UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA
Poučevanje: Predmetno poučevanje
Ana Posavec
UPORABA MODELA PLJUČ PRI POUKU BIOLOGIJE V OSNOVNI ŠOLI
Magistrsko delo
Ljubljana, 2019
UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA
Poučevanje: Predmetno poučevanje
Ana Posavec
UPORABA MODELA PLJUČ PRI POUKU BIOLOGIJE V OSNOVNI ŠOLI
USING A LUNG MODEL AT BIOLOGY LESSONS IN ELEMENTARY SCHOOL
Magistrsko delo
Mentor: izr. prof. dr. Jelka Strgar
Ljubljana, 2019
POVZETEK
Učitelji se pri pouku biologije večkrat srečujejo s pojmi ali procesi, pri katerih je potrebna dodatna in nazorna razlaga, da bi jih učenci bolje razumeli. Učitelji lahko s pomočjo modelov prepoznajo mentalne modele učencev in z njihovo pomočjo premostijo napačne predstave, ki jih imajo učenci. Modeli namreč spodbujajo preiskovanje, razumevanje in komunikacijo, zaradi česar so ključna orodja za razmišljanje in znanstveno delovanje.
Z raziskavo smo želeli ugotoviti, ali uporaba modela pljuč pri pouku biologije izboljša znanje učencev o dihalih in dihanju ter ali je znanje učencev odvisno tudi od tega, ali sami sestavijo model ali pa dobijo že izdelanega. V raziskavo je bilo vključenih 115 učencev 8. razreda treh osnovnih šol. Pripravili smo dve učni uri, ki sta bili razdeljeni na tri glave dele: uvod, obravnavo učne snovi in zaključek. Uvod in zaključek sta bila pri obeh urah enaka, razlika pa je bila v osrednjem delu, saj so učenci pri »Učni uri 1« dobili sestavljen model pljuč, pri »Učni uri 2« pa so model (s pomočjo pripravljenih pripomočkov) sestavili sami. Podatke smo zbrali s testom znanja o dihalih ter z anketnim vprašalnikom.
Rezultati raziskave so pokazali, da so učenci po izvedeni učni uri uspešneje reševali test znanja o dihalih. Uporaba modela se je večini učencev zdela koristna, z njim so tudi bolje razumeli snov učne ure. Ugotovili smo tudi, da učenci, ki so sami sestavili model pljuč, niso dosegli boljših rezultatov pri reševanju testa znanja o dihalih. Prav tako ni bilo statistično pomembnih razlik med učenci, ki so dobili pripravljen model, in tistimi, ki so ga sestavili sami, pri nalogah, ki so se nanašale na zgradbo dihalne poti, vdih in izdih, ter pri nalogah, ki so preverjale višje kognitivne ravni po Bloomu (uporaba in sinteza).
Z magistrsko nalogo smo poglobili svoje razumevanje modelov in modeliranja. Naše ugotovitve so lahko v pomoč vsem, ki pri načrtovanju pouka različnih strok razmišljajo o uporabi modelov.
KLJUČNE BESEDE
model pljuč, biologija, osnovna šola, konstruktivizem, kognitivizem
ABSTRACT
Many times during biology classes teachers encounter certain concepts or processes that require additional and illustrative explanation in order for students to comprehend them. With the help of models, teachers may recognize students’ mental models and overcome existing wrong ideas. This is so because models actually encourage investigation, understanding and communication, which makes them essential tools for thinking and scientific action.
In our research, we wanted to assess whether the usage of a lung model improves students’
knowledge about respiratory system and breathing, and whether students’ knowledge also depends on the model – if they have assembled it themselves or acquired a pre-assembled one.
115 eighth grade students from three different elementary schools have been surveyed. We prepared two lessons that were divided into three main parts: introduction, examination of the learning material and conclusion. Introduction and conclusion remained the same during both lessons. What differed was the examination. Students of “Lesson 1” received an already assembled lung model, while students of “Lesson 2” had to assemble the model by themselves with the help of learning material. We collected our data by testing the students’ knowledge about the respiratory system, and a survey questionnaire.
Results of the survey have shown that after the conducted lesson students performed better on the test about the respiratory system. Most students found the usage of a lung model useful, and they also had better understanding of the lesson. We also concluded that students who had to assemble the lung model by themselves did not in fact achieve better results at the test about the respiratory system. There were also no statistically significant differences between students that did receive a pre-assembled lung model and those who did not in tasks, relating to the structure of the respiratory tract, inhalation, exhalation, and tasks that examined higher cognitive level, established by Bloom (use and synthesis).
With this master thesis we have enhanced our understanding of models and modelling. Our findings may now help anyone who considers using a model when planning lessons of different disciplines.
