E K O L O G I C K É Z Á K O N I T O S T I & B A D AT E L S K É D O V E D N O S T I Foto: D. Kavan, Společnost pro Jizerské hory Jan Činčera, Katedra environmentálních studií, Fakulta sociálních studií, Masarykova univerzita Brno & Roman Kroufek, Univerzita J. E. Purkyně, Ústí nad Labem E-mail: cincera@mail.muni.cz CÍLE LEKCE Po ukončení lekce studenti • Aplikují poznatky z teorie konceptuální změny na rozpoznání vhodných a nevhodných strategií pro rozvíjení ekologického porozumění a badatelských dovedností účastnické skupiny. • Ve své praxi uplatňují vhodné strategie pro rozvíjení ekologického porozumění a badatelských dovedností a vyhýbají se těm problematickým. VSTUPNÍ OTÁZKY • Máte zcela neprodyšnou krabičku, ze které, ani do které se nic nemůže po zamknutí dostat. Dovnitř vložíte jablko, zamknete, zvážíte. Po roce krabičku před otevřením opět zvážíte. Bude nyní krabička vážit stejně, méně, nebo více, než před tím? Proč si to myslíte? Koresponduje váš názor s nějakou vědeckou teorií? Pokud ano, vzpomenete si, kdy a jak jste se ji učili? • Vzpomeňte si na nějakou novou informaci ze světa vědy, kterou jste nedávno slyšeli. Korespondovala vám s nějakou jinou teorií, kterou si pamatujete?V čem jí případně odporovala? • Jaký způsob výuky o fungování přírody je podleVás nejúčinnější? CO UČIT A PROČ Tradice „Nature studies“ Svébytný cíl Badatelské dovednosti Porozumění přírodě Prostředek K-A-B teorie Kvalita rozhodování Zájem o přírodní vědy Vztah mezi ekologickými znalostmi a environmentálními postoji či chováním je slabý a problematický. Přírodovědné znalosti • Ekosystémy • Dílčí fakta… Ekologické principy • Koloběh látek • Toky energie • Změna, adaptace • Provázanost… Badatelské kompetence • Dovednosti • Nature of Science… • Zájem o přírodní vědy VÝUKA EKOLOGICKÝCH ZÁKONITOSTÍ NA ČESKÝCH 2. ST. ZŠ (N=645, 2016) 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Literatura k dispozici Pomůcky k dispozici Výuka zákonitostí Vlastnosti ekosystémů Monitoring v terénu Mapování místní přírody Výuka principů v přírodě Rozhodně ne Spíše ne Spíše ano Rozhodně ano Na většině škol je výuka ekologických zákonitostí dobře obsahově pokryta a je zabezpečena literaturou i pomůckami. Učitelé na téměř dvou třetinách škol ale nevyužívají pro svoji výuku přírodní prostředí a zůstávají v učebně. CO (NE) VÍME… Čeští žáci mají dobré přírodovědné znalosti • Neumí je ale použít v praxi • Celosvětově klesá zájem o přírodní vědy Obecné strategie • Výuka venku • Zkušenostní učení Více přístupů v praxi • Pozitivistický přístup • Konstruktivistický přístup • Badatelsky orientovaná výuka „Chain gang“ – simulace toku energie na programu Sunship Earth (Earth Education). Foto JČ. POZITIVISTICKÝ PŘÍSTUP Foto: JČ POJMOVÉ AKTIVITY Kontrolor potravních řetězců Asimilace Strážci Země. Foto: SEV Český ráj Aplikace Informace Prožitek a aplikace 1 aktivita = 1 téma Velké myšlenky, ne jednotlivosti Jazyk žáků Žáci aktivní Teorie a poučky Moc zajíců najednou Důraz na dílčí fakta Hlavně ať je to „vědecky“ Učitel aktivní ANO NE Rychlé, přímočaré, efektivní pro jednoduché koncepty, univerzální postup pro celou skupinu,lze snadno vyhodnotit Nepracuje se vstupním porozuměním žáků, problematické u složitějších konceptů KONSTRUKTIVISTICKÝ PŘÍSTUPFoto: JČ Když se věci rozpadnou, hmota zmizí. Hmota se skládá z atomů. Všechno pevné je z hmoty. Vzduch není z hmoty. Živí tvorové nejsou z atomů, ale z molekul Atomy jsou malé kuličky. Koncept „Hmota“ Koncept = abstraktní idea, organizuje dílčí informace (evoluce, atom, energie, škola, seminář…) Zkušenost, informace Koncept Teorie TEORIE KONCEPTUÁLNÍ ZMĚNY Tatínkova teorie Naše původní „alternativní“ teorie Teorie pana učitele Potvrzující zkušenosti, informace Zpochybňující zkušenosti, informace Kognitivní disonance Potvrzení teorie:Asimilace Změna teorie: Akomodace TEORIE KONCEPTUÁLNÍ ZMĚNY Otázka konzistence alternativní teorie Teorie „syntetických modelů“ (Vosnidaou) Teorie „p-primes“ (diSessa) Ontologická teorie (Chi) Identifikuj a zpochybni přežívající prekoncept Identifikuj a nahraď chybné dílčí prvky Identifikuj a změň zařazení prvku do mentální kategorizace TEORIE KONCEPTUÁLNÍ ZMĚNY Prekoncept, „naivní teorie“ Nové zkušenosti, informace Přijetí „vědecké“ teorie Vytvoření „syntetického“ modelu Zachování původního konceptu Vytvoření miskonceptů Neživá příroda se skládá z atomů, které se stále recyklují. Živá z molekul, které po smrti zmizí. Když se nějaká věc rozpadne, tak se rozloží na malé částečky a zmizí. Organizmy i neživá příroda se skládá ze stejných „stavebních látek“, které se stále „recyklují“. Molekula je základní stavební prvek živých organizmů. PROBLÉM SYNTETICKÝCH MODELŮ: JABLEČNÉ DILEMA Předprogramem1 „Nevím…váha se změní…ale nevím jak…“ Předprogramem2 „Bude vážit stejně, protože tam zůstanou ty molekuly…“ Orokpozději „Jablko shnije…bude vážit méně.“ Poprogramu3 „Jablko se rozloží…bude vážit méně…ale možná taky stejně…“ Orokpozději „Rozloží se…některé molekuly uniknou do vzduchu….bude vážit méně.“ 9 let 10 let 11let 12 let 13 let Alternativní žákovské teorie jsou trvanlivé a často nejdou zrušit naráz. Práce s prekonceptem Reflexe Cykličnost Vychází od žáků Předávání informací Zkoušení z definic Linearita Vychází od učitele ANO NE Reaguje na vstupní a průběžné porozumění žáků Časově náročné, nelze předem připravit BADATELSKY ORIENTOVANÁ VÝUKAFoto: Michal Medek, Kaprálův mlýn BADATELSKÝ CYKLUS Téma Otázka a hypotéza Plán výzkumu Sběr dat Analýza Interpretace, závěr JČ. Foto JČ „Jak pracují vědci“ PROGRAM TERÉNNÍ EKOLOGIE / SEV KAPRÁLŮV MLÝN Seznámení s lokalitou Práce s pomůckami, tablety Žákovský badatelský projekt Prožitková sebereflexe 0% 50% 100% Experimentální před Experimetální po Kontrolní před Kontrolní po Podíl správných a špatných odpovědí na porozumění „nature of science“ (N=83/93) Správně Špatně Před: „pozorovat něco mikroskopem či jinými přístroji“ Po: „Když chci něco studovat vědecky, musím začít vyhledáním informací…Položím si otázku, kterou chci zodpovědět. Potom … pozoruji subjekt. Nakonec porovnám výsledky s informacemi.“ Dívka, 16 let BOV VE ŠKOLE: BADATELÉ.CZ A GLOBE Vysvětlení badatelského cyklu Procvičení dovedností Aplikace: badatelské lekce Badatelé.cz Foto: Sdružení TEREZA Program GLOBE: největší mezinárodní badatelský projekt (113 zemí, koordinuje NASA), český koordinátor (130 škol) vzdělávací centrumTereza. Celý badatelský cyklus Korektní metodologie Vychází od žáků Objevování Část badatelského cyklu Nekorektní metodologie Vychází od učitele Potvrzování ANO? NE? Rozvíjí porozumění vědě, badatelské dovednosti, atraktivní Nemusí být účinnější pro porozumění konceptu, může zahltit některé žáky NÁMĚTY NA SAMOSTATNOU PRÁCI • Prohlédněte si video z badatelské lekce „Karvinské moře“ realizované na ZŠ Dělnická – Karviná v rámci programu Badatele.cz na http://badatele.cz/cz/jakvypada-vyuka.V čem vidíte přednosti takto vedené výuky? Jaké mohou být její případné problematické aspekty? • Navštivte libovolný program zaměřený na rozvíjení ekologického porozumění. Z jakého přístupu vycházel?V čem tento přístup respektoval a v čem se od něj odchyloval? OTÁZKY K DISKUSI • Který z přístupů je podleVašeho názoru nejlépe vhodný pro kratší programy / delší školní práci / několikadenní pobytové programy? • Jakému z přístupů odpovídáVaše praxe či praxe, které byste se chtěl/a věnovat? • V čem vidíte výhody a nevýhody otevřeného přístupu k badatelství? • Bude krabička z úvodního příkladu vážit více, stejně, či méně, než při prvním vážení? DOPORUČENÁ LITERATURA • Chiappetta, E. L., & Adams,A. D. (2004).Inquiry-based instruction, The ScienceTeacher, 71(2),46-50. • Duit, R., & Treagust, D. F. (2003).Conceptual change:A powerful framework for improving science teaching and learning. International Journal of Science Education, 25(6),671–688. https://doi.org/10.1080/0950069030501 • Kirschner, P.A., J. Sweller, J., and R. E. Clark (2006).Why Minimal Guidance During Instruction Does Not Work:An Analysis of the Failure of Constructivist, Discovery, Problem-Based, Experiential, and InquiryBased Teaching. Educational Psychologist, 41(2), 75-86. • Osborne, J., S. Simon, and S. Collins. 2003.“Attitudes towards Science:A Review of the Literature and its Implications.” International Journal of Science Education 25 (9): 1049–1079. • Van Matre, S. (1979).Sunship Earth.An Earth Education Program Getting to KnowYour Place in Space. Martinsville:American Camping Association. • Vosniadou, S. (Ed.), (2013).Handbook of research on conceptual change. Hillsdale, NJ: Erlbaum.