Stworzenie budyniu doskonałego smakowite badanie! Gábor Veres, Csaba Csíkos

Transkrypt

1 JEDNOSTKA DYDAKTYCZNA SAILS Stworzenie budyniu doskonałego smakowite badanie! Gábor Veres, Csaba Csíkos

2 Stworzenie budyniu doskonałego smakowite badanie! PRZEGLĄD TREŚCI I METOD OCENY KLUCZOWE TREŚCI/POJĘCIA Grupy składników odżywczych Układy koloidalne Zasady zdrowego odżywiania Podejścia do zdrowego odżywiania i zdrowego trybu życia 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 Rozumowanie w kategoriach proporcjonalności, dokonywanie porównań, wyciąganie wniosków, określanie zmiennych, transfer wiedzy z układu modelowego do rzeczywistego Rozumienie badanych pojęć naukowych METODY OCENY Rozmowa z uczniami Obserwacje nauczyciela Ocena wzajemna uczniów Samoocena Karty pracy Materiały opracowane przez uczniów (budyń, raporty końcowe, prezentacje) Inne materiały do oceny (zadanie domowe) Materiały dydaktyczne dostępne on-line: Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

3 1. WSTĘP W jednostce dydaktycznej opracowanej w ramach projektu SAILS zatytułowanej Badanie budyniu przedstawiono ćwiczenie oparte na dociekaniu, w ramach którego uczniowie przygotowują (planują przygotować) dobry budyń. Podczas realizacji tego ćwiczenia można skupić się na aspektach biologicznych odżywianiu, wartości energetycznej produktów żywnościowych, jakości składników odżywczych, zdrowym stylu życia, a także na pojęciach z chemii grupach związków organicznych, układach koloidalnych oraz metodzie zol-żel. Ścisły związek z życiem codziennym i forma samodzielnego dociekania wiedzy powodują, że ćwiczenie to może być szczególnie interesujące dla uczniów. W trzech zaproponowanych ćwiczeniach najpierw wprowadzany jest temat, następnie planowane jest i realizowane badanie, a na koniec analizowana nabyta wiedza. Ćwiczenia te mogą być realizowane podczas dwóch lekcji (~90 minut), ale przygotowanie budyniu trwa dłużej i może zostać zadane uczniom do wykonania w domu. doświadczeń oraz pracy w grupie. Opisane w jednostce metody oceny obejmują obserwacje uczniów, dyskusje w grupach i ocenę materiałów opracowanych przez uczniów. Jednostka ta została przetestowana przez nauczycieli w Irlandii, Słowacji, Grecji i na Węgrzech, z udziałem uczniów w wieku lat, w sumie w pięciu klasach. Metodą nauczania wykorzystywaną w poszczególnych studiach przypadku było na ogół dociekanie naukowe ukierunkowane przez nauczyciela (guided inquiry); w przypadku jednej klasy z Węgier zastosowano otwarte dociekanie naukowe (open inquiry). We wszystkich studiach przypadku oceniono umiejętność planowania badań. W przypadku działań realizowanych w Irlandii, Słowacji i Grecji opisano także ocenę umiejętności formułowania spójnych argumentów i pracy w grupie. W tej jednostce uczniowie rozwijają umiejętności badawcze w zakresie planowania badań poprzez rozróżnianie alternatyw i konstruowanie modeli, a także umiejętności formułowania hipotez, formułowania spójnych argumentów ustalania zmiennych, radzenia sobie z ilościami poprzez proporcje, dokonywania porównań, dokonywania osądów i podejmowania decyzji, analizy i ewaluacji 95

4 2. REALIZACJA JEDNOSTKI 2.1. Ćwiczenia Jednostka dydaktyczna SAILS zatytułowana Badanie budyniu (ang. Proof of the Pudding ) została opracowana w ramach projektu PRIMAS 1 i zaadaptowana do wykorzystania w projekcie SAILS przez zespół z Uniwersytetu w Szeged. W tej jednostce uczniowie mają za zadanie przygotować dobry budyń. Jednostka ta składa się z trzech ćwiczeń: w pierwszym wprowadzane są teoretyczne pojęcia leżące u podstaw założonych działań, w drugim uczniowie planują doświadczenie, aby sprawdzić swoje hipotezy na temat tego, co sprawia, że budyń jest dobry, i na koniec uczniowie dokonują analizy tego, czego się nauczyli w trakcie realizacji ćwiczeń. Niezbędny do realizacji jednostki poziom wiedzy zależy od wyboru umiejętności, na które zostanie położony nacisk. Dla uczniów gimnazjum celem może być rozwój podstawowych umiejętności badawczych. Dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych właściwe będzie dociekanie właściwości układów koloidalnych oparte na wiedzy z chemii i fizyki czy też analizowanie składników odżywczych i zdrowej diety. Równocześnie rozwijanie umiejętności wyszukiwania informacji może być częścią zadania. Istotne jest, aby uczniowie byli w stanie oprzeć się na posiadanej wiedzy i połączyć z nią nowo zdobyte informacje oraz pogłębić zrozumienie tematu. Ćwiczenie A: Wprowadzenie Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Cechy węglowodorów, białek, tłuszczów i minerałów Odżywianie Formułowanie hipotez Formułowanie spójnych argumentów Praca w grupie Określanie problemów, podejmowanie rozsądnych decyzji Wyjaśnianie zjawisk Rozmowa z uczniami Wprowadzenie W ćwiczeniu tym wprowadzony zostaje ogólny temat dociekania przygotowanie dobrego budyniu co pozwala uczniom na przeanalizowanie posiadanej przez nich wiedzy i rozważenie problemu do