Co je to IBSE? „Nic nového pod sluncem.“ Eva Trnová IBSE – „nic nového pod sluncem“ Eva Trnová Co znamená IBSE nIBSE = zkratka anglického názvu inovativní vyučovací metody Inquiry-Based Science Education. nPřeklad do českého jazyka ještě není ustálený. nNejčastěji je tento termín překládán jako badatelská výuka, badatelsky orientované přírodovědné vzdělávání 1 nebo badatelsky orientované přírodovědné vyučování 2. n1 STUCHLÍKOVÁ, I. O badatelsky orientovaném vyučování. Papáček M. (ed.): Didaktika biologie v České republice 2010 a badatelsky orientované vyučování. DiBi 2010. pp. 129-135 přístupné on line http://www.pf.jcu.cz/stru/katedry/bi/DiBi2010.pdf 2 PAPÁČEK, M. Badatelsky orientované přírodovědné vyučování – cesta pro biologické vzdělávání generací Y, Z a alfa? SCIED, roč. 1, no.1, 2010, pp.33-49, přístupné on line http://www.scied.cz/Default.aspx?ClanekID=330&PorZobr=1&PolozkaID=122 Jiné názvy nV odborné literatuře se můžeme setkat se zkratkami: nIBSL (Inquiry-Based Science Learning) - jde o žákovské a studentské aktivity, nIBST (Inquiry-Based Science Teaching), které zdůrazňují aktivity učitele, nIBL – Inquiry-Based Learning, nIBT (Inquiry-Based Teaching). n n Co je to bádání? nBádání (Inquiry) „Bádání (Inquiry) je cílevědomý proces formulování problémů, kritického experimentování, posuzování alternativ, plánování zkoumání a ověřování, vyvozování závěrů, vyhledávání informací, vytváření modelů studovaných dějů, rozpravy s ostatními a formování koherentních argumentů“ 1,2 n1 LINN, M. C., DAVIS, E.A., and BELL, P. Internet environments for science education. Lawrence Erlbaum, Mahwah, NJ, USA, 1999 2 STUCHLÍKOVÁ, I. O badatelsky orientovaném vyučování. Papáček M. (ed.): Didaktika biologie v České republice 2010 a badatelsky orientované vyučování. DiBi 2010. pp. 129-135 přístupné on line http://www.pf.jcu.cz/stru/katedry/bi/DiBi2010.pdf Otevřené učení nDůležitým aspektem IBSE je použití otevřeného učení. n nOtevřené učení je popisováno jako výuková metoda bez striktně předepsaných vzdělávacích cílů, kterých musí žáci a studenti dosáhnout. n nŽáci a studenti by si neměli jen pamětně osvojovat fakta, ale měli by učivo chápat a být schopni vysvětlit, co a proč se učí. IBSE – „nic nového pod sluncem“ nJ.A.Komenský nJ. Dewey, L.S. Vygotsky, J. Piaget, D. Ausubel n – konstruktivismus n – nepoužívali termín „bádání“ nM. Liman - považován za zakladatele tzv. Philosophy for Children (filosofování s dětmi) - „community of inquiry“, společenství žáků a učitele, které společně bádá a hledá pravdu. nHlavní cíle - rozvoj kritického myšlení = umožňuje dobré usuzování, protože se opírá o logická kritéria, je sebekorektivní a citlivé na kontext, bere v potaz výsledky bádání druhých. n IBSE v české pedagogice nCelkem rychlá reakce na zahraničí nV překladovém anglicko-českém slovníku (Mareš, Gavora, 1999) se objevuje inquiry teaching, které je překládáno jako vyučování bádáním, objevováním. nV české literatuře se ale tento termín neujal. nTermín inquiry = bádání se v názvech metod, kterého zařazují v různé míře a podobě není - heuristická metoda, řešení problémů, nebo kritické myšlení, projektová výuka, učení v životních situacích atd. nUčení objevováním - spojováno s konstruktivistickou metodou a z hlediska forem s kooperativním učením. nOrgány EU se problémem zabývají - byla ustanovena expertní skupina EU sestavená k řešení tohoto problému nVelmi vážný závěr: „Za jednu z hlavních příčin ochabujícího zájmu mladých lidí o studium přírodních věd jsou považovány způsoby, kterými se přírodní vědy vyučují ve školách.“(Rocard et al., 2007). n Jen 15 % evropských studentů je spokojeno s kvalitou výuky přírodovědných předmětů ve škole a skoro 60 % uvádí, že výuka těchto předmětů na škole není dostatečně zajímavá. •Nezájem žáků o přírodní vědy = celosvětový problém nVýzkumy bylo prokázáno, že se vzrůstajícím věkem se prohlubuje nezájem o studium přírodních věd (MŠMT, 2008). n nStředoškolští studenti odmítají přírodovědné předměty více než žáci základních škol. n nNapříklad chemie byla na základní škole odmítána méně než pětinou žáků, zatímco na střední škole ji odmítala již téměř polovina studentů . •Situace v ČR: nVýzkumy TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study) potvrzují pokles zájmu žáků a studentů o přírodní vědy. nv roce 1995 odmítalo přírodovědu 17 % dotázaných žáků ze 4. ročníků (z toho na odpověď velmi nerad připadlo 5 % odpovědí), nv roce 2007 již odmítalo přírodovědu 28 % respondentů (z toho na odpověď velmi nerad připadlo 14 % odpovědí). nŽáci 8. tříd v roce 1995 odmítali nejvíce shodně fyziku a chemii (17 %) a v roce 2007 byla nejvíce odmítána opět fyzika (27 %), pak matematika (26 %) a chemie (22 %). n n •Situace v ČR: Přírodovědná gramotnost (průměrné výsledky zemí OECD) je nad průměrem zemí OECD není statisticky významně rozdílný od průměru OECD je pod průměrem zemí OECD ▲ je statisticky významně lepší než výsledek ČR ○ není statisticky významně rozdílný od výsledku ČR ▼ je statisticky významně horší než výsledek ČR Finsko 554 ▲ Japonsko 539 ▲ Korejská republika 538 ▲ Nový Zéland 532 ▲ Kanada 529 ▲ Estonsko 528 ▲ Austrálie 527 ▲ Nizozemsko 522 ▲ Německo 520 ▲ Švýcarsko 517 ▲ Velká Británie 514 ▲ Slovinsko 512 ▲ Polsko 508 ▲ Irsko 508 ○ Belgie 507 ○ Maďarsko 503 ○ USA 502 ○ Česká republika 500 Norsko 500 ○ Dánsko 499 ○ Francie 498 ○ Island 496 ○ Švédsko 495 ○ Rakousko 494 ○ Portugalsko 493 ○ Slovensko 490 ▼ Itálie 489 ▼ Španělsko 488 ▼ Lucembursko 484 ▼ Řecko 470 ▼ Izrael 455 ▼ Turecko 454 ▼ Chile 447 ▼ Mexiko 416 ▼ Textové pole: n Matematická gramotnost nvýsledek českých žáků průměrný nnejvětší zhoršení ze všech zemí od roku 2003 n (o 29 b.) n n Přírodovědná gramotnost nvýsledek českých žáků průměrný nnejvětší zhoršení ze všech zemí od roku 2006 (o 12 b.) n nŽáci považují přírodovědné předměty za velmi obtížné a domnívají se, že přírodovědné učivo je sice důležité pro společnost, ale v každodenním životě je pro ně nepotřebné. n nZkoumali jsme to i my – výsledky MOLE dotazníku - tabulka. •Situace v ČR: n25% - čtvrtina žáků - považuje v určité míře (extrémně důležité + velmi důležité + důležité) za důležité to, co se učí, pro jejich každodenní život n45 % žáků se domnívá, že je učivo důležité pro společnost. n42 % žáků považuje učivo v určité míře za nedůležité (málo důležité + velmi málo důležité + vůbec není důležité) pro jejich každodenní život n 25 % žáků považuje učivo za nedůležité pro společnost. nPřibližně třetina žáků zastává k oběma otázkám shodně neutrální názor. n •Ukázka výsledků: Reálná hodina • n Žáci vyjadřovali přání, co by se chtěli učit. n n Více jak polovina (56 %) studentů by chtěla, aby učivo souviselo s každodenním životem. n n 62 % žáků se vyjádřilo, že by učivo mělo být prospěšné pro společnost. n •Ukázka výsledků: Ideální hodina •Tabulka • nZměnit způsob výuky přírodovědných předmětů: nmotivovat žáky – učivo spojené s každodenním životem, nvzdělávat učitele – inovativní metody, způsob jejich implementace apod., npřipravovat materiály pro učitele - moduly. n nProjekt PROFILES obsahuje sadu konkrétních výukových modulů, které připravili a ověřili zkušení učitelé z 22 evropských zemí. nŘada dalších evropských projektů logo_mu 13918_14945_EuropeFlag •Řešení: Psychologická podpora řešení: Metoda k probuzení motivace – FOCUS (Smékal) nFantazie – hodiny se nemají podobat jedna druhé, dát zážitek, dobrodružství nOcenění – povzbuzení, vyjádření uznání nCíle – musí být přiměřené věku, zkušenostem nÚspěch – dát každému žáku možnost zažít úspěch, mít výsledek nSmysl – žák má vědět, proč se má dané učivo učit, k čemu je může využít n 13918_14945_EuropeFlag logo_mu Charakteristika IBSE nvýuka založená na bádání – poznávání, porozumění a logický proces osvojování dovedností (argumentace, hodnocení, vyvozování závěrů…) x memorování faktů npodstata = zapojení žáků a studentů do objevování přírodovědných zákonitostí, propojování informací do smysluplného kontextu a spojení s každodenním životem, rozvíjení kritického myšlení a podpora pozitivního postoje k přírodním vědám. n Úrovně IBSE nBylo by mylné předpokládat, že žáci a studenti mohou bádat na stejné úrovni jako vědci. nV závislosti na věku žáků a studentů a jejich schopnostech se úroveň bádání významně liší. nH. Banchi a R. Bell 1 definovali podle podílu vedení ze strany učitele (pomoc při postupu, kladení návodných otázek a formulace očekávaných výsledků) čtyři úrovně IBSE (viz tabulka). nTyto 4 úrovně bádání poskytují prostor učitelům k diferenciaci náročnosti v rámci výuky ve třídě a umožňují žákům a studentům zapojení podle jejich schopností. Úrovně IBSE Úroveň IBSE Otázky (stanovené učitelem) Postup (stanovený učitelem) Řešení (stanovené učitelem) 1. Potvrzující (confirmation) ano ano ano 2. Strukturované (structured) ano ano ne 3. Nasměrované (guided) ano ne ne 4. Otevřené (open) ne ne ne 1 Potvrzující bádání nPotvrzení nebo ověření zákonitostí a teorií. nZískat praxi experimentování a osvojit si konkrétní badatelské dovednosti, jako je např. sestavování aparatur, sběr a zaznamenávání dat. nPředpokládané výsledky prováděných experimentů jsou předem známy. nŽáci a studenti postupují při experimentování podle detailního učitelova návodu a pod jeho přímým vedením. Příklad: CHEMIE nPři expozici učiva oxidačně-redukčních dějů žáci ověřují posloupnost kovů v elektrochemické řadě napětí kovů. nPodle instrukcí učitele vkládají vybrané kovy do určených vodných roztoků obsahujících kovové kationty. nZaznamenávají probíhající reakce a změny kovů do tabulky. Výsledky analyzují, vyvozují závěry a porovnávají je s teorií. n Příklad experimentu 1: Plování, vznášení a potápění těles v kapalinách nDeduktivní potvrzující experiment - zařazen po expozici zákonitosti chování tělesa v kapalině, kde je toto chování závislé na poměru hustoty kapaliny a průměrné hustoty tělesa. nŽáci při experimentu postupují podrobně podle návodu (pracovního listu), ve kterém jsou uvedeny pomůcky i jednotlivé kroky experimentu. nUčitel zřetelně uvede výzkumnou otázku (úkol) v podobě: „Potvrď experimentem, že chování tělesa v kapalině závisí na jeho hustotě!“ nŽáci provádějí frontálně experiment se sklenicí s vodou. Do vody postupně vkládají rukou jednotlivé homogenní předměty bez dutin (kostky, kuličky apod.), které jsou vyrobené z látek o známé hustotě. 2 Strukturované bádání nUčitel výrazně ovlivňuje bádání a pomáhá žákům a studentům zejména tím, že klade návodné otázky a stanovuje cestu bádání. nŽáci a studenti následně hledají řešení (odpovědi) pomocí svého bádání a vytvářejí vysvětlení na základě důkazů, které shromáždili. nPostup experimentů je učitelem relativně podrobně stanoven, ale řešení není předem známo. nŽáci a studenti projevují svoji tvořivost při objevování zákonitostí. Příklad: CHEMIE nPři expozici učiva oxidačně-redukčních dějů žáci ověřují posloupnost kovů v elektrochemické řadě napětí kovů. n Podle instrukcí učitele vkládají vybrané kovy do určených vodných roztoků obsahujících kovové kationty. nZaznamenávají probíhající reakce a změny kovů do tabulky. Výsledky analyzují, vyvozují závěry a porovnávají je s teorií. 3 Nasměrované bádání nMění výrazně úloha učitele, který se stává průvodcem žákovského a studentského bádání. nStanovuje ve spolupráci s žáky a studenty výzkumné otázky (problémy) a poskytuje rady při plánování postupu i vlastní realizaci bádání. nŽáci a studenti sami navrhují postupy pro ověření výzkumných otázek a pro jejich následné řešení. n Příklad: CHEMIE nŽáci provádějí stejné experimenty jako v prvním příkladu bádání. Ale neznají elektrochemickou řadu napětí kovů dopředu. nUčitel pomáhá žákům, jak experimenty provádět. Jejich úkolem je zjistit reaktivitu kovů během oxidačně-redukčních dějů. nPomocí porovnání výsledků experimentů žáci konstruktivně vyvozují pořadí zkoumaných kovů v elektrochemické řadě napětí kovů. 4 Otevřené bádání nTato nejvyšší úroveň IBSE navazuje na předchozí úrovně bádání a je nejblíže skutečnému vědeckému výzkumu. nŽáci a studenti by měli být schopni sestavit výzkumné otázky, způsob a postup bádání, zaznamenávat a analyzovat data a vyvozovat závěry z důkazů, které shromáždili. nTo vyžaduje vysokou úroveň vědeckého myšlení a klade vysoké kognitivní požadavky na žáky a studenty, proto je použitelné pro nejvyšší věkové kategorie a nadané žáky a studenty. Příklad: CHEMIE nŽáci při řešení problému koroze stanovují, že je nutné zkoumat redoxní vlastnosti kovů. n nNavrhují, které kovy a vodné roztoky kovových iontů budou používat a proč. n nPozorování samostatně zaznamenávají a vyvozují závěry. Fáze IBSE – nerozlišujeme úrovně naktivace zvědavosti žáků a studentů a zvýšení jejich zájmu o vědecké problémy a výzvy, nposun tohoto stavu zvědavosti k vzdělávacímu projektu: vyzývat žáky a studenty k formulaci toho, o čem vybraný problém je, jejich vlastními slovy, nod definice problému dojít k naplánování badatelsky-orientovaného projektu; součástí je i definování kroků, které povedou k realizaci projektu, nrealizace naplánovaných projektových aktivit; toto se obvykle děje různými způsoby (testy, experimenty) dle volby učitele, ndalší fází je konfrontace výsledků s realitou; komparace konkrétních výsledků či výstupů s očekávanými výsledky; individuální nebo kolektivní validace výsledků je součástí této fáze, nnásledně jsou zpracovány závěry, které zdůrazní znalosti, jež byly projektem dosaženy; je možné poukázat na propojení těchto závěrů s jinými vědeckými problémy, npropojení vědy s etikou, technologiemi, rozhodováním (i politickým), volbou řešení. n Nový pohled na experimentování nŽáci a studenti nemají při provádění experimentů jen pasivně postupovat podle návodu a bezmyšlenkovitě provádět experimenty jako když „vaří podle receptů“, ale měli by chápat, co a jak dělají a proč to dělají. nPracovní listy – jiná struktura nJiný způsob hodnocení n Proč a jak učit děti vědecké argumentaci nKuhn (1991) prokázal, že většina z nás potřebuje výcvik, abychom si osvojili dovednost správně formulovat argumenty. nVědecká argumentace = těžší než sociální nebo sociálně vědecká argumentace (Osborn, Erduran, Simon, 2004) nvyžaduje široké teoretické znalosti, nstudenti nemohou tolik využívat předchozí neformální vědomosti a zkušeností z přirozených životních situací. n nKuhn, D. (1991). The Skills of Argument. Cambridge: Cambridge University Press nOsborne, J., Erduran, S. and Simon, S. (2004). Enhancing the quality of argument in school science, Journal of Research in Science Teaching 41(10), 994-1020. n ndůraz na aktivní úlohu žáků, nnutnost vyučovat předmět v kontextu běžného života, npropojování – dříve naučeného s novými informacemi, nových informací se znalostmi z jiných předmětů (interdisciplinární přístup), s kontextem praxe v podnicích či s každodenními situacemi, npodpora schopnosti řešení problémů, diskuze, argumentace a týmové práce, nindividuální přístup ke studentům, nvyužívání praktických cvičení a experimentů. n •Jak reagovat? 6. Projekt PROFILES jako podpora přírodovědných učitelů v IBSE nCíle: npřipravit materiály, které mohou učitelé přímo využít n( sada konkrétních výukových modulů, upravených pro IBSE n- http://www.profiles-project.eu/cms_profiles/ ) nnaučit učitel aplikovat IBSE v přírodovědné výuce, aby se tato badatelská metoda stala běžnou součástí výuky. n n nBANCHI, H., BELL, R. The Many Levels of Inquiry. Science and Children, Vol. 46(2), 2008, pp. 26-29. nKYLE, W. C. What research says: Science through discovery: Students love it. Science and Children, Vol. 23(2), 1985, pp. 39–41. nLINN, M. C., DAVIS, E.A., and BELL, P. Internet environments for science education. Lawrence Erlbaum, Mahwah, NJ, USA, 1999 n nPAPÁČEK, M. Badatelsky orientované přírodovědné vyučování – cesta pro biologické vzdělávání generací Y, Z a alfa? SCIED, roč. 1, no.1, 2010, pp.33-49, přístupné on line http://www.scied.cz/Default.aspx?ClanekID=330&PorZobr=1&PolozkaID=122 nRAKOW, S. J. Teaching Science as Inquiry. Fastback 246. Bloomington, Phi : Delta Kappa Educ. Found, 1986 nROCARD, M., CESRMLEY, P., JORDE, D., LENZEN, D., WALBERG-HERNIKSSON, H., & HEMMO, V. (2007). Science education NOW: A Renewed Pedagogy for the Future of Europe. Brussels, Belgium: Office for Official Publications of the European Communities. Retrieved January 15, 2012, from EU: http://ec.europa.eu/research/science-society/document_library/pdf_06/report-rocard-on-science-educa tion_en.pdf n nSTUCHLÍKOVÁ, I. O badatelsky orientovaném vyučování. Papáček M. (ed.): Didaktika biologie v České republice 2010 a badatelsky orientované vyučování. DiBi 2010. pp. 129-135 přístupné on line http://www.pf.jcu.cz/stru/katedry/bi/DiBi2010.pdf n nKUHN, D. (1991). The Skills of Argument. Cambridge: Cambridge University Press n nOSBORNE, J., ERDURAN, S. and SIMON, S. (2004). Enhancing the quality of argument in school science, Journal of Research in Science Teaching 41(10), 994-1020. n •Reference Děkuji za pozornost Eva Trnová trna@ped.muni.cz trnova@ped.muni.cz Masaryk University Brno, Czech Republic trnova@ped.muni.cz logo_mu