Jak żyć na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej? Vanessa de Andrade, Mónica Baptista, Cláudia Faria, Cláudia Gonçalves, Cecília Galvão

Transkrypt

1 JEDNOSTKA DYDAKTYCZNA SAILS TAM, W GÓRZE JAK TAM JEST? Jak żyć na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej? Vanessa de Andrade, Mónica Baptista, Cláudia Faria, Cláudia Gonçalves, Cecília Galvão

2 TAM, W GÓRZE JAK TAM JEST? Jak żyć na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej? PRZEGLĄD TREŚCI I METOD OCENY KLUCZOWE TREŚCI/POJĘCIA Grawitacja Badanie grawitacji na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej Wpływ mikrograwitacji (stanu nieważkości) na czynności dnia codziennego Wpływ rozwoju naukowego i technologicznego na społeczeństwo POZIOM Gimnazjum Szkoła ponadgimnazjalna OCENIANE UMIEJĘTNOŚCI BADAWCZE Planowanie badań Formułowanie hipotez Formułowanie spójnych argumentów Praca w grupie OCENA UMIEJĘTNOŚCI MYŚLENIA I ARGUMENTOWANIA NAUKOWEGO ORAZ PODSTAWOWEJ WIEDZY I UMIEJĘTNOŚCI NAUKOWYCH Ewaluacja doświadczeń, argumentacja METODY OCENY Rozmowa z uczniami Obserwacja nauczyciela Karty pracy Materiały opracowane przez uczniów (sprawozdania) Materiały dydaktyczne dostępne on-line: Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

3 1. WSTĘP Jednostka dydaktyczna opracowana w ramach projektu SAILS zatytułowana Tam, w górze jak tam jest? ma na celu pomóc uczniom zrozumieć zjawisko grawitacji i stwarza możliwość zapoznania się z działalnością Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (MSK), zrozumienia jej wpływu na rozwój naukowy i technologiczny oraz społeczeństwo. W tej jednostce dydaktycznej uczniowie zachęcani są do poznawania i rozwijania zainteresowań w zakresie odkrywania kosmosu. Choć jednostka ta zalecana jest do realizacji z uczniami reprezentującymi zaawansowany poziom wiedzy z fizyki, ćwiczenia tu przedstawione mogą być wykonywane podczas lekcji różnych przedmiotów, np.: chemii, biologii czy geologii, można je zaadaptować również tak, aby nadawały się do realizacji z uczniami gimnazjum. Zaprezentowane cztery ćwiczenia mają za zadanie ugruntować wcześniejszą wiedzę uczniów, a następnie umożliwić wprowadzenie pojęcia mikrograwitacji (stanu nieważkości) i jej możliwego wpływu na codzienne czynności. Uczniowie mają za zadanie zaplanować doświadczenie, które można przeprowadzić w warunkach mikrograwitacji, a na zakończenie lekcji podsumowują to, czego udało im się nauczyć i osiągnąć. Ćwiczenia te mogą być prowadzone podczas kilku kolejnych zajęć, co wymaga poświęcenia około trzech godzin lekcyjnych (najlepiej jednej lekcji 45 min i jednej lekcji dwugodzinnej 90 min). Dzięki takiej serii ćwiczeń uczniowie mają możliwość rozwoju umiejętności badawczych, takich jak planowanie badań, formułowanie hipotez i praca w grupie, a także pogłębienia podstawowej wiedzy i umiejętności naukowych oraz umiejętności myślenia i argumentowania naukowego. Możliwe do zastosowania w tym przypadku metody oceny obejmują obserwację uczniów, dyskusję w grupach oraz prezentację i ocenę materiałów opracowanych przez uczniów. Jednostka ta została przetestowana przez nauczycieli w Portugalii, Słowacji i Szwecji, z udziałem uczniów w wieku lat (w sumie 8 klas o różnym poziomie umiejętności i mieszanych płciowo). We wszystkich studiach przypadku zastosowaną metodą nauczania było dociekanie naukowe ukierunkowane przez nauczyciela (guided inquiry) oraz otwarte dociekanie naukowe (open inquiry). Oceniane umiejętności badawcze obejmowały planowanie badań (Portugalia), umiejętność myślenia i argumentowania (umiejętności obserwacji, Słowacja) oraz formułowanie spójnych argumentów (Szwecja). TAM, W GÓRZE... JAK TAM JEST? 119

