A természettudományos gondolkodás és kutatás készségeinek fejlesztése kisiskoláskorban

Developing Scientific Reasoning and Inquiry Skills in Early Childhood

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Korom Erzsébet1, Csiszár Imre2

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

1habilitált egyetemi docens

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Szegedi Tudományegyetem Neveléstudományi Intézet Oktatáselmélet Tanszék, Szeged,

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

MTA–SZTE Természettudomány Tanítása Kutatócsoport

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

2középiskolai tanár, mesterpedagógus

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Szegedi Tudományegyetem Gyakorló Gimnázium és Általános Iskola, Szeged,

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

MTA–SZTE Természettudomány Tanítása Kutatócsoport, SZeReTeD – Szegedi Regionális Természettudományos Diáklaboratórium

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

 
Összefoglalás
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A természettudományos nevelés számos kihívással szembesül napjainkban, hogy megfeleljen a 21. század elvárásainak. A fejlesztési célok között kiemelt szerepet kap az ismeretek értelmes elsajátítása, a tudás alkalmazása, a gondolkodás és a kreativitás fejlesztése, a tanulási motiváció és a természettudomány iránti érdeklődés növelése. Ahhoz, hogy mindez megvalósuljon, és a közoktatásból kikerülve a tanulók rendelkezzenek a mindennapi életben való boldoguláshoz, a felelős állampolgári magatartáshoz szükséges természettudományos ismeretekkel vagy a természettudományos irányú továbbtanuláshoz szükséges tudással és készségekkel, a természettudományos nevelést fontos a jelenleginél korábban (óvodás-, illetve kisiskoláskorban) elkezdeni, és ezt a jelenleginél nagyobb tudatossággal végezni. A tanulmány elsősorban a természettudományos gondolkodás és kutatás készségeinek fejlesztésére helyezi a hangsúlyt, összefoglalva a legfontosabb kutatási eredményeket. Tárgyalja a megismerés és a gondolkodás fejlődésének szakaszait és azokat a megismerő tevékenységeket, amelyek támogathatják az egyes életkori szakaszokban a természeti jelenségek megismerését, vizsgálatát és a tudományos ismeretek megalapozását. Az elméleti háttér mellett bemutat egy kisiskolásoknak készült, a kutatásalapú tanulásra építő fejlesztő programot is, amelyet az MTA–SZTE Természettudomány Tanítása Kutatócsoport dolgozott ki, és amelynek elemeit a Gondolkodtató természettudomány-tanítás című módszertani sorozat egyik kötetében adott közre.
 
Abstract
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Science education needs to face numerous challenges to meet the requirements of the 21st century. Among our educational objectives, special emphasis is now given to meaningful learning, application of knowledge, fostering reasoning and creativity, and enhancing learning motivation and interest in science. For students graduating from public education to be equipped with the knowledge and skills required for everyday life and/or for continuing their studies, science instruction needs to start earlier (at pre-school or early primary school), following a carefully designed plan, and to do so with greater awareness than at present. The paper will provide a theoretical framework for this educational task with a summary of the most significant research results in developmental psychology and science education. The stages of cognitive development will be discussed. A selection of educational activities will be described that may support the discovery and examination of science phenomena and help build the foundations of scientific knowledge at each stage. In addition to the discussion of the theoretical background, a few practical examples of classroom activities focusing on student participation and building on inquiry-based learning are presented. These activities have been developed by the MTA–SZTE Science Education Research Group at the University of Szeged and published in Hungarian in a series of education methodological volumes entitled Science Education with the Focus on Reasoning Skills aimed at a readership of teachers and trainee teachers.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Kulcsszavak: természettudományos nevelés, tudományos gondolkodás, kutatási készségek, óvodás- és kisiskoláskor, kutatásalapú tanulás
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Keywords: science education, scientific reasoning, inquiry skills, early childhood, inquiry-based learning
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

DOI: 10.1556/2065.183.2022.11.3
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

 

Bevezetés

 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Az iskolai oktatás egyik legfontosabb célja, hogy megtanítsa a tanulókat gondolkodni. A természettudomány tanítása erre kiváló lehetőséget kínál, hiszen az ismeretanyag megértése, az összefüggések felismerése, a számítási feladatok vagy problémák megoldása sokféle gondolkodási képesség alkalmazását igényli. Derek Hodson (2014) négy tanulási célt különít el a természettudományos nevelésben: (1) a természettudomány tanulása (learning science): fogalmi, elméleti diszciplináris tudás elsajátítása; (2) a természettudományról tanulás (learning about science): a tudományos vizsgálat jellemzőinek, valamint a tudományos elméletek eredetének és fejlődésének megértése, a tudományos nyelv és kommunikáció ismerete, a tudomány-technológia-társadalom-környezet közötti kapcsolatok felismerése; (3) a tudomány művelése (doing science): a tudományos kutatásban és problémamegoldásban való részvétel; (4) társadalmi-tudományos kérdések kezelése (addressing socio-scientific issues): kritikai készségek fejlesztése a személyes, társadalmi, gazdasági, környezeti és erkölcsi-etikai vonatkozásokkal való szembenézéshez. A tudomány művelése szorosan összefügg az első két tanulási céllal, ugyanis a tudományos kutatás (scientific inquiry) révén fejlődhet a tanulók fogalmi megértése és gyarapodhat a kutatásmódszertani tudásuk (procedural knowledge) is. Bármelyik tanulási célt tekintjük, mindegyik elérésében alapvető szerepe van a gondolkodásnak.
 

