i kątów w strukturze krystalicznej grafitu w programie Mercury

Wstęp Aktualnie w edukacji przyrodniczej następują znaczące zmiany, gdyż podlega ona różnym trendom, wśród których 3 wysuwają się na pierwszy plan. Kształcenie

przyrodnicze przez dociekanie naukowe (IBSE) sugeruje upodabnianie procesu nauczania do aktywności badawczej. Ocenianie kształtujące (OK) zaleca całościowe wspieranie bieżącego rozwoju ucznia, kładąc szczególny nacisk na dostarczanie mu informacji zwrotnej. Technologie informacyjno – komunikacyjne (TIK) usprawniają i uatrakcyjniają działalność dydaktyczną oraz kreują całkiem nowe możliwości. Wspomniane 3 nurty doskonale się uzupełniają, wnosząc innego rodzaju wartości.

Linki dot. wybranych metod i narzędzi 1. Tracker: https://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/ 2. Kalzium: https://edu.kde.org/kalzium/ 3. Orbital Viewer: http://www.orbitals.com/orb/ov.htm 4. Avogadro: http://avogadro.cc/ 5. Mercury: http://www.ccdc.cam.ac.uk/solutions/ 6. RasMol: http://rasmol.org/ 7. Kahoot!: https://kahoot.it/ 8. Learning Apps: https://learningapps.org/ 9. Facebook: http://facebook.com/ 10.PhET sims: http://phet.colorado.edu/ 11. Foldit: https://fold.it/ 12. „Nauczyciel Badacz”: www.nauczycielbadacz.pl 13.TOC dla Edukacji: http://www.toc.edu.pl/

Rys. 3. Pytania kształtujące w cyklu 5E

Rys. 2. Post w grupie na Facebooku inicjujący quiz chemiczny podczas lekcji

Rys. 4. Schemat koncepcji TIKOKIBSE

Gamifikacja: TIK + OK → TIKOK Przeniesienie angażującej mechaniki gier komputerowych do edukacji zwiększa przyjemność i efektywność procesu

uczenia – zabiegi zmierzające w tym kierunku określa się mianem gamifikacji (ang. gamification). Modyfikacje mogą polegać na intencjonalnym projektowaniu organizacji zajęć lub wprost wykorzystaniu odpowiednich narzędzi TIK. Prawdopodobnie główną zaletą tych ostatnich jest przekazywanie kształtującej informacji zwrotnej w sposób usprawniony lub automatyczny, co umożliwiają aplikacje quizowe tworzone przez nauczycieli na platformach Kahoot! i Learning Apps czy w systemach zarządzania nauczaniem (ang. learning management system) takich jak Moodle. Szansę współpracy społecznościowej, cennej w zdobywaniu wiedzy i umiejętności, niosą Dokumenty Google i social media, np. portal Facebook, w ramach którego działają grupy stanowiące prosty classroom response system (Rys. 2 pokazuje metodę nawiązującą do technik M. Harmina). W zakresie gamifikacji przedmiotów przyrodniczych na uwagę zasługują interaktywne symulacje PhET oraz internetowa gra komputerowa Foldit powstała dla wsparcia badań naukowych na temat krystalochemii białek przez zwykłych użytkowników.

Synergia: TIK + OK + IBSE → TIKOKIBSE Racjonalne integrowanie trendów przynosi korzyści procesowi

dydaktycznemu, sprawiając, że jest on zarówno ciekawy, jak i skuteczny. Wizualizacją proponowanej koncepcji TIKOKIBSE jest diagram nawiązujący do trójkąta wiązań chemicznych van Arkela – Ketelaara oraz przestrzeni barw RGB, gdzie IBSE to barwa zielona, OK – barwa czerwona, a TIK – barwa niebieska (Rys. 4). Dobrym krokiem byłaby promocja wyselekcjonowanych technik synergicznych w ramach kompleksowych programów nauczania.

Ewaluacja: OK + IBSE → OKIBSE Podejście zgodne z ocenianiem kształtującym zapewnia refleksyjne

wdrażanie kolejnych etapów konstruktywistycznego cyklu 5E, skłaniając ucznia m.in. do świadomego planowania, wykonywania i podsumowywania eksperymentów chemicznych (Rys. 3). Zastosowanie znajdują tutaj: arkusze samooceny, koleżeńskie informacje zwrotne, mapy myśli, burze mózgów, klasyczne i alternatywne metody ewaluacji (indywidualne, interpersonalne, grupowe i wizualne), narzędzia teorii ograniczeń (TOC), karty samokontroli, jak również rubryki obserwacji nauczycielskiej. Nadrzędnym celem jest budowanie odpowiedzialności uczniów za proces uczenia się, wskazówką w realizacji tego postulatu mogą być założenia pedagogiki Montessori (zwłaszcza na polu tzw. wychowania kosmicznego) i pedagogiki waldorfskiej.

Cyfryzacja: TIK + IBSE → TIKIBSE Liczne narzędzia TIK niosą szansę realizacji aktywnej edukacji przyrodniczej in silico. Bezpłatne

programy komputerowe nie tylko czynią prostszą interpretację danych pomiarowych uzyskanych w pracowni chemicznej (arkusze kalkulacyjne, Tracker), ale również pozwalają na poszukiwania trudne lub niedostępne w warunkach standardowego wyposażenia szkolnego, m.in. badanie prawa okresowości w szerokiej domenie pierwiastków (Kalzium) czy generowanie projekcji orbitali atomowych i molekularnych (Orbital Viewer). W dydaktyce z powodzeniem daje się też stosować software na co dzień wykorzystywany przez naukowców – w tym Avogadro posiadający funkcję automatycznej optymalizacji geometrii cząsteczek oraz Mercury (Rys. 1) i RasMol stworzone do analizy struktur krystalograficznych (odpowiednie pliki CIF lub PDB można pobrać z wielu otwartych baz danych).

Kreatywne i przemyślane posługiwanie się TIK w nauczaniu chemii wpisuje się w wyższe poziomy modelu SAMR, natomiast nadużywanie materiałów multimedialnych jako substytutu uczniowskich ćwiczeń laboratoryjnych jawi się pomysłem nietrafionym, ponieważ w porównywalnym stopniu nie rozwijają one umiejętności manualnych i interpersonalnych oraz nie kształtują postaw cechujących się sumiennością i dbałością o bezpieczeństwo, a także wywierają mniejszy wpływ na zmysły i emocje.