Wszystkie kwasy są szkodliwe ale czy na pewno? Panagiotis Andritsakis, Yannis Psaromiligkos, Ourania Petropoulou, Symeon Retalis

Transkrypt

1 JEDNOSTKA DYDAKTYCZNA SAILS KWASY, ZASADY, SOLE Wszystkie kwasy są szkodliwe ale czy na pewno? Panagiotis Andritsakis, Yannis Psaromiligkos, Ourania Petropoulou, Symeon Retalis

2 KWASY, ZASADY, SOLE Wszystkie kwasy są szkodliwe ale czy na pewno? PRZEGLĄD TREŚCI I METOD OCENY KLUCZOWE TREŚCI/POJĘCIA Kwasy, zasady, sole w życiu codziennym Właściwości chemiczne jak wykryć kwasy i zasady Zastosowanie wskaźników POZIOM Gimnazjum 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 Wyciąganie wniosków, obserwowanie, klasyfikowanie, dokonywanie porównań Zastosowanie kwasów i zasad w życiu codziennym, wyjaśnianie zjawisk w sposób naukowy METODY OCENY Rozmowa z uczniami Obserwacja nauczyciela Ocena wzajemna uczniów Samoocena Karty pracy Materiały opracowane przez uczniów (skala ph) Inne materiały do oceny (sprawdzian wiadomości po zrealizowaniu ćwiczeń) 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 Kwasy, zasady, sole pomaga uczniom w odkrywaniu kwasów, zasad i soli jako substancji używanych w życiu codziennym. Siedem opisanych tu ćwiczeń ma na celu ułatwienie uczniom poznania podstawowych właściwości chemicznych oraz sposobów wykrywania kwasów i zasad poprzez działania doświadczalne. Do efektywnego przyswajania nowego materiału przez uczniów niezbędna jest uprzednia znajomość podstawowych pierwiastków i związków chemicznych, budowa niektórych cząsteczek, przebieg procesu rozpuszczania. Omawiana jednostka dydaktyczna jest zgodna z programami nauczania uczniów w szkołach gimnazjalnych w wieku lat, a sugerowana ilość czasu przeznaczona na realizację wszystkich ćwiczeń wynosi około 4 godziny. w formie oceniania kształtującego podczas zajęć, lub oceny materiałów opracowanych przez uczniów, z wykorzystaniem rubryk oceny oraz samooceny uczniów. Jednostka ta została przetestowana przez nauczycieli w Grecji, Turcji i Słowacji, skutkując powstaniem sześciu studiów przypadku. Metodą nauczania zastosowaną we wszystkich studiach przypadku było dociekanie naukowe ukierunkowane przez nauczyciela (guided inquiry). Umiejętności w zakresie dociekania podlegające ocenie obejmowały planowanie badań, umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz formułowanie spójnych argumentów. W jednostce opisano wykorzystanie wielu metod oceny, w tym rozmowy z uczniami, samoocenę i ocenę wzajemną uczniów oraz ocenę opracowanych przez nich materiałów. Uczniowie mają możliwość rozwijania wielu umiejętności badawczych, takich jak planowanie badań, formułowanie hipotez, formułowanie spójnych argumentów i praca w grupie. Ponadto mogą oni wzbogacać swoją podstawową wiedzę i umiejętności naukowe oraz umiejętność myślenia i argumentowania naukowego poprzez formułowanie i uzasadnianie argumentów oraz przedstawianie dowodów na poparcie wniosków. Ocena może być przeprowadzana na podstawie obserwacji nauczyciela, KWASY, ZASADY, SOLE 13

4 2. REALIZACJA JEDNOSTKI 2.1. Ćwiczenia Jednostka dydaktyczna SAILS zatytułowana Kwasy, zasady, sole została opracowana przez zespół pracowników Centrum Badawczego Uniwersytetu w Pireusie (University of Piraeus Research Centre UPRC). Jednostka ta obejmuje siedem ćwiczeń edukacyjnych przeznaczonych dla uczniów gimnazjum. Pierwszy etap to wprowadzenie pojęć kwas, zasada i sól. Ćwiczenie A: Wprowadzenie służy do powtórzenia wcześniejszej wiedzy i rozwijania umiejętności formułowania hipotez. Drugi etap to badania doświadczalne dotyczące testowania zaproponowanych hipotez, podczas których uczniowie planują i realizują eksperymenty. W tej fazie uczniowie przeprowadzają pomiar jakościowy (odczyn) i ilościowy ph powszechnych kwasów i zasad (ćwiczenia B-C), natomiast w ćwiczeniu D: Wykrywanie soli. Ostatnie ćwiczenie doświadczalne, ćwiczenie E: Kwasy reagują z solami, a zasady z tłuszczami, umożliwia uczniom zrozumienie różnic między kwasami, zasadami i solami na podstawie ich właściwości. Trzecia faza realizacji jednostki skupiona jest na wyciąganiu wniosków ćwiczenie F: Wnioski, uczniowie konsolidują i interpretują uzyskane wyniki i odnoszą je do swojej pierwotnej hipotezy. Ostatnim etapem realizacji tej jednostki dydaktycznej jest ćwiczenie G: Zastosowanie w życiu codziennym, w którym analizowane jest zastosowanie zdobytej wiedzy w życiu codziennym, pogłębienie podstawowej wiedzy i umiejętności naukowych uczniów poprzez umożliwienie im zrozumienia zastosowań kwasów, zasad i soli w otaczającym ich świecie. Propozycja przebiegu zajęć 1. Uczniowie pracują w grupach (po 3-4 uczniów). Nauczyciel daje każdej z grup sześć różnych próbek zawierających: ocet, sok z cytryny, sok pomarańczowy, jogurt, roztwór sody oczyszczonej i zawiesinę pasty do mycia zębów w wodzie. 2. Uczniowie próbują smaku zawartości każdej próbki i zapisują odczucia smakowe, zapachowe i inne ogólne obserwacje dla każdej z substancji w karcie pracy 1 (rys. 1). Uwaga: wszystkie próbki nadają się do spożycia i należy podkreślić, że to ćwiczenie jest wyjątkiem od reguły, ponieważ nie należy kosztować odczynników laboratoryjnych. 3. Kolejnym krokiem jest rozmowa na forum całej klasy, moderowana przez nauczyciela, podczas której uczniowie opowiadają o wcześniejszych doświadczeniach z wyżej wymienionymi substancjami, a także sprawdzana jest ich znajomość nazw systematycznych omawianych substancji. 4. Następnie każda grupa w swoich kartach pracy zapisuje krótkie odpowiedzi (hipotezy) na poniższe pytania: a. Które substancje są do siebie podobne? b. Jakie są wspólne cechy tych substancji? c. Czy znacie inne substancje, które mają podobne właściwości do analizowanych? Faza doświadczalna Ćwiczenie A: Wprowadzenie Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Omówienie kontekstu zadania Wprowadzenie teoretyczne Formułowanie hipotez Klasyfikacja substancji jako kwasy i zasady Rozmowa z uczniami Karty pracy Wprowadzenie W pierwszym ćwiczeniu uczniowie poznają przykłady kwasów i zasad z życia codziennego, np. sok z cytryny, ocet, soda oczyszczona i pasta do zębów. Właściwości tych substancji są wstępnie badane za pomocą zmysłów (smak, zapach, wygląd), a następnie podczas dyskusji w grupach opracowywana jest ich klasyfikacja. Uczniowie wykorzystują zdobytą wiedzę do sformułowania hipotez, które następnie będą badać doświadczalnie. Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Cechy kwasów i zasad ph i wskaźniki Sole Planowanie badań Formułowanie spójnych argumentów Praca w grupie Formułowanie prognoz, klasyfikacja substancji jako kwasy lub zasady, wyciąganie wniosków Projekt dociekania naukowego Rozmowa z uczniami Karty pracy Materiały opracowane przez uczniów 14 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

5 Wprowadzenie Uczniowie przeprowadzają doświadczenia w grupach w celu sprawdzenia hipotez sformułowanych w ramach ćwiczenia A: Wprowadzenie. Mogą oni wyznaczyć odczyn różnych roztworów, korzystając z wywaru z kapusty czerwonej (ćwiczenie B), i ilościowe oznaczanie ph (ćwiczenie C). Na podstawie tych informacji uczniowie tworzą skalę ph z oznaczeniami zarówno liczbowymi, jak i kolorystycznymi dla każdej próbki. Następnie uczniowie wprowadzani są w tematykę soli (ćwiczenie D: Wykrywanie soli ) i badają sposoby odróżniania tych trzech rodzajów substancji (ćwiczenie E: Kwasy reagują z solami, a zasady z tłuszczami ). Ćwiczenie B: Wyznaczanie odczynu roztworów za pomocą wskaźnika uzyskanego z czerwonej kapusty Rysunek 1. Karta pracy dla ćwiczenia A: Wprowadzenie W tym ćwiczeniu uczniowie korzystają z wskaźnika uzyskanego z czerwonej kapusty do przeprowadzenia wyznaczania odczynu różnych substancji używanych w życiu codziennym. Realizację tego ćwiczenia można rozpocząć od przygotowania wskaźnika, a następnie wykorzystać go do zbadania hipotezy zaproponowanej w ćwiczeniu A: Wprowadzenie. Uczniowie mogą korzystać z uzyskanych wyników do klasyfikacji próbek na podstawie zmiany ich barwy. Propozycja przebiegu zajęć 1. W tym ćwiczeniu grupy korzystają z substancji, które były wykorzystywane jako próbki w ćwiczeniu A: Wprowadzenie, a także z sześciu dodatkowych próbek, udostępnianych każdej z grup przez nauczyciela. Dodatkowe próbki zawierają roztwory detergentu, wybielacza, amoniaku, ślinę, mleko i czystą wodę. Dzięki dodatkowym substancjom uczniowie mają możliwość zbadania substancji z całego zakresu skali ph. 2. Przed doświadczeniem uczniowie muszą przygotować wskaźnik uzyskiwany z czerwony kapusty. Nauczyciel powinien mieć wcześniej poszatkowaną czerwoną kapustę, do której uczniowie dodają czystego alkoholu. Po kilku minutach alkohol barwi się na fioletowo ze względu na ekstrakcję barwników z czerwonej kapusty. 3. Zabarwiony alkohol stanowi naturalny wskaźnik, którego uczniowie używają do swoich doświadczeń. W przypadku ograniczonej ilości czasu na lekcji wskaźnik może być przygotowany wcześniej przez nauczyciela. 4. Następnie każda grupa wlewa niewielką ilość naturalnego wskaźnika (1 cm 3 ) do tylu probówek, ile jest substancji do sprawdzenia. W kolejnym etapie uczniowie dodają następne próbki do probówek, aż kolor wskaźnika przestanie się zmieniać. 5. W tym doświadczeniu grupy korzystają z karty pracy (rys. 2), w której notują ostateczną barwę wskaźnika. 6. Uczniowie dokonują pierwszej klasyfikacji substancji na podstawie zmiany koloru wskaźnika. Rysunek 2. Karta pracy dla ćwiczenia B: Wyznaczanie odczynu roztworów za pomocą wskaźnika uzyskanego z czerwonej kapusty KWASY, ZASADY, SOLE 15

6 Ćwiczenie C: Pomiar wartości ph W tym ćwiczeniu uczniowie mierzą wartość ph dla każdej z próbek. W tym celu mogą skorzystać z ph-metru, uniwersalnego papierka wskaźnikowego, lub wykorzystać inne stosowne metody pomiaru. Mogą również porównać wyniki liczbowe z klasyfikacją wykonaną w ćwiczeniu B i stworzyć skalę ph dla uzyskanych wyników. Propozycja przebiegu zajęć 1. W tym ćwiczeniu uczniowie dokonują pomiaru wartości liczbowej ph dla badanych próbek substancji. W tym celu mogą skorzystać np. z miernika ph, odczytane wartości zapisują w karcie pracy (rys. 3, s. 1). 2. Po pomiarze przeprowadzana jest dyskusja na forum klasy (z pomocą nauczyciela), podczas której uczniowie zapisują w swoich kartach pracy (rys. 3, s. 2) wnioski dotyczące nazw substancji, ich właściwości chemiczne, wpływ na barwę wskaźnika oraz interpretują klasyfikację substancji według ph. 3. Każda grupa korzysta ze swoich zapisów wykonanych podczas realizacji pierwszego i drugiego doświadczenia (ćwiczenia B-C) do skonstruowania własnej skali ph, wyskalowanej z wykorzystaniem zarówno liczb, jak i kolorów. W tym celu nauczyciel rozdaje grupom karton w formacie A3, na którym uczniowie rysują linię oznaczającą skalę wartości ph. Każda grupa niezależnie decyduje o stosowanej procedurze skalowania. Ponadto każda grupa otrzymuje kolorowe zadrukowane arkusze (format A4), z których uczniowie wybierają i wycinają odpowiednie kolory tak, aby pasowały do wartości liczbowych ph, określonych w poprzednim doświadczeniu. 4. Uczniowie powinni dopasować każdą substancję do odpowiedniego punktu na numerycznej skali ph, wraz z odpowiednim oznaczeniem koloru dla tej próbki. 5. Aby sprawdzić dokładność skonstruowanej skali grupy, wymieniają się swoimi pracami. Jeśli członkowie innej grupy wykryją niezgodności, uczniowie powinni ponownie wykonać pomiary. 6. Uczniowie powinni otrzymać arkusz oceny, uwzględniający proces i kryteria oceny skali ph (rys. 4). Nauczyciel winien przedstawić klasie kryteria oceny na początku lekcji. Rysunek 3. Karta pracy dla ćwiczenia C: Pomiar wartości liczbowej ph Nazwa grup:... Nazwisko ucznia:... Data:... Ocena przygotowanej skali ph Poniższa tabela ułatwi Wam ocenę jakości skali ph przygotowanej przez inną grupę Kolor wskaźnika dla każdej próbki jest jednoznaczny Wartości numeryczne ph są dokładne Każdy kolor dopasowany jest do właściwej wartości numerycznej ph Skalowanie numeryczne skali ph jest dokładne Wartości numeryczne oraz wartości kolorów zostały rozmieszczone na właściwych miejscach skali Na skali nie brakuje żadnej próbki Ocena bardzo dobra (4) Ocena dobra (3) Wymaga poprawy (2) Ocena Wynik niedostateczna (1) SUMA: Komentarz: Poniższa tabela ułatwi Wam ocenę wyglądu skali ph przygotowanej przez inną grupę Kryteria Ocena bardzo Ocena Wymaga Ocena dobra (4) dobra (3) poprawy (2) niedostateczna (1) Czytelność Brak W 2-3 miejscach W 4-5 miejscach Trudno jest odczytać problemów trudno było trudno było tekst. z odczytem. odczytać. odczytać. W więcej niż 6 miejscach trudno było odczytać. Rozmiar ikon i czcionek Rozdarcia i zagięcia na skali ph Zabrudzenia i plamy na skali ph Ikony i czcionki są czytelne. Brak rozdarć i zagięć Brak lub 1 zabrudzenie Ikony i czcionki mogłyby być bardziej czytelne. Ikony i czcionki powinny być bardziej czytelne. Ikony i czcionki są bardzo małe i nieczytelne. (w 2-3 miejscach) (w 6 lub więcej (w 4-5 miejscach) miejscach) 1-2 rozdarcia lub 3-4 rozdarcia lub 5-6 rozdarć lub zagięć zagięcia zagięcia 2-3 zabrudzenia 4-5 zabrudzeń 6-7 zabrudzeń SUMA: Wynik Komentarz: Rysunek 4. Rubryki oceny wzajemnej skali ph skonstruowanej w ramach ćwiczenia C 16 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

7 Ćwiczenie D: Wykrywanie soli Podczas tego doświadczenia uczniowie wykrywają obecność soli za pomocą wskaźnika uzyskanego z kapusty czerwonej. Uczniowie badają wpływ kredy i soli kuchennej na barwę wskaźnika i zauważają, że substancje te nie zachowują się ani jak kwasy, ani jak zasady. Opierając się na tej obserwacji, uczniowie zrozumieją, że istnieje dodatkowa kategoria substancji sole. Propozycja przebiegu zajęć 1. Uczniowie porcjami dodają pokruszoną kredę do wskaźnika uzyskanego z czerwonej kapusty i zapisują swoje spostrzeżenia w otrzymanej karcie pracy (rys. 5). Uczniowie powinni zauważyć, że kolor wskaźnika się nie zmienia. 2. Uczniowie powtarzają doświadczenie z wykorzystaniem soli kuchennej i notują swoje obserwacje. 3. W 1 i 2 etapie uczniowie powinni zanotować, że w przeciwieństwie do kwasów i zasad badane substancje nie zmieniają koloru wskaźnika. Następnie uczniowie muszą wymyślić możliwe wyjaśnienie tego zjawiska. 4. ćwiczenie kończy dyskusja na forum klasy z udziałem nauczyciela, podczas której wszystkie grupy prezentują swój tok rozumowania. 5. Podczas dyskusji nauczyciel ma możliwość wyjaśnienia, że badane substancje należą do trzeciej kategorii soli. Ćwiczenie E: Kwasy reagują z solami, a zasady z tłuszczami W tym doświadczeniu uczniowie dowiadują się, jak można wykryć sole, korzystając z ich właściwości, jaką jest roztwarzanie pod wpływem kwasów. Zapoznają się również w sposób doświadczalny z właściwością zasad, jaką jest zmydlanie tłuszczów. Propozycja przebiegu zajęć 1. Uczniowie dodają ocet do zlewki ze sproszkowaną kredą i zapisują swoje spostrzeżenia w karcie pracy (rys. 5). 2. Następnie dodają próbkę wody i detergentu do szklanki oleju i zapisują swoje obserwacje. 3. Kolejnym etapem jest dyskusja, w ramach której uczniowie dochodzą do wniosku, że właściwością kwasów jest reakcja z solami, a zasad z tłuszczami. Ćwiczenie F: Wnioski Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Omawianie wyników doświadczeń Wyciąganie wniosków Formułowanie spójnych argumentów Formułowanie wniosków opartych na dowodach Interpretacja danych i dowodów w sposób naukowy Metody oceny Rozmowa z uczniami Karty pracy Wprowadzenie Podczas tej fazy działań uczniowie w grupach podsumowują obserwacje z poprzednich ćwiczeń, wyciągają wnioski na podstawie zebranych dowodów i odnoszą je do swoich pierwotnych hipotez. Rysunek 5. Karty pracy dla ćwiczenia D: Wykrywanie soli i ćwiczenia E: Kwasy reagują z solami, a zasady z tłuszczami Propozycja przebiegu zajęć 1. Na podstawie swoich obserwacji uczniowie dochodzą do ostatecznych wniosków, które zapisują indywidualnie w karcie pracy (rys. 6). Dotyczą one: a. klasyfikacji substancji w trzech głównych grupach: kwasów, zasad i soli; b. dopasowania substancji do stworzonej skali ph; c. właściwości kwasów polegającej na roztwarzaniu soli i właściwości zasad dotyczącej zmydlania tłuszczów. 2. Następnie grupy wracają do swoich początkowych hipotez, sformułowanych podczas realizacji ćwiczenia A: Wprowadzenie, które korygują za pomocą odpowiedniej karty pracy (rys. 6, s. 3). 3. Nauczyciel wspomaga działania każdej z grup, odpowiadając na pytania lub rozstrzygając ewentualne spory. KWASY, ZASADY, SOLE 17

8 Rysunek 6. Karta pracy dla ćwiczenia F: Wnioski i narzędzia do testowania hipotez Ćwiczenie G: Zastosowanie w życiu codziennym Podstawowe pojęcia Umiejętności badawcze Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Metody oceny Wyciąganie wniosków Transfer wiedzy Formułowanie spójnych argumentów Formułowanie wniosków opartych na dowodach Zrozumienie odniesienia do kontekstu świata rzeczywistego Rozmowa z uczniami Karty pracy Sprawdzian wiedzy Wprowadzenie W tej fazie zdobyta wiedza odnoszona jest do życia codziennego. Każda grupa odpowiada na kilka pytań dotyczących kwasów i zasad w życiu codziennym. Ćwiczenie kończy sprawdzian wiedzy uczniów. Propozycja przebiegu zajęć 1. Grupom zadawanych jest kilka pytań na temat przykładów kwasów i zasad z życia codziennego (w formie ustnej lub zapisanej w karcie pracy): a. W jaki sposób można określić, czy dana substancja jest kwasem lub zasadą? b. Nadeszła moja kolej na sprzątanie łazienki i kuchni. Jakie detergenty nadają się do poszczególnych pomieszczeń? c. Jak zrobić ocet z wina? Jak wytwarzany jest jogurt? d. Dlaczego czarna herbata zmienia kolor po dodaniu cytryny? Te pytania pozwalają również skorygować wiedzę zdobytą wcześniej przez uczniów na lekcjach przedmiotów przyrodniczych. W celu uzyskania pomocy przy podaniu odpowiedzi grupy mogą swobodnie korzystać z wcześniejszych kart pracy oraz z podręczników. 2. Grupy uczniów korzystają z rubryk ogólnych, aby ocenić odpowiedzi na powyższe pytania. Rubryki te uwzględniają ocenę dokładności i kompletności odpowiedzi (rys. 7). Jest to dla uczniów wskazówka, która ma im pomóc ocenić karty pracy na podstawie ważności kryteriów, które wcześniej zostały wyjaśnione. 3. Ostatnim etapem jest dyskusja kierowana przez nauczyciela, mająca na celu ułatwienie ostatecznej korekty odpowiedzi. Każda grupa wystawia następnie ocenę końcową w karcie pracy i etap oceny wzajemnej uczniów zostaje zakończony. 4. Po zakończeniu realizacji zaplanowanych działań każdy uczeń indywidualnie pisze sprawdzian wiedzy (rys. 8). Obejmuje on zadania w formie dopasowania odpowiedzi, uzupełniania luk i krótkich odpowiedzi na pytania, które pomagają ocenić osiągnięcia poszczególnych uczniów. 5. Dodatkowo nauczyciel ocenia foldery zawierające karty pracy i formularze oceny wzajemnej uczniów dla każdej z grup. Kryteria, na podstawie których dokonywana jest ocena kart pracy, obejmują: a. dokładność pomiarów; b. ogólny wygląd i kompletność kart pracy; c. wnioski; d. argumentację/uzasadnienia uczniów. 6. Ocena końcowa może zostać obliczona na podstawie poszczególnych ocen uzyskanych w ramach wszystkich realizowanych ćwiczeń. 18 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

9 Nazwa grupy:... Nazwisko ucznia:... Data:... Ocena odpowiedzi udzielonych przez inne grupy Poniższa tabela ułatwi Ci ocenę odpowiedzi udzielonych przez inne grupy podczas poprzedniego ćwiczenia Zastosowanie w życiu codziennym. Czy odpowiedź wydaje się prawidłowa? Czy wykorzystano argumenty, aby Cię przekonać? Czy wykorzystywana argumentacja jest kompletna? Czy wykorzystywane argumenty wydają się prawidłowe? Pytanie nr: Ocena bardzo dobra (4) Ocena dobra (3) Wymaga poprawy (2) Ocena niedostateczna (1) SUMA: Wynik Komentarze: Ocena Dla każdej fazy działań przewidziano wiele kart pracy, służących do zbierania materiałów i oceny zarówno wiedzy teoretycznej, jak i rozwoju umiejętności badawczych. W jednostce zaproponowano zestaw specjalnych narzędzi przeprowadzania oceny. Na przykład do oceny umiejętności formułowania hipotez i formułowania spójnych argumentów można wykorzystać przedstawione rubryki oceny. Ocena skali ph może zostać przeprowadzona poprzez ocenę wzajemną uczniów (z wykorzystaniem rubryk), natomiast podstawowa wiedza i umiejętności naukowe oraz wiedza teoretyczna oceniane są poprzez analizę odpowiedzi udzielonych na pytania dotyczące kwasów i zasad w życiu codziennym (ocena wzajemna uczniów za pomocą rubryk). Ocena umiejętności pracy w grupie odbywa się poprzez ocenę wzajemną i samoocenę uczniów. Rysunek 7. Rubryki oceny kart pracy dla ćwiczenia G: Zastosowanie w życiu codziennym Formułowanie hipotez Umiejętność ta może być oceniana za pomocą rubryk, drogą analizy materiałów opracowanych przez uczniów w ramach ćwiczenia A: Wprowadzenie, jak zaprezentowano w tab. 1, lub poprzez samoocenę uczniów (rys. 9). Tabela 1. Rubryki do oceny umiejętności formułowania hipotez Ćwiczenie 2 Do wody wprowadzono dwie substancje. Efekt przedstawiono na rysunku poniżej. a) Która z substancji to kwas, a która to zasada? O! H! Na!! Cl! O! H! Na!!! Cl! H! H! Na!! H! O! H! Na! Cl! O! H! Cl! H! b) Zapisz wzór ogólny kwasów i zasad. kwas:... zasada:... Umiejętność badawcza Poziom 1 Poziom 2 Poziom 3 Formułowanie hipotez Uczeń nie był w stanie sformułować hipotezy nawet z pomocą nauczyciela Uczeń był w stanie sformułować hipotezy z pomocą nauczyciela Uczeń był w stanie sformułować hipotezy bez dodatkowej pomocy c) Na podstawie powyższego rysunku podaj, jaki jast wzór sumaryczny kwasu i zasady, które zostały dodane do wody. Ćwiczenie 3 Dopasuj substancje z 3 kolumn: kreda, skorupka jajka węglan wapnia kwas:... zasada:... Ćwiczenie 5 Teraz to Twoja kolej, aby posprzątać kuchnię i łazienkę. Możesz użyć dwóch różnych preparatów, ich etykiety zamieszczono poniżej. Ocena stworzonej skali ph Rubryki oceny skali ph stworzonej przez grupy uczniów przedstawiono w tab. 2; jest to rozszerzona wersja rubryk oceny wzajemnej uczniów zaprezentowanej na rys. 4. W celu oceny wyglądu skali ph uczniowie mogą wykorzystać tabelę pokazaną na rys. 4. lek na nadkwasotę kwas cytrynowy wybielacz kwas mlekowy cytryna chlorek sodu Preparat A - skład 5% kwas chlorowodorowy, 4% kwas octowy, 0.1% manganian(vii) potasu Preparat B - skład 5% amoniak, 4% chlorek sodu, 0.1% siarczany(vi) kwas jogurt fluorki zasada wino wodorotlenek magnezu sól ocet kwas chlorowodorowy sok żołądkowy kwas winowy kości, zęby wodorotlenek wapnia proszek do pieczenia kwas octowy Ćwiczenie 4 Dopasuj podane substancje do odpowiedniej wartości ph. ślina, wybielacz, ocet, cytryna, detergent a) Który z tych preparatów użyjesz w kuchni, a który w łazience? Odpowiedź uzasadnij. Rysunek 8. Końcowy sprawdzian wiedzy z ćwiczenia G: Zastosowanie w życiu codziennym Rysunek 9. Arkusz samooceny dla umiejętności formułowania hipotez KWASY, ZASADY, SOLE 19

10 Tabela 2. Rubryki oceny skali ph przygotowanej przez uczniów Ocena bardzo dobra (4) Ocena dobra (3) Wymaga poprawy (2) Ocena niedostateczna (1) Kolor wskaźnika dla każdej próbki jest jednoznaczny Wszystkie pomiary są prawidłowe/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość pomiarów jest prawidłowa Kilka błędów/ Niektóre pomiary są prawidłowe/ Wymagane są poprawki Wiele błędów/ Do wprowadzenia poprawek konieczna jest duża ilość pracy Wartości numeryczne ph są dokładne Wszystkie wartości numeryczne są dokładne/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość wartości numerycznych jest dokładna Kilka błędów/ Niektóre wartości numeryczne są dokładne/ Wymagane są poprawki Wiele błędów/ Do wprowadzenia poprawek konieczna jest duża ilość pracy Każdy kolor dopasowany jest do właściwej wartości numerycznej ph Każdy kolor dopasowany jest do właściwej wartości numerycznej/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość kolorów dopasowanych jest do właściwej wartości numerycznej Kilka błędów/ Niektóre kolory są dopasowane do właściwych wartości numerycznych/ Wymagane są poprawki Wiele błędów/ Do wprowadzenia poprawek konieczna jest duża ilość pracy Skalowanie numeryczne skali ph jest dokładne Wszystkie wartości numeryczne są dokładne/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość wartości numerycznych jest dokładna Kilka błędów/ Niektóre wartości numeryczne są dokładne/ Wymagane są poprawki Wiele błędów/ Do wprowadzenia poprawek konieczna jest duża ilość pracy Wartości numeryczne oraz wartości kolorów zostały rozmieszczone na właściwych miejscach skali Wszystkie wartości numeryczne i wartości kolorów zostały rozmieszczone na właściwych miejscach/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość wartości numerycznych i wartości kolorów zostało rozmieszczonych na właściwych miejscach Kilka błędów/ Niektóre wartości numeryczne i wartości kolorów zostały rozmieszczone na właściwych miejscach/ Wymagane są poprawki Wiele błędów/ Do wprowadzenia poprawek konieczna jest duża ilość pracy Na skali nie brakuje żadnej próbki Na skali nie brakuje żadnej próbki/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość próbek znajduje się na skali Kilka błędów/ Niektóre próbki znajdują się na skali/ Wymagane są poprawki Wiele błędów/ Do wprowadzenia poprawek konieczna jest duża ilość pracy Formułowanie spójnych argumentów Ocena tej umiejętności może być przeprowadzana z wykorzystaniem rubryk podczas analizy materiałów opracowanych przez uczniów, w szczególności ich odpowiedzi na pytania dotyczące zastosowań kwasów i zasad w życiu codziennym w ćwiczeniu G: Zastosowanie w życiu codziennym. Może ona być oceniana przez nauczyciela (tab. 3) lub w drodze oceny wzajemnej uczniów (rys. 7). Tabela 3. Rubryki oceny umiejętności formułowania spójnych argumentów Ocena bardzo dobra (4) Ocena dobra (3) Wymaga poprawy (2) Ocena niedostateczna (1) Czy odpowiedź jest prawidłowa? Wszystkie elementy odpowiedzi są prawidłowe/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość elementów odpowiedzi jest prawidłowa Kilka błędów/ Niektóre elementy odpowiedzi jest prawidłowe/ Wymagane są poprawki Odpowiedź nie jest akceptowalna Jak uczeń wykorzystuje argumenty w celu przekonania nauczyciela? Wszystkie argumenty były przekonujące/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość argumentów była przekonująca Kilka błędów/ Niektóre argumenty były przekonujące/ Wymagane są poprawki Argumenty nie są akceptowalne Czy wykorzystywana argumentacja jest kompletna? Argumentacja jest kompletna/ Brak błędów Niewiele błędów/ Większość argumentów jest kompletna Kilka błędów/ Niektóre argumenty są kompletne/ Wymagane są poprawki Argumentacja nie jest akceptowalna 20 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

11 Podstawowa wiedza i umiejętności naukowe W jednostce istnieje wiele możliwości oceny podstawowej wiedzy i umiejętności naukowych uczniów. W tab. 4 i tab. 5 przedstawiono przykłady kart samooceny dla uczniów. Tę umiejętność można również ocenić, przeprowadzając sprawdzian na końcu lekcji, jak opisano w ćwiczeniu G: Zastosowanie w życiu codziennym. Tabela 4. Karta samooceny podstawowej wiedzy i umiejętności naukowych Karta samooceny Potrafię to robić bardzo dobrze Potrafię to zrobić z pewnymi problemami Nie potrafię tego zrobić 1. Potrafię przeprowadzić klasyfikację substancji na podstawie reagowania z roztworem uzyskanym z czerwonej kapusty 2. Potrafię znaleźć informacje w Internecie lub encyklopedii 3. Potrafię zaproponować procedurę przygotowania wskaźnika uzyskiwanego z czerwonej kapusty 4. Potrafię uzyskać wskaźnik z czerwonej kapusty 5. Potrafię podzielić substancje na kwasy lub zasady na podstawie wartości ph 6. Potrafię wyjaśnić termin wskaźnik 7. Potrafię wyjaśnić, dlaczego roztwór wody z solą kuchenną nie był roztworem o odczynie ani kwasowym, ani zasadowym Tabela 5. Przykład karty samooceny po zrealizowaniu tematu kwasy Temat: Kwasy Ze znaczną pomocą nauczyciela Z niewielką pomocą nauczyciela Samodzielnie 1. Potrafię nazwać trzy kwasy wykorzystywane w domu. trzy kwasy wykorzystywane w laboratorium. 2. Potrafię wyjaśnić czym są wskaźniki. 3. Potrafię opisać co należy zrobić po rozlaniu kwasu. 4. Znam regułę rozpuszczania kwasów w wodzie. 5. Potrafię zapisać wzór chemiczny trzech kwasów. 6. Potrafię określić czy nieznany roztwór ma odczyn kwasowy, czy nie. KWASY, ZASADY, SOLE 21

12 Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego uczniów można ocenić poprzez analizę materiałów przez nich opracowanych (z wykorzystaniem rubryk, tab. 6). Tabela 6. Rubryki do oceny umiejętności formułowania wniosków dla nauczyciela Umiejętność badawcza Poziom 1 Poziom 2 Poziom 3 Formułowanie wniosków (umiejętność myślenia i argumentowania naukowego) Uczeń nie był w stanie sformułować wniosku, nawet z pomocą nauczyciela Uczeń był w stanie sformułować wniosek z pomocą nauczyciela Uczeń był w stanie sformułować wniosek bez dodatkowej pomocy Praca w grupie Opisane tu ćwiczenia oferują uczniom wiele możliwości pracy w grupie z innymi uczniami, która to umiejętność może być oceniana w drodze obserwacji nauczycieli, oceny wzajemnej uczniów i samooceny. Można wykorzystać arkusze oceny pracy w grupie (tab. 7) i pracy indywidualnej (tab. 8). Tabela 7. Arkusz oceny pracy w grupie (pracy zespołowej) Korzystając z podanej skali, zaznacz odpowiedź, która najlepiej Cię opisuje: 1 Prawie nigdy 2 Rzadko 3 Czasami 4 Zawsze 1. Lubię pracować w grupie. 2. Czuję się lepiej, pracując w grupie, niż pracując samemu. 3. Lubię pracować w grupie, ponieważ nie poradził(a)bym sobie z pracą samodzielnie. 4. Słucham pomysłów innych członków grupy. 5. Potrafię przekonać grupę do swojego pomysłu. 6. Więcej się uczę podczas pracy w grupie. Tabela 8. Arkusz oceny pracy samodzielnej Korzystając z podanej skali, zaznacz odpowiedź, która najlepiej Cię opisuje: 1 Prawie nigdy 2 Rzadko 3 Czasami 4 Zawsze 1. Lubię pracować samodzielnie. 2. Więcej się uczę podczas pracy samodzielnej. 3. Lubię pracować własnym tempem podczas pracy samodzielnej. 4. Wolę pracować samodzielnie, ponieważ grupa nie przyjmuje moich opinii. 22 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

13 3. SYNTEZA STUDIÓW PRZYPADKU Jednostka ta została przetestowana w trzech krajach, skutkując powstaniem sześciu studiów przypadku jej realizacji (CS1 Grecja; CS2 Turcja; CS3-CS6 Słowacja). Wszystkie studia przypadku realizowane były przez nauczycieli, którzy mieli już pewne doświadczenie w nauczaniu poprzez dociekanie. Uczniowie zaangażowani w realizację jednostki nie pracowali wcześniej tą metodą, za wyjątkiem CS4 Słowacja. Uczniowie biorący udział w realizacji studiów przypadku mieli po lat: 12 lat w CS1 Grecja, lat w CS2 Turcja i lat w CS3-CS6 Słowacja. Uczniowie w poszczególnych klasach reprezentowali różne płcie i różny poziom umiejętności. Studium przypadku CS1 Grecja zrealizowane zostało w 4,5 godziny, a CS2 Turcja, CS3 Słowacja i CS4 Słowacja w godzinę. Natomiast CS5 i CS6 (oba przypadki Słowacja) realizowane były przez pięć godzin lekcyjnych. We wszystkich ćwiczeniach w ramach tej jednostki określono możliwości przeprowadzania oceny kluczowych umiejętności i kompetencji w zakresie dociekania, a metody oceny obejmowały rozmowę z uczniami, ocenę wzajemną uczniów oraz samoocenę i ocenę materiałów opracowanych przez uczniów (karty pracy, wykresy ph). W CS1 Grecja uwzględniono sprawdzian wiedzy po wykonaniu ćwiczeń Metoda dydaktyczna Metoda nauczania przez dociekanie We wszystkich studiach przypadku zastosowaną metodą dydaktyczną było dociekanie naukowe ukierunkowane przez nauczyciela (guided inquiry), w ramach którego nauczyciel określał problem i stawiał wiele pytań, które naprowadzały uczniów na odpowiedzi na zadane pytania. W tym typie dociekania naukowego uczniowie mogą wykorzystać swoją wcześniejszą wiedzę w celu sformułowania wstępnych hipotez, co następnie pomaga im uporządkować badania (planowanie badań). Realizacja We wszystkich studiach przypadku uczniowie pracowali w grupach podczas każdej lekcji, ale w poszczególnych studiach przypadku w różny sposób wybierano skład grup i inna była ich liczebność, co zaprezentowano w tab. 9. Punktem wyjścia dla studiów przypadku CS1 Grecja i CS2 Turcja było ćwiczenie A: Wprowadzenie. W przypadku CS1 Grecja zrealizowano wszystkie ćwiczenia, natomiast w CS2 Turcja skoncentrowano się na ćwiczeniach A-E ( Wprowadzenie i Część doświadczalna ). Studium przypadku CS3 Słowacja zostało oparte na realizacji ćwiczeń B-C ( Część doświadczalna, Pomiar jakościowy i ilościowy ph ). Natomiast w CS5 i CS6 (oba Słowacja) zrealizowano ćwiczenia będące adaptacją ćwiczeń B-D. Nauczyciel zastosował te ćwiczenia do nauczania tematu Badanie kwasowości roztworów i Badanie zasadowości roztworów z udziałem uczniów 8 klasy szkoły podstawowej. Analizowane umiejętności badawcze W części dotyczącej oceny ćwiczeń w ramach omawianej jednostki dydaktycznej przedstawiono narzędzia oceny, które mogą być wykorzystywane do oceny umiejętności formułowania hipotez, planowania badań, formułowania spójnych argumentów i pracy w grupie, a także do oceny podstawowej wiedzy i umiejętności naukowych uczniów. Jednak nauczyciele w każdym studium przypadku uwzględnili w ocenie różne umiejętności w zakresie dociekania, co przedstawiono w tab. 10. Tabela 9. Podsumowanie studiów przypadku Studium przypadku Realizowane ćwiczenia Czas trwania Skład grupy CS1 Grecja Ćwiczenia A-G 4,5 godziny lekcyjnej (270 min) CS2 Turcja Ćwiczenia A-E Jedna godzina lekcyjna (60 min) CS3 Słowacja Ćwiczenia B-C Jedna godzina lekcyjna (60 min) CS4 Słowacja Ćwiczenia D-E Jedna godzina lekcyjna (60 min) CS5 Słowacja Ćwiczenia B-C, ze zmianami Trzy godziny lekcyjne (każda po 60 min) CS6 Słowacja Ćwiczenie D, ze zmianami Dwie godziny lekcyjne (każda po 60 min) Grupy po 4-5 uczniów (23 uczniów) Skład grup wyznaczany przez nauczyciela Grupy po 3-4 uczniów (18 uczniów) Skład grup wybierany samodzielnie przez uczniów Grupy po 3-4 uczniów (18 uczniów) Skład grup wyznaczany przez nauczyciela Grupy po 3-4 uczniów (18 uczniów) Skład grup wyznaczany przez nauczyciela Grupy po 3-4 uczniów (25 uczniów) Skład grup wyznaczany przez nauczyciela Grupy po 3-4 uczniów (25 uczniów) Skład grup wyznaczany przez nauczyciela KWASY, ZASADY, SOLE 23

14 Tabela 10. Umiejętności badawcze oceniane przez nauczycieli w studiach przypadku CS1 Grecja CS2 Turcja CS3 Słowacja CS4 Słowacja CS5 Słowacja CS6 Słowacja Planowanie badań (przeprowadzanie badań, analiza danych) Formułowanie hipotez Praca w grupie (debata z innymi uczniami, praca zespołowa) Planowanie badań (wykonywanie pomiarów) Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (obserwowanie, klasyfikowanie, dokonywanie porównań) Podstawowa wiedza i umiejętności naukowe (budowanie powiązań z życiem codziennym) Formułowanie hipotez Podstawowa wiedza i umiejętności naukowe (wyjaśnianie zjawisk w sposób naukowy, projektowanie dociekania naukowego) Praca w grupie (umiejętności komunikacyjne) Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (rozwiązywanie problemów poprzez logiczne myślenie i wykorzystanie dowodów, formułowanie wniosków) Formułowanie hipotez Planowanie badań Podstawowa wiedza i umiejętności naukowe (wyjaśnianie zjawisk w sposób naukowy, projektowanie dociekania naukowego) Formułowanie hipotez Umiejętność myślenia i argumentowania naukowego (wyciąganie wniosków) Podstawowa wiedza i umiejętności naukowe (wyjaśnianie zjawisk w sposób naukowy) Adaptacje jednostki W CS1 Grecja nauczyciel zrealizował wszystkie zaproponowane ćwiczenia zgodnie z opisem w jednostce dydaktycznej. Zastosowaną metodą nauczania było dociekanie ukierunkowane przez nauczyciela (guided inquiry). Programy nauczania w szkołach gimnazjalnych w Grecji i na Cyprze wykorzystują ten model podczas zajęć szkolnych, ponieważ metoda ta jest uznawana za optymalne podejście do nauczania. W fazie wstępnej nauczyciel przedstawił koncepcję badań i przewodniczył dyskusji z udziałem uczniów, mającej na celu określenie teorii dotyczących cech charakterystycznych i podobieństw badanych próbek. Następnie uczniowie sformułowali hipotezy i prognozy, które stanowiły wytyczne dla ich badań. W fazie doświadczalnej uczniowie realizowali doświadczenie ze wsparciem/ pod kierunkiem nauczyciela. Podczas fazy doświadczalnej uczniowie wykonali pomiary i zapisali wyniki. W trzecim etapie uczniowie wzięli udział w dyskusji podsumowującej ich obserwacje i zapisy z poprzedniego etapu. Na podstawie tych obserwacji uczniowie doszli do ostatecznych wniosków, które porównali ze swoimi pierwotnymi hipotezami. Ostatnia faza miała na celu utrwalenie zdobytej wiedzy. Nauczyciel zadawał pytania i przydzielał uczniom ćwiczenia do wykonania oraz zadania mające na celu konsolidację nabytej wiedzy. Dzięki temu uczniowie poznali sposoby zastosowania zdobytej wiedzy w życiu codziennym. W CS2 Turcja nauczyciel rozpoczął lekcję od zapytania uczniów co jedzą na śniadanie, obiad i kolację. Następnie zadał im pytania uzupełniające związane z podanymi odpowiedziami. Na przykład kiedy uczniowie powiedzieli słodkie, kwaśne lub gorzkie, nauczyciel odpowiadał: Dlaczego odczuwacie taki smak? oraz co powoduje taki smak?. Po kolejnym pytaniu część uczniów stwierdziła, że te produkty żywnościowe składają się różnych substancji. Odpowiedzi kolejnych uczniów kształtowały następne pytania zadawane przez nauczyciela. Następnie nauczyciel realizował ćwiczenia według kolejności zaproponowanej w jednostce. Uczniowie korzystali z kart pracy, aby zapisać swoje obserwacje. Wszystkie grupy realizowały te same etapy działań, zostały ocenione i zaprezentowano im informacje zwrotne. Do oceny umiejętności uczniów nauczyciel wykorzystał materiały opracowane przez uczniów i ich notatki. Uczniom podobały się ćwiczenia i wszyscy brali aktywny udział w całym procesie realizacji zadań. Informacje zwrotne od nauczyciela motywowały uczniów do pracy. Przykładowo, niektóre grupy nie zaobserwowały zmiany koloru podczas analizy octu, nauczyciel i uczniowie rozmawiali na temat tego, dlaczego nie odnotowano takiej zmiany. Następnie nauczyciel zachęcał uczniów do ponownego wykonania zadania. Podczas realizacji ćwiczenia A: Wprowadzenie nauczyciel w CS3 Słowacja dał uczniom dodatkowe zadania do wykonania: Dowiedzcie się (szukając w Internecie, encyklopedii lub podręczniku), co oznacza termin wskaźnik. Zaproponujcie, w jaki sposób przygotować wskaźnik uzyskiwany z kapusty. Jaki sprzęt będzie wam potrzebny? Było to zadanie na rozgrzewkę ze względu na fakt, że uczniowie nie mieli wcześniej doświadczenia z ćwiczeniami opartymi na dociekaniu i musieli poznać znaczenie terminu wskaźnik. Ponadto nauczyciel pozwolił uczniom przygotować wskaźnik w domu. Podczas realizacji drugiego ćwiczenia uczniowie określali odczyn roztworów, korzystając ze wskaźnika domowej roboty (wyciągu z czerwonej kapusty). Następnie szukali wartości ph badanych roztworów w Internecie. W celu zmotywowania i zachęcenia uczniów do pracy nauczyciel zadawał im następujące pytania: Czy wszystkie substancje, które mają kwaśny smak, są roztworami kwasowymi? Co oznacza termin wskaźnik? W jaki sposób można uzyskać wskaźnik z czerwonej kapusty? W CS4 Słowacja nauczyciel zrealizował ćwiczenie D: Wykrywanie soli w tej samej klasie, która wcześniej uczestniczyła w studium przypadku CS3 Słowacja. Ze względu na fakt, że uczniowie zostali już zaznajomieni z funkcją wskaźników podczas poprzedniej lekcji, w tym ćwiczeniu zaobserwowali, że wskaźnik nie zmienia koloru w roztworach z dodatkiem sproszkowanej kredy i soli kuchennej. Uczniowie mieli wyjaśnić to zjawisko. Nauczyciel zmodyfikował to ćwiczenie w celu dopasowania go do krajowego programu 24 Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1

15 nauczania. Uczniowie mieszali roztwory kwasowe i zasadowe i obserwowali zmiany towarzyszące temu doświadczeniu. W celu zmotywowania i pobudzenia uczniów do pracy, nauczyciel wykorzystał następujące pytania otwarte: Dlaczego wodne roztwory kredy i soli nie są ani kwasowe, ani zasadowe? Jaką wartość ph mają roztwory soli i kredy? Ile znamy grup substancji według skali ph? W CS5 Słowacja ćwiczenie oparto na pytaniu: W jaki sposób chemicy rozpoznają kwasy?. Uczniowie obserwowali zmiany barwy wskaźników i mierzyli wartość ph roztworów kwasów używanych w domu i w laboratorium. Dokonali również konsolidacji swojej wiedzy teoretycznej na temat badanych kwasów i poznali praktyczne znaczenie wykorzystania wskaźników. Podczas pracy w grupach uczniowie zostali poproszeni o rozdzielenie zadań dodatkowych, ułożenie narzędzi na stole, wlanie badanych próbek do probówek, dodanie wskaźników i zapisanie obserwacji oraz sformułowanie wniosku. Punktem wyjścia było zrozumienie procedury opisanej w karcie pracy, jej realizacja i zapisanie zaobserwowanych zmian w odpowiedniej tabeli. Organizacja procesu dociekania była również bardzo istotna, uczniowie musieli zorganizować próbki roztworów kwasów i wskaźników, uważać, aby nie pomylić próbek. W procesie nauczania nauczyciel wykorzystywał następujące pytania: Co już wiecie o kwasach? Gdzie możemy znaleźć kwasy w życiu codziennym? Czy te substancje są ważne dla naszego życia? Czym jest wskaźnik? Jakie są zasady bezpieczeństwa przy pracy z kwasami? Co należy zrobić w przypadku rozlania kwasu? W CS6 Słowacja ćwiczenie również oparte było na pytaniu: W jaki sposób chemicy odróżniają kwasy od zasad?. Karta pracy dostarczona w jednostce została zmodyfikowana, tak aby badane próbki były roztworami kwasów i zasad stosowanych w laboratorium. Pytania dotyczące formułowania hipotez i wniosków skupione były na zmianie barwy wskaźnika w próbkach kwasów i zasad. Uczniowie wzięli udział w realizacji tego ćwiczenia po lekcji, podczas której uczyli się teoretycznie na temat wodorotlenków. Dzięki metodzie dociekania naukowego nie tylko utrwalali swoją wiedzę na temat kwasów, ale również ugruntowywali i pogłębiali wiedzę o zasadach. Podczas pracy metodą dociekania naukowego zbadali sposób, w jaki chemicy odróżniają kwasy od zasad. Nauczyciel zastosował następujące pytania naprowadzające w celu pokierowania procesem dociekania: Co już wiecie o kwasach i zasadach? Gdzie w naszym codziennym życiu możemy znaleźć kwasy i zasady? Czy te substancje są ważne dla naszego życia? Do czego służy wskaźnik? Jakie są zasady bezpieczeństwa pracy z kwasami i zasadami? Jakie działania należy podjąć po rozlaniu roztworu kwasu lub zasady? W trakcie realizacji ćwiczeń uczniowie pracowali w grupach. Ustalili oni zmiany koloru roztworów wskaźnika uzyskanego z czerwonej kapusty i mierzyli wartość ph roztworów kwasów i zasad. Uczniowie podczas pierwszej lekcji badali kwasy, a na kolejnej lekcji zasady Strategie oceny W ramach sześciu studiów przypadku w różny sposób oceniano umiejętności formułowania hipotez, formułowania spójnych argumentów, planowania badań i pracy w grupie. Dodatkowo oceniano także wiedzę teoretyczną i dowody na posiadaną przez uczniów podstawową wiedzę i umiejętności naukowe oraz umiejętność myślenia i argumentowania naukowego. Choć w studiach przypadku opisano wpływ na rozwój wielu umiejętności badawczych, opisano ocenę tylko kilku z nich. Dla niektórych umiejętności ocena została przeprowadzona po zajęciach i oparta na analizie pisemnych materiałów opracowanych przez uczniów podczas zajęć. W innych sytuacjach ocena kształtująca stanowiła pomoc w trakcie zajęć. Formułowanie hipotez Materiały potwierdzające umiejętności uczniów w zakresie formułowania hipotez zostały zgromadzone we wszystkich studiach przypadku za wyjątkiem CS2 Turcja i CS4 Słowacja. Uczniowie sformułowali swoje hipotezy na temat tego, co się stanie w trakcie realizacji doświadczenia i zapisali te spostrzeżenia w swoich kartach pracy. W większości przypadków nauczyciele stworzyli własne rubryki w celu oceny tej umiejętności, za wyjątkiem CS1 Grecja, gdzie nauczyciel poprosił grupy o przeprowadzenie samooceny swoich hipotez w fazie formułowania wniosków, a następnie sprawdził i poprawił ich ocenę zgodnie z sugestią w jednostce. W CS3 Słowacja nauczyciel ocenił karty pracy uczniów po lekcji i wykorzystał skalę punktową poprawnie/z błędami/niepoprawnie/ uczeń niezainteresowany, aby ocenić umiejętności uczniów w zakresie formułowania hipotez. Nauczyciel uznał, że uczniowie mieli trudności w korzystaniu z tej umiejętności i zamierzał skupić się na formułowaniu hipotez podczas następnych lekcji prowadzonych metodą dociekania naukowego. Podobnie w CS5 Słowacja nauczyciel ocenił odpowiedzi uczniów w zadaniu zapoznaj się z poniższą procedurą pracy i spróbuj napisać, co się stanie, gdy dodasz do kwasu wskaźnik za pomocą skali punktowej: poprawnie/częściowo poprawnie/niepoprawnie. Nauczyciel w CS6 Słowacja wykorzystał trzypoziomowe rubryki przedstawione w tab. 12 w celu oceny odpowiedzi uczniów w zadaniu Zapoznaj się z poniższą procedurą pracy i sformułuj hipotezę na temat tego, co będzie się działo w czasie realizacji doświadczenia. Czy kolor wskaźnika dla roztworów wodorotlenków będzie taki sam jak dla roztworów kwasów?. KWASY, ZASADY, SOLE 25

16 Tabela 11. Rubryki oceny umiejętności formułowania hipotez w CS6 Słowacja Umiejętność badawcza Formułowanie hipotez 1 punkt 2 punkty 3 punkty Uczeń nie był w stanie sformułować hipotezy nawet z pomocą nauczyciela Uczeń był w stanie sformułować hipotezę z pomocą nauczyciela Uczeń był w stanie samodzielnie sformułować hipotezę Praca w grupie W CS1 Grecja i CS4 Słowacja przedstawiono przykłady oceny umiejętności pracy w grupie, jak również samooceny uczniów. W CS1 Grecja każdy członek grupy miał odrębną rolę do odegrania, taką jak rola sekretarza (osoby, która zapisała obserwacje/ pomiary), asystenta i naukowców (osób, które przeprowadzały doświadczenie). Role te nie były stałe, ale zmieniały się cyklicznie, tak aby wszyscy członkowie zespołu mogli odegrać każdą z ról. Nauczyciel obserwował grupy podczas realizacji ćwiczeń i opisał ich współpracę jako zadowalającą. W CS4 Słowacja weryfikacja pracy w grupie wykonana została przy użyciu arkusza samooceny, który został uzupełniony przez uczniów po realizacji ćwiczeń. Oceniono zarówno pracę zespołową, jak i indywidualną, przy użyciu narzędzi wyszczególnionych w jednostce. Formułowanie spójnych argumentów Wszystkie studia przypadku obejmowały ćwiczenia, w ramach których uczniowie próbowali formułować spójne argumenty. Jednak ta umiejętność została dokładnie omówiona tylko w CS1 Grecja, gdzie nauczyciel oceniał tę umiejętność za pomocą oceny wzajemnej uczniów (rys. 7) i rubryk (tab. 3), które zostały opracowane przez nauczyciela i udostępnione uczniom. W CS3 i CS5 (oba przypadki Słowacja) nauczyciel opracował arkusze samooceny dla uczniów, które wypełnili oni po zakończeniu zajęć (tab. 4 i 5). Zostały one wykorzystane do oceny zrozumienia przez uczniów badanych zjawisk naukowych i dawały możliwość wykazania się umiejętnością formułowania spójnych argumentów (formułowania wniosków opartych na dowodach naukowych). Przeprowadzanie badań (tworzenie skali ph) Na kilku etapach realizacji ćwiczeń nauczyciele mogli ocenić umiejętność planowania badań (przeprowadzania badań). W jednostce zaproponowano konkretny moment przeprowadzania oceny tej umiejętności konstruowanie skali ph, następujące po zrealizowaniu ćwiczeń dotyczących pomiarów ph (ćwiczenie B: Wyznaczanie odczynu roztworów za pomocą wskaźnika uzyskanego z czerwonej kapusty, C: Pomiar wartości ph ). Pojawiły się również dwie różne strategie oceny. W CS1 Grecja uczniowie skonstruowali skalę ph, a nauczyciel zweryfikował ich umiejętność przeprowadzania badań, korzystając z oceny wzajemnej uczniów (rys. 4) oraz rubryk (tab. 2), które nauczyciel udostępnił uczniom. W CS2 Turcja nauczyciel obserwował proces konstruowania skali ph i ocenił go w drodze oceniania kształtującego. W CS3 Słowacja tworzenie skali ph zostało również ocenione za pomocą oceniania kształtującego, przy zastosowaniu punktacji: poprawnie/z błędami/ niepoprawnie/uczeń niezainteresowany. Wiedza teoretyczna, umiejętność myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowa wiedza i umiejętności naukowe Wszystkie studia przypadku obejmowały realizację ćwiczeń w celu oceny wiedzy teoretycznej, umiejętności myślenia i argumentowania naukowego oraz podstawowej wiedzy i umiejętności naukowych. W CS2 Turcja nauczyciel oceniał umiejętność prowadzenia obserwacji, dokonywania klasyfikacji, porównań i budowania odniesień do życia codziennego. Nauczyciel oceniał uczniów według następujących kryteriów: Czy grupy uczniów poprawnie odpowiedziały na pytania zadane przez nauczyciela? Czy pomiary zostały prawidłowo powiązane ze skalą ph? Czy uczniowie prawidłowo zakwalifikowali próbki jako kwasy, zasady lub sole? Czy uczniowie zrozumieli zależność, że roztwory kwasów zabarwiają papierek lakmusowy na kolor czerwony, a zasady na niebieski? Czy uczniowie podali kilka przykładów powiązanych z życiem codziennym? Kryteria te nie zostały udostępnione uczniom przed lekcją. Nauczyciel obserwował grupy, aby zdecydować, czy spełniły te kryteria, czy też nie. Podczas kierowania pracą uczniów nauczyciel śledził także ich notatki. Jeśli zauważył jakąś nieścisłość, informował o tym uczniów. Przykładowe pytania naprowadzające to: Jak to skategoryzowaliście? i Dlaczego wybraliście tę metodę?. W CS1 Grecja ćwiczenie G: Zastosowanie w życiu codziennym zostało zrealizowane w całości. Najpierw każda grupa odpowiedziała na pytania związane z kwasami i zasadami występującymi w życiu codziennym. Uczniowie mogli dowolnie korzystać ze swoich kart pracy i podręczników. Ocena wzajemna uczniów została wykorzystana do oceny dokładności i kompletności odpowiedzi uczniów. Następnie nauczyciel poprowadził dyskusję na forum całej klasy w celu ułatwienia ostatecznej oceny odpowiedzi. Na koniec nauczyciel przeprowadził sprawdzian wiedzy, który obejmował dopasowywanie odpowiedzi, uzupełnianie luk i krótkie odpowiedzi na pytania, w celu oceny indywidualnych osiągnięć uczniów. W CS3, CS4 i CS5 (wszystkie przypadki Słowacja), podstawowa wiedza i umiejętności naukowe (wyjaśnianie zjawisk w sposób naukowy) została oceniona po zrealizowaniu ćwiczenia, poprzez arkusze samooceny uzupełnione przez uczniów (tab. 12). W CS3 Słowacja uczniowie zostali poproszeni o ocenę swoich umiejętności w skali: potrafię to robić bardzo dobrze/ potrafię to zrobić z pewnymi problemami/ nie potrafię tego zrobić, jak przedstawiono w tab Ocenianie uczniów samodzielnie dociekających wiedzę. Materiały dydaktyczne projektu SAILS. Tom 1