A természettudományos gondolkodás és kutatás szerepe a tanulásban

 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A természettudományok tanulásában gyakran használt egyszerűbb gondolkodási képességek az összehasonlítás, a sorképzés, a csoportosítás, a rendszerezés, az arányossági, a kombinatív, a korrelatív vagy a valószínűségi gondolkodás, de számos esetben komplexebb, magasabb szintű gondolkodási képességekre is szükség van, mint például az induktív, a deduktív, az analógiás vagy a kritikai gondolkodás (Adey–Csapó, 2012). Mivel a természettudományok kutatási módszerei a hipotézisek felállítására, a fizikai környezettel történő kölcsönhatásokra, illetve azok tanulmányozására és a mérési eredményekből való következtetésekre helyezik a hangsúlyt (Jirout–Zimmerman, 2015), a gondolkodásfejlesztéssel összefüggésben a természettudományos megismeréshez, vizsgálathoz szükséges kutatási készségek (inquriy skills) elsajátítása is kiemelt szerepet kap. A kutatási készségek közé tartozik a kérdésfeltevés, a hipotézisalkotás, a kísérlettervezés és kivitelezés, a változók azonosítása és kontrollja, a tapasztalatok, adatok rögzítése, elemzése, a következtetések levonása és az eredmények kommunikálása (Wenning, 2007). A természettudományos gondolkodás átfogó fogalom, azon mentális műveletek összességét jelenti, amelyeket a természettudományos témákról való gondolkodás, a tudományos problémákkal való foglalkozás vagy valamilyen megismerő tevékenység, például vizsgálódás, kísérletezés során végzünk (Dunbar–Fugelsang, 2005). Számos kognitív és metakognitív készséget foglal magában (Zimmerman, 2007).

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A természettudományos gondolkodás és kutatás fontosságát jól érzékeltetik a természettudományos tudást mérő nemzetközi vizsgálatok elméleti keretei. A PISA-vizsgálat természettudományos műveltséget leíró modelljében olyan készségek kerülnek a középpontba, mint a jelenségek tudományos magyarázata, a vizsgálatok tervezése, értékelése, az adatok és bizonyítékok tudományos értelmezése. Emellett fontos szerepet kap az ismeretjellegű tudás három típusa: a deklaratív tudás (természettudományos fogalmak, tények, összefüggések, modellek, elméletek, törvények ismerete); a procedurális tudás (a tudományos kutatásokban alkalmazott módszerek, eljárások ismerete) és az episztemikus tudás (a tudomány természetének, működési alapelveinek ismerete, megértése), valamint a tudás különböző kontextusokban (személyes, helyi/nemzeti, globális) való alkalmazása és a tudománnyal szembeni attitűdök formálása (OECD, 2019). A TIMSS- (Trends in International Mathematics and Science Study) felmérések is nagy hangsúlyt fektetnek a természettudományos gyakorlatokra (science practices), azokra a tudományos kutatáshoz, vizsgálódáshoz szükséges készségekre, amelyek minden természettudományos diszciplína tanulásához szükségesek (Mullis–Martin, 2017).
 

A természettudományos gondolkodás fejlesztése

 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Haim Eshach és Michael N. Fried (2005) a természettudományos gondolkodás fejlődésére vonatozó kutatási eredményeket áttekintve megállapítják, hogy megfelelő módszerekkel, tudatos pedagógusi támogatással már óvodáskorban érdemes és fontos elkezdeni a természettudományok tanítását. Ennek egyik alapja és hajtóereje a természetes gyermeki kíváncsiság. A kíváncsiságra és a tanulók érdeklődésére építő tananyag segíti a természettudomány iránti pozitív attitűd kialakulását. A jelenségek tanulmányozása, a kezdeti tapasztalatok kihatnak a természettudományos fogalmak elsajátítására, későbbi mélyebb megértésére, valamint a tudományos gondolkodás, elemzőképesség fejlődésére.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Jamie Jirout és David Klahr (2009) meghatározása szerint a kíváncsiság a bizonytalanság olyan preferált mértéke, amely kérdésfeltevéshez vagy felfedező magatartáshoz vezet. A gyerekeket természetüktől fogva jellemzi a kíváncsiság, az a késztetés, hogy megismerjék és megértsék a körülöttük lévő világot. Egyszerű problémák esetében már a négy-öt éves gyerekek is képesek arra, hogy kérdéseket tegyenek fel a bizonytalanság kezelésére, és a megszerzett információkat képesek felhasználni a bizonytalanság feloldására. A kérdések hatékonyabb használatában hat-hét éves korban jelentős fejlődés tapasztalható (Jirout–Zimmerman, 2015).

