Equipping the Next Generation for Active Engagement in Science

Online Course: EngagingScience.eu/en/mooc

Επίλυση Προβλήματος

Ορισμός

• Η έννοια “επίλυση προβλήματος” βασίζεται στη μάθηση μέσω αντιμετώπισης προβλημάτων, η οποία είναι μια μαθητοκεντρική προσέγγιση μάθησης.

• Οι μαθητές μαθαίνουν σχετικά με ένα επιστημονικό θέμα μέσω της εμπειρίας επίλυσης ενός προβλήματος.

• Οι μαθητές ασκούν διερευνητικές ικανότητες και ικανότητες γνώσης πεδίου.

• Στο ENGAGE ένα μάθημα επίλυσης προβλήματος αφορά σε ένα προκλητικό ζήτημα που αναδύεται από ένα πραγματικό πρόβλημα της καθημερινής ζωής. Οι απαιτήσεις για ένα πρόβλημα είναι οι ίδιες με τα 6 κριτήρια ενός “επιστημονικού διλήμματος’, αλλά περιλαμβάνουν επίσης την “Ανάγκη να γνωρίζουμε”.

• Καλύπτει το σύνολο της διερευνητικής διεργασίας και των επιστημονικών εννοιών για να επιλύσουν οι μαθητές το πρόβλημα.

• Οι μαθητές θα ασκήσουν δεξιότητες, αλλά επίσης θα αναπτύξουν οξυδέρκεια πάνω σε επιστημονικές έννοιες και αρχές διερεύνσης που εμπλέκονται στην εκτέλεση των διαδικασιών (π.χ. ανάλυση δεδομένων).

Ορισμός

Δύο μαθήματα Μάθημα 1 - Επιστήμη

Εμπλακείτε: εστιάζει στην κινητοποίηση των μαθητών για μάθηση Αναλογιστείτε: βοηθά τους μαθητές να θυμηθούν βασικές έννοιες για να τις εφαρμόσουν σε καινούργιο πλαίσιο Εξετάστε: βοηθά τους μαθητές να αναγνωρίσουν αποδείξεις σχετικά με το θέμα συζήτησης.

Μάθημα 2 - Ικανότητες

Επανεμπλεκείτε: υπενθυμίζει στους μαθητές θέματα-κλειδιά, π.χ. ερώτηση και έννοιες Παίξτε: διαδικασία που οι μαθητές παίρνουν αποφάσεις μέσω διερεύνησης ακολουθώντας τα στάδια ενός παιχνιδιού Αποφασίστε: αιτιολόγηση της απόφασης με βάση γνώσεις, ικανότητες και ηθικές αξίες

Βασικές έννοιες

Στρατηγικές ηθικής σκέψης (Fieser, 2002) αναφέρονται σε: • Ωφελιμισμός: μια πράξη είναι ηθικά σωστή, αν οι συνέπειές της μεγιστοποιούν

την ευτυχία του καθενός και όλων μαζί. • Δεοντοκρατία: άκαμπτα συστήματα ηθικών κανόνων.• Αρεταϊκή ηθική: λιγότερη έμφαση στην εκμάθηση κανόνων, τονίζεται η σημασία

ανάπτυξης καλών γνωρισμάτων του χαρακτήρα.

Η ερώτηση του Μαθήματος 1 εστιάζει σε ένα επιστημονικό θέμα, π.χ. φάρμακα για το άσθμα, και δίνει στους μαθητές την ευκαιρία να εφαρμόσουν τις γνώσεις τους για την αναπνοή σε ένα καινούργιο πλαίσιο.

Το Μάθημα 2 διδάσκει 3 στρατηγικές ηθικής σκέψης: ωφελιμισμός, δεοντοκρατία, και αρεταϊκή ηθική.

Οι επιστημονικές αποδείξεις (Sanna et al., 2005) αφορούν σε αξιόπιστες πληροφορίες (π.χ. αποτελέσματα ερευνών, απόψεις ειδικών και παραδείγματα καλών πρακτικών) οι οποίες υποστηρίζουν έναν ισχυρισμό.

Το Ευρωπαϊκό πρόγραμα GEP (Sanna et al., 2005) προτείνει ένα ευρύ ορισμό “αποδείξεων”.

Η απόδειξη δεν περιορίζεται στα αποτελέσματα επιστημονικών ερευνών, αλλά μπορεί να θεωρηθεί ως η ευρύτερη απάντηση στο ερώτημα “τί δουλεύει”.

Ο ορισμός αυτός επιτρέπει τη χρήση πολύτιμων πηγών πληροφόρησης, όπως τις απόψεις ειδικών και παραδείγματα καλής πρακτικής.

Με αυτόν τον τρόπο, η απόδειξη μπορεί να περιλαμβάνει δεδομένα από διάφορες πηγές έρευνας και πρακτικής, που μπορεί να συνδυαστούν και να συγκριθούν.

Επιστημονικές Αποδείξεις

Αποφάσεις με βάση την ηθική

Ποιός θέτει ζήτημα σχετικά με την ασφάλεια του τεστ;

Ποίος θέτει ηθικό ζήτημα;

Ποιός σκέφτεται με βάση τις οικονομικές επιπτώσεις στην κοινωνία;

Ο Duncan ανακαλύπτει ότι έχει το αλληλόμορφο για τη διαταραχή του Huntington. Η σύζυγός του Σάρα είναι έγκυος.έμβρυο της Sarah μπορεί να ελεγχθεί. Αν το τεστ είναι θετικό τότε η Σάρα μπορεί να κάνει διακοπή κύησης.(Reiss , 2009)

Είναι λάθος να παίρνει κάποιος μια ανθρώπινη

ζωή, ακόμα και αν υπάρχει αναπηρία.

Υπάρχει η πιθανότητα

αποβολής λόγω του τεστ, και να χάσετε ένα υγιές

μωρό. Η διακοπή κύησης

μετά τη 15η εβδομάδα είναι πολύ δύσκολη

απόφαση.

Οι άνθρωποι με αναπηρίες χρειάζονται υποστήριξη. Η υποστήριξη αυτή κοστίζει πολλά χρήματα.

NikkiRuth

Mark

William

TonyΈνα άτομο με

διαταραχή Huntington είναι

υγιές για το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του πριν

εμφανίσει συμπτώματα.

Μάθημα 1

Πρώτο μάθημα:

Το 1ο μέρος του μαθήματος στοχεύει να προκαλέσει ΕΜΠΛΟΚΗ: • Χρήση εικόνων για να αντιδράσουν οι μαθητές. • Επισκόπηση του θέματος, έτσι ώστε οι μαθητές να σκεφτούν λογικά πάνω στις απόψεις

τους. • Ανάδυση της αρχικής αντίδρασης των μαθητών, έτσι ώστε να τη συγκρίνουν με αυτή

των συμμαθητών τους και χρήση αυτής ως βάσης για μετέπειτα αναστοχασμό όταν γνωρίζουν περισσότερα για το θέμα.

• Θέση της ερώτησης, των μαθησιακών στόχων και της δομής του μαθήματος.

Το 2ο μέρος του μαθήματος στοχεύει στο να ΑΝΑΛΟΓΙΣΤΟΥΝ οι μαθητές: • Εξέταση επιστημονικών δεδομένων πάνω στο θέμα. • Οι μαθητές εφαρμόζουν γνώσεις που ήδη έχουν για να εξετάσουν συνέπειες.

Το 3ο μέρος του μαθήματος στοχεύει στο να ΕΞΕΤΑΣΟΥΝ οι μαθητές επιστημονικές αποδείξεις:

• Επιτρέπει στους μαθητές να απαντήσουν την αρχική ερώτηση, κοιτώντας επιστημονικές αποδείξεις

• Τους ενθαρρύνει να συνοψίσουν αποτελέσματα για να θεωρήσουν τη σπουδαιότητα.

Παράδειγμα– Δοκιμές σε ζώα

1. Επιτρέπει στους μαθητές να αντιδράσουν σε εικόνες Τί θα μπορούσε να συμβεί/τί θα έκανες εσύ;

• Set up the context for the issue • Use emotive images of how animals are used in drug development• List of reasons why scientists need animal testing.

• Οδηγήστε τους μαθητές στην ερώτηση, ή βάλτε τους να μαντέψουν την ερώτηση.

• Ζητήστε από τους μαθητές τις αρχικές τους απόψεις και τους λόγους για αυτές, και κοιτάξτε για αλλαγή των απόψεων μετά τις συζητήσεις.

2. Οι μαθητές σκέφτονται με βάση τη λογική

3. Ανάδυση αρχικής αντίδρασης και σύγκριση απόψεων

• Κάντε ξεκάθαρη τη δομή των μαθημάτων και εστιάστε σε ένα στόχο κάθε φορά - πρώτα εφαρμογή επιστήμης και μετά θεώρηση του πώς παίρνουμε αποφάσεις.

4. Θέστε την ερώτηση, τη δομή και τους στόχους

5. Εξέταση επιστημονικών δεδομένων πάνω στο θέμα

• Το θέμα σχετίζεται με την αναπνοή και με την ανακάλυψη φαρμάκων για το άσθμα

6. Οι μαθητές εφαρμόζουν γνώσεις που ήδη έχουν για να εξετάσουν συνέπειες

• Οι μαθητές εφαρμόζουν γνώσεις τους σε σχέση με το πώς το άσθμα επηρεάζει την αναπνοή.

7.Επιτρέπει στους μαθητές να απαντήσουν την αρχική ερώτηση, κοιτώντας επιστημονικές αποδείξεις

• Το στάδιο αυτό επιτρέπει στους μαθητές να απαντήσουν την ερώτηση του μαθήματος 1 κοιτώντας επιστημονικά στοιχεία.