zbadania. Ćwiczenie ma na celu wzbudzenie zainteresowania i entuzjazmu u uczniów oraz zapewnienie im podstawowej wiedzy teoretycznej niezbędnej do realizacji kolejnych etapów dociekania. Na tej podstawie nauczyciel może poszerzyć znane pojęcia oraz wprowadzić nowe, niezbędne do rozwiązania problemu. Propozycja przebiegu zajęć 1. Uczniowie tworzą grupy złożone z 3-4 osób (mogą oni sami decydować o składzie grup lub może to zrobić nauczyciel) 2. Jako ćwiczenie na rozgrzewkę nauczyciel zadaje kilka pytań, np.: a. Jakie cechy można wymienić, porównując budyń produkowany przemysłowo z budyniem domowej roboty? b. Co sprawia, że budyń jest dobry lub niedobry? Jakie cechy pozytywne oraz problemy jakościowe potraficie wymienić? c. Który budyń łatwiej jest przygotować? 3. Po omówieniu tych kwestii nauczyciel może zadać dodatkowe pytania oparte na wiedzy pojęciowej związanej z zadaniem, np.: a. Jakie znacie podstawowe grupy składników odżywczych? b. Jakie są zalety i wady tych grup składników odżywczych? c. Do których grup/kategorii składników żywnościowych zaliczylibyście główne składniki odżywcze dobrego budyniu? 4. Następnie nauczyciel przewodniczy dyskusji na forum całej klasy, mającej na celu zdefiniowanie problemu (jak przygotować dobry budyń) oraz skoncentrowanie się na celu dociekania (postać budyniu konsystencja galarety, żelu lub zawartość składników odżywczych). Ćwiczenie B: Planowanie badań i przeprowadzanie dociekania Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Układ modelowy żelu Planowanie przygotowania dobrego budyniu Formułowanie hipotez Planowanie badań Formułowanie spójnych argumentów Praca w grupie Podejmowanie rozsądnych decyzji Wyjaśnianie stanu koloidalnego oraz przemiana zol-żel Rozmowa z uczniami Karty pracy Materiały opracowane przez uczniów 1 Promoting Inquiry in Mathematics and Science Education Across Europe, [dostęp: październik 2015]; PRIMAS guide of supporting actions for teachers in promoting inquiry-based learning supportbinaryfiles?referenceid=2&supportid=1301 [dostęp: październik 2015]. 96 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

5 Wprowadzenie W tym ćwiczeniu uczniowie planują swoje badania, biorąc pod uwagę zarówno układ modelowy, jak i składniki prawdziwego budyniu. a) Planowanie układu modelowego przygotowanie budyniu w postaci żelu Uproszczenie produktu, stworzenie układu modelowego, umożliwiającego otrzymanie pożądanego stanu skupienia. Opracowanie eksperymentalnego układu modelowego, przeprowadzenie badania. Gromadzenie danych dla układu modelowego, określenie odpowiedniego współczynnika rozcieńczania. Ta część ćwiczenia zachęca uczniów do dokonywania porównań, analogicznego myślenia i skłania do dokonywania osądów oraz podejmowania decyzji. Uczniowie prowadzą działania w celu sformułowania hipotezy i planują badanie układu modelowego (konstruują modele, rozróżniają alternatywy, określają zmienne). Jest to okazja do pracy w grupie i dzielenia się wiedzą. b) Przygotowanie produktu końcowego planowanie składu prawdziwego budyniu W drugiej części tego ćwiczenia uczniowie formułują hipotezy i tworzą plany działania dla prawdziwego budyniu. Powinni oni szukać powiązań, rozróżniać poszczególne alternatywy i podejmować decyzje na podstawie dowodów uzyskanych w części a): Wybór składników budyniu o zamierzonej konsystencji na podstawie układu modelowego. Formułowanie założeń dotyczących jakości i planowanie składu ilościowego. Przygotowanie produktu końcowego. Ta część ćwiczenia zachęca uczniów do myślenia analitycznego, tworzenia rankingu na podstawie aspektów jakościowych, szukania zależności, rozróżniania dostępnych alternatyw i wykorzystania systematycznego myślenia przy uwzględnieniu wpływu składników i związków między ilością a jakością. Propozycja przebiegu zajęć 1. Uczniowie tworzą grupy złożone z 3-4 osób (mogą oni sami decydować o składzie grup lub może to zrobić nauczyciel). 2. Nauczyciel prosi uczniów o Zaplanowanie doświadczenia mającego na celu stworzenie modelu budyniu w postaci żelu, a w ramach tego o uwzględnienie następujących kwestii: a. Jasno sformułujcie hipotezy dotyczące Waszego pytania. b. Przedstawcie argumenty wspierające Wasze hipotezy, oparte na odpowiedniej wiedzy naukowej. c. Zaplanujcie badanie, które pozwoli na przeanalizowanie Waszych hipotez. d. Szczegółowo opiszcie wszystkie etapy działań, w tym zmienne, które chcecie badać, zmienne, które musicie kontrolować i wszystkie urządzenia i materiały niezbędne do realizacji badania. 3. Podczas gdy grupy planują swoje badania, nauczyciel może zadać kilka pytań naprowadzających: a. Czy znasz materiały o podobnym stanie skupienia? b. Jak można określić, czy budyń ma odpowiednią konsystencję? c. Które związki mogą prowadzić do powstania zagęszczonej formy roztworu? d. Jakie aspekty można wykorzystać w celu określenia różnic pomiędzy materiałami będącymi zagęszczaczami i materiałami żelującymi? e. Jakiego najprostszego modelu budyniu w formie żelu można użyć? f. W jaki sposób można sprawdzić, jaki powinien być stosunek poszczególnych składników w układzie modelowym? 