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A kíváncsiság, az ismeretlen felfedezésének vágya olyan helyzetekben működik leginkább, ahol van némi bizonytalanság, de nem túl sok. A gyerekek a közepes bizonytalansági szintet részesítik előnyben a minimális és a maximális bizonytalansági szinttel szemben (Jirout–Klahr, 2009). Mindez segítheti az óvodapedagógusokat, tanítókat abban, hogy tudatosan építsenek a gyermekek kíváncsiságára. Az optimális bizonytalanság megteremtése azonban nem egyszerű. Ahhoz, hogy a gyerekek kíváncsivá váljanak, nemcsak az a fontos, hogy bizonytalanságot teremtsünk a környezetben, hanem hogy a gyerekek kognitívan érzékeljék a bizonytalanságot. Ha a gyerekeknek szilárdan megalapozott meggyőződésük van egy témáról, nem lesznek kíváncsiak, hiszen már eleve úgy gondolják, hogy tudják azt, amit a pedagógus szeretne nekik megtanítani. Ebben az esetben segíthet, ha a pedagógus kognitív konfliktust teremt, létrehoz egy olyan helyzetet, ami ellentmondásban van a gyerekek meglévő tudásával (Jirout–Zimmerman, 2015). A kognitív konfliktus keltésének számos lehetősége van. Ilyen például tanári kísérlettel vagy kérdések, beszélgetés révén olyan bizonyítékok bemutatása, amelyek más megvilágításba helyezik a dolgokat, újabb szempontokat vetnek fel. Ha a gyerekek felismerik a bizonytalanságot, törekszenek annak feloldására, ezért kérdéseket tesznek fel, és alaposabban megfigyelik, megvizsgálják a jelenségeket.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A gyerekek kíváncsiságát többféle stratégiával lehet segíteni. Ilyen például a támogató osztálytermi légkör, ami lehetőséget ad a felfedezésre, a hangosan gondolkodásra, a problémamegoldásra; ahelyett, hogy megmondanánk a gyerekeknek, hogy mit tegyenek. Modellezhetjük számukra a kíváncsiságot: megmutathatjuk, hogy mások sem tudnak mindent, de ha szeretnének valamit megtanulni, akkor kérdéseket tesznek fel, információkat keresnek, kutatásokat végeznek. A pedagógus ösztönözheti és irányíthatja a kérdések megfogalmazását, és rávezetheti a gyerekeket arra is, hogy egy probléma megválaszolásához többféle úton is el lehet jutni (Jirout, 2020).

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Bár a kíváncsiság, a kérdésfeltevés és a felfedezés spontán is fejlődnek, a tudományos gondolkodás és vizsgálódás készségeinek fejlesztése tudatos tanári munkát igényel. A kérdésfeltevés egy idő után elvezet hipotézisek megfogalmazásához és elméletek megalkotásához, a megfigyelés és a bizonyítékok értékelése pedig a pontos mérésekhez és a statisztikai modellek alkalmazásához. Az információgyűjtés az alapja annak, hogy később kialakuljon a változók azonosításának és a kontrollált vizsgálatok tervezésének készsége (Jirout–Zimmerman, 2015).
 

A kutatási készségek fejlesztése kutatásalapú tanulással

 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A kutatásalapú tanulás (inquiry-based learning, IBL) a tanulás konstruktivista megközelítésén alapuló aktív tanulási forma, amely lehetővé teszi, hogy a tanulók megismerjék és alkalmazzák a tudományos megismerés módszereit a természettudományos tananyag feldolgozása során. A kutatásalapú tanulás lépéseit Margus Pedaste és munkatársai (2015) modellje négy nagyobb egységre bontja: (1) ráhangolódás (a tanulók érdeklődésének felkeltése, például a témához kapcsolódó történettel, videóval, hétköznapi tapasztalattal); (2) koncepcióalkotás (problémafelvetés, kutatási kérdések megfogalmazása, hipotézisalkotás); (3) vizsgálódás (megfigyelés, vizsgálat/kísérlet, adatgyűjtés, adatelemzés; (4) következtetés. A tanulók egyénileg vagy kisebb csoportokban dolgoznak, és minden szakaszban nagy szerepe van a megbeszélésnek, a tanulók közötti, illetve a tanulók és a tanár közötti interakcióknak, valamint a kutatás folyamatára, és az elvégzett munkára való reflexiónak. A kutatásalapú tanulásnak több formáját különítik el aszerint, hogy a folyamat mely lépéseit végzi a tanár, és melyet a diákok. Leggyakrabban három típust határoznak meg (Spronken-Smith–Walker, 2010). A strukturált kutatás során a tanár fogalmazza meg a kutatási kérdést, és határozza meg a kísérlet menetét, az alkalmazandó eljárásokat és eszközöket. A tanulók a kísérlet megvalósítását, a tapasztalatok összegzését, a következtetést és az eredmények bemutatását végzik, lépésről lépésre a tanári instrukciók alapján. Az irányított kutatásnál a tanár veti fel a problémát, és fogalmazza meg a kutatási kérdést. A kísérlet tervezését és a további lépéseket a tanulók önállóan végzik tanári támogatás mellett. A nyitott kutatás során minden lépést a tanulók önállóan végeznek, a tanár segítő, facilitátori szerepet tölt be a tanulás során. Egyes megközelítések (például Bell et al., 2005) a három típust kiegészítik egy továbbival, a megerősítő kutatással, ahol a tanulók már ismerik az adott kísérlet kimenetét, és a feladatuk az, hogy reprodukálják az eredményt.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Természettudományos témák kutatási szemléletű feldolgozása óvodáskorú gyerekek körében is lehetséges. Például Ala Samarapungavan és munkatársai (2011) azt tapasztalták, hogy azok a gyerekek, akik részt vettek az egy éven át tartó, hat témát feldolgozó programban, jobban megértették az alkalmazkodás, a növekedés és fejlődés fogalmát, illetve a biológiai struktúra és funkció közötti kapcsolatot. Sikeresen be tudtak kapcsolódni a pedagógus által irányított vizsgálódásokba. Képesek voltak használni a korábbi tapasztalataikat az élőlényekkel kapcsolatban, kérdéseket tettek fel, előrejelzéseket fogalmaztak meg, egyszerű megfigyeléseket végeztek, és következtetéseket vontak le a megfigyeléseik alapján. A gyerekek nemcsak részt tudtak venni a tudományos folyamatokban, de meg is értették a tudományos kutatás kulcsfontosságú aspektusait. A fejlesztés további hozadéka volt, hogy a kísérletbe bevont gyerekek érdeklődése, motivációja is növekedett a természettudományos témák iránt. Kisiskoláskorban a kutatásalapú tanulás típusai közül elsősorban a strukturált kutatást célszerű alkalmazni, és számos kutatási készség (például egy témában a vizsgálható kérdések megfogalmazása, előrejelzések, megfigyelések, vizsgálatok végzése, adatok összegyűjtése, rögzítése, értékelése, tapasztalatok megfogalmazása és megvitatása, adatok alapján következtetések levonása) fejlesztését be lehet építeni a tanításba (lásd például O’Connor–Rosicka, 2020).