KEY WORDS
Lung model, biology, elementary school, constructivism, cognitivism
KAZALO VSEBINE
1. Uvod ... 1
2. Teoretična izhodišča ... 1
2.1 Učenje in pomnjenje ... 1
2.1.1 Definicija učenja ... 1
2.1.2 Trifazni model spomina ... 2
2.1.3 Teorija procesiranja informacij ... 4
2.1.4 Teorija pomnjenja in pozabljanja ... 4
2.2 Teorije učenja ... 6
2.2.1 Kognitivizem ... 6
2.2.2 Konstruktivizem ... 9
2.3 Opredelitev modelov ... 11
2.3.1 Mentalni modeli ... 11
2.3.2 Znanstveni modeli ... 12
2.3.3 Analogni modeli ... 13
2.3.4 Poučevanje z modeliranjem ... 14
2.3.5 Nasveti za modeliranje ... 19
2.3.6 Ravni znanja učencev ... 21
3. Empirični del ... 24
3.1 Opredelitev raziskovalnega problema ... 24
3.2 Cilji raziskave in hipoteze ... 24
3.3 Metode dela in raziskovalni pristop ... 25
3.3.1 Opis vzorca ... 25
3.3.2 Uporabljeni inštrumenti ... 26
3.4 Potek raziskave ... 27
3.4.1 Opis postopka obdelave podatkov ... 30
3.5 Rezultati in interpretacija ... 30
3.5.1 Rezultat glede na hipotezo 1... 30
3.5.2 Rezultati glede na hipotezo 2 ... 34
3.5.3 Rezultati glede na hipotezo 3 ... 35
3.5.4 Rezultati glede na hipotezo 4 ... 35
3.5.5 Rezultati glede na hipotezo 5 ... 36
3.5.6 Rezultati glede na hipotezo 6 ... 37
3.5.7 Rezultati glede na hipotezo 7 ... 37
4. Razprava ... 39
5. Zaključek ... 42
6. Viri ... 43
KAZALO SLIK
Slika 1: Model treh spominov (Musek in Pečjak, 2001, str. 143) ... 2 Slika 2: Sestavljeni modeli pljuč, ki so jih dobili učenci ... 29 Slika 3: Material, ki so ga dobili učenci, da so sami sestavili model pljuč ... 29
KAZALO TABEL
Tabela 1: Možnosti uporabe informacijskega procesiranja pri poučevanju ... 5 Tabela 2: Povezanost med naravo znanosti, modeliranjem in znanstveno pismenostjo
(Bogiages, 2014, str. 31) ... 16 Tabela 3: Trije vidiki vodnika FAR za poučevanje in učenje z analogijami in modeli
(Harrison & Treagust, 2000, str. 1020) ... 18 Tabela 4: Potek modeliranja po korakih, ki so jih predlagali Schwarz idr. (2009, str. 638) ... 20 Tabela 5: Razvoj od preprostega do kompleksnega modela (Next Generation Science
Standards, 2013, str. 17) ... 21 Tabela 6: Napredovanje učenja za razumevanje modelov kot generativnih orodij za
napovedovanje in pojasnjevanje (Schwarz idr., 2009, str. 640) ... 22 Tabela 7: Napredovanje učenja za razumevanje modelov kot sprememb entitet (Schwarz idr., 2009, str. 647) ... 23 Tabela 8: Kognitivna raven in število točk pri vsaki nalogi na preverjanju znanja ... 26 Tabela 9: Povprečno število doseženih točk na preizkusu znanja o dihalih ... 32 Tabela 10: Razporeditev odgovorov na preizkusu znanja o dihalih pred učno uro in po učni uri ... 32 Tabela 11: Razporeditev mnenj učencev o koristnosti uporabe modelov pri pouku biologije 34 Tabela 12: Razporeditev mnenj učencev o razumevanju učne snovi, pri kateri smo uporabili model pljuč... 35 Tabela 13: Rezultati t-testa ... 35 Tabela 14: Povprečno število doseženih točk in standardni odklon na preizkusu znanja o dihalih po izvedeni učni uri... 36 Tabela 15: Rezultati t-testa za 2. nalogo ... 36 Tabela 16: Povprečno število doseženih točk in standardni odklon na 2. nalogo na preizkusu znanja o dihalih po izvedeni učni uri ... 36 Tabela 17: Rezultati t-testa za 5. nalogo ... 37 Tabela 18: Povprečno število doseženih točk in standardni odklon na 5. nalogo na preizkusu znanja o dihalih znanja po izvedeni učni uri ... 37 Tabela 19: Rezultati t-testa za naloge I. in II. Bloomove kognitivne ravni (poznavanje in razumevanje) ... 38 Tabela 20: Povprečno število doseženih točk in standardni odklon za naloge I. in II.
Bloomove kognitivne ravni (poznavanje in razumevanje) na preizkusu znanja o dihalih po izvedeni učni uri ... 38 Tabela 21: Rezultati t-testa za naloge III. in IV. Bloomove kognitivne ravni (uporaba in sinteza) ... 39
Tabela 22: Povprečno število doseženih točk in standardni odklon za naloge III. in IV.
Bloomove kognitivne ravni (uporaba in sinteza) na preizkusu znanja o dihalih po izvedeni učni uri ... 39
KAZALO GRAFOV
Graf 1: Odstotek učencev, vključenih v raziskavo glede na šolo, ki jo obiskujejo ... 25 Graf 2: Odstotek učencev, ki so izpolnjevali vprašalno polo pred učno uro in po izvedeni učni uri ... 26
KAZALO SHEM
Shema 1: Ravni napredovanja pri uspešnosti izvajanja MBT (Bogiages, 2014, str. 210) ... 17 Shema 2: Shematski prikaz izvedbe raziskave ... 28
1
1. Uvod
Modeli so reprezentacije idej, objektov, pojavov ali sistemov. Učenci se učijo modeliranja in med tem vzpostavijo povezave med teorijo in pojavi (Silva, 2007). Modeli se pogosto uporabljajo za predstavitev stvari, ki so premajhne, da bi jih lahko videli s prostim očesom, ali pa prevelike. Modeli so tedaj edina vizualna predstavitev, ki jo učenec vidi. Pomaga mu, da poveže znano in neznano (Gilbert, Boulter in Rutherford, 1998).
V teoretičnih izhodiščih naloge smo predstavili učenje in pomnjenje ter teorije učenja. Med preučevanjem literature smo namreč večkrat naleteli na teorije poučevanja, ki vključujejo učenje s pomočjo modelov. Podrobneje smo se osredotočili na kognitivizem in konstruktivizem, ker sta najbolj vpeta v učenje s pomočjo modelov. Kognitivizem je smer v izobraževanju, ki preseže pasivno absorpcijo znanja iz knjig in učbenikov, saj zagovarja pomen aktivne udeležbe učencev v procesu učenja. Ta psihološka smer poudarja pomen človekovih notranjih mentalnih spoznavnih procesov pri učenju (npr. vpliv predznanja, ciljev, pričakovanj, pripisovanj) ter doseganja globljega razumevanja. Konstruktivistični pristopi k poučevanju pa v ospredje postavljajo vprašanja, kako voditi učenca do razumevanja učne snovi. Pozornost je usmerjena na to, kako učenec razmišlja, kako oblikuje obstoječa pojmovanja in kako pojme smiselno povezuje (Požarnik, 2000). V nadaljevanju smo opredelili, kaj so modeli, in jih razvrstili v tri skupine: mentalni modeli, znanstveni modeli in analogni modeli. Osredotočili smo se na poučevanje z modeliranjem in nasvete za modeliranje ter predstavili različne pristope, ki jih lahko učitelj uporabi v razredu. V zadnjem podpoglavju smo opisali, kakšne so ravni znanja učencev o modeliranju, da bi lahko učitelji prepoznali, na kateri stopnji se nahajajo učenci, in jih usmerjali k čim boljši uporabi modelov.
V empiričnem delu smo predstavili metodologijo ter rezultate raziskave, katere cilj je bil ugotoviti, ali uporaba modela pljuč pri pouku biologije izboljša znanje učencev o dihalih in dihanju ter ali je znanje učencev odvisno tudi od tega, ali sami sestavijo model ali dobijo že izdelanega.
V razpravi smo primerjali ugotovitve svoje raziskave z ugotovitvami drugih avtorjev. V zaključku smo predstavili, kakšne so nadaljnje možnosti za raziskovanje ter kako bi lahko našo raziskavo izboljšali, da bi zbrali še več rezultatov, s katerimi bi lahko analizirali uporabo modela pljuč pri pouku biologije.
2. Teoretična izhodišča
2.1 Učenje in pomnjenje 2.1.1 Definicija učenja
Uradna strokovna definicija učenja (UNESCO/ISCED 1993, str. 2) se glasi: »Učenje je vsaka sprememba v vedenju, informiranosti, znanju, razumevanju, stališčih, spretnostih ali zmožnostih, ki je trajna in ki je ne moremo pripisati fizični rasti ali razvoju podedovanih vedenjskih vzorcev.«
Žagar (2009) učenje opredeli na dva načina: kot spreminjanje organizma na osnovi izkušenj in kot proces usvajanja znanja in spretnosti. Z vidika namernosti lahko učenje klasificiramo kot namerno in nenamerno. V šoli prevladuje namerno učenje, nenamerno pa se lahko učenci učijo tudi z opazovanjem, posnemanjem. Glede na to, česa se učenci učijo, učenje delimo na
2
motorično in besedilo. Pri prvem se učijo ročnih spretnosti, športnih, umetniških in drugih spretnosti, pri drugem pa usvajajo besedno gradivo.
Z učenjem ne pridobivamo samo znanja, izobrazbe, navad in spretnosti, ampak širimo svoje čustvovanje, motivacijo, oblikujemo in spreminjamo prepričanja, stališča in interese. Učenje vpliva na našo osebnost in na njen razvoj. Je spreminjanje dejavnosti pod vplivom izkušenj in ima razmeroma trajen učinek (Musek in Pečjak, 2001).
Barica Marentič Požarnik (2000) predstavi »Pojmovanje učenja s perspektive tistega, ki se uči:
učenje kot kopičenje, kvantitativno povečevanje znanja;
učenje kot memoriranje posredovanih vsebin z namenom poznejše reprodukcije;
učenje kot ohranjanje, trajnejša zapomnitev dejstev, metod in postopkov z namenom poznejše uporabe;
učenje kot luščenje osebnega pomena (smisla) iz naučenega;
učenje kot proces ustvarjanja (konstruiranja) lastne razlage, da bi bolje razumeli resničnost, življenje, sebe;
učenje kot spreminjanje samega sebe kot osebnosti (oseba potem drugače gleda na pojave v svetu in tudi nase, postane samozavestnejša ipd.)« (str. 9).
Učenje je pomembno, saj naučeno znanje in spremembe v znanju omogočajo spremembe v vedenju. Učenci so za pridobitev novega vpogleda v znanje aktivni, iščejo informacije za reševanje problemov in reorganizirajo, kar že vedo (Woolfork, 2002).
2.1.2 Trifazni model spomina
Poznamo tri vrste spominov: senzorni, kratkoročni in dolgoročni spomin (slika 1). Naučeno gradivo prehaja iz enega v drugega, v vsakem pa se zadržuje različno dolgo.
Slika 1: Model treh spominov (Musek in Pečjak, 2001, str. 143)
Kognitivni model skuša razložiti, kaj se dogaja z določenim dražljajem oz. informacijo od takrat, ko jo sprejmemo, uskladiščimo, predelamo, do takrat, ko jo spet prikličemo in uporabimo (Požarnik, 2000). Slika 1 prikazuje, kako se dražljaj iz senzornega spomina s
3
pomočjo pozornosti prenese v kratkoročni spomin. Informacije, ki se niso shranile v senzorni spomin, razpadejo, prav tako se izgubljajo informacije iz kratkoročnega spomina. S ponavljanjem in drugimi tehnikami se informacije shranijo v dolgoročni spomin.
Senzorni spomin
Informacije iz okolja zaznamo prek serije zelo kratkih senzornih spominov. V senzornem spominu se za kratek čas zadrži velika količina prihajajočih informacij. Ne gre samo za spominsko funkcijo ali le za zaznavo, temveč bolj za zbiranje in beleženje procesa, s katerim percepcije vstopajo v spominski sistem. Registrirana informacija se lahko procesira v kratkoročni spomin ali pa hitro propade. Informacije iz senzornega spomina prehajajo v kratkoročni spomin s pomočjo pozornosti (Šešok, 2006).
Kratkotrajni spomin
Kratkotrajni spomin traja približno 20 do 40 sekund, njegov obseg je majhen. Z združevanjem enot dobimo večje enote in si zapomnimo več gradiva (Musek in Pečjak, 2001). Ta spomin služi kot prehod, prek katerega informacija preide v dolgoročni spomin s pomočjo ponavljanja in strategij vkodiranja (Šešok, 2006).
Poleg kratkotrajnega spomina pa v trenutni spomin spada tudi delovni spomin. Razlika med njima je ta, da kratkotrajni spomin le zadržuje informacije, delovni pa zadržuje informacije in hkrati z njimi upravlja. Naloga delovnega spomina je predvsem ta, da usmerja pozornost na pomembne informacije in potiska v ozadje nepomembne, skrbi pa tudi za koordinacijo izvajanja več nalog hkrati (Šešok, 2006). V njem se odvijajo spoznavni procesi, npr. mišljenje in odločanje. Tu tudi nastane odgovor, ki ga potem izrazimo z besednimi ali nebesednimi izrazi.
Je nosilec zavesti in predstavlja naš »sedanji čas« (Musek in Pečjak, 2001).
Barica Marentič Požarnik (2000) predstavi tri značilnosti kratkotrajnega spomina:
- njegova kapaciteta je razmeroma omejena;
- v njem skladiščimo podatke v približno taki obliki, kot smo jih sprejeli, pomensko jih ne predelujemo, kvečjemu zadržujemo;
- je pretežno slušen.
Učitelj lahko z različnimi načini vzbuja in vzdržuje pozornost na pomembne dražljaje oz.
sporočila, za katere želi, da se učencem bolj vtisnejo v kratkotrajni spomin. To lahko naredi z uporabo presenečenj, variiranjem glasu, zbujanjem čustev radovednosti in napetosti pričakovanja, kaj bo sledilo (Požarnik, 2000).
Dolgotrajni spomin
Če si želimo informacije zapomniti za daljši čas, jih moramo shraniti v dolgotrajni spomin.
Način shranjevanja v dolgotrajni spomin je odvisen od vrste informacije. Dolgotrajni spomin lahko razdelimo na tri vrste:
- proceduralni spomin, ki vključuje postopke, korake za izvajanje neke spretnosti;
4
- epizodični spomin, ki je osebni, avtobiografski spomin, povezan z nekim našim doživetjem;
- semantični spomin predstavlja spomin pomenov (Žagar, 2009).
V dolgotrajnem spominu je shranjeno neomejeno število informacij, ki so med seboj dobro povezane in organizirane, kar omogoča njihovo obnavljanje. Informacije so shranjene v dolgotrajnem spominu kot predstave (vidne, slušne, kinestetične) ali v obliki pojmovnih mrež (pojmov in odnosov med njimi), s katerimi je shranjen le pomen snovi. Dolgotrajni spomin lahko traja do konca življenja (Stražišar, 2006).
2.1.3 Teorija procesiranja informacij
Spomin ni omejena struktura, temveč je proces. Pristop informacijskega procesiranja informacij predpostavlja, da v okviru spominskega delovanja sodeluje pet procesov: pozornost, vkodiranje, shranjevanje, konsolidacija in obnavljanje informacij. Pozornost je pomemben proces pri vstopanju informacij v spominski sistem. Je sposobnost selektivnega zavedanja oziroma sposobnost osredotočanja ter ohranjanja zanimanja za določeno nalogo ali dejavnost.
Namen pozornosti je ta, da optimalno izkoristimo omejene sposobnosti kognitivnega sistema.
Vkodiranje je registracija informacij med procesom učenja. Učinkovitost kodiranja je odvisna od globine procesiranja informacij in od tega, na kakšen način lahko informacijo povežemo z že znanimi asociacijami. Ko je informacija vkodirana, je shranjena v dolgotrajni spomin.
Konsolidacija je proces organizacije kompleksnih informacij, s pomočjo katerega se te vkodirajo v dolgotrajni spomin. Čustvene ali smiselne vsebine imajo pomembno vlogo, saj jih lažje shranimo v dolgoročni spomin. Do informacij, ki so shranjene v dolgoročnem spominu, dostopamo z obnavljanjem (Šešok, 2006).
2.1.4 Teorija pomnjenja in pozabljanja
Pomnjenje je proces, s pomočjo katerega ohranjamo sprejete informacije. Procesu izgubljanja informacij pravimo pozabljanje (Musek in Pečjak, 2001).
Pomnjenja neposredno ne moremo meriti. Lahko pa ga preučujemo na osnovi obnavljanja, prepoznavanja, rekonstrukcije ipd.:
- pri metodi navadne reprodukcije ali obnavljanja se oseba neko snov nauči in jo takoj obnovi; po določenem času poskuša obnoviti čim več naučenega; obe reprodukciji primerjamo, razlika med njima pa kaže na zapomnitev;
- metoda rekognicije ali prepoznavanja se nanaša na to, da oseba v določenem gradivu prepozna tiste elemente, ki jih pozna že od prej;
- pri metodi rekonstrukcije je večji poudarek na preučevanju zapomnitve odnosov med elementi gradiva kot na pomnjenju izoliranih podatkov;
- pri metodi serijske reprodukcije oseba poskuša obnoviti snov; snov nato zopet prebere in jo ponovno skuša obnoviti (Žagar, 2009).
Med manj običajne metode sodijo proučevanje spomina s prostimi asociacijami na neko besedo, vključno z merjenjem reakcijskega časa, proučevanje spominjanja v hipnotičnem stanju, merjenje električnih možganskih potencialov ob različnih umskih nalogah (Požarnik, 2000).
5
Pozabljanje je brisanje možganske sledi, ki ne poteka enakomerno. Najbolj pomembno je, da preprečimo naglo pozabljanje takoj po učenju. Pomembno je, da snov ponovimo še isti ali pa naslednji dan (Pečjak, 1986).
Pečjak (1986) pravi, da »med pozabljanjem nastajajo pomembne kvalitativne spremembe v besednem in nebesednem gradivu, in sicer:
1. Dvoje ali več enot se stisne v eno enoto.
2. Včasih se glavna vsebina skoraj ne spremeni, toda podrobnosti zginejo ali pa se močno spremenijo.
3. Včasih se glavna vsebina spremeni. Navadno postane bolj racionalna, logična in konvencionalna. Podrobnosti se predrugačijo v skladu s spremembo vsebine.
4. Včasih poskusna oseba povsem pozabi glavno vsebino. Spominja se le posameznosti, zato je obnova slabo strukturirana. Največkrat obnavlja detajle, ki so napravili nanjo močan vtis.
5. Posebno pogosto se zgubijo ali se spremenijo osebna in krajevna imena, številčni podatki in podobno.
6. Pri večkratni ponovitvi iste vsebine poskusna oseba praviloma ne obnovi enot, ki jih že pri prejšnji obnovi ni navedla.« (str. 58).
Anita Woolfolk (2002) je v knjigi Pedagoška psihologija predlagala nekaj možnosti za uporabo informacijskega procesiranja pri poučevanju, ki podaljšujejo retencijo in učencem pomagajo, da si snov bolje zapomnijo (Tabela 1):
Tabela 1: Možnosti uporabe informacijskega procesiranja pri poučevanju Prepričajte se, da so učenci pozorni.
Primeri:
1. Dogovorite se za signal, ki učencem pove, naj v tistem trenutku prenehajo s svojim delom in usmerijo pozornost na vas. Prepričajte se, da se učenci odzivajo na signal – ne pustite, da ga ignorirajo.
2. Gibajte se po razredu, uporabljajte kretnje in se izogibajte monotonemu govorjenju.
3. Učno uro začnite z vprašanjem, ki vzpodbudi zanimanje za snov.
4. Ponovno usmerite pozornost določenih učencev tako, da stopite bližje k njim, jih pokličete po imenu ali jim postavite vprašanje.
Pomagajte učencem pri ločevanju pomembnih podrobnosti od nepomembnih ter pri usmerjanju pozornosti na najpomembnejše informacije.
Primeri:
1. Povzemite učne cilje in učencem tako pokažite, kaj bi se morali naučiti. Med poučevanjem povežite snov, ki jo obravnavate, z učnimi cilji.
2. Kadar govorite nekaj pomembnega, naredite odmor, ponovite, prosite učence, naj povedo s svojimi besedami, z barvno kredo zapišite informacije na tablo ali naročite učencem, naj v svojih učbenikih ali zapiskih podčrtajo bistvo.
Pomagajte učencem povezovati nove informacije s tistim, kar že vedo.
Primeri:
1. Razmislite, kaj morate storiti, če želite učencem pomagati, da si bodo v mislih priklicali informacije, ki jih potrebujejo pri razumevanju nove snovi.
6
2. Dajte nalogo, ki zahteva specifično uporabo novih informacij skupaj z informacijami, ki so se jih že naučili.
Omogočite ponavljanje in pregled informacij.
Primeri:
1. Učno uro začnite s hitrim pregledom domače naloge.
2. Dajajte redne, kratke teste.
Snov predstavite na jasen in organiziran način.
Primeri:
1. Jasno predstavite namen lekcije.
2. Učencem dajte kratek pregled, ki mu lahko sledijo.
3. Na sredini in na koncu lekcije uporabite povzetke.
Osredotočite se na pomen, ne na zapomnjenje.
2.2 Teorije učenja
V izobraževanju je prepoznana potreba po reformi, ki bo omogočila prehod od tradicionalnih oblik učenja in poučevanja k bolj inovativnim pristopom (Otthestad, 2010). Med preučevanjem literature smo večkrat naleteli na teorije poučevanja, ki vključujejo učenje s pomočjo modelov.