4. Uczniowie omawiają swoje plany badania z nauczycielem i w razie potrzeby przeformułowują je przed przeprowadzeniem badania układu modelowego. 5. Teraz nauczyciel prosi uczniów, aby wzięli pod uwagę prawdziwy budyń: a. Określcie aspekty jakościowe produktu końcowego. b. Sklasyfikujcie i wybierzcie składniki. c. Zaplanujcie ostateczny skład. d. Przygotujcie produkt końcowy. Ćwiczenie C: Ocena i informacje zwrotne Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Analiza nabytej wiedzy Formułowanie spójnych argumentów Wyciąganie wniosków Przedstawianie danych naukowych Rozmowa z uczniami Karty pracy Materiały opracowane przez uczniów Wprowadzenie W ostatnim ćwiczeniu każdy uczeń analizuje to, czego nauczył się podczas wykonywania zadań. Jest to okazja do sformułowania wniosków, przedstawienia swojego produktu końcowego i zaprezentowanie jego zalet, a zatem do konsolidacji nabytej wiedzy. Uczniowie powinni wykazać się umiejętnością krytycznego myślenia, zaprezentować spójną argumentację i myślenie refleksyjne. 97

6 Propozycja przebiegu zajęć 1. Grupy uczniów prezentują klasie swoje wyniki uzyskane w ćwiczeniu B: Planowanie badań i przeprowadzanie dociekania 2. Nauczyciel przewodniczy dyskusji na forum całej klasy, pomaga analizować wyniki zbiorcze. Nauczyciel może zadać kilka pytań naprowadzających: a. Jakie kryteria zastosowaliście, aby ocenić produkt końcowy? b. Na jakiej podstawie możecie przedstawić argumenty na rzecz danego produktu? c. Jakie argumenty krytyczne możecie sformułować w odniesieniu do innych produktów? d. Jak oceniacie pracę własną i grup? Jakie były Wasze mocne i słabe strony? 2.2. Ocena Realizując ćwiczenia w ramach tej jednostki ważne jest, aby ocena była zgodna z założonymi celami i programem nauczania. Istotne jest również, aby uczniowie wiedzieli przed rozpoczęciem pracy jak przedstawiać uzyskane wyniki oraz aby znali sposób, w jaki będą oceniani. Umiejętność planowania badań jest kluczową umiejętnością badawczą rozwijaną podczas realizacji tej jednostki, ale dla każdego z ćwiczeń opisano możliwości przeprowadzenia oceny także innych umiejętności i kompetencji. Uczniowie mogą zostać ocenieni jako grupy lub indywidualnie na podstawie prowadzonych dyskusji oraz w drodze oceniania kształtującego realizowanego podczas zajęć. Podczas przeprowadzania oceny nauczyciele mogą analizować wiedzę merytoryczną uczniów, ich umiejętności badawcze oraz podstawową wiedzę i umiejętności naukowe. Ponadto można przeprowadzić samoocenę oraz ocenę wzajemną uczniów. Dla każdego z ćwiczeń przedstawiono proponowane umiejętności do oceny oraz kryteria sukcesu. Ocena umiejętności w ćwiczeniu A: Przygotowanie dociekania Wiedza merytoryczna Czy uczniowie potrafią określić najważniejsze cechy węglowodanów, białek, tłuszczów, minerałów i witamin? Czy uczniowie rozumieją znaczenie tych związków w fizjologii żywienia Umiejętności badawcze planowanie badań, formułowanie spójnych argumentów Czy uczniowie potrafią odróżnić poszczególne składniki produktów? Czy potrafią określić główne cechy żelu? Czy potrafią przedstawić odpowiednie argumenty wspierające ich opinie? Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Czy uczniowie potrafią odróżnić otwarty i zamknięty sposób myślenia? Czy prezentują oni sposób myślenia oparty na dowodach? Czy potrafią zaangażować się w krytyczne myślenie (na przykład w związku z reklamami w mediach)? Czy wykazują świadomość konsumencką? Ocena umiejętności w ćwiczeniu B: Planowanie badań przeprowadzenie dociekania Wiedza merytoryczna Czy uczniowie potrafią określić cechy fizyczne żelu i warunków jego powstawania? Czy uczniowie znają strukturę chemiczną, pochodzenie i rozpuszczalność mąki, skrobi i żelatyny w wodzie? Czy uczniowie rozumieją, czym jest koloid, przemiana zol-żel? Planowanie badań Czy uczniowie potrafią opisać i uzasadnić rolę i znaczenie układu modelowego? Czy potrafią zaplanować odpowiednią kolejność rozcieńczania? Czy potrafią poprawnie prowadzić i zapisywać obserwacje właściwości fizycznych i przemian w układach modelowych? Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Wyciąganie wniosków na podstawie układu modelowego i ich zastosowanie w odniesieniu do produktu końcowego Definiowanie zmiennych (zawartość, temperatura) Ocena umiejętności w ćwiczeniu C: Ocena i informacje zwrotne Formułowanie spójnych argumentów, umiejętność myślenia i argumentowania naukowego, podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Czy uczniowie myślą w sposób krytyczny podczas debaty z kolegami? Czy uczniowie przedstawiają spójne argumenty podczas oceniania pracy własnej i innych? Czy uczniowie wykorzystują myślenie refleksyjne? 2.3 Dalsze zmiany/rozszerzenia Sugerowane dwie godziny lekcyjne przeznaczone na realizację jednostki (około 90 minut) nie wystarczą do tego, aby wykorzystać wszystkie możliwości związane z zadaniem. Przy odpowiednim wsparciu uczniom może udać się zakończyć przygotowania zaprojektowanego produktu końcowego, ale uwzględnienie wielu aspektów projektowania i wzajemnej krytycznej analizy produktów końcowych wymaga więcej czasu. Tym samym proponowane jest przedłużenie realizacji jednostki przynajmniej o jedną lekcję. Czas ten może zostać poświęcony na bardziej szczegółową analizę (np. wartości energetycznej, składu substancji odżywczych) i szerzej zakrojony rozwój umiejętności badawczych, a także na obserwacje, pomoc i ocenę. 98 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

7 3. SYNTEZA STUDIÓW PRZYPADKU Jednostka dydaktyczna SAILS zatytułowana Badanie budyniu została przetestowana w czterech krajach, skutkując powstaniem czterech studiów przypadku jej realizacji: CS1 Irlandia, CS2 Słowacja, CS3 Grecja, CS4 Węgry. Wszystkie studia przypadków były realizowane przez nauczycieli, którzy mieli już pewne doświadczenie w nauczaniu opartym na dociekaniu, ale uczniowie zaangażowani w realizację jednostki na ogół nie byli wcześniej uczeni tą metodą, za wyjątkiem przypadku CS3 Grecja. Wiek uczniów w poszczególnych studiach przypadku wahał się między 15 a 16 lat w CS1 Irlandia, CS2 Słowacja i CS3 Grecja, a w CS4 Węgry jednostka realizowana była z udziałem dwóch klas jednej o profilu ścisłym złożonej z czternasto- i piętnastolatków oraz jednej klasy o profilu biologicznym, złożonej z uczniów w wieku lat (tab. 1). We wszystkich studiach przypadku klasy były mieszane pod względem umiejętności; tylko w CS1 Irlandia klasa składała się z uczniów tej samej płci (same dziewczęta). W ramach studiów przypadku skoncentrowano się na rozwijaniu umiejętności planowania badań, formułowania spójnych argumentów i pracy w grupie. Oceniono także umiejętności myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawową wiedzę i umiejętności naukowe, poprzez ocenę umiejętności formułowania argumentów i przenoszenia wiedzy z układu modelowego do rzeczywistego. Opisano wiele metod oceny, w szczególności rozmowę z uczniami, ocenę materiałów opracowanych przez uczniów budyniu oraz samoocenę i ocenę wzajemną uczniów Metoda dydaktyczna Realizacja Studia przypadku pokazują, że ogólny problem poruszany w jednostce i proponowane rozwiązania dydaktyczne, dają możliwość różnorodnej adaptacji, co jest związane z interdyscyplinarnym charakterem jednostki. Nacisk można położyć zarówno na nauczanie chemii (CS4 Węgry), jak i biologii (CS3 Grecja). Analizę problemu można podzielić na konstruowanie modelu i jego praktyczną adaptację. Realizując część pierwszą zadania, rozwijana jest głównie umiejętność myślenia teoretycznego i rozumowania w kategoriach proporcjonalności, natomiast druga część pomaga w praktycznej adaptacji i zachęca do myślenia kombinacyjnego i krytycznego. Druga część może być realizowana z udziałem grup starszych uczniów. W każdym studium przypadku położono nacisk na wykorzystanie wiedzy posiadanej przez uczniów i skupianie uwagi na zadaniu, wzmacniając ich motywację, a także ich umiejętności badawcze. Każde zadanie opierało się na pracy w grupach (lub parach w przypadku CS2 Słowacja), ale zostały one także uzupełnione zadaniami domowymi (CS1 Irlandia), jak również możliwościami przeprowadzania badań indywidualnie. W CS1 Irlandia analizowano stany skupienia materii, postać żelu oraz charakter nauk ścisłych. Nauczyciel zadał pytanie: Co decyduje o tym, że budyń jest dobry?. W fazie planowania badania uczniowie kierowali się wskazówkami zawartymi w karcie pracy. Zadania obejmowały dyskusję na forum klasy i w grupach, tworzenie rankingu i wybór zmiennych, prognozowanie oraz tworzenie listy niezbędnych materiałów i narzędzi. Nauczyciel zadał uczniom zadanie domowe, polegające na zbadaniu postaci żelu i uzupełnieniu indywidualnego planu badań. W fazie przeprowadzenia dociekania uczniowie omawiali swoje prace domowe, opracowywali dokładny plan badania i zapisywali, jakie zmienne oceniali. Następnie wprowadzali poprawki do swojego planu, realizowali go i tworzyli notatki podczas przeprowadzania doświadczenia w swoich kartach pracy. Badane zmienne obejmowały: typ i stężenie żelatyny, typ cieczy (mleko, mleko sojowe, woda i różne soki owocowe) oraz jej temperatura. W fazie oceny i otrzymywania informacji zwrotnych uczniowie kończyli swoje prezentacje i odpowiadali na pytania nauczycieli dotyczące ich pracy, słuchali i robili notatki oraz oceniali prezentacje innych grup. W CS2 Słowacja nauczyciel przeprowadził 15-minutową dyskusję z uczniami dotyczącą poprzednich lekcji biologii w celu przygotowania ich do realizacji badań. Uczniowie odpowiadali na pytania i po dyskusji podzielili się na pary lub grupy składające się z trzech osób. Uczniowie uzgodnili z nauczycielem dwa zadania do realizacji: (1) zaplanowanie i przeprowadzenie doświadczenia, mającego na celu sprawdzenie stosunku cieczy do zagęszczaczy oraz (2) stworzenie przepisu na 500 g domowego budyniu. Uczniowie zostali poproszeni o przyniesienie składników (skrobia, mąka, żelatyna lub agar) na następną lekcję, przygotowanie budyniu podczas zajęć w szkole i przedstawienie argumentów udowadniających, że skład tego budyniu jest dobry pod względem wartości odżywczych. Tabela 1. Podsumowanie studiów przypadku Studium przypadku Zrealizowane ćwiczenia Czas trwania Skład grup CS1 Irlandia Ćwiczenia A-C Trzy godziny lekcyjne (każda po 80 min) CS2 Słowacja Ćwiczenia A-C Jedna podwójna lekcja (90 min) CS3 Grecja Ćwiczenia A-C Dwie godziny lekcyjne (1x90 min i 1x45 min) CS4 Węgry Ćwiczenia A-C Dwie godziny lekcyjne (każda po 45 min) Grupy po 3 uczniów Grupy po 2-3 uczniów Grupy jednopłciowe Grupy po 3-4 uczniów Skład grup wybierany samodzielnie, grupy mieszane pod względem płci Jednostka przetestowana w dwóch klasach Grupy mieszane pod względem płci i umiejętności 99

8 W CS3 Grecja podczas realizacji ćwiczeń nacisk został położony na aspekty biologiczne, w szczególności na temat składników odżywczych i zdrowej diety. Nauczyciel przygotował kilka kart pracy, które ukierunkowywały uczniów oraz pomagały w przeprowadzeniu oceny. Uczniowie rozpoczęli lekcję od rozmowy na temat: W jaki sposób można zrobić naprawdę dobry sernik?. W rezultacie sformułowane zostały konkretne pytania badawcze. Nauczyciel obserwował uczniów, jednocześnie zadając pytania naprowadzające. Uczniowie opisali kilka interpretacji pojęcia dobry, a większość z nich dotyczyła zdrowej diety. Określili oni również główne kryteria jakościowe sernika produkowanego przemysłowo, takie jak: koszt, łatwość produkcji, dobry smak i wygląd. Uczniowie zostali poproszeni o przeanalizowanie określonego przepisu na sernik z uwzględnieniem różnych perspektyw dotyczących żywienia. Nauczyciel podał uczniom dwa adresy stron internetowych, aby pomóc im w dokonywaniu obliczeń, a także wyjaśnił, jak korzystać z tych narzędzi. Uczniowie mieli za zadanie sformułować hipotezę na temat tego, w jaki sposób mogą zmienić oryginalną recepturę budyniu tak, aby zwiększyć jego wartość odżywczą i obniżyć zawartość energetyczną. Zostali oni poproszeni o narysowanie dwóch wykresów słupkowych przedstawiających całkowitą zawartość składników odżywczych jeden dotyczący oryginalnej receptury, a drugi przepisu zaproponowanego przez uczniów. Przygotowane podczas zajęć przepisy uczniowie zrealizowali w domu. Podczas ostatniej lekcji nauczyciel poprosił uczniów o zaprezentowanie i omówienie na forum klasy przeprowadzonych doświadczeń wraz z uzyskanymi wynikami. Realizacja jednostki w CS4 Węgry skoncentrowana została wokół grup składników odżywczych, układów koloidalnych i zdrowego żywienia. W zakresie umiejętności rozwijanych poprzez IBSE w tym studium przypadku skupiono się na planowaniu badań (w tym budowie układu modelowego), formułowaniu hipotez i umiejętności myślenia i argumentowania naukowego (poprzez wyszukiwanie informacji i kilka rodzajów umiejętności dotyczących prowadzenia dyskusji i myślenia porównywania, klasyfikacji, łączenia i myślenia analogicznego). W fazie przygotowawczej określono uprzednią wiedzę uczniów oraz uzupełniono braki w wiadomościach. W tej fazie dominowała prezentacja nauczyciela; uczniowie odpowiadali na pytania nauczyciela i zapoznawali się z zadaniem, ich zainteresowanie wzrastało, a wiedza merytoryczna była rozwijana. W fazie drugiej uczniowie mieli za zadanie skonstruować układ modelowy do zaplanowania uzyskania budyniu w postaci żelu. Musieli zrozumieć, że przed faktycznym wykonaniem procedury na dużą skalę dobrze jest ją wcześniej przetestować przy użyciu układu modelowego w celu określenia, co i jak funkcjonuje. W trzeciej fazie grupy przedstawiały swoje wcześniejsze koncepcje i porównywały je z cechami produktu końcowego. Oceniając wzajemnie swoje prace, uczniowie przedstawiali krytyczne komentarze. Adaptacje Opis jednostki stanowi pewien zarys, a nie ustalony przepis wykonania. Przy właściwej interpretacji problemu dociekania i celów nauczania istnieje wiele sposobów i możliwości dostosowania jednostki do wymogów lokalnych. W studiach przypadku opisano adaptacje i ich uzasadnienie, które związane były z dostosowaniem czasu wymaganego do realizacji dociekania (CS2 Słowacja), sposobu, w jaki wpisuje się w program nauczania (CS2 Słowacja i CS3 Grecja) oraz doświadczenia badawczego wśród uczniów (CS1 Irlandia). Podczas dokonywania adaptacji nauczyciele przygotowywali różne materiały pomocnicze, takie jak karty pracy dla uczniów (CS1 Irlandia i CS3 Grecja) oraz wprowadzające materiały pomocnicze (CS4 Węgry). Nauczyciele wybrali umiejętności do oceny na podstawie potrzeb i celów rozwoju konkretnych grup. Określili oni aspekty do oceny oraz poziomy umiejętności, które zostały skorelowane z działaniami uczniów i można je było obserwować podczas realizacji konkretnych zadań. Adaptacje w poszczególnych przypadkach dotyczyły: W CS1 Irlandia