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A megfigyelés fejlesztése kiemelten fontos, mivel ez olyan más kutatási készségekhez vezet, mint például az előrejelzések megfogalmazása, hipotézisek felállítása. A megismerést segítő tevékenységek változnak a gyerekek kognitív fejlettségével, amit Wynne Harlen (2006) három életkori szakaszra bontva foglalt össze. Az óvodáskor utolsó és a kisiskoláskor első éveiben (öt-hét éves kor) a közvetlen tapasztalatszerzés és a felfedezés a mindennapokból ismerős tárgyakkal, jelenségekkel történik, amelyeket megfigyelhetnek, megvizsgálhatnak, csoportosíthatnak, rendszerezhetnek a gyerekek. A tárgyakat szét is szedhetik, megvizsgálhatják az alkotóelemeiket, szerkezetüket, és maguk is készíthetnek egyszerű modelleket. A következő életkori szakaszban (nyolc-tíz éves kor) a megfigyelt dolgok köre és a megfigyelés is összetettebb lesz (például mintázatok, összefüggések keresése). A gyerekek vizsgálatokat végezhetnek, amelyek során ők idézik elő a változást. Egyszerű kísérleti helyzetekben megértik az „egyszerre egy tényezőt változtatunk” elvet. A tevékenységek megválasztásával és a folyamatos támogatással a pedagógusok már ebben az időszakban is ösztönözni tudják a gyerekeket arra, hogy a jelenségek magyarázatához szisztematikus vizsgálatokat végezzenek, és ne véletlenszerűen cselekedjenek. A vizsgálati módszerek köre a tíz-tizenkét éves korosztálynál tovább bővül. A részletes és különböző eszközöket is alkalmazó megfigyelés mellett egyre nagyobb szerepe lesz a mérésnek, valamint a mérések megismétlésével és a pontosságra való odafigyeléssel a kvantitatív megközelítés fejlesztésének.
 

Természettudományos foglalkozásokba ágyazott gondolkodásfejlesztés kisiskoláskorban

 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Hazánkban az alsó tagozatos diákok számára történő természettudományos ismeretek közvetítésére a környezetismeret tantárgy biztosít intézményi szintű lehetőséget, amelyben döntően az élő környezettel kapcsolatos tartalmak jelennek meg, jellemzően igen kevés közvetlen tapasztalatszerzésen alapuló aktivitással. Az utóbbi években, a NAT 2020 alapján már ez is csak az alsó tagozat befejező szakaszában, a 3. és a 4. évfolyamon, hiszen az 1. és a 2. évfolyam tantárgyai közül eltűnt a környezetismeret. Ennek a korosztálynak jelenleg tanórán kívüli iskolai vagy külső helyszíneken zajló foglalkozások keretében, egyéni szervezésben valósulhat meg a természettudományos ismeretek átadása.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Néhány éve formálódik az a szakmai közösség, amelynek tagjai keresik az utat, illetve azokat a megvalósulási formákat, hogy milyen módon lehet intézményi keretek között lehetőséget teremteni a kisiskolások természettudományos gondolkodásának fejlesztésére (Csiszár, 2019). Ennek a munkának tudományos beágyazódási lehetőséget teremtett az MTA–SZTE Természettudomány Tanítása Kutatócsoportban a Tudomány Gyermekeknek Munkacsoport. Itt vizsgáltuk a kisiskoláskori természettudomány-tanítás tudományos alapjait, kutattuk hatékony megvalósulásának körülményeit, ismerkedtünk az ilyen irányú nemzetközi törekvésekkel és tapasztalatokkal, tananyagokat, valamint foglalkozásterveket fejlesztünk. Munkánk eredményét számos tanulmányban, valamint a tanítóknak, tanároknak, pedagógusjelölteknek szóló módszertani kézikönyvben (Korom–Csiszár, 2020) adtuk közre, amely a kutatócsoport által készített Gondolkodtató természettudomány-tanítás ötkötetes sorozat része.1 A továbbiakban az általunk kidolgozott fejlesztő program, illetve annak kimunkálásának néhány fontosabb elemét foglaljuk össze.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A természettudományokat tanító tanárok évtizedes tapasztalatai egybecsengenek azokkal a kutatási eredményekkel, amelyek rámutatnak arra, hogy mire a diákok az iskolában a szaktantárgyak keretében a 7–8. évfolyamon találkoznak a természettudományokkal, már kialakul bennük egyfajta ellenérzés (lásd például Chrappán, 2017), illetve sokak számára reménytelenül nehéznek tűnő akadályként jelennek meg ezek a tantárgyak. Ennek egyik meghatározó oka az lehet, hogy a diákok korábbi tanulmányaiból hiányoznak olyan elemek, amelyek alapot teremthetnének a későbbi sikeresebb fejlesztéshez. Az általános iskola befejező két évfolyamához érkezve szakadék tátong a tanulók felkészültsége és a természettudományokat tanító pedagógusok által a diáktól „elvárt” tudás- és képességszint között. A tanulók döntő többségénél az értő tudás hiánya tapasztalható, hiányzik a kísérleti tapasztalatszerzésen alapuló fogalomalkotás, nagyon gyenge a manuális készségük, alig ismerik a legalapvetőbb eszközök működését, használatát, nagy nehézségbe ütközik bizonyos egyszerű műveletek önálló végrehajtása. Mindezek következménye az a tapasztalat, miszerint a diákok túlnyomó része számára már az első diszciplínákra bontott természettudományos órákon elveszik a kapcsolat a diák és a tanár (vagy a tantárgy) között. Kutatómunkánk során arra kerestük a választ, hogy mit lehet tenni intézményi szinten, hogy ezek a tendenciák megváltozzanak. A helyzet javítását tűztük ki célul, melyhez egy hosszú távú fejlesztő program kidolgozását kezdtük meg. Abban a reményben végezzük ezt a munkát, hogy eredményeként érzékelhetően javulnak azok a kiindulási feltételek, amelyekre alapozni lehet a természettudományos szaktárgyi oktatás megkezdésekor.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A kisiskolások természettudományos gondolkodásának és kutatási készségeinek fejlesztésére irányuló program kidolgozásának legfontosabb jellemzői az alábbiak szerint foglalhatók össze. A program a tanulók tevékenységére, aktivitására épít, a kutatásalapú tanulás formái közül a megerősítő és a strukturált kutatást alkalmazza folyamatos pedagógusi irányítással és támogatással. A tanórán kívüli, de az iskolai tanulás szerves részét képező foglalkozásokon a tanulók kisebb csoportokban végeznek vizsgálatokat, majd a pedagógus által irányított beszélgetésben fogalmazzák meg a tapasztalataikat és a következtetéseiket. A foglalkozások témaköreinek kiválasztásánál lehetőséget kerestünk arra, hogy a gyermekek hétköznapi tapasztalataihoz, tevékenységeihez, esetleg játékaihoz kapcsolódó folyamatok, jelenségek vizsgálataira kerüljön sor, oly módon, hogy a gyermekek által jól ismert, nap mint nap használt eszközöket, játékokat is felhasználjunk a gyerekekkel együtt végzett vizsgálatokban, kísérletekben. A kísérletek kiválasztása során fontos szempont volt, hogy azok minden esetben olyanok legyenek, amelyeket a tanítók teljes biztonsággal és viszonylag egyszerűen el tudnak végezni, illetve végeztetni a tanulókkal. A foglalkozások két vagy három párhuzamos helyszínen, csoportcserével (forgószínpadszerűen) történtek, így figyelnünk kellett arra is, hogy a csoportok váltása között gyorsan újrarendezhetők legyenek az eszközök. A kísérletek során felhasznált eszközök és anyagok megválasztásánál törekedtünk arra, hogy minél egyszerűbb, a háztartásokban is előforduló eszközöket és anyagokat használjunk. Lehetőség szerint kerültük a speciális laboratóriumi eszközök használatát, olyanokat kerestünk helyettük, amelyek könnyen hozzáférhetők. A kísérletekhez használt anyagok mennyiségénél törekedtünk a takarékosságra, és kerültük a szükségtelenül nagy mennyiségek használatát. Odafigyeltünk a háztartási hulladékok (például: PET-palack, alumíniumdoboz stb.) újrahasznosításának lehetőségére. A foglalkozások felépítésekor azonosítottuk a gondolkodási műveletek (például: összehasonlítás, sorképzés, csoportosítás, ok-okozati kapcsolatok felismerése, szabályszerűségek, analógiák azonosítása) és a kutatási készségek (például: kérdésfelvetés, előrejelzés, kísérlet elvégzése, adatgyűjtés, következtetés) fejlesztésének lehetőségeit. A megvalósítás során figyelmet fordítottunk arra, hogy minél több további készség (például: együttműködés, kommunikáció) komplex fejlesztésére sor kerüljön. Kerestük a lehetőségeket a tantárgyakon átívelő fejlesztésekre. A gyermekek kísérleti tevékenységének tervezése során olyan alkalmakat is beépítettünk, amikor kipróbálhatták és gyakorolhatták a mérőeszközök és az egyszerűbb „laboratóriumi” eszközök használatát.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Az általunk kidolgozott program felépítése igazodik a gyermekkori megismerés és gondolkodás fejlődésének jellemzőihez. A program első szakasza az írni, olvasni, számolni nem tudó vagy éppen tanuló korosztálynak szól. Ezek egyrészt az óvodai nevelés utolsó évében, az iskolai előkészítő foglalkozásokhoz kapcsolódó aktivitások, másrészt az 1. évfolyamon elvégezhető rövid, a tanulók által megvalósított vizsgálatokra alapozott egyszerű tevékenységek. A második szakasz a 2–4. évfolyamosok számára tartalmaz foglalkozásokat, amelyek adott témakörök tematikus feldolgozására adnak lehetőséget tanulói kísérletek elvégzése és azok elemzése során. Ennek a szakasznak a témakörei az egyes tanévekben: folyadékok, gázok, elektromágneses jelenségek. Ezen témákhoz kidolgozott foglalkozástervekből került bemutatásra néhány a fent említett módszertani kézikönyvben. A programban szereplő foglalkozásokat meg lehet valósítani a tanév során egyenletesen elosztva (például havonta), de témahét, esetleg tematikus tábor keretében is. A harmadik részben a felső tagozat első két évfolyamára járó tanulók fejlesztése történik, ami véleményünk szerint meghatározóan fontos eleme a fejlesztési folyamatnak. Ennek a szakasznak a részletes kimunkálása és kipróbálása a jövőbeni terveink között szerepel.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A fejlesztő program középső részének (2–4. évfolyam) gyakorlati kipróbálása a Szegedi Tudományegyetem két gyakorló iskolájában kezdődött a Szegedi Regionális Természettudományos Diáklaboratórium Kisiskoláskori Természettudományos Nevelés Munkacsoport tagjainak közreműködésével. A kipróbálás során több kérdésre kerestük a választ. Egyrészt arra, hogy a foglalkozásleírásokban tervezett kísérleteket el tudják-e végezni a diákok a megadott útmutatások alapján, illetve, hogy mennyi időt vesznek igénybe az egyes kísérletek, illetve foglalkozások. Másrészt a munkánk lényegi részét képező, a gondolkodásfejlesztés lehetőségét hordozó, elemző beszélgetésekhez készített kérdések tesztelése szerepelt céljaink között. Azt is fontosnak tartottuk megvizsgálni, hogy ezek a foglalkozások hogyan illeszthetők be a tanítók és a diákok hétköznapjaiba. Milyen többletterhet ró ez a munka a pedagógusokra, és mennyire vállalható a mindennapi feladataik mellett, illetve milyen lehetőség kínálkozik a foglalkozások beillesztésére az iskolai tanulásba.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A pilot kutatás megvalósítása két tanéven keresztül zajlott 2. évfolyamos diákokkal, havonta egy délutáni alkalommal, a napközi időszakában. A 2. évfolyamon három csoportra osztottuk az osztályt, a két tanító és a kipróbálás vezetője vezette a foglalkozásokat. Egy alkalommal három 20 perces foglalkozáson vettek részt a gyermekek csoportcserével, tehát minden diák mindhárom foglalkozáson. Az egyes csoportokban nyolc–tíz diák volt, akik párokban dolgoztak. A foglalkozások között 10 perc szünetet tartottunk, ami ahhoz is szükséges volt, hogy a következő csoport számára ismét előkészítsük a helyszínt. Egy-egy foglalkozás alkalmanként összesen kb. másfél órás elfoglaltságot jelentett a tanulók számára. A 3. évfolyamon folytatódott a program, ami annyiban változott, hogy két csoportban folytak a foglalkozások, úgy, hogy az osztály felét foglalkoztattuk két csoportban, ez idő alatt az osztály másik fele a napköziben volt. A két tanévben megvalósuló munkaformák között az volt a különbség, hogy egy vagy két tanító vett-e részt a foglalkozások vezetésében.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A tantermeknek nem volt semmiféle speciális felszereltségük, az iskola két, egymás mellett elhelyezkedő, átlagos elrendezésű tantermei voltak. A foglakozásokhoz alapos előkészítő munkára volt szükség. A foglalkozásterveket előzetesen tanulmányozták a tanítók, majd részletesen megbeszélték a kipróbálás szakmai vezetőjével. A kísérletekhez szükséges eszközöket és anyagokat össze kellett gyűjteni, ezeket megfelelően előkészíteni. Ebbe néha a diákokat (szülőket) is be lehetett vonni, ha például nagyobb mennyiségű PET-palackra, alumíniumdobozra volt szükség. Azt nem állíthatjuk, hogy soha semmit nem kellett vásárolni, de ezek költségei nem jelentettek számottevő anyagi terhet az iskola számára. A tanítók előzetesen, a szakmai vezetővel együtt elvégezték a kísérleteket, áttekintették a szükséges szaktárgyi ismereteket, megbeszélték a fejlesztési célokat, és megvitatták a tanulók lehetséges kérdéseire, felvetéseire adható válaszokat. Kiemelték az egyes foglalkozások fókuszait, ami az előkészítő munka fontos része volt. Mindez igen időigényes vállalkozásnak bizonyult.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A tapasztalatok alapján elmondhatjuk, hogy figyelemre méltó nyitottsággal, példaértékű lelkesedéssel és igen kitartóan vettek részt a tanítók ebben a munkában. Egy-egy ilyen foglalkozás előkészítése a program szakmai vezetője számára kb. 25-30 órányi munkával járt, a kipróbálásban részt vevő tanítóknak kb. 5-6 órányi többletterhet jelentett. A diákok nagy várakozással tekintettek a foglalkozások elé, motiváltan, jókedvűen, érdeklődve vettek részt rajtuk. A szülők, akik számára szülői értekezleten mutattuk be a programot, teljes mértékű támogatásukról tettek tanúságot, fontosnak tartották, hogy a gyermekek azokon a délutánokon jelen legyenek, amikor ezekre a foglalkozásokra sor kerül. A munkánk során gyűjtött tapasztalatainkat, eredményeinket (például a foglalkozásokról készített videófelvételek elemzése, a részt vevő diákok és tanítók visszajelzései) folyamatosan publikáljuk, és olyan kiadványokat készítünk, amelyek közvetlenül alkalmazható segédanyagokat jelentenek azok számára, akik szeretnék ezt a programot megvalósítani. Konferenciákon, műhelymunkákon, egyéb szakmai fórumokon osztjuk meg ez irányú tapasztalatainkat. A témában 30 órás pedagógus-továbbképzést akkreditáltattunk, melyre hívjuk az érdeklődő pedagógusokat. A kutatás következő lépésében nagyobb mintán vizsgáljuk a program hatékonyságát.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Meggyőződésünk, hogy ezzel a fejlesztő munkával hiánypótló tevékenységet folytatunk. Amellett, hogy örömszerző élményt adunk diáknak, tanítónak egyaránt, kedvet ébresztünk a természettudományok későbbi, elmélyültebb tanulásához, valamint hozzájárulunk a tanulók gondolkodásának fejlesztéséhez, természettudományos szemléletmódjuk megalapozásához.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A kutatást a Magyar Tudományos Akadémia Tantárgy-pedagógiai Kutatási Programja támogatta.

Irodalom

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Adey, P. – Csapó B. (2012): A természettudományos gondolkodás fejlesztése és értékelése. In: Csapó B. – Szabó G. (szerk.): Tartalmi keretek a természettudomány diagnosztikus értékeléséhez. Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó, 17–58. http://pedagogus.edia.hu/sites/default/files/termeszettudomany_tartalmi_keretek.pdf

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Bell, R. L. – Smetana, L. – Binns, I. (2005): Simplifying Inquiry Instruction: Assessing the Inquiry Level of Classroom Activities. Science Teacher, 72, 7, 30–33. https://cmapspublic2.ihmc.us/rid=1KLP3BZQ7-1PJHFVS-19RV/Simplifying_inquiry_instruction.pdf

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Chrappán M. (2017): A természettudományi tárgyak helyzete és elfogadottsága a közoktatásban. Magyar Tudomány, 178, 11, 1352–1368. DOI: 10.1556/2065.178.2017.11.3, https://mersz.hu/hivatkozas/matud_40#matud_40

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Csiszár I. (2019): Titkok padlása a SzeReTeD Laborban II.: alsósoknak szóló természettudományos foglalkozások tartalmi keretei. Tanító, 57, 4, 1−4. http://edu.u-szeged.hu/ttkcs/sites/default/files/uploads/files/publication/csiszar_ii_2019.pdf

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Dunbar, K. – Fugelsang, J. (2005): Scientific Thinking and Reasoning. In: Holyoak, K. J. – Morrison, R. G. (eds.): The Cambridge Handbook of Thinking and Reasoning. Cambridge–New York: Cambridge University Press, 705−725. tinyurl.com/4nm72uja

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Eshach, H. – Fried, M. N. (2005): Should Science Be Taught in Early Childhood? Journal of Science Education and Technology, 14, 3, 315–336. https://www.researchgate.net/publication/226334198_Should_Science_be_Taught_in_Early_Childhood

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Harlen, W. (2006): Teaching, Learning and Assessing Science 5–12. London: Sage

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Hodson, D. (2014): Learning Science, Learning about Science, Doing Science: Different Goals Demand Different Learning Methods. International Journal of Science Education, 36, 15, 2534–2553. DOI: 10.1080/09500693.2014.899722, tinyurl.com/ypsmjs6d

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Jirout, J. J. (2020): Supporting Early Scientific Thinking through Curiosity. Frontiers in Psychology, 11, 1717. DOI: 10.3389/fpsyg.2020.01717, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2020.01717/full

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Jirout, J. – Klahr, D. (2009): Children’s Recognition of Uncertainty and Exploratory Curiosity. Paper Presented at the Society for Research in Child Development Conference, Denver.

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Jirout, J. – Zimmerman, C. (2015): Development of Science Process Skills in the Early Childhood Years. In: Cabe Trundle, K. – Saçkes, M. (eds.): Research in Early Childhood Science Education. Dordrecht: Springer, DOI: 10.1007/978-94-017-9505-0_7, https://www.researchgate.net/publication/283723757_Development_of_Science_Process_Skills_in_the_Early_Childhood_Years

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Korom E. – Csiszár I. (2020): Gondolkodtató természettudomány-tanítás. Kisiskoláskor. Szeged: Mozaik Kiadó, http://edu.u-szeged.hu/ttkcs/kezikonyvek

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Mullis, I. V. S. – Martin, M. O. (eds.) (2017): TIMSS 2019 Assessment Frameworks. Retrieved from Boston College, TIMSS & PIRLS International Study Center website: http://timssandpirls.bc.edu/timss2019/frameworks/

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

O’Connor, G. – Rosicka, C. (2020): Science in the Early Years. Paper 2: Science Inquiry Skills. Australian Council for Educational Research, https://research.acer.edu.au/early_childhood_misc/16

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

OECD (2019): PISA 2018 Assessment and Analytical Framework. Paris: PISA, OECD Publishing, DOI: 10.1787/b25efab8-en, https://www.oecd-ilibrary.org/education/pisa-2018-assessment-and-analytical-framework_b25efab8-en

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Pedaste, M. – Mäeots, M. – Siiman, L. A. et al. (2015): Phases of Inquiry-based Learning: Definitions and the Inquiry Cycle. Educational Research Review, 14, 47–61. DOI: 10.1016/j.edurev.2015.02.003, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1747938X15000068

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Samarapungavan, A. – Patrick, H. – Mantzicopoulos, P. (2011): What Kindergarten Students Learn in Inquiry-based Science. Classrooms. Cognition and Instruction, 29, 4, 416–470. DOI: 10.1080/07370008.2011.608027, https://www.researchgate.net/publication/233176824_What_Kindergarten_Students_Learn_in_Inquiry-Based_Science_Classrooms

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Spronken-Smith, R. – Walker, R. (2010): Can Inquiry-based Learning Strengthen the Links between Teaching and Disciplinary Research? Studies in Higher Education, 35, 6, 723–740. DOI: 10.1080/03075070903315502 tinyurl.com/sex5xuu6

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Wenning, C. J. (2007): Assessing Inquiry Skills as a Component of Scientific Literacy. Journal of Physics Teacher Education, Online, 4, 2, 21–24. https://www.researchgate.net/publication/242496975_Assessing_inquiry_skills_as_a_component_of_scientific_literacy

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Zimmerman, C. (2007): The Development of Scientific Thinking Skills in Elementary and Middle School. Developmental Review, 27, 2, 172e223. DOI: 10.1016/j.dr.2006.12.001, https://www.researchgate.net/publication/222697483_The_development_of_scientific_thinking_skills_in_elementary_and_middle_school
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

1 A Tanító folyóiratban 2019-ben indult Természettudomány kisiskoláskorban című sorozatunk hét tanulmánya, valamint az MTA–SZTE Természettudomány Tanítása Kutatócsoportban készült további publikációk, módszertani anyagok, jó gyakorlatok megtalálhatók a kutatócsoport honlapján: URL1.
close
Tartalomjegyzék navigate_next
Keresés a kiadványban navigate_next

A kereséshez, kérjük, lépj be!
Könyvjelzőim navigate_next
A könyvjelzők használatához
be kell jelentkezned.
Jegyzeteim navigate_next
Jegyzetek létrehozásához
be kell jelentkezned.
    Kiemeléseim navigate_next
    Kiemelés:

    Kiemelések létrehozásához
    MeRSZ+ előfizetés szükséges.
      delete
      Kedvenceimhez adás

      A kiadványokat, képeket, kivonataidat kedvencekhez adhatod, hogy a tanulmányaidhoz, kutatómunkádhoz szükséges anyagok mindig kéznél legyenek.

      Ha nincs még felhasználói fiókod, regisztrálj most,
      vagy lépj be a meglévővel!

      Személyes mappák
      Mappába rendezés

      A kiadványokat, képeket mappákba rendezheted, hogy a tanulmányaidhoz, kutatómunkádhoz szükséges anyagok mindig kéznél legyenek.

      A MeRSZ+ funkciókért válaszd az egyéni előfizetést!

      Személyes mappák
      Kivonatszerkesztés

      Intézményi hozzáféréssel az eddig elkészült kivonataidat megtekintheted, de újakat már nem hozhatsz létre.

      A MeRSZ+ funkciókért válaszd az egyéni előfizetést!

      Kivonatkészítés
      Folyamatos görgetés

      Választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan olvasnád-e a könyveket. A görgetősávon mindig láthatod, hol tartasz, mintha csak egy nyomtatott könyvet tartanál a kezedben.

      A MeRSZ+ funkciókért válaszd az egyéni előfizetést!

      Folyamatos görgetés
      Kivonat
      fullscreenclose
      printsave