4 2. REALIZACJA JEDNOSTKI 2.1. Ćwiczenia Jednostka zatytułowana Tam, w górze jak tam jest? została stworzona w ramach warsztatów SAILS dla nauczycieli w Portugalii pod hasłem Dlaczego w całej Europie tak wiele mówi się o dociekaniu? Propozycja pracy z programem nauczania przedmiotów ścisłych w szkole (maj 2013 r.). Warsztaty te zostały zorganizowane i dostosowane do struktury jednostki dydaktycznej SAILS przez Vanessę de Andrade. Jednostka ta obejmuje cztery części (ćwiczenia A-D); ćwiczenie A jest ćwiczeniem wstępnym, mającym na celu wspomóc uczniów w zapoznaniu się z pojęciem grawitacji, natomiast ćwiczenie B wprowadza kwestię działań Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (MSK). Ćwiczenie C ułatwia uczniom zrozumienie wpływu MSK na rozwój nauki, technologii i społeczeństwa i pozwala im na zastosowanie wcześniejszej wiedzy w nowej sytuacji. W ostatnim ćwiczeniu każdy uczeń, korzystając z wiedzy nabytej podczas wykonywania wcześniejszych zadań, może rozwijać swoje zainteresowania i ciekawość dotyczące badania kosmosu. Ćwiczenie A: Tam, w górze jak tam jest? Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Grawitacja Praca w grupie Zrozumienie, jak mikrograwitacja wpływa na czynności dnia codziennego Rozmowa z uczniami Karty pracy Wprowadzenie W tym ćwiczeniu uczniowie mają za zadanie zapoznać się z tekstem na temat Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (MSK). Następnie mają wyobrazić sobie, jak wyglądałoby wykonywanie pewnych rutynowych czynności w warunkach mikrograwitacji (stanie nieważkości) i omówić swoje pomysły z resztą klasy. Ćwiczenie to ma na celu ocenę posiadanej przez uczniów wiedzy dotyczącej kwestii grawitacji. Propozycja przebiegu zajęć 1. Uczniowie zostają poproszeni o przeczytanie tekstu na temat MSK (informacje dla uczniów, rys. 1). 2. Nauczyciel zadaje pytania, aby zachęcić uczniów do zastanowienia się nad tym, jak warunki mikrograwitacji wpłynęłyby na ich codzienne czynności. 3. Uczniowie najpierw omawiają swoje pomysły w małych grupach, a następnie biorą udział w dyskusji nad swoimi pomysłami na forum klasy. Otrzymują następujące zadania: a. Wybierz jedną ze swoich codziennych, rutynowych czynności i wyobraź sobie, że wykonujesz ją na MSK. Omów W dzisiejszych czasach astronauci z całego świata są wysyłani w kosmos. Niektórzy pozostają tam przez długie miesiące na specjalnych statkach kosmicznych zwanych stacjami kosmicznymi. W przeszłości istniało wiele innych stacji, ale obecnie działa Międzynarodowa Stacja Kosmiczna MSK. Okrąża ona naszą orbitę około 16 razy dziennie, na wysokości 400 km. MSK to wynik współpracy międzynarodowej 16 krajów. Stacja ta jest największym i najbardziej skomplikowanym statkiem kosmicznym, jaki kiedykolwiek został zbudowany, a ze względu na panujące w niej warunki mikrograwitacji, stanowi specjalne środowisko do badania skutków długotrwałego pobytu w przestrzeni kosmicznej. Możliwość kontrolowania zmiennej grawitacji powoduje powstanie niezwykłych wręcz możliwości w zakresie badań, co sprawia, że MSK jest wyjątkowo istotnym miejscem tworzenia i testowania nowych technologii oraz podejmowania decyzji na temat długofalowego odkrywania kosmosu. Istnieją