adaptacje wprowadzono na podstawie dostępnego, niedługiego okresu czasu i ograniczonego Tabela 2. Umiejętności badawcze wskazane przez nauczycieli w studiach przypadku CS1 Irlandia Planowanie badań Formułowanie spójnych argumentów Praca w grupie Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (rozumowanie w kategoriach proporcjonalności) CS2 Słowacja Planowanie badań Formułowanie spójnych argumentów Praca w grupie Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (argumentacja) CS3 Grecja Formułowanie hipotez Planowanie badań Formułowanie spójnych argumentów Praca w grupie CS4 Węgry Planowanie badań Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (wyciąganie wniosków, określanie zmiennych, transfer wiedzy z układu modelowego do układu rzeczywistego) 100 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

9 doświadczenia uczniów z zakresu uczenia się przez dociekanie. Nauczyciel stosował się do ogólnej kolejności działań przedstawionej w jednostce, ale przygotował karty pracy, które pomogły w płynnym przebiegu lekcji. W CS2 Słowacja adaptacja była konieczna w celu dostosowania jednostki do dwóch kolejnych godzin lekcyjnych (biologia i chemia). Realizacja przebiegała w klasie dzielonej na grupy (16 uczniów) w ciągu dwóch godzin lekcyjnych (90 minut). Konieczne było również dostosowanie tematu tak, aby pasował do jednostek tematycznych bieżących zajęć z biologii i chemii. W CS3 Grecja nauczyciel dokonał adaptacji proponowanych ćwiczeń w celu dopasowania ich do państwowego programu nauczania oraz poziomu wiedzy uczniów. Nauczyciel opracował i dostarczył uczniom pięć kart pracy, które stanowiły dla nich pomoc w pracy indywidualnej. Nauczyciel był w stanie ocenić osiągnięcia i poziom umiejętności uczniów na podstawie odpowiedzi na pytania w kartach pracy. W tym przypadku nacisk położono na drugą część zadania w ramach jednostki, a zatem uczniowie zajmowali się bardziej zagadnieniami z dziedziny biologii, a nie chemii. W CS4 Węgry plan działań w ramach jednostki został opracowany na podstawie nieustrukturyzowanych i połowicznie ustrukturyzowanych zagadnień. Nauczyciele starali się znaleźć temat, który byłby interesujący dla uczniów i zachęcałby ich do zaangażowania się w poszczególne badania. Uwzględnione umiejętności badawcze Jak wskazano w części opisującej ocenę omawianej jednostki dydaktycznej, proponowane ćwiczenia mogą być wykorzystane do oceny wielu umiejętności badawczych, takich jak planowanie badań, formułowanie hipotez, formułowanie spójnych argumentów i praca w grupie, jak również do rozwoju umiejętności myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowej wiedzy i umiejętności naukowych. Jednak w poszczególnych studiach przypadku nauczyciele wybrali do oceny różne umiejętności, co przedstawiono w tabeli 2. Tabela 3. Siatka oceny umiejętności planowania badań w CS1 Irlandia Cecha I II III IV Najmniej pożądane Pierwotny pomysł Wyrokowanie lub podejmowanie decyzji Formułowanie hipotez Praca w grupie Ustalanie kolejności Dopracowywanie Brak decyzyjności, brak skupienia Niezdecydowanie Brak określenia przyczyny i skutku Praca w odosobnieniu Niezdecydowanie Brak dopracowania Tabela 4. Rubryki oceny dla uczniów w CS1 Irlandia Oceniana umiejętność Planowanie badań Przeprowadzanie badania Rejestrowanie i analiza wyników Podstawowy Rozwijający się Solidny Wybitny Uczeń realizuje początkowy pomysł. Uczeń potrzebuje ciągłego wsparcia i instrukcji. Używa sprzętu w sposób niebezpieczny lub niewłaściwy. Ograniczony zakres rejestrowania wyników lub brak ich rejestrowania. Uczeń rozważa różne opcje i decyduje się na jedną z nich, ale bez starannego rozważenia dotyczącego jej przydatności i możliwości sprawdzenia. Uczeń od czasu do czasu potrzebuje wsparcia. Prezentuje umiejętności korzystania ze sprzętu w sposób bezpieczny i właściwy. Wyniki rejestrowane i prezentowane w sposób właściwy. Uczeń rozważa różne opcje i tworzy ich ranking na podstawie ich przydatności i zdatności do sprawdzenia. Uczeń uzasadnia decyzję w drodze krytycznej analizy lub poprzez uzasadnienie naukowe. Uczeń potrafi pewnie i względnie samodzielnie realizować doświadczenia, w sposób dobrze zorganizowany i przestrzegając założonych ram czasowych. Wyniki rejestrowane i przedstawiane w sposób właściwy. Zaprezentowany pewien zakres analizy wyników. Uczeń analizuje dowody z testów oraz wyniki i pomysły innych osób. Dopracowuje ich plan, korzystając z wyników doświadczeń. Uczeń prezentuje stałą umiejętność samodzielnego przeprowadzania doświadczeń w sposób bezpieczny i bez konieczności otrzymywania pomocy. Wyniki rejestrowane, przedstawiane i analizowane w sposób właściwy, z wykorzystaniem krytycznego myślenia w celu oceny i wyciągnięcia wiarygodnych wniosków. 101

10 3.2. Strategie oceny W części dotyczącej oceny omawianej jednostki dydaktycznej nie zaproponowano konkretnych narzędzi oceny, jednak w każdym ze studiów przypadku opracowano własne strategie oceny umiejętności badawczych. Zarówno w CS1 Irlandia, jak i CS3 Grecja nauczyciele wykorzystywali rubryki do oceny wszystkich umiejętności badawczych oraz umiejętności myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowej wiedzy i umiejętności naukowych. W CS2 Słowacja i CS4 Węgry skoncentrowano się na konkretnych umiejętnościach badawczych, a przede wszystkim wykorzystano ocenianie kształtujące realizowane poprzez dostarczane uczniom ustne informacje zwrotne podczas lekcji. W większości studiów przypadku pojawia się pewien element samooceny lub oceny wzajemnej uczniów, co umożliwia im zaangażowanie się w proces oceny i zrozumienie go. W CS1 Irlandia oceniono umiejętności planowania badań, formułowania hipotez, pracy w grupie, formułowania spójnych argumentów i przeprowadzania krytycznej analizy projektu doświadczalnego. Umiejętności te oceniano w drodze obserwacji nauczycieli, zadawania pytań i analizy dokumentacji w odniesieniu do wstępnie opracowanych kryteriów. Nauczyciel przygotował szereg rubryk oceny oraz siatki repertuaru (repertory grids) Kelly ego, w których szczegółowo przedstawiono cechy pożądane dla każdego poziomu osiągnięć i którym przypisano ocenę od 1 do 5 (gdzie 5 oznacza ocenę najniższą). Przykład takiej siatki, wykorzystanej do oceny umiejętności planowania badań, przedstawiono w tab. 3, gdzie cyfry rzymskie odnoszą się do numeru grupy. W CS1 Irlandia nauczyciel opracował również rubryki oceny uczniów (tab. 4), które były prezentowane klasie podczas lekcji. Służyły one jako przewodnik dla uczniów i wzmacniały ich motywację. Poszczególne wiersze rubryk były prezentowane w różnych momentach zajęć. Obserwując uczniów podczas lekcji, nauczyciel krążył po klasie z notatnikiem w który posiadał ww. rubryki i zapisywał ocenę dla danej grupy. Podczas zajęć w klasie stosowano ocenianie kształtujące (obserwacja, zadawanie pytań), natomiast ocenianie podsumowujące wykorzystane zostało podczas sprawdzania przez nauczyciela kart pracy i sprawozdań uczniów. W CS2 Słowacja oceniono umiejętności planowania badań, pracy w grupie oraz formułowania spójnych argumentów. Nauczyciel oceniał je bezpośrednio w drodze rozmowy z uczniami, na podstawie ich odpowiedzi, sposobu planowania badania oraz tego, w jaki sposób rejestrowali swoje dane. Ponadto nauczyciele oceniali umiejętność myślenia i argumentowania naukowego uczniów (argumentację) podczas przygotowania przepisu na domowy budyń. Nauczyciele obserwowali również, jak członkowie grup współpracowali ze sobą. W czasie realizacji ćwiczeń nauczyciele dostarczali uczniom kształtującą informację zwrotną. Tabela 5. Rubryki wykorzystywane do oceny umiejętności uczniów w CS3 Grecja Oceniana umiejętność 2 Poziom akceptowalny (niczego nie brakuje) 1 Wymaga poprawy (pojawiają się pewne braki) 0 Poziom niski/ brak Ocena na podstawie (kontekst oceny) Formułowanie hipotez Tak Wymaga poprawy Brak Karta pracy 2, ćwiczenie A Opis: Przeformułuj przepis podany w karcie pracy 1, zastępując tyle składników, ile potrafisz, innymi produktami w celu zmniejszenia zawartości tłuszczów Uzasadnij swoją odpowiedź. Sprawdzanie hipotezy Tak Wymaga poprawy Brak Karta pracy 4, krok 3 Pytanie: Czy twój przepis nadaje się do upieczenia smacznego sernika o właściwej konsystencji? Jeśli nie, czy potrafisz powiedzieć, jakie zmiany należałoby wprowadzić, aby uzyskać lepszy rezultat? Obserwowanie Odpowiedź jest prawidłowa Wymaga poprawy Niezwiązane z tematem lub niepoprawne Karta pracy 4, krok 2 Pytanie 1: Czy uważasz, że składniki użyte zamiast składników zawartych w oryginalnym przepisie wpływają na finalną konsystencję sernika? Jeśli tak, w jaki sposób? Pytanie 2: Jak smakuje nowy sernik? Dokonywanie porównań Odpowiedź jest prawidłowa Wymaga poprawy Niezwiązane z tematem lub niepoprawne Karta pracy 3, ćwiczenie C, porównanie Pytanie: Porównaj wyniki z pierwszego i drugiego wykresu słupkowego. Zrozumienie Odpowiedź jest prawidłowa Wymaga poprawy Niezwiązane z tematem lub niepoprawne Karta pracy 5 Wszystkie pytania. 102 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

11 Podczas dokonywania oceny wzajemnej uczniowie przysłuchiwali się argumentom przedstawianym przez swoich kolegów. Rubryki oceny nie były w tym przypadku używane, ale nauczyciele monitorowali sposób, w jaki uczniowie odnosili się do swoich planów i oceniali poprawność argumentów. W CS3 Grecja ocenę oparto na obserwacjach nauczyciela, materiałach opracowanych przez uczniów i ich ocenie wzajemnej. W tym studium przypadku oceniono następujące umiejętności: formułowanie hipotez, planowanie badań (badanie hipotezy), formułowanie spójnych argumentów, pracę w grupie, umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (obserwowanie, dokonywanie porównań) oraz podstawową wiedzę i umiejętności naukowe (rozumienie pojęć). Aby ocenić niektóre z tych umiejętności, nauczyciel korzystał z rubryk (tab. 5). Uczniowie odpowiedzieli na wszystkie pytania zawarte w karcie pracy. Nauczyciel poprosił uczniów, aby zaprezentowali swoje odpowiedzi na forum klasy w celu omówienia tych kwestii z innymi i uzyskania informacji zwrotnych (ocenianie kształtujące). W jednej karcie pracy uczniowie musieli uzupełnić tabelę wartości odżywczej składników receptury, a także wpisać ich wartość energetyczną. Nauczyciel wykorzystał karty pracy uczniów i rubryki do oceny umiejętności formułowania hipotez. Pod koniec uzupełniania karty pracy uczniowie przeprowadzili również ocenę wzajemną, korzystając z rubryk oceny umiejętności formułowania spójnych argumentów (tab. 6). Nauczyciel omówił z uczniami kryteria opisane w rubrykach, a następnie poprosił o przeprowadzenie oceny. Nauczyciel ocenił również spostrzeżenia uczniów i ich ostateczne wnioski sformułowane pisemnie w kartach pracy. Wykorzystał pytanie ogólne jako materiał pokazujący, jak grupy poradziły sobie ze sprawdzaniem sformułowanych przez siebie hipotez. Tabela 6. Rubryki oceny wzajemnej uczniów w odniesieniu do umiejętności formułowania spójnych argumentów w CS3 Grecja 1 Poziom niski 2 Wymaga poprawy (pojawiają się pewne braki) 3 Poziom akceptowalny (niczego nie brakuje) Czy odpowiedź wydaje się poprawna? Czy inni uczniowie używali argumentów, aby Cię przekonać? Czy przedstawiana argumentacja była kompletna? Czy przedstawiana argumentacja wydawała się poprawna? Nie Wymaga poprawy Tak Nie Wymaga poprawy Tak Nie Wymaga poprawy Tak Nie Wymaga poprawy Tak W CS4 Węgry głównym narzędziem oceniania kształtującego były ustne informacje zwrotne od nauczyciela. Do oceny różnych grup uczniów stosowano różne narzędzia oceny. W klasie gimnazjalnej o profilu ścisłym wykorzystano rubryki w celu przedstawienia osiągnięć uczniów w odniesieniu do dwóch umiejętności badawczych: planowania badań oraz umiejętności myślenia i argumentowania naukowego (tab. 7). Rubryki były związane bezpośrednio z lekcją i mogły być wykorzystywane jako pomoc w dalszym rozwoju i podniesieniu bieżącego poziomu umiejętności uczniów. Ocena oparta została na odpowiedziach uczniów w kwestionariuszu. W fazie przygotowawczej można było ocenić wcześniejszą wiedzę uczniów. W fazie drugiej pracę w grupie, ocenianą na podstawie obserwacji nauczyciela. Podczas planowania modeli nauczyciel kontrolował pracę każdej z grup. W trzeciej fazie grupy wzajemnie oceniały swoją pracę i przedstawiały uwagi krytyczne. W tej fazie zastosowano zarówno samoocenę, jak i ocenę grupową. W czwartej i ostatniej fazie zadania oceniano myślenie refleksyjne; skupiono się w tym wypadku na zdolności uczniów do formułowania i wyrażania własnych myśli. 103

12 Tabela 7. Rubryki oceny umiejętności wykorzystane w CS4 Węgry w klasie o profilu ścisłym Oceniana umiejętność Poziom akceptowalny Wymaga poprawy Poziom niski/brak Planowanie badań Jesteś w stanie zbadać problem lub rozwiązać go oraz sformułować własne sugestie. Na podstawie badania zaproponowanej metody potrafisz przeanalizować i wprowadzić poprawki do swoich pierwotnych założeń. Potrafisz samodzielnie określić zmienne, nawet jeśli nie zostały one podane w zadaniu. Potrafisz właściwie sterować zmienną niezależną. Potrafisz rozpocząć badanie i rozwiązywanie problemu na podstawie podanych instrukcji, ale nie umiesz samodzielnie znaleźć rozwiązania pojawiających się problemów. Nie umiesz samodzielnie rozpoznać zmiennych, ale na podstawie podanych instrukcji potrafisz je zrozumieć i sterować nimi. Niezbyt rozumiesz cel badania problemu, ale potrafisz wykonać podane instrukcje. W przypadku trudności potrzebujesz pomocy. Nie jesteś w stanie samodzielnie określić zmiennych, niezbyt je rozumiesz na podstawie podanych instrukcji, często popełniasz błędy, sterując nimi. Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego Potrafisz wyciągać wnioski na podstawie wyników doświadczeń, analizując i dokonując pomiarów zmiennych. Potrafisz przenieść wyniki z doświadczeń lub modeli na realne problemy. Potrafisz właściwie rejestrować wyniki doświadczeń, ale na ich podstawie nie potrafisz wyciągać wniosków. Można Cię naprowadzić na związek między doświadczeniem, modelem a realnymi problemami, ale nie potrafisz ich samodzielnie rozpoznać. Nie potrafisz wyciągać wniosków na podstawie wyników i obserwacji. Nie potrafisz przenieść wyników z doświadczeń lub modeli na realne problemy. Przeprowadzania doświadczeń Potrafisz samodzielnie przeprowadzić zaplanowane przez siebie doświadczenie, wykryć przyczynowość, potrafisz dokładnie opisać/naszkicować proces i wyniki. Potrafisz przeprowadzić doświadczenia z pomocą innej osoby, zazwyczaj potrafisz wykryć przyczynowość z pomocą innej osoby, potrafisz opisać/ naszkicować proces i wyniki doświadczenia, popełniając tylko kilka błędów. Zupełnie nie potrafisz samodzielnie przeprowadzić doświadczenia, nie potrafisz wykryć przyczynowości podczas doświadczeń, nie potrafisz opisać/naszkicować procesu i wyników doświadczenia. 104 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1