Zuzana Ješková1, Trinh-Ba Tran2, Ako učitelia fyziky ovládajú IKT nástroje pre podporu bádateľsky orientovanej výučby? Zuzana Ješková1, Trinh-Ba Tran2, 1 Prírodovedecká fakulta UPJŠ v Košiciach 2CMA foundation Amsterdam, Holandsko

Obsah Bádateľsky orientovaná výučba a digitálne technológie Ďalšie vzdelávanie učiteľov Kurz Aktívne bádanie v počítačom podporovanom prírodovednom laboratóriu Výsledky a závery

Bádateľsky orientovaná výučba Výsledky mnohých výskumov ukazujú, že digitálne technológie výrazne podporujú učenie Žiak v roli výskumníka má v rukách nástroje, ktoré mu pomáhajú skúmať svet okolo nás Úspešná implementácia metód aktívneho bádania s implementáciou digitálnych technológií: Vzdelaný učiteľ Dostatok výučbových materiálov Materiálne vybavenie

Ďalšie vzdelávanie učiteľov Národný projekt Modernizácia vzdelávania na ZŠ a SŠ 543 učiteľov fyziky (využitie IKT v predmete fyzika) – 5 dní Medzinárodné projekty ESTABLISH (2010-14)– školenia, materiály SAILS (2012-15)

Ďalšie vzdelávanie učiteľov Kurz Aktívne bádanie v počítačom podporovanom laboratóriu (ICT in IBSE) Akreditovaný kurz ďalšieho vzdelávania Hlavný cieľ: Rozvinúť zručnosti učiteľov pre efektívne využívanie digitálnych nástrojov pre podporu bádateľsky orientovanej výučby

Kurz Aktívne bádanie v PPPL V súčasnosti obsahuje 5 modulov: (Nástroje PPPL integrované v prostredí COACH) Zber dát Spracovanie a analýza dát Videomeranie Modelovanie Implementácia počítačom podporovaných aktivít do vzdelávania Hoci aktívne učenie sa dá integrovať do vyučovania aj bez použitia počítača, výskumy ukazujú, že práve IKT dokážu takýto spôsob učenia významne podporiť. V oblasti prírodných vied ide predovšetkým o reálne experimentovanie s prostriedkami počítačom podporovaného laboratória (PPL, resp. MBL, z angl. Microcomputer-based laboratory). Žiaci v takomto laboratóriu konštruujú poznatky priamym pozorovaním, tvoria hypotézy, plánujú experimenty, overujú hypotézy, výsledky analyzujú, diskutujú, argumentujú, formulujú závery. Takmer 30-ročné skúsenosti v oblasti vyučovania prírodných vied ukazujú, že takéto experimentovanie má pozitívny vplyv v oblasti pochopenia javov a zručností žiakov pri interpretovaní grafov (Thornton, 1987, Thornton, Sokoloff, 1990, Bernhard, 1998, 2000, 2001, Brassel, 1987, Ješková, 2001, Konkoľová, 2007). Žiaci okrem reálneho experimentu v PPL môžu podobným spôsobom realizovať aj experimenty sprostredkované IKT, ako sú videomerania reálnych situácií sprostredkovaných videozáznamom (Zollmann, Fuller, 1994, Beichner, 1999), experimentovanie na diaľku alebo tzv. vzdialený experiment, (Gröber, et al, 2007, 2008), resp. experimenty virtuálne, tzv. počítačové simulácie, kedy skúmanie pomocou experimentu z rozličných dôvodov nie je možné (Wieman, Perkins, 2005).

Online podpora kurzu On-line Moodle kurz so všetkými podpornými materiálmi pre učiteľov: Úvodné prezentácie COACH základné aktivity Aktivity, ktoré nevyžadujú žiadnu predchádzajúcu skúsenosť s nástrojom COACH tutoriály Aktivity s podrobným postupom a videotutoriály COACH predmetové aktivity Súvisia s konkrétnym predmetovým obsahom Doplnková literatúra http://ibse.establish-fp7.eu/

Scenár kurzu Kombinovaná výučba: (20 hodín prezenčne/ 10 hodín dištančne) 25 hodín prezenčne/ 15 hodín dištančne Stretnutie Obsah Zber a spracovanie dát (poldeň) I. Úvodná prezentácia Zber dát Praktická realizácia základných a predmetových COACH aktivít Domáce zadanie 1 – príprava aktivity zameranej na počítačom podporovaný experiment Zber a spracovanie dát (poldeň) II. Implementácia aktivít do vzdelávania – pokračovanie Úvodná prezentácia Spracovanie a analýza dát Praktická realizácia aktivít zameraných na spracovanie a analýzu dát

Scenár kurzu Stretnutie Obsah Videomeranie a meranie z obrázku (poldňa) Úvodná prezentácia videomeranie Praktická realizácia základných, tutoriálnych a predmetových COACH aktivít Domáce zadanie 2 - príprava aktivity zameranej na videomeranie Modelovanie (poldňa) Úvodná prezentácia k modelovaniu Domáce zadanie 3 – príprava aktivity zameranej na modelovanie

Scenár kurzu Stretnutie Obsah Implementácia do vzdelávania (poldňa) Úvodná prezentácia k využívaniu digitálnych nástrojov pre podporu Aktívneho prírodovedného bádania Prezentovanie a diskusia o aktivitách na rozličnej úrovni bádania (interaktívna demonštrácia, riadené objavovanie, riadené bádanie, viazané bádanie, otvorené bádanie) Diskusia o implementácii aktivít v triede – prezentácia učiteľa gymnázia Domáce zadanie 4 - Záverečný projekt: návrh metodiky vyučovacej hodiny s implementáciou COACH aktivity Záverečná obhajoba – prezentácia projektu pred komisiou

Implementácia kurzu Šk.rok 2013/14 39 účastníkov Šk.rok 2014/15 Skupina 1: nejaké skúsenosti 19 učiteľov fyziky Skupina 2: minimálne alebo žiadne skúsenosti 13 učiteľov fyziky, 3 biológia, a 4 chémia Šk.rok 2014/15 29 účastníkov Skupina 1: 17 učiteľov fyziky Skupina 2: 8 učiteľov fyziky, 4 učitelia chémie, geografie Hoci aktívne učenie sa dá integrovať do vyučovania aj bez použitia počítača, výskumy ukazujú, že práve IKT dokážu takýto spôsob učenia významne podporiť. V oblasti prírodných vied ide predovšetkým o reálne experimentovanie s prostriedkami počítačom podporovaného laboratória (PPL, resp. MBL, z angl. Microcomputer-based laboratory). Žiaci v takomto laboratóriu konštruujú poznatky priamym pozorovaním, tvoria hypotézy, plánujú experimenty, overujú hypotézy, výsledky analyzujú, diskutujú, argumentujú, formulujú závery. Takmer 30-ročné skúsenosti v oblasti vyučovania prírodných vied ukazujú, že takéto experimentovanie má pozitívny vplyv v oblasti pochopenia javov a zručností žiakov pri interpretovaní grafov (Thornton, 1987, Thornton, Sokoloff, 1990, Bernhard, 1998, 2000, 2001, Brassel, 1987, Ješková, 2001, Konkoľová, 2007). Žiaci okrem reálneho experimentu v PPL môžu podobným spôsobom realizovať aj experimenty sprostredkované IKT, ako sú videomerania reálnych situácií sprostredkovaných videozáznamom (Zollmann, Fuller, 1994, Beichner, 1999), experimentovanie na diaľku alebo tzv. vzdialený experiment, (Gröber, et al, 2007, 2008), resp. experimenty virtuálne, tzv. počítačové simulácie, kedy skúmanie pomocou experimentu z rozličných dôvodov nie je možné (Wieman, Perkins, 2005).

Implementácia kurzu Záverečná obhajoba 37 z 39 učiteľov: Aktivity na meranie – 16 Aktivity na videomeranie– 14 Modelovanie – 9 27 z 29 učiteľov: Aktivity na meranie – 12 Aktivity na videomeranie– 8 Modelovanie – 7

Implementácia kurzu Záverečná obhajoba Úroveň: Od veľmi jednoduchých po pokročilé

Implementácia kurzu Príklady náročnejších aktivít: Videomeranie pohybu ťažiska kladiva Model auta, ktoré zastavuje na rozličných povrchoch Model a reálne meranie ohrievania kvapaliny a skupenská premena Model pohybu pod vplyvom odporových síl Videomeranie pohybu bránice

Implementácia kurzu Príklady náročnejších aktivít: Model vývoja počtu obyvateľov Model naháňačky Videomeranie šmýkajúceho sa dieťaťa Meranie rýchlosti zvuku Meranie teploty pri ohrievaní rozličných látok a model ohrievania Modelovanie tepelnej výmeny v kalorimetri a porovnanie s experimentom

Závery Dva behy kurzu 2013/14, 2014/15 37 z 39 účastníkov ukončilo kurz úspešne 27 z 29 účastníkov ukončilo kurz úspešne Takmer všetci účastníci získali základné zručnosti v používaní IKT nástrojov pre podporu vzdelávania

Závery Pozitívne výsledky online Moodle platforma Meranie a videomeranie Modelovanie online Moodle platforma Poskytla podporu v učení Kombinovaná forma – optimálna ? Reálne využívanie v triede po ukončení kurzu Ďalšie workshopy pre učiteľov Máj 2015 – návšteva Ewy Kedzierskej z CMA

Učitelia počas kurzu