3 стратегии, которые помогут провести лабораторную работу и обновить среду научных классов EdDesign

3 стратегии, которые помогут провести лабораторную работу и обновить среду научных классов

 

В поддержку нашего текста про топ-5 проблем лабораторий в российских школах (и их решений!) публикуем отрывки из исследования Винсента Лунетты “Обучение и преподавание в школьной научной лаборатории: Анализ научных исследований, теории и практики” (Learning and teaching in the school science laboratory: An analysis of research, theory, and practice), а также показываем проект Гарвардского научно-технического комплекса как вариант архитектурного решения для среды, в которой научная деятельность занимает центральное место. Полный текст исследования читайте на нашей платформе EdDesign Research


 

В процессе обучения школьники узнают и изучают одни концепции, отвергают другие. У учителей естественных наук есть уникальная возможность помочь ученикам заинтересоваться миром природы, изучить значимые идеи и явления, вырасти в научном понимании. Школьная научная лаборатория – это ресурс, который помогает понять сущность науки и научных знаний.

Что не так со школьной лабораторией, и как это исправить

Лабораторные занятия улучшают навыки самостоятельного решения задач, тренируют научные «привычки ума», повышают мотивацию к обучению в целом. В конце 1970-х и начале 1980-х годов поднимались вопросы об эффективности школьной лаборатории в продвижении науки (Бейтс, 1978 г.; Хофштейн и Лунетта, 1982 г.). Вопросы возникали как внутри сообщества естественно-научного сообщества, так и за его пределами. В ходе наблюдений за школьниками исследователи выявили серьезные несоответствия между заявленными целями естественно-научного образования и результатами обучения, которые наблюдались у школьников. Учащиеся проводили научные эксперименты с целями, которые сильно отличались от тех, что были сформулированы преподавателями. 

При этом, согласно исследованиям то, какие результаты показывали учащиеся в лабораториях лишь в незначительной степени были связаны с их оценками и успеваемостью по естественно-научным предметам “за партой” (Хофштейн и Лунетта, 2004 г.). Научные лаборатории нуждались в персонализированных инструментах и стратегиях преподавания, которые отвечали бы задачам каждой отдельной школы или вуза. Что за стратегии?

 

SSCS: Search, Solve, Create, and Share

Поиск, решение, создание и обмен опытом – относительно открытая модель обучения, которая хорошо подходит для практических занятий в школьной научной лаборатории, включает креативный подход к постановке и решению задачи. Подробнее о том, как работает и насколько эффективна эта образовательная модель

 

SWH: Science Writing Heuristic

Эвристический подход через научное изложение эффективен для развития мышления, в обсуждении смыслов через написание текстов о работе в лаборатории. Стратегия SWH может быть интегрирована с моделью SSCS в части решения научных задач. Стратегия SWH помогает учащимся выйти за рамки традиционных отчетов и перейти к более личным, индивидуальным формам письма, одновременно улучшая понимание науки.

 

POE: Predict-Observe-Explain + TPS: Think-Pair-Share 

Прогноз – наблюдение – объяснение (POE) и размышление – работа в парах (TPS) являются примерами других стратегий обучения, которые могут эффективно использоваться отдельно или в сочетании друг с другом в целях продвижения не только практической, но и интеллектуальной деятельности на занятиях в школьной лаборатории. С помощью данных стратегий студенты размышляют о лабораторных явлениях с одноклассниками и учителем. POE может быть использована для всего класса, небольших групп или отдельных учеников.

Фото: Brad Feinknopf, Steve Dunwell / оригинальный текст 

Гарвардский научно-технический комплекс (SEC) – это проект, в котором архитекторы студии Behnisch Architekten пробуют через проектирование среды изменить подходы к научному образованию, создав своеобразный междисциплинарный котел. Среда в здании, которое занимает 50 000 м2, устроена таким образом, что аудитории, мейкер- и хакспейсы, учебные лаборатории и административные помещения занимают пространства, в которые могут попасть не только студенты комплекса, но также научные сообщества. Здесь можно увидеть как происходит процесс обучение, демонстрируются результаты студенческих исследований, укрепляются связи с научными и бизнес-сообществами. Аудитории и конференц-залы различаются по вместимости и планировке: от традиционных для университетов вместительных амфитеатров с фиксированными местами до гибких пространств, которые можно перестроить в «перевернутый» класс для проведения обсуждений.

«Мокрые» и «сухие» исследовательские лаборатории расположены на верхних этажах. Это закрытые пространства, где соблюдаются все нормы безопасности. Лаборатории формируют три кластера: биоинженерия, вычислительные науки и материаловедение. Архитекторы предложили такие модульные решения, которые позволят лабораторным пространствам медленнее устаревать, перестраивая пространство под нужды новых технологий. Этому также должно помочь зонирование с высокой интенсивностью вентиляции и централизованные системы лабораторных коммуникаций. Между кластерами находятся лаунж-зоны, где студенты могут назначить встречу с преподавателями и провести ее в неформальной обстановке. 

Идея Гарвардского университета об укреплении сообщества через совместную работу в лабораториях на самом деле, не нова. В своем исследовании Лунетта также отмечает, что наилучших результатов можно достичь, когда учителя помогают сформировать ученикам исследовательские сообщества. Исследовательское сообщество отталкивается от учителя и по мере необходимости экспертов-консультантов. Ученые Окебукола и Огуннийи в свое время сравнили учащихся, работавших совместно в группах и индивидуально, и обнаружили, что группы превосходили отдельных ученков по когнитивным достижениям и технологическим навыкам. Аналогичным образом Лазаровиц и Карсенти обнаружили, что учащиеся, которые изучали биологию в небольших сотрудничающих группах, показали более высокие результаты по успеваемости и некоторым навыкам исследования, чем учащиеся, которые обучались единой группой большого класса. 

Благодаря совместной работе, размышлениям и обсуждениям, связанным с исследованиями, учащиеся могут понять коллективный характер экспертного научного сообщества. Продвижение и изучение рефлексивного социального дискурса в лаборатории является особенно важным аспектом для дальнейших исследований в области естественно-научного образования, тем более что сегодняшние наблюдения за лабораторными классами по-прежнему наводят на мысль о том, что развитию сотрудничества уделяется недостаточное внимание.

 

Фото: Brad Feinknopf, Steve Dunwell

 

Три ключевых этапа лабораторной деятельности, выполнение которы должна обеспечить среда:

Проектирование 

Формулирование вопросов, прогнозирование результатов, формулирование проверяемых гипотез и разработка экспериментальных процедур

Интерпретация

Обработка данных, объяснение взаимосвязей, подготовка выводов, обсуждение точности и ограничений данных и процедур, формулирование новых вопросов на основе проведенного исследования

Применение

Прогнозирование новых ситуаций, формулирование гипотез на основе результатов исследования, применение лабораторных методов в новых экспериментальных ситуациях и обоснование утверждений.

 

 

июль 2022

Для улучшения работы сайта и его взаимодействия с пользователями мы используем файлы cookie
Понятно