Teorije bomo predstavili le na kratko, saj poučevanje s pomočjo modelov ne poteka le po eni teoriji, temveč se elementi prepletajo. Teorije poučevanja in učenja v grobem ločimo na tri glavne smeri: behavorizem, kognitivizem in konstruktivizem. Predstavili bomo zadnji dve, ker sta najbolj vpeti v učenje s pomočjo modelov.
2.2.1 Kognitivizem
Kognitivizem je smer v izobraževanju, ki preseže pasivno absorpcijo znanja iz knjig in učbenikov, saj zagovarja pomen aktivne udeležbe učencev v procesu učenja. Ta psihološka smer poudarja pomen človekovih notranjih mentalnih spoznavnih procesov pri učenju (npr.
vpliv predznanja, ciljev, pričakovanj, pripisovanj) ter doseganje globljega razumevanja (Požarnik, 2000).
Sodobna pojmovanja znanja, učenja in pojmovanja, predvsem t. i. kognitivni pogled, so utemeljena na spoznanjih razvojnih in kognitivnih psihologov o tem, kako se oblikujejo spoznanja, kakšni miselni procesi se pri tem odvijajo, kako vpliva na oblikovanje novega znanja predznanje, kako so spoznanja organizirana v miselne sheme itd. Učenec ni več razumljen kot pasivni prejemnik informacij, ki se uči tako, da nove informacije dodaja k starim, ampak kot raziskovalec, ki informacije aktivno išče in interpretira. Ob vstopu v formalno šolanje ima že oblikovano obsežno predznanje, številne veščine in različna subjektivna pojmovanja, ki vplivajo na njegovo zmožnost izgrajevanja novega znanja, pomnjenja in mišljenja. Učenje je namreč proces izgrajevanja miselne strukture, v katerem učenec umešča nova spoznanja v obstoječe pojmovne mreže, tj. jih povezuje z obstoječimi pojmovanji, ta pa zaradi novih spoznanj prilagaja, spreminja ali na novo organizira (Kompare in Rupnik, 2006).
Učenje je tako aktiven proces, ki vključuje pridobivanje in reorganizacijo kognitivnih struktur, s katerimi učenci procesirajo in shranjujejo informacije. Učenci so aktivni udeleženci v procesu pridobivanja znanja. Kognitivni pristop se osredotoča na to, da znanje postane smiselno in pomaga učencem pri organizaciji in povezovanju novih informacij s predhodnim znanjem v
7
spominu. Da bi bil pouk učinkovit, mora temeljiti na učenčevih obstoječih mentalnih strukturah ali shemah (Yilmaz, 2011).
Kognitivizem ne temelji na delih enega samega teoretika, temveč jih je k njegovemu razvoju prispevalo več. »Hrbtenico kognitivizma« predstavljata Piagetova teorija individualnega kognitivnega razvoja in Vygotskyjeva teorija socialne kognitivne rasti ali cone proksimalnega razvoja (Yilmaz, 2011).
Piaget je ugotovil, da je biološko zorenje človeka povezano z različnimi stopnjami kognitivnega razvoja. Stopnje si zaporedoma sledijo in so pri razvoju odvisne druga od druge.
Ko se posameznik sreča z novo učno situacijo, se opira na svoje predhodno znanje, da bi jo razumel. Doživljanje novega dogodka, situacije ali učnega okolja včasih povzroči protislovje z obstoječim razumevanjem, kar povzroči motnje in stanje neravnovesja v mentalnem modelu posameznika. Da bi oblikoval ravnovesno stanje v kognitivni strukturi, mora posameznik spremeniti ali reorganizirati svoj mentalni model. Ta notranji proces, ki vključuje prestrukturiranje shem, poteka s pomočjo asimilacije in namestitve. Asimilacija je proces vključevanja novih informacij v obstoječe znanje. Namestitev pa je proces spremembe ali preoblikovanja obstoječega kognitivnega modela v novih razmerah (Yilmaz, 2011).
Ko se učenci soočijo z neravnovesjem, lahko:
- ne upoštevajo nasprotij in se držijo svoje prvotne sheme;
- vztrajajo pri ohranjanju obeh teorij hkrati in nanje gledajo kot na dve ločeni teoriji ter poskušajo obvladovati nastala protislovja;
- oblikujejo nov, spremenjen pojem, ki pojasnjuje in rešuje predhodno protislovje; pri vsakem odzivu na protislovje učenčevo notranje in samoregulativno vedenje vodi do kompenzacije (Yilmaz, 2011).
V Piagetovi teoriji koncept sheme zavzema osrednje mesto in ima razlagalno moč. Shema se nanaša na hipotetično miselno strukturo, ki je odgovorna za organiziranje in predstavljanje generičnih dogodkov in abstraktnih konceptov. To shemo bi lahko poimenovali tudi mentalni model posameznika. Sheme se nenehno prestrukturirajo, ko se srečujemo z novimi vzorci v svojih učnih izkušnjah (Yilmaz, 2011).
Za pridobitev shem in spremembe obstoječih shem so značilni trije procesi:
- akrecija, ki se nanaša na zapomnitev novih informacij na podlagi obstoječe sheme, ne da bi obstoječo spreminjali;
- uglaševanje, ko nove informacije povzročijo spremembo sheme, da bi bila bolj združljiva z izkušnjami;
- rekonstrukcija, za katero je značilno oblikovanje povsem nove sheme na podlagi prejšnjih, ki se ne morejo prilagoditi novi izkušnji.
Medtem ko je Piaget poskušal razlagati učenje v smislu vloge protislovja in uravnoteženja, je Vygotsky (v Yilmaz, 2011) pojasnil učenje s pomočjo dialoga. Vygotsky (prav tam) se je pri učenju osredotočil na medsebojno delovanje posameznika in družbe ter na to, kako socialna interakcija in jezik vplivata na učenje ali razvoj spoznanj.
Vygotsky (v Yilmaz, 2011) v ospredje postavlja naslednja načela: splošni zakon o genetskem razvoju, pomožne dražljaje in območje proksimalnega razvoja. Splošni zakon genetskega razvoja navaja, da je vsak kompleksen miselni proces predvsem interakcija med ljudmi.
8
Pomožni dražljaji vplivajo na obvladovanje lastnega vedenja, kar pomeni, da se lahko posameznik s pomožnimi dražljaji spomni in razmišlja na inovativen način. Območje proksimalnega razvoja pa opredeli kot razdaljo med dejansko razvojno stopnjo in stopnjo potencialnega razvoja, ki jo določamo z reševanjem problemov pod vodstvom odraslih ali v sodelovanju z bolj sposobnimi vrstniki.
Ertmer in Newby (1993) povzameta osnovne značilnosti pouka v razredu, ki temeljijo na kognitivnih teorijah:
- poudarek je na aktivnem vključevanju učenca v učni proces;
- učenje metakognitivnosti (npr. tehnik samonačrtovanja, spremljanja in revizije);
- uporaba hierarhičnih analiz za identifikacijo in ponazoritev predpogojev;
- poudarek na strukturiranju, organiziranju in razvrščanju informacij za olajšanje optimalne obdelave (uporaba kognitivnih strategij, kot so povzetek, oris itd.);
- ustvarjanje učnih okolij, ki učencu omogočajo in ga spodbujajo k povezovanju s predhodno naučenim gradivom (priklic predpogojev, uporaba ustreznih primerov, analogij).
V nadaljevanju bomo na kratko predstavili pet učnih pristopov, ki temeljijo na kognitivni perspektivi učenja:
1. Kognitivno vajeništvo
Kognitivno vajeništvo je metoda, pri kateri učitelj kot strokovnjak pomaga učencem razumeti koncepte in postopke. Zaznamuje ga pet faz. Prva faza je faza modeliranja, pri kateri učitelj opravi nalogo ali razloži postopek, ki ga učenci opazujejo. Tako jim pomaga razumeti, kaj morajo narediti, da ustrezno opravijo učno nalogo. Modeliranje omogoča učencem, da generirajo pogojno znanje (kdaj, kje in kako uporabiti znanje za reševanje različnih problemov). V drugi fazi učitelj opazuje učence in daje namige in povratne informacije, medtem ko učenci opravljajo isto nalogo, ki jo je prej prikazal učitelj. V fazi artikulacije učenci glasno razmišljajo o tem, kako so opravili nalogo, in predstavijo razloge za strategije, ki so jih uporabili. Učitelj lahko zazna, ali imajo učenci kakršnekoli napačne predstave in ali uporabljajo ustrezne strategije. V naslednji fazi učenci razmišljajo o tem, kako uspešno so izvedli nalogo, in primerjajo svoja dejanja z dejanji učitelja ali drugih učencev. V zadnji fazi učitelj spodbudi učence, da identificirajo problem, oblikujejo hipoteze in iščejo potrebne informacije, da ga rešijo. Učenci sami raziskujejo vidike problema. Ta strategija je namenjena spodbujanju sposobnosti učencev za samostojno razmišljanje (Yilmaz, 2011).
2. Vzajemno poučevanje
Vzajemno poučevanje temelji na teoriji obdelave informacij. Učitelj in učenci s pomočjo dialoga razpravljajo o delih besedila. Učitelj učence pozove k uporabi kognitivnih tehnik povzemanja, generiranja vprašanj, pojasnitve in napovedovanja (Yilmaz, 2011).
3. Preiskovalno učenje
Pri tej metodi je primarni cilj pomagati učencem pri razvijanju njihovih veščin razmišljanja višjega reda tako, da jih vključijo v proces preučevanja vprašanja, oblikovanja in testiranja hipotez, da bi našli rešitve za problem (Gillani 2003).
Za uspešno rešitev učnega vprašanja učenci uporabijo kombinacijsko, propozicijsko in hipotetično deduktivno razmišljanje. Kombinacijsko sklepanje vključuje obravnavo in
9
preučevanje več različnih vprašanj hkrati z različnih zornih kotov. Propozicijsko sklepanje vključuje pregled predpostavk in predlogov za reševanje problemov. Hipotetično deduktivno sklepanje zahteva obravnavo različnih hipotez pri reševanju problema.
Navodilo, ki temelji na metodi poizvedbe, je sestavljeno iz naslednjih petih faz:
1. učenci se soočijo s problemom;
2. učenci postavijo hipoteze;
3. učenci zberejo nove informacije, izolirajo tiste, ki so ustrezne, in jih organizirajo na podlagi tega, kakšna je izbrana tema;
4. učenci analizirajo podatke, ki so jih zbrali, in jih organizirajo; predpostavijo možen odgovor na hipotezo;
5. učenci preizkusijo svojo hipotezo (Gillani, 2003).
4. Učenje odkrivanja
Učenje odkrivanja spodbuja učence k odkrivanju načel in pomembnih odnosov, tako da jih vključijo v dejavnosti, kot so postavljanje vprašanja, oblikovanje hipotez, izvajanje poskusov in raziskovanje pojava. Način, kako učenci obdelujejo informacije, je pomembnejši od rezultata ali izdelka. Učenje z odkrivanjem vključuje prepoznavanje problema, oblikovanje hipoteze, zbiranje in analiziranje podatkov ter sklepanje. Ta način dela učence spodbudi, da prevzamejo odgovornost za svoje lastno učenje, in jim pomaga, da si zapomnijo pomembne informacije o dejstvih in razvijejo svoje sposobnosti razmišljanja (Gillani 2003).
5. Problemsko učenje
Problemsko učenje v nasprotju s tradicionalnim učenjem, ki najprej uči dejstva in spretnosti ter nato uvaja problem, problem uvede na samem začetku poučevanja na podlagi tega, kar učenci že poznajo. Učencem tako na začetku predstavimo problem, potem učenci ugotovijo, kaj je znanega ter katere informacije, strategije in koraki so potrebni za njegovo uspešno reševanje. Posamezniki raziskujejo različne teme. Celoten proces se ponavlja, dokler učenci niso prepričani, da so problem ustrezno rešili. Napišejo poročilo in možne rešitve, ki jih predstavijo, nato dobijo povratno informacijo od učitelja in drugih učencev (FDI, 2002).
Ti učni pristopi, ki vključujejo kognitivno učenje, in razlike v kognitivnih strukturah učencev pomagajo učencem, da integrirajo novo znanje z znanjem, ki ga že imajo. Učitelj tako spodbuja učenje in učencem pomaga, da lažje dosežejo cilje predmeta (Yilmaz, 2011).
2.2.2 Konstruktivizem
»Če bi želeli strnjeno povzeti zgolj bistvene predpostavke konstruktivizma, bi morali nujno zapisati dvoje: prvo izhodišče konstruktivizma je, da ni mogoče ničesar z gotovostjo trditi glede obstoja objektivnega, od posameznika neodvisnega znanja oz. vednosti. Takšno znanje po prepričanju konstruktivistov bodisi ne obstaja, ali pa je, tudi če kje obstaja, nedosegljivo. Druga predpostavka, ki je s prvo seveda tesno povezana, pa trdi, da je znanje vselej subjektivni konstrukt vsakega posameznika, ali z drugimi besedami, vsak učenec svoje znanje ustvarja sam, pri čemer so drugi, ki pri tem sodelujejo (denimo učitelji), lahko zgolj bolj ali manj uspešni spodbujevalci in usmerjevalci tega procesa učenja.« (Muršak in Štefanc, 2008, str. 6)
10
Konstruktivizem ponuja učne pristope, pri katerih učitelj upošteva predhodno znanje učencev in nadgradnjo njihovega znanja, kar bo verjetneje vodilo v globlje in trajnejše razumevanje snovi. Učenci v razred prinašajo bogato paleto predhodnih izkušenj, znanja in prepričanj, ki jih uporabljajo pri konstruiranju novih spoznanj. Te morajo učitelji upoštevati pri načrtovanju učnega procesa in pri poučevanju (Jones in Brader-Araje, 2002).
Konstruktivistični pristopi k poučevanju v ospredje postavljajo vprašanja, kako voditi učenca do razumevanja učne snovi. Pozornost je usmerjena na to, kako učenec razmišlja, kako oblikuje obstoječa pojmovanja in kako pojme smiselno povezuje (Požarnik, 2000).
Leopoldina Plut Pregelj (2008) izpostavi štiri temeljna načela didaktičnega konstruktivizma:
1. Učenci gradijo svoje znanje, ki ni/ne more biti kopija posredovanega; oblikovanje znanja pogojujejo kognitivni, emocionalni in socialni dejavniki; jezik je temeljno orodje učenja.
2. Pouk s svojo organizacijo priznava vzajemno delovanje različnih dejavnikov, da bi učenec mogel oblikovati svoje znanje (z razumevanjem), ki bo relativno obstojno, smiselno in tudi uporabno. V tem procesu so pomembni učenčeva izkušnja, njegova miselna dejavnost, trud, sodelovanje, spoštovanje različnosti in soočanje z življenjskimi problemi. Bistvena sestavina učenja je razredčevanje novih problemov in razmišljanje o učenju (refleksija, metaučenje).
3. Prejšnje znanje, stališča in interesi so ena od temeljnih izhodiščnih točk pouka.
4. Individualna odgovornost: učitelj je odgovoren za poučevanje in nastajanje učenčevega znanja, učenec pa za učenje in svoje znanje.
Po mnenju Šteh (2004) pa je konstruktivistični pouk aktivni proces (pri katerem je potrebna mentalna aktivnost učenca), konstruktivni proces (saj učenec povezuje informacije med seboj, kar mu omogoča boljše in lažje razumevanje,), kumulativni proces (ker gradi znanje na predznanju in izkušnjah), k cilju usmerjen proces, diagnostični proces (kjer učenec ugotavlja in določa lastno učenje) in reflektivni proces (ker učenec ponovno razmisli o svojem učenju).
Učenec ima tako aktivno vlogo pri pridobivanju znanja ob ustrezni podