Ob možnostih, ki jih imajo na voljo učitelji, pa se pojavi vprašanje, katerim naravoslovnim ciljem dajejo učitelji prednost in kako jih dosegajo. Med osemnajstimi splošnimi cilji predmeta Naravoslovje v učnem načrtu v sedmem razredu se šestkrat pojavi pojem razumevanje, preostali cilji pa se navezujejo predvsem na razvoj spretnosti opazovanja. Med cilji je zavedeno, da morajo učenci prepoznati živali določenih življenjskih okolij, ne pa tudi razlogov, zakaj so življenjski pogoji v določenih področjih ugodni za posamezne organizme.
Pojmi pri predmetu Naravoslovje v sedmem razredu osnovne šole se delno navezujejo na pojme predmeta Naravoslovje v šestem razredu. Večina naravoslovnih pojmov se povezuje z naravoslovnimi vsebinami v nižjih razredih osnovne šole.
Pri učni temi Snovi, njihovih lastnosti in spremembe so izpostavljene fizikalne in kemijske spremembe, poudarek pa je tudi na eksperimentalnem delu, uporabi laboratorijskih pripomočkov in uporabi kemijskega jezika pri zapisovanju opazovanj, meritev in ugotovitev. Pojmovno so podrobno opredeljene razlike med pojmom zmes in čista snov, opredeljene so nekatere metode ločevanja snovi (dekantiranje, filtriranje, izparevanje), vpeljan je pojem spojine, omenjenih pa je tudi več različnih spojin (s posebnim poudarkom na spoznavanju lastnosti vode kot najpomembnejše tekočine) za življenje. Kemijske vsebine v tem razredu zasledimo tudi pri učni temi o zraku in o sestavi ozračja ter o procesih, pri katerih
sodeluje kisik (dihanje in gorenje).
Fizikalne vsebine pokrivajo vsebine o zvoku kot nihanju, oddajanju in sprejemanju zvoka. Kot primeri so obravnavani šumi in hrup z različnih virov. Pri obravnavi svetlobe so poudarjeni pojmi osvetljeno telo, svetlobni žarek, senca, gorišče in goriščna razdalja leče ter preslikava predmeta z lečo in očesa kot organa vida. Zvok in svetloba se povežeta pri obravnavi pojma valovanja: valovna dolžina, frekvenca valovanje, hitrost in odboj svetlobe.
Učna tema gozd pojmovno določa predvsem organizme, ki jih najdemo v gozdu, s poudarkom na rastlinah. Opredeljene so vrste gozdov, gozdne plasti podrasti, debel in krošenj, ki so naprej opredeljene kot listavci ali iglavci in grmi ter praproti lišaji in glive. Za vsako izmed skupin je navedenih več primerov. Živali so razvrščene v skupine živali v stelji, živali gozdnih tal, živali na gozdnih tleh, živali na deblih in krošnjah dreves ter živali, ki jih najpogosteje opazimo na gozdnem robu.
Pri obravnavi celinskih voda je poudarek na ločevanju med stoječimi in tekočimi vodami ter opisovanje planktonskih (rastlinskih in živalskih) organizmov, omenjene pa so tudi sladkovodne alge, nekatere vodne in obvodne rastline ter živali blatnega dna in žival, ki so proste v vodi, na vodni gladini, vodne ptice in obvodne živali. V okviru teh vsebin se spet omeni pojem endemita, sklop pa se zaključi z obravnavo onesnaževanja voda in posegi človeka v okolje.
Morje je od večine slovenskih šol preveč oddaljeno, da bi lahko učitelji pripravili posebne dejavnosti, ki bi jih učenci ob morju izvajali sami. Temu primerno so te vsebine splošno obravnavane. Obravnava temelji na obravnavi organizmov v obrežnem in odprtem morju ter na morskem dnu, poudarjen je pojem halofitov, omenjenih je več vrst rastlin v morju in ob njem ter živali obrežnega pasu in bibavice.
Omenjene so tudi ptice ob morju in živali odprtega morja. Vsebina se običajno izvaja pri naravoslovju ob koncu leta, pogosto z referati in v povezavi s šolo v naravi.
Povezovanje bioloških pojmov je med razredi redka, saj je obravnava življenjskih prostorov v šestem razredu usmerjena na človeka, v sedmem pa v okolje kot življenjski prostor drugih organizmov. Osmi in deveti razred iz naravoslovja preideta v biologijo, ki je obravnavana ločeno od drugih naravoslovnih predmetov. Izjema so pojmi proizvajalec, potrošnik in razkrojevalec, ki jih je mogoče zaslediti v učnih načrtih vseh razredov, in pojma žive in nežive narave, s katerima določamo okoljske življenjske pogoje ter življenjski prostor kot enega izmed osnovnih potreb organizma.
Drugače je pri fizikalnih in kemijskih vsebinah. Zrak, voda in kamnine se kot pojmi pojavljajo od naravoslovja šestega razreda do kemije osmega razreda, prav tako kot pojmi svetloba, toplota in temperatura do osmega pri fiziki. Pojem snovi se iz splošnega pojmovanja do konca osnovne šole razgradi do vrst delcev, ki snovi sestavljajo. Sočasno se poveže s pojmi okoljskih dejavnikov v celovito pojmovanje kroženja snovi v naravi in s tem do celovitega pojmovanja povezanosti okolja.
Prav povezljivost in nadgrajevanje kemijskih in fizikalnih pojmov pri obravnavi bioloških vsebin je bila pomemben dejavnik pri oblikovanju predloga modela poučevanja, ki je zasnovan v doktorski disertaciji.
Predlog modela izhaja iz učnega načrta, pri tem pa so vključeni tudi nekateri pojmi, ki se obravnavajo na višjih ravneh izobraževanja in tudi pri drugih predmetih sedmega razreda, predvsem pri geografiji, matematiki in tehniki.
6.2 Poučevanje naravoslovja v osnovni šoli
Vsak učitelj ima svojo predstavo o kakovostnem poučevanju, ki jo običajno tudi izvaja v praksi.
Učinkovit učitelj nazorno ponazarja uporabnost pridobljenega znanja izven šole in spodbuja učence pri zastavljanju vprašanj v šoli in izven nje. Po mnenju učiteljev je pomembna strokovno ustrezna pripravljenost učitelja za delo v razredu in pripravljenost na sodelovanje z drugimi učitelji, manj pa je pomembno poznavanje filozofije, psihologije in zgodovine razvoja naravoslovja (Pell in Jarvis, 2003)153. V tej raziskavi je bilo le nekaj učiteljev mnenja, da je pomembno stalno dodatno strokovno izobraževanje.
Mladi učitelji, ki se prvič srečajo s poučevanjem naravoslovja, imajo težave. Običajno se za prve ure podrobno pripravijo, kar jim da dober občutek pri delu v razredu. V začetku imajo težave s časovno razporeditvijo dela v razredu, z uporabo materialov za naravoslovne dejavnosti in z disciplino. Pogosto je težava tudi dostopnost pripomočkov in materialov, saj morajo te priskrbeti ali pripraviti sami.
Planiranje, vodenje razreda in osebna ter materialna podpora so dejavniki ključnega pomena.
Pomembno je tudi, da so učiteljem čim bolj dostopni strokovni sodelavci in mentorji za vprašanja in pomoč.
V raziskavi (Black, 2004)154, ki je temeljila na študiji primera štirih študentov, ki so se prvič znašli v vlogi učitelja na praksi, so skušali odgovoriti na vprašanja o težavah mladih učiteljev. Vsi študentje, ki so prvič stopili v razred, so bili ustrezno pripravljeni za vodenje pouka v okviru prakse, kar je po mnenju avtorice dobro in hkrati slabo. Ugotavlja, da je dobro, da imajo dober občutek pripravljenosti, slabo pa je, da so bili slabo odzivni na vsiljeno spreminjanje sistema dela med poukom in bolj prostim načinom vodenja ter odzivanja na situacije pri pouku. Pri pripravljanju študentov na poučevanje v šoli je treba dati več poudarka planiranju, tehnikam poučevanja, vodenju razreda in sodelovanju z drugimi učitelji in strokovnjaki.
Učitelji različno sprejemajo poučevanje naravoslovja v osnovni šoli. Pojmovanje poučevanja naravoslovja in pojmovanje dobrega učitelja se razlikuje med učitelji. Raziskave kažejo, da se učitelji, ki se pogosto dodatno izobražujejo in sodelujejo s strokovnjaki na fakultetah, hitreje prilagajajo na različne načine dela v razredu. Kljub poudarjanju pomembnosti pristopa k poučevanju pa učitelji pristopov dobrega učitelja in kakovostnega poučevanja ne povezujejo z metodami dela v razredu, ampak z osebnimi lastnostmi učitelja. Mentorji bodočih učiteljev naravoslovja v največji meri vplivajo na spreminjanje načina poučevanja naravoslovja (Skamp in Muller, 2001)155. Mentorji morajo imeti poglobljeno pedagoško znanje o poučevanju naravoslovja in morajo biti seznanjeni s problemi, s katerimi se učitelji začetki srečujejo. Vsebinsko zasnovo pouka pogosto zasenčijo težave s pripravami in vodenjem dela v razredu, zastavljanjem vprašanj, reševanjem problemov in ocenjevanjem. Te težave so značilne za neizkušenega učitelja pri uvajanju v delo v razredu. Pomoč mentorja pri uvajanju v pedagoško prakso pripomore učitelju začetniku oblikovati lasten pristop k poučevanju naravoslovja.
Začetnim težavam pri izvedbi učnih ur učitelji pripisujejo prevelik pomen in zanemarjajo druge vidike poučevanja. Ob pomoči mentorjev učitelji lažje razvijajo tudi pozitiven odnos do sodelovanja z drugimi učitelji in s strokovnjaki tega področja (Hudson, 2004)156.
Raziskave, pri katerih so opazovali učitelje pri izvajanju pouka, kažejo, da ti večinoma ne sprejemajo novosti in jih ne uvajajo pri pouku naravoslovja, če to ni posebej zahtevano (Arora, Kean in Anthony,
2000; Tobin, 1998)157,158. Učiteljeva prepričanja o načinu poučevanja postanejo pogosto pomembna šele ob neposrednem stiku s strokovnjaki. Analiza razredne interakcije pri nekaterih raziskavah ni bila osredotočena izključno na napake v učnem procesu, ki jih učitelji nezavedno počnejo pri poučevanju predmeta, ampak tudi na način, kako učitelj pouk izvaja (Lemke, 1990)140. Ugotovljeno je, da ob opozorilih strokovnjakov začnejo učitelji sami sprejemati novosti, čeprav ob tem navajajo vrsto problemov pri njihovi vpeljavi (Chin in Brewer, 1998; Keys in Kenedy, 1999; Back, Czerniak in Lumpe, 2000) 159,160,161
.
Časovni razpored je dejavnik, ki sovpada z učiteljevo izbiro načina poučevanja. Poučevanje z raziskovalnim pristopom je običajno časovno zahtevnejše, kadar učni pripomočki niso neposredno na voljo in jih morajo učitelji šele pridobiti ali narediti. Pogosto je treba pripraviti več enakih pripomočkov za delo v razredu, kar je časovno zamudno. Kako dobro lahko učitelj izvaja pouk naravoslovja, je odvisno tudi od opremljenosti naravoslovne učilnice. Kot posledica tega učitelji raje uporabijo tradicionalni pristop tudi pri naravoslovnih vsebinah.
Kakovost dela v razredu se kaže tudi v sodelovanju med učitelji in učenci. Ta je pri naravoslovju predvsem pomembna pri projektnem delu. Pri raziskavi so med projektnim delom merili, kako učitelji sodelujejo z učenci (Rasku - Puttonen idr., 2003)162. Za raziskavo so oblikovali dve skupini, prva je bila pod stalnim vodenjem in sodelovanjem z učiteljem in učenci, v drugi primerjalni skupini pa učitelj dela učencev ni posebej nadziral. Rezultati so pokazali, da so bili vodeni učenci uspešnejši, kar razlagajo z večjo motivacijo učencev in boljšo organiziranostjo dela. Vodeni učenci so več spraševali. Izpostavljen je pomen razumevanja ciljev naloge, ki so jih učenci raziskovane skupine bolje poznali. Učenci so bili uspešnejši pri razumevanju problemskih nalog, saj jih je učitelj pri tem usmerjal. Naloga učitelja je, da nadzira dejavnost učencev pri pouku, hkrati pa se mora tudi prilagajati spremembam, ki se med poukom dogajajo. Učenci morajo razumeti cilje naloge in biti odgovorni za lastno učenje.
Vloga učitelja se s tehnološkim napredkom spreminja. Učne cilje mora učitelj operacionalizirati in prilagajati pogojem dela v razredu ter posamezniku, kar je odvisno od njega samega (Strmčnik, 2001:
185)163. Učitelj izbira učne medije, metode in tehnike, s katerimi si učenec lahko pomaga pri spoznanju in razvijanju spretnosti, sposobnosti ter razumevanju. Naloga učitelja pri pridobivanju kakovostnega znanja je, da spremlja, svetuje, vodi in povezuje. Vodenje učnega procesa mora biti zasnovano tako, da ga lahko v določeni fazi prepusti učencem. Sprememba vloge zahteva od učitelja spremembo pogleda na poučevanje in učenje. Učitelji, ki se spopadajo s spremembami, med zaviralnimi dejavniki pogosto omenjajo: preveč sprememb naenkrat in v zelo kratkem času ter neustrezne pogoje za uvajanje sprememb v smislu materialnih in organizacijskih zmožnosti (Novak, 2005: 41)31. Kakovost pouka je odvisna od uspešnega sodelovanja in soodločanja učitelja z učenci.
Tradicionalno poučevanje običajno povezujemo z reprodukcijo učne snovi in zanemarjanjem razvijanja učenčevih sposobnosti. Pri takem pouku se ne pojavljajo nepredvidljive situacije, saj učitelj ne obravnava učenca kot vir idej in izkušenj. Učenec pa je običajno tudi prepuščen lastnim sposobnostim in spretnostim. Dejavnejši način pridobivanja znanja je didaktični pristop, katerega značilnosti so večpomenskost in odprtost, nenehno spreminjanje ravni razumevanja, dejavnost, poglobljenost, povezanost, uporabnost in trajnost. Interes za naravoslovje povečamo tudi s kakovostnim izvajanjem laboratorijskega dela učencev. Pri tem je pomembno razumevanje navodil za posamezen eksperiment, samostojnost pri izvedbi eksperimenta, varno in pravilno eksperimentiranje, sposobnost opazovanja in beleženja ugotovitev in sklepanje na osnovi dobljenih podatkov (Glažar, 2006: 74–86)164. Različnim
strategijam učenja in poučevanja je treba prilagoditi način ugotavljanja dosežkov (Chang in Chiu, 2005)165. Pri obdelavi podatkov preizkusa, ki je vključeval poleg izbirnih nalog in nalog z odprtimi vprašanji tudi naloge za preverjanje praktičnega dela, se je izkazalo, da vključevanje teh nalog pripomore k boljšim rezultatom zlasti pri slabših učencih. Rezultati nalog, ki so izhajale iz praktičnega dela, so bili boljši od rezultatov nalog, ki so v večji meri pokrivale teoretično razumevanje pojmov.
Naloge je smiselno sestavljati tako, da odražajo določen konkreten problem, ki ga je mogoče praktično predstaviti, pa tudi naloge, ki obravnavajo zgodovino razvoja stroke, ki osvetlijo pristope pri odkrivanju novega znanja (Levere, 2006)166.
6.3 Dejavnosti in problemske naloge pri pouku naravoslovja
Temeljne dejavnosti, vezane na učitelja in učenca, kot jih opredeli Strmčnik (2001: 99–107)167, so poučevanje, učenje in vzgajanje. Učenčeva ključna dejavnost pri pouku je torej učenje, ki pa mora biti čim manj mehanično in reproduktivno ter čim bolj ustvarjalno in metakognitivno. Usmerjeno mora biti v večji meri na lastne izkušnje in lastno dejavnost v skladu s svojimi zmožnostmi.
Sodobne učne strategije temeljijo na ideji odprtega pouka, za katerega je značilno, da so učni cilji, vsebine in metode usmerjeni in prilagojeni posameznemu učencu. Med modernimi učnimi strategijami so za pouk naravoslovja najpomembnejše (Strmčnik, 2003)168: (a) odkrivajoči pouk, ki je usmerjen v iskanje »vpogleda« in v razumevanje kot najvišjo obliko poglobljenega in smiselnega učenja.
Raziskovalni pouk (b), ki je zamišljen kot didaktična strategija znanstvenega spoznavanja in raziskovanja in temelji na raziskovalnih načelih, metodah in postopkih, načrtovanju raziskovalnih hipotez in preverjanju rezultatov. Projektni pouk (c), ki je oblika raziskovalnega pouka, pri katerem se učna vsebina obravnava medpredmetno v sklopu določene teme, katere cilj je zaokroženo raziskana vsebina, ki je običajno vpeta v nek socialni vidik ali pa ima večji krajevni pomen. Tudi problemski pouk (č) je podoben raziskovalnemu, le da je osredotočen na natanko določen problem, česar raziskovalni pristop ne zahteva. Problemi so lahko stvarni, namišljeni, teoretični ali praktični, skupna pa je neposredna spoznavna odzivnost učenca na predmet ali vsebino. Med pomembnejše sodi tudi izkustveno usmerjen pouk (d) (v tej skupini je tudi delovno usmerjen pouk), kjer je izkušnja vir znanja in razumevanja, ki je zaradi narave dela opredeljen kritično in tudi zato omogoča trajnejšo zavest o izpostavljenem problemu. Za naravoslovje je ključnega pomena tudi računalniško voden pouk (e), ki je usmerjen k samostojnemu učenju, omogoča pa pester nabor možnosti za vajo in ponavljanje, predočenje v trirazsežnem prostoru, zbiranje, oblikovanje in analizo podatkov, oblikovanje podatkov v grafično obliko in tudi izvajanje poskusov, ki bi sicer bili neprimerni za delo v razredu.
Izbor strategije tudi ključno vpliva na kakovost in učinkovitost pouka naravoslovja ter drugih naravoslovnih predmetov. Tega je mogoče doseči z uvajanjem ustreznih didaktičnih pristopov. Za naravoslovje je najpomembnejše uvajanje izkušenjskega, raziskovalnega in eksperimentalnega pristopa k poučevanju. Odnos do naravnega okolja in razvoj sposobnosti raziskovanja oblikujemo, tako da razvijamo občutljivost za zaznavanje problemov, razvijamo zaupanje v lastne zmožnosti njihovega reševanja, navajamo na načrten način dela in samostojnost mišljenja, razvijamo sistemski analitično-sintetični način razmišljanja ter navajamo na kritično vrednotenje lastnega in tujega dela (Marentič - Požarnik, 2003)169.
V okviru evalvacijske študije (Glažar idr., 2005)1 se je izkazalo, da se učenci začnejo dolgočasiti, če se oblike dela v razredu pogosto ponavljajo, če so učenci razvrščeni v enake skupine in tudi če so dejavnosti monotone. Pestrost dela lahko učitelj zagotovi tudi tako, da obravnava vsebine medpredmetno z vključevanjem učiteljev drugih predmetov. Poudarek dela bi moral biti na raziskovalnem pristopu, pri katerem učenci sledijo posameznim korakom raziskovanja in povezujejo rezultate z razlagami (Krnel, 2001)145. Naravoslovne dejavnosti so običajno časovno zahtevne, zahtevno pa je tudi prilagajanje težavnosti obravnavane vsebine in dejavnosti različnim učencem.
Pomembno je, da vsi učenci sodelujejo pri izvajanju istih dejavnosti pri obravnavi istih vsebinskih ciljev in da ne diferenciramo skupine v razredu. Storilnostno naravnan, zunanje diferenciran pouk ima neželene učinke (Strmčnik, 1976, 1992)170,171 in je v nasprotju z izsledki raziskav. Po drugi strani pa individualizacija dopolnjuje notranjo diferenciacijo učencev, saj zajema tudi razlike, ki jih sicer ni mogoče upoštevati. Hkrati ohranja socialno pripadnost in poveča učinek mešane in naravno heterogene učne skupine. Upoštevati je mogoče tudi različen pristop in obseg dela med učenci, različno raven zahtevnosti in prilagojen način beleženja podatkov in ugotovitev. Delo lahko usmerimo z navodili za opazovanje in z zahtevnostjo nalog s spretnostmi in veščinami, ki jih imajo posamezni učenci (Jenkins, 2000)172.
Pri pouku morajo biti dejavnosti take, da omogočajo tako sodelovanje kot tudi tekmovanje. S prepoznavanjem dobrih in slabih strani obeh pristopov lahko učitelj razvija oblike dela, ki koristijo učencem v šoli in izven nje. Pomemben je strpen odnos do sodelovanja in tekmovalnosti, odgovornosti in spoštljivosti do dela. Učitelj poučuje in vzgaja tudi s svojo osebnostjo, z načinom komunikacije z učenci in z odzivanjem na različne situacije v razredu med poukom in odmori (Pergar - Kuščer in Razdevšek - Pučko, 2005)173. Ustrezna raven sodelovanja in tekmovalnosti posredno določa tudi, koliko truda bo učenec vložil v delo, kako rad bo obiskoval šolo in kakšen odnos bo ustvaril do sovrstnikov in do samega sebe. Neodvisnost, ustvarjalnost in uspešnost, količina znanja in smelost pri delu posameznika povečuje njegovo motiviranost za to delo.
Posebno pomembno za naravoslovje pa je učenje preko lastne izkušnje. Značilnost izkušenjskega doživljajskega pouka pri naravoslovju je uporaba učnih materialov iz narave, pri katerih izstopajo živi organizmi, ki pri pouku pomembno vplivajo na oblikovanje odnosa do živega sveta. Znanje, ki ga učenci pridobijo ob delu z živimi organizmi, je kakovostnejše in trajnejše od znanja, ki ga učenci pridobijo iz drugih virov. V raziskavi učencev sedmih razredov osnovne šole in njihovih čustev do dvoživk in nekaterih drugih živali (Tomažič, 2009)174 je bilo med vrednotenjem učinka izkustvenega učenja na odnos in znanje učencev o dvoživkah ugotovljeno, da so učenci, ki so pri pouku delali z živimi živalmi, po pouku izkazali višjo spremembo v odnosu do dvoživk kot učenci, pri katerih živi organizmi niso bili uporabljeni. Prav tako so učenci s predhodno neposredno izkušnjo z dvoživkami izkazali boljši odnos do živali in so bili v povprečju uspešnejši v znanju kot učenci brez predhodne izkušnje. Del podatkovnega znanja, ki ga učenci rabijo pri pouku, je dobro pridobiti preko lastne izkušnje. Raziskave so pokazale, da se je pri gojenju organizmov povečala motivacija učencev, ki so brez učiteljevega posredovanja opazovali organizme (Tomkins in Tunnicliffe, 2001)175. Med opazovanjem so si učenci med seboj poenotili izrazoslovje, ki so ga rabili za opisovanje organizmov in razlago dogajanja v kulturah. Več organizmov so učenci spoznali, bolj so razlikovali različnosti med njimi. Živali pri učencih povečajo zanimanje, vendar pa le redki učenci razmišljajo in povezujejo zgradbo organizma z okoljem, v katerem živi. Pomembna je sočasna obravnava organizmov v sklopu obravnave ekosistemov, saj jih
učenci tako lahko povežejo z življenjskim okoljem (Tamir in Shcurr, 1997)176.
Za pouk naravoslovnih vsebin je pomemben problemski raziskovalni pristop. Problemske naloge so opredeljene kot naloge z različnimi potmi in načini reševanja. Take naloge imajo eno rešitev ali več možnih rešitev, saj je problem reševanja določen stopenjsko. S problemom se mora posameznik najprej soočiti, saj je za vsak problem značilen reševalni algoritem, ki ga je treba postaviti in razčleniti.
Po prvem reševanju, ko je algoritem že znan, pa reševanje postane rutina (Chi idr., 1981; Jonassen,
Po prvem reševanju, ko je algoritem že znan, pa reševanje postane rutina (Chi idr., 1981; Jonassen,