zespoły astronautów wśród których jest wielu naukowców którzy na przemian, przez okres około pięciu miesięcy, mieszkają, pracują, jedzą i śpią na MSK. Ich zadaniem jest na przykład konserwacja stacji i prowadzenie badań naukowych. Ze względu na środowisko mikrograwitacyjne w stacji kosmicznej, astronauci tam się znajdujący musieli dostosować wszystkie swoje codzienne czynności, takie jak jedzenie, spanie czy wizyty w łazience, do nowej rzeczywistości; a to z pewnością wiąże się z wieloma wyzwaniami. Rysunek 1. Informacje dla uczniów. Zaczerpnięte z: dostęp na dzień 20 lipca 2013 r. w grupach następujące kwestie: Co będzie przebiegało inaczej? Dlaczego? Jak wykonał(a)byś omawianą czynność? b. Podziel się swoimi pomysłami i omów tę kwestię z resztą klasy. Ćwiczenie B: A zatem zbadajmy Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Grawitacja Życie codzienne na MSK Praca w grupie Zrozumienie, jak mikrograwitacja wpływa na czynności dnia codziennego Rozmowa z uczniami Karty pracy Wprowadzenie W ramach tego ćwiczenia uczniowie oglądają film o codziennym życiu na MSK. Ma to na celu pomóc im wzbogacić wcześniejszą wiedzę o nowe informacje. Na koniec nauczyciel przedstawia podsumowanie nowych koncepcji i pomysłów, aby upewnić się, że poznane wiadomości nie zostały błędnie zinterpretowane. Propozycja przebiegu zajęć A zatem zbadajmy MSK wraz z dowódcą Ekspedycji 33, Suni Williams. 1. Uczniowie oglądają film o codziennym życiu na MSK Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

5 2. Nauczyciel zadaje pytania naprowadzające, prosząc uczniów, aby zastanowili się, jak ich wcześniejsze pomysły (z ćwiczenia A) mają się do obserwacji poczynionych w filmie: a. Co zaobserwowaliście na MSK, co byłoby zgodne z Waszymi pomysłami? Wyjaśnijcie. b. Co Was najbardziej zaskoczyło podczas filmowej wizyty na MSK? 3. Uczniowie dzielą się swoimi przemyśleniami i rozmawiają na ich temat z resztą klasy. 4. Nauczyciel podsumowuje kluczowe koncepcje i pomysły na koniec dyskusji. 5. Uczniowie mają za zadanie zapisać pytanie, które chcieliby zadać komandor Suni Williams na temat jej doświadczeń zdobytych na MSK. Ćwiczenie C: Chodźmy dalej a. W jasny sposób sformułować hipotezy odnoszące się do tego pytania. b. Zaprezentować argumenty na poparcie swoich hipotez, oparte na poprawnej wiedzy naukowej. c. Zaplanować badanie, które pozwoli na przeanalizowanie sformułowanych hipotez. d. Szczegółowo opisać wszystkie etapy, w tym zmienne, które mają być badane, zmienne, które trzeba kontrolować i wszystkie urządzenia i materiały niezbędne do realizacji badania. 3. Omówić z nauczycielem plan badania oraz, w razie potrzeby, przeformułować go. 4. Przedstawić swój plan klasie. 5. Z pomocą swojego nauczyciela języka angielskiego przetłumaczyć plan badań na angielski tak, aby mógł on zostać przesłany do MSK/NASA. Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Grawitacja Praca w środowisku mikrograwitacji Formułowanie hipotez Planowanie badań Praca w grupie Zrozumienie, jak mikrograwitacja wpływa na czynności dnia codziennego Rozmowa z uczniami Karty pracy Materiały opracowane przez uczniów Ćwiczenie D: Czy wiecie, że Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Grawitacja Praca w środowisku mikrograwitacji Formułowanie hipotez Planowanie badań Praca w grupie Zrozumienie, jak mikrograwitacja wpływa na czynności dnia codziennego Rozmowa z uczniami Karty pracy Wprowadzenie W tym ćwiczeniu uczniowie wykorzystują poznane koncepcje w nowej sytuacji. Mają oni za zadanie sformułować pytania, na które odpowiedzieć można by było, prowadząc badania w warunkach mikrograwitacji. Uczniowie muszą sformułować hipotezę i zaplanować badanie w celu znalezienia odpowiedzi na swoje pytanie badawcze. Głównym celem nie jest wykonanie eksperymentów opracowanych przez uczniów (ponieważ nie jest to możliwe), ale zainicjowanie dyskusji na temat wniosków, do jakich można dojść. Propozycja przebiegu zajęć Chodźmy dalej przeprowadzając doświadczenie w warunkach mikrograwitacji. 1. Nauczyciel przypomina uczniom, że jednym z zadań astronautów na pokładzie MSK jest prowadzenie badań w warunkach mikrograwitacji. 2. Uczniowie proszeni są o sformułowanie pytania, na które można by było odpowiedzieć, prowadząc badania w warunkach mikrograwitacji, w ramach którego należy: Wprowadzenie W ostatnim ćwiczeniu uczniowie zastanawiają się, czego nauczyli się dzięki realizacji poprzednich zadań. Propozycja przebiegu zajęć Czy wiecie, że w czasie pobytu na MSK komandor Chris Hadfield wykonał pierwsze nagranie muzyczne w przestrzeni kosmicznej? Posłuchajmy go 1. Nauczyciel zadaje uczniom kilka pytań, aby pomóc im zastanowić się nad tym, czego się nauczyli: a. Czego nauczyliście się podczas wykonywania tych ćwiczeń? b. Co zmienilibyście, gdybyście mieli wykonać te ćwiczenia ponownie? c. Trudności, na jakie się natknęliście. d. Co było dla Was najbardziej interesujące. 2. Uczniowie mają za zadanie zastanowić się nad swoją umiejętnością pracy w grupie poprzez podanie odpowiedzi na serię pytań: TAM, W GÓRZE... JAK TAM JEST? 121

6 a. Czy słuchałeś/słuchałaś pomysłów innych osób? b. Czy wszyscy członkowie grupy byli zaangażowani w wykonanie zadania? c. Co się sprawdziło, a co nie funkcjonowało tak, jak powinno? d. Co musisz zmienić? 2.2. Ocena W proponowanej jednostce dydaktycznej określono umiejętności badawcze, które są rozwijane podczas ćwiczeń i mogą podlegać ocenie. Należy jednak pamiętać, że przy wszystkich zadaniach uczniowie mają możliwość ćwiczenia szeregu umiejętności badawczych niewymienionych w opisie. Od nauczyciela zależy, które umiejętności wybierze do pogłębiania, w zależności od poziomu uczniów. Podobnie nauczyciele mogą wybrać, czy zrealizują wszystkie opisane ćwiczenia, czy też wybiorą jedno konkretne zadanie oparte na umiejętności i charakterystyce swoich uczniów oraz wymaganiach czasowych stosowanego programu nauczania. Ta jednostka dydaktyczna stanowi doskonałą okazję do oceny kształtującej opartej na pracach pisemnych (planach badań), dyskusjach w klasie i współpracy w grupach. W tabeli 1 przedstawiono narzędzie oceny, gdzie określono kryteria oceny dla kilku wybranych umiejętności badawczych. We współpracy z nauczycielami portugalskimi opracowano również poradnik dla nauczyciela, mający na celu ułatwienie przeprowadzenia oceny umiejętności planowania badań i pracy w grupie Dalsze działania/pogłębienie tematu Podczas realizacji ćwiczenia C uczniowie będą wykorzystywać poznane pojęcia w nowej sytuacji. Zostaną oni poproszeni o przemyślenie i sformułowanie pytania dotyczącego przebywania w warunkach mikrograwitacji, na które chcieliby poznać odpowiedź. Uczniowie muszą sformułować hipotezę i zaplanować badanie w celu znalezienia odpowiedzi na swoje pytanie badawcze. Głównym celem w tym przypadku nie jest przeprowadzenie eksperymentu na podstawie planu badawczego stworzonego przez uczniów (ponieważ nie byłoby to możliwe), ale zainicjowanie szeroko zakrojonej dyskusji na temat wyciąganych wniosków. Najlepsze plany badawcze można przesłać NASA (instytucja ta przyjmuje i wybiera propozycje działań przedstawione przez szkoły, realizując najciekawsze działania na MSK). Poradnik dla nauczyciela w zakresie tworzenia i zastosowania narzędzi do oceniania kształtującego 1. Przed zajęciami: a. Stwórz instrument oceny, biorąc pod uwagę fakt, że główny nacisk zostanie położony na planowanie badań i pracę w grupie (umiejętności komunikacyjne). b. Dostosuj zadania do uczniów i do kontekstu. 2. Podczas zajęć: a. Na początku procesu wyjaśnij kryteria oceny (w szczególności te odnoszące się do planowania badań i pracy w grupie). b. Pod koniec procesu zastosuj dyferencjał semantyczny, aby zrozumieć sposób postrzegania procesu oceny przez uczniów. 3. Po zajęciach: a. Oceń materiały opracowane przez uczniów, stosując stworzony instrument oceny, i opracuj informacje zwrotne na piśmie. b. Przeanalizuj proces oceny. Uwaga: Zebrane materiały do oceny mogą obejmować materiały opracowane przez uczniów, nagranie wideo wykonane w klasie (opcjonalnie) lub inne materiały. 122 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

7 Tabela 1. Ocena umiejętności myślenia i argumentowania naukowego. Zaczerpnięto z: Galvão, C., Reis, P., Freire, A. M., i Oliveira, T. (2006). Avaliação de competências em ciências. Porto: Edições ASA. Kryteria/poziomy umiejętności Formułowanie pytań Ocena Uczeń formułuje jasne i kreatywne pytania, odnoszące się do omawianego tematu. 4 Uczeń formułuje niezbyt kreatywne pytania, ale są one jasne i odnoszą się do omawianego tematu. 3 Uczeń formułuje pytania, ale mają one niejasny cel i nie do końca odnoszą się do omawianego tematu. 2 Uczeń nie formułuje pytań. 1 Formułowanie hipotez Uczeń formułuje odpowiednie hipotezy, dobrze uzasadnione wiedzą naukową. 4 Uczeń formułuje odpowiednie hipotezy, ale z pewnymi błędami, jeśli chodzi o wiedzę naukową. 3 Uczeń formułuje niezbyt poprawne hipotezy, słabo uzasadnione wiedzą naukową. 2 Uczeń nie formułuje hipotez. 1 Planowanie badań Plan badawczy sformułowany przez ucznia jest jasny, zwięzły i kompletny. 4 Plan badawczy sformułowany przez ucznia jest skuteczny, ale brakuje opisu pewnych materiałów lub procedur. 3 Plan badawczy sformułowany przez ucznia jest skuteczny, ale wymaga przeformułowania. Nie uwzględniono w nim zmiennych ani istotnych ograniczeń. Plan badawczy sformułowany przez ucznia jest nieskuteczny. Uczeń wymaga znacznej pomocy lub nie przedstawia żadnego planu badawczego. Prezentowanie i wyjaśnianie pomysłów 2 1 Uczeń prezentuje i wyjaśnia pomysły z naukową dokładnością i przeprowadza dobrze uzasadnioną debatę. 4 Uczeń bierze udział w prezentacji, wyjaśnia i omawia pomysły, ale pojawiają się pewne nieścisłości naukowe. 3 Uczeń bierze udział w prezentacji, ale wyjaśnia pomysły z dużym trudem i omawia je tylko pobieżnie. W prezentacji pojawiają się nieścisłości naukowe. 2 Uczeń nie uczestniczy w prezentacji ustnej. 1 Radzenie sobie z trudnościami Uczeń wykazuje umiejętności samodzielnego radzenia sobie z trudnościami. 4 Uczeń wykazuje umiejętności radzenia sobie z trudnościami, ale czasem potrzebuje pomocy. 3 Uczeń stara się samodzielnie radzić sobie z trudnościami, ale potrzebuje pomocy. 2 Uczeń nie stara się lub nie wykazuje umiejętności radzenia sobie z trudnościami. Uczeń zdecydowanie potrzebuje pomocy. 1 TAM, W GÓRZE... JAK TAM JEST? 123

8 3. SYNTEZA STUDIÓW PRZYPADKU Jednostka ta została przetestowana w trzech krajach, skutkując powstaniem trzech studiów przypadku dotyczących jej realizacji: CS1 Portugalia, CS2 Słowacja i CS3 Szwecja. We wszystkich trzech studiach przypadku nauczyciele i uczniowie mieli doświadczenie z nauką poprzez dociekanie, ale nie wszyscy mieli uprzednią wiedzę na temat mikrograwitacji (CS3 Szwecja). Wiek uczniów w poszczególnych studiach przypadku wynosił: lat w CS1 Portugalia i CS2 Słowacja i lat w CS3 Szwecja. Uczniowie w każdej z klas mieli zróżnicowany poziom umiejętności, a klasy były mieszane płciowo. W CS1 Portugalia jednostka realizowana była w dwóch 11 klasach (w sumie 32 uczniów), a w każdej z klas uczniowie pracowali w grupach po 3-4 osoby. Zajęcia obejmowały trzy spotkania dwie lekcje 45-minutowe i jedna lekcja podwójna, trwająca 90 minut. W przypadku CS2 Słowacja jednostka została zrealizowana z udziałem 30 uczniów szkoły ponadgimnazjalnej (1 klasa), pracujących w sześciu grupach podczas trzech lekcji po 45 minut każda. W CS3 Szwecja realizacja jednostki objęła pięć klas: cztery klasy siódme i jedną klasę ósmą. Uczniowie pracowali w grupach po 3-4 osoby. W poszczególnych studiach przypadku nauczyciele wybrali do oceny różne umiejętności. W przypadku CS1 Portugalia nauczyciel skupił się na planowaniu badań, zaś w CS3 Szwecja na formułowaniu spójnych argumentów, które zostały ocenione na podstawie pisemnych sprawozdań uczniów. W CS2 Słowacja nauczyciel ocenił kilka umiejętności badawczych: planowanie badań, formułowanie hipotez i umiejętność myślenia i argumentowania naukowego za pomocą oceniania kształtującego i 3-poziomowych rubryk. Ponadto oceniono umiejętności uczniów w zakresie pracy w grupie na podstawie obserwacji nauczyciela Metoda dydaktyczna Metoda nauczania przez dociekanie We wszystkich przypadkach omawiana jednostka dydaktyczna realizowana była metodą dociekania ukierunkowanego przez nauczyciela (guided inquiry) oraz otwartego dociekania naukowego (open inquiry), tak jak to zaproponowano w jednostce. Dociekanie w tym przypadku było ukierunkowane przez nauczyciela poprzez sformułowanie pytania wstępnego, a uczniowie mieli swobodę w dociekaniu odpowiedzi na to pytanie. Realizacja Niniejsza jednostka dydaktyczna obejmuje cztery ćwiczenia, z których każde dotyczy koncepcji grawitacji i życia na MSK, co stanowi podstawę dociekania. Ćwiczenia te koncentrują się na ułatwieniu uczniom zrozumienia pojęcia grawitacji (ćwiczenia A i B), co pozwala im na opracowanie doświadczenia do zrealizowania na MSK (w warunkach mikrograwitacji, ćwiczenie C) i zastanowienie się nad nowo zdobytą wiedzą i umiejętnościami (ćwiczenie D). W trzech omawianych studiach przypadku wykorzystano tekst (ćwiczenie A) i film wideo (ćwiczenie B), aby nakierować uwagę uczniów na temat grawitacji i przestrzeni kosmicznej. We wszystkich studiach przypadku uczniowie pracowali w grupach przez całe zajęcia (tab. 2). W przypadku CS1 Portugalia i CS2 Słowacja jednostkę wprowadzono w całości, zgodnie z sugerowaną kolejnością. W Słowacji nauczyciel fizyki wprowadził kartę pracy ze wstępem na temat: Jak działa mikrograwitacja? Skąd pochodzi mikrograwitacja? W CS3 Szwecja ćwiczenie C nie zostało zrealizowane, a uczniowie nie planowali doświadczeń. Zamiast tego ich badania skupiły się na wykonywaniu codziennych czynności w warunkach mikrograwitacji. We wszystkich studiach przypadku uczniowie współpracowali przy realizacji ćwiczeń, omawiali swoje pomysły w grupach i na forum klasy Strategie oceny Choć w studiach przypadku wymieniono możliwość rozwoju wielu umiejętności badawczych, dokonano pisemnej oceny tylko kilku z nich (tab. 3). Dla niektórych umiejętności ocena została przeprowadzona po zajęciach i przebiegała na podstawie prac pisemnych uczniów opracowanych podczas zajęć. W innych sytuacjach ocena kształtująca była dla ucznia wskazówką, co do nauki w trakcie lekcji. Tabela 2. Podsumowanie studiów przypadku Studium przypadku Zrealizowane ćwiczenia Czas trwania Skład grupy CS1 Portugalia Ćwiczenia A-D Trzy godziny lekcyjne (2x45 min i 1x90 min) CS2 Słowacja Ćwiczenia B-D Trzy godziny lekcyjne (45 min każda) Dwie klasy; grupy po 3-4 uczniów 30 uczniów; 6 grup po 5 uczniów CS3 Szwecja Ćwiczenia A-B Ćwiczenie D Jedna godzina lekcyjna (60-80 min) Pięć klas; grupy po 3-4 uczniów 124 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

9 Table 3: Umiejętności badawcze wskazane przez nauczycieli w studiach przypadku CS1 Portugalia Planowanie badań CS2 Słowacja Formułowanie hipotez Planowanie badań Praca w grupie (dyskusja z innymi uczniami) Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (wybór odpowiedniego eksperymentu) CS3 Szwecja Formułowanie spójnych argumentów Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (argumentacja) Umiejętnością badawczą ocenianą w CS1 Portugalia było planowanie badań. W celu oceny tej umiejętności nauczyciel opracował 3-poziomowe rubryki (tab. 4). Oceniono prace pisemne uczniów, korzystając z ocen 1, 2 lub 3 i kryteriów oceny opisanych rubrykach. Narzędzie to zostało opracowane przed realizacją ćwiczeń. Po zakończeniu zadania prace uczniów zostały zebrane i ocenione. Nauczyciel ocenił wyniki uczniów w zakresie planowania badań, w szczególności w zakresie definiowana problemu badawczego i jego celów, identyfikacji zmiennych do pomiaru i kontroli oraz stworzenia właściwej procedury gromadzenia danych. Wykorzystanie tego instrumentu, ustrukturyzowanego dzięki kryteriom i poziomom efektywności, pozwoliło na zredukowanie subiektywności oceny. Nauczyciel dostarczył uczniom informacje zwrotne po analizie i ocenie prac pisemnych. Tabela 4. Rubryki oceny umiejętności planowania badań w CS1 Portugalia Kryteria oceny Poziom efektywności Czy uczniowie określają cele doświadczenia w sposób jasny i zgodny ze swoim pierwotnym pytaniem badawczym? Cele doświadczenia nie są jasno sformułowane lub niezgodne z ogólnym pytaniem badawczym. Cele doświadczenia są zgodne z ogólnym pytaniem badawczym, ale nie są wystarczająco jasno sformułowane. Cele doświadczenia są jasno sformułowane i zgodne z ogólnym pytaniem badawczym. Czy uczniowie określają zmienne, jakie należy zmierzyć i kontrolować? Zmienne niezależne lub zależne nie są określone. Jedna lub więcej zmiennych niezależnych lub zależnych nie jest określona lub określone zmienne są nieistotne dla badania. Istotne dla badania zmienne niezależne, zależne i kontrolowane są poprawnie określone. Czy proponowana procedura jest odpowiednia do gromadzenia właściwych danych, opisana prostym i zrozumiałym językiem oraz łatwa do zrealizowania? Proponowana procedura nie jest odpowiednia; uczniowie nie wiedzą, jakie dane powinni zgromadzić, lub nie wiedzą, co powinni zrobić, aby zgromadzić dane. Uczniowie opracowują procedurę gromadzenia danych nieistotnych. Proponowana procedura jest odpowiednia, ale nadal wymaga przeformułowania, uczniowie wiedzą, jakie dane powinni zgromadzić, ale nie wiedzą, jak to zrobić. Proponowana procedura jest odpowiednia; uczniowie wiedzą, jakie dane powinni zgromadzić oraz co powinni zrobić, aby zgromadzić te dane. Plan doświadczenia jest trudny do zrozumienia. Trudno będzie go zrealizować. Plan doświadczenia jest opisany w sposób jasny, jednak brakuje w nim pewnych szczegółów i przez to trudno będzie go zrealizować. Plan doświadczenia jest opisany w sposób jasny i szczegółowy dzięki czemu można go zrealizować. Czy uczniowie przewidują ewentualne ograniczenia dla ich planu doświadczenia? Uczniowie biorą pod uwagę tylko niektóre możliwe ograniczenia planu lub wskazują na nieistniejące ograniczenia. Uczniowie biorą pod uwagę możliwe ograniczenia planu doświadczalnego. Uczniowie biorą pod uwagę możliwe ograniczenia planu doświadczalnego i wykazują się zrozumieniem istoty tych ograniczeń. W przypadku CS2 Słowacja oceniane były umiejętności myślenia i argumentowania naukowego, formułowania hipotez i planowania badań. Uczniowie omawiali czynności życia codziennego, z punktu widzenia zjawisk fizycznych, opisując wpływ grawitacji na te czynności. Podczas ćwiczeń nauczyciel obserwował pracę w grupach i pomagał uczniom (zadając dodatkowe pytania, przedstawiając krótkie wyjaśnienia). Nauczyciel opracował 3-poziomowe rubryki oceny (tab. 5), które zostały wykorzystane do oceny materiałów opracowanych przez uczniów. Nauczyciel, w najszerszym możliwym zakresie, starał się stosować ocenianie kształtujące, zwłaszcza podczas dyskusji pomiędzy uczniami w grupach, dyskusji na forum całej klasy i podczas formułowania wniosków. TAM, W GÓRZE... JAK TAM JEST? 125

10 Tabela 5. Rubryki zastosowane w CS2 Słowacja Kryteria oceny Poziom efektywności Czynności są opisane szczegółowo, z uwzględnieniem wpływu sił grawitacji Czynności bez uwzględnienia wpływu grawitacji lub niewłaściwe czynności. Tylko tytuł z bardzo krótkim opisem. Dobrze opisane czynności z uwzględnieniem wpływu mikrograwitacji. Oryginalność czynności Często występujące (ponad 5 razy w danej klasie). Występujące tylko 2-3 razy w danej klasie. Oryginalne. Formułowanie hipotez Brak hipotezy lub jej konstrukcja jest zupełnie niepoprawna. Zdanie nie jest sformułowane tak, aby było stwierdzeniem. Planowanie badań Brak planu. Kolejne kroki nie są uszeregowane w odpowiednim porządku lub brakuje jakiegoś ważnego elementu. Dobrze sformułowane stwierdzenie. Planowanie jest w większości lub całkowicie poprawne. W CS3 Szwecja omawiana tu jednostka dydaktyczna została zrealizowana w celu oceny umiejętności uczniów w zakresie formułowania spójnych argumentów i myślenia i argumentowania naukowego (argumentacja). Aby ocenić umiejętności uczniów, nauczyciele przysłuchiwali się dyskusjom w grupach i zbierali pomysły uczniów przedstawione na piśmie. Nauczyciele podejmowali próby oceny tego, jakich argumentów używali uczniowie, aby umotywować zmianę swoich pierwotnych pomysłów po obejrzeniu filmu. Głównym kryterium sukcesu było to, czy uczniowie potrafią formułować spójne argumenty. Uczniowie otrzymali informację zwrotną od grupy podczas realizacji ćwiczenia. Niniejsza jednostka dydaktyczna realizowana była jako samodzielne ćwiczenie, w wyniku czego nauczyciele nie zapewnili oceny podsumowującej ani nie wykorzystali danych do własnych celów. 126 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1