• Σε αυτό το μάθημα, τα στοιχεία παρουσιάζονται ως σύνοψη αποτελεσμάτων σχετικών ερευνών για να σκεφτούν οι μαθητές τη σπουδαιότητα.

8. Ενθάρρυνση να συνοψίσουν αποτελέσματα

Μάθημα 2

Δεύτερο μάθημα:

Το 1ο μέρος του μαθήματος στοχεύει να κινητοποιήσει το ενδιαφέρον: • Ανακεφαλαίωση προηγούμενου μαθήματος.

Το 2ο μέρος είναι παιχνίδι λήψης απόφασης και ανάπτυξης διερευνητικών ικανοτήτων: • Δραστηριότητα λήψης απόφασης/διερεύνηση • Αναστοχασμός στη διαδικασία

Το 3ο μέρος στοχεύει να βοηθήσει τους μαθητές να αποφασίσουν: • Συνοψίστε τη διαδικασία σε μορφή “οδηγού σκέψης”• Χρησιμοποείστε τη διαδικασία για να πάρετε απόφαση• Επιπλεόν πρακτική με τη διαδικασία διερεύνσης

1. Ανακεφαλαίωση

Υπέρ ή κατά των δοκιμών σε ζώα;

2. Δραστηριότητα λήψης απόφασης/διερεύνηση

• Χρησιμοποιούμε παιχνίδια ως μια διδακτική τεχνική που εμπλέκει τους μαθητές

3. Αναστοχασμός στη διαδικασία

• Η ένταξη του θέματος σε ένα πλαίσιο γνώριμο για τους μαθητές (αντί σε ένα αυστηρά επιστημονικό πλαίσιο) κάνει το θέμα πιο εύκολο για να το κατανοήσουν οι μαθητές.

• Μια σύντομη συζήτηση στην ολομέλεια βάζει τους μαθητές να σκεφτούν σε σχέση με τη διαδικασία. Σε αυτό το μάθημα οι μαθητές αναστοχάζονται πάνω σε 3 διαφορετικές στρατηγικές ηθικής σκέψης που χρησιμοποίησαν στο παιχνίδι.

4. Συνοψίστε τη διαδικασία

• Στους μαθητές δίνεται ένας “οδηγός σκέψης” που συνοψίζει τα βήματα

5. Χρησιμοποείστε τη διαδικασία για να πάρετε απόφαση

• Οι μαθητές χρησιμοποιούν τη διερευνητική διεργασία για να πάρουν απόφαση. Σε αυτό το μάθημα, πρέπει να αναγνωρίζουν τις στρατηγικές ηθικές σκέψης στις απόψεις που παρουσιάζονται στις κάρτες.

6. Επιπλέον πρακτική με τη διαδικασία διερεύνσης

• Ιδανικά οι μαθητές θα πρέπει να κάνουν επιπλέον πρακτική. Στο μάθημα αυτό, θέτουμε το παραπάνω ερώτημα.

Αναφορές• Fieser, J. (2002) Ethics. http://www.iep.utm.edu/ethics/

•Kirschner, Paul A.; Sweller, John; Clark, Richard 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. doi:10.1207/s15326985ep4102_1.

•Merrill, M. David (2002). "A pebble-in-the-pond model for instructional design". Performance Improvement 41 (7): 41. doi:10.1002/pfi.4140410709.

•Reiss, M. (2009). Assessing Ethics in Secondary Science: a report of a seminar held at the Nuffield Foundation. http://www.nuffieldfoundation.org/sites/default/files/files/Assessing_Ethics_in_Secondary_Science(1).pdf

•Sanna, R Anastasiya,R. *& Aro A. (2005) Getting Evidence into Practice (GEP) http://ec.europa.eu/health/ph_projects/2003/action1/docs/2003_1_15_a02_en.pdf

•Schmidt, H. G. (1993). "Foundations of problem-based learning: Some explanatory notes". Medical Education 27 (5): 422–32. doi:10.1111/j.1365-2923.1993.tb00296.x. PMID 8208146.

•Schmidt, H. G. (1983). "Problem-based learning: Rationale and description". Medical Education 17 (1): 11–6. doi:10.1111/j.1365-2923.1983.tb01086.x. PMID 6823214.

ENGAGE CONSORTIUM includes 14 Institutions from 12 countries with

extensive experience in IBSE, RRI, teacher training, and curriculum design

Online Course TeamCoordination: Alexandra Okada

CPD Framework: Yael Schwartz

EDX platform: Elisabetta Parodi

Learning Analytics: Mihai Bizoi

Collaborators : Ignacio Monge

Andy Bullough

Gemma Young

Consultant: John Wardle

Management: Andy Bullough

Evaluation: Dury Jacobs

Engaging.Science.euContacts: Tony Sherborne (Project Coordinator) tonysherborne@gmail.com