Dołącz do czytelników
Brak wyników

Pomysł na lekcję

17 lipca 2018

NR 23 (Wrzesień 2017)

Nauka jako proces i jako produkt – ćwiczenie z tajemniczymi puszkami

0 60

Metoda naukowego poznawania świata bez wątpienia przyczyniła się do znaczącego postępu technologicznego i rozwoju cywilizacji.

Ale na czym ona polega? Co to jest nauka? Jakie są czynności, które wykonują naukowcy w czasie swojej pracy? Filozofowie i metodolodzy nauki od dawna się na tym zastawiają i próbują dociec istoty poznania naukowego. Teoretycznie na uniwersytetach uczymy metody naukowej, niezależnie od dyscypliny. Jednakże czasem zapominamy, że najważniejszym przyrządem badawczym jest mózg człowieka. Specjalistyczna aparatura jest tylko pomocnym narzędziem.

W praktyce szkolnej dość często spotykamy się z pytaniami uczniów: „Dlaczego w jednej książce jest napisane tak, a w innej inaczej? To jaka jest w końcu prawda i czego się uczyć?”. Ze złożonością i różnorodnością faktów naukowych spotykamy się więc na co dzień. I na co dzień mamy trudności ze zrozumieniem tej różnorodności. Skąd się biorą fakty naukowe oraz teorie i dlaczego ciągle się zmieniają? I jeszcze jeden dylemat współczesnego człowieka zaglądającego do księgarni czy przepastnego Internetu: jak odróżnić naukę od paranauki czy najróżniejszych teorii spiskowych i pseudonaukowych? 

Rozróżnijmy na początku naukę jako produkt i jako proces. Nauka jako produkt to gotowe fakty i teorie podane w podręczniku. Uczenie się w tradycyjnej szkole to przede wszystkim przyswajanie produktu naukowego. Nauka jako proces to dochodzenie do tych faktów, ustaleń, teorii. Tym zajmują się zazwyczaj naukowcy. Zrozumienie, na czym polega proces dochodzenia do faktów naukowych, jest szczególnie ważne w wieku XXI także na każdym poziomie edukacji. Pozwoli zrozumieć zarówno różnorodność i niejednakowość faktów naukowych znajdujących się w podręcznikach i czasopismach, jak i to, skąd się biorą różnice w interpretacji zjawisk, nie tylko w kontekście historycznym. Umiejętność ta wiąże się z logicznym i krytycznym myśleniem przydatnym każdemu człowiekowi w życiu codziennym. Na przykład z koniecznością weryfikacji informacji docierających z różnorodnych źródeł, jak i odróżnienia informacji prawdziwych od fałszywych (fake news).

Nauczyciel ciągle staje przed wyzwaniem, jak pokazać, czym jest i na czym polega nauka (wiedza naukowa). Każdy z nauczycieli przeszedł kształcenie na poziomie wyższym, zatem uczestniczył w pisaniu przynajmniej jednej pracy naukowej o charakterze raportu (praca licencjacka, inżynierska, magisterska). Uczestniczyliśmy, ale czy w pełni rozumiemy, skoro sami naukowcy mają problem z przejrzystym i prostym zdefiniowaniem nauki? W praktyce szkolnej skupiamy się na metodach podających, na przekazywaniu produktu naukowego, zaniedbując pokazywanie procesu (procesu naukowego, czyli tego, jak powstają fakty i teorie naukowe). 

Poznawanie i odkrywanie jest właściwe każdemu człowiekowi. Procesowi odkrywania towarzyszą emocje: najpierw emocje związane z ciekawością, potem związane z satysfakcją odkrycia, zrozumienia, uporządkowania wiedzy. Są niezwykle ważne w edukacji, bo wzmacniają motywację do pracy i wysiłku. Z emocjami uczenie się staje się przyjemną przygodą. Proponowany scenariusz lekcji jest edukacyjną zabawą w odgadywanie tego, co jest w puszce, bez jej otwierania. Przy okazji obserwując siebie samego w tym procesie. Edukacja przez działanie i samoobserwację.

Pomysł na prezentowane zajęcia z puszkami zaczerpnąłem z warsztatów przeprowadzonych w Centrum Nauki Kopernik. Główna idea tych zajęć bardzo mi się spodobała, jednak czułem pewien niedosyt (dostrzegłem pewne błędy w kreowanym obrazie nauki i pracy naukowców). Zachowując główny schemat zajęć, znacząco je zmodyfikowałem i rozbudowałem. W niżej przedstawionej formie propozycja zawiera wszystkie etapy poznania naukowego, od inspiracji i pomysłu, aż do relacjonowania wyników i komunikacji. Prezentowany pomysł na zajęcia przećwiczyłem ze studentami, zarówno na studiach licencjackich, jak i magisterskich (biologia, biotechnologia, dziedzictwo kulturowe i przyrodnicze). Później wypróbowałem na zajęciach z młodzieżą w czasie pikniku naukowego (Olsztyńskie Dni Nauki i Sztuki), a ostatnio na zajęciach z klasami ze szkoły podstawowej i gimnazjum w ramach Uniwersytetu Młodego Odkrywcy. Różnica wieku i doświadczenia w dużym stopniu wpływa na przebieg zajęć i możliwości interpretacyjne (młodsi bardziej skupiają się na zabawie i manipulacjach), niemniej daje się zastosować w każdej grupie wiekowej. Zawiera w sobie element zabawy, ale jest dobrym modelem nauki i pretekstem do dalszych, pogłębionych dyskusji. W szczególności nadaje się do zajęć z biologii (i innych przedmiotów eksperymentalnych). Ponieważ w krótkim czasie pozwala przejść wszystkie etapy poznania naukowego, łącznie z pisaniem raportu, może być dobrym wstępem do innych zajęć, obserwacji i eksperymentów. 

Cel zajęć i formy pracy

Celem zajęć jest pokazanie, na czym polega metoda naukowa (nauka jako proces), w tym stawianie hipotez, planowanie eksperymentu, wyciąganie wniosków. Dodatkowym celem jest ćwiczenie dyskusji i krytycznego myślenia. W wersji rozbudowanej możliwe jest kształcenie kompetencji związanych z komunikacją w mowie i piśmie (w tym w formach internetowych).

Na realizację przeznaczyć można dwie godziny lekcyjne. Formy pracy: metoda projektu, model symulacyjny, praca w grupach, dyskusja – opcjonalnie kontynuacja dyskusji w Internecie (konsultacje on-line, publikowanie na blogu itd.).

Uczniowie pracują w grupach. Mają za zadanie określić w miarę dokładnie, co znajduje się w puszcze. Nie wolno otwierać puszki (jeden z wariantów zajęć przewiduje otworzenie puszek na koniec i pokazanie zawartości). Dyskusja odbywająca się w oparciu o wyniki doświadczeń, jak i dodatkowe materiały, będzie dotyczyła tego, czym są metody naukowe, jaki wpływ na obserwacje i wstępne hipotezy ma dotychczasowe doświadczenie uczniów (obserwatorów) i ich wiedza o świecie (na świat patrzymy przez pryzmat własnej wiedzy i paradygmatów) itd.

Opcjonalnie uczniowie piszą sprawozdanie w formie typowego raportu naukowego „Czym jest nauka (na czym polega metoda naukowa)” [„Napisz, czym jest nauka i metody naukowe, opierając się na ćwiczeniach z puszkami. Uwzględnij wstęp z celem, zastosowane metody, wyniki, refleksje, literaturę”]. Dodatkowo można prowadzić dyskusję nt. „Czym jest konsensus naukowy?”

Materiały

  1. Kilka pustych puszek (4–8). Można wykorzystać puszki po produktach spożywczych, np. po orzeszkach ziemnych. Lepsze są większe puszki (objętość ok. 1 litra).
  2. Różne drobne przedmioty, dowolne, nie tylko znane uczniom z życia codziennego. Zawartość może być jednorodna (wkładamy tylko jeden rodzaj przedmiotów) lub zróżnicowana. To drugie jest nieco trudniejsze w interpretacji, ale lepiej oddaje rzeczywiste badania naukowe. Dobrze, żeby przynajmniej w jednej z puszek znalazły się przedmioty metalowe (np. pinezki, spinacze) – umożliwi to wykorzystanie magnesu. Ograniczeniem jest tylko pomysłowość nauczyciela. 
  3. Instrukcja i karty pracy dla zespołu uczniowskiego, dodatkowe materiały z informacją, np. cechy naukowca (z oficjalnych dokumentów UE), wymagane kompetencje do pracy naukowej (w załączeniu).
  4. Zestaw kolorowych samoprzylepnych kartek (każdy zespół zapisuje swoje hipotezy na kartkach w innym kolorze). 
  5. Klej, długopisy, ołówki (opcjonalnie).
  6. Flipchart (lub tablica) do zapisywania wyników.
  7. Zestaw prostych przyrządów pomiarowych, magnesy, waga itd. (także telefony komórkowe uczniów/nauczycieli) – do wykonania zdjęć jako formy dokumentacji. 
  8. Przydatny może być dostęp do Internetu (Wi-Fi), ale nie jest konieczny.
  9. Materiały pomocnicze (np. on-line) odnoszące się do definicji nauki, metod naukowych itd. 

Faza przygotowawcza

Wprowadzenie do problemu, czym jest nauka i dlaczego w różnych podręcznikach można znaleźć inne opisy czy interpretacje tych samych faktów. Uczniowie będą na sobie samych obserwować, czym jest nauka jako proces. Mają za zadanie także obserwować siebie w tych działaniach.

Nauczyciel przedstawia zadanie do wykonania: odkryć, co znajduje się w puszce, bez jej otwierania. Można zachęcić, by uczniowie wykorzystali swoje telefony komórkowe jako przyrządy badawcze (np. do rejestrowania i dokumentowania rezultatów: mogą robić zdjęcia, nagrywać filmiki dokumentacyjne do wykorzystania w późniejszych analizach). 

Czym jest poznanie naukowe i z jakimi problemami spotykają się naukowcy w swojej pracy? Na czym polegają metody naukowe? Jak odkryć to, co jest w puszce, bez jej otwierania? W czasie zajęć uczestnicy w pracy zespołowej odkrywać będą za pomocą prostych i dostępnych metod zawartość tajemniczych puszek, a także metody, jakimi posługują się naukowcy w codziennej pracy. Jaki wpływ na obserwacje i wstępne hipotezy mają dotychczasowe doświadczenia i wiedza o świecie? Czy w nauce potrzebna jest kreatywność, umiejętność dyskusji i pracy zespołowej? Czym jest kontekst odkrycia, a czym kontekst uzasadnienia? Wspólna zabawa może mieć swoją kontynuację w Internecie (uczymy dyskusji nie tylko w kontakcie bezpośrednim, ale także on-line), a uczestnicy zajęć będą mogli zamieścić swoje raporty z badań zawartości puszki na przykład na wspólnym blogu klasowym.

Faza realizacji

Klasę dzielimy na kilkuosobowe zespoły. W zespole powinno być minimum 3–4 uczniów, nie więcej niż 6. Przynajmniej 3–4 zespoły w klasie – co zagwarantuje lepsze warunki do dyskusji.

Nauczyciel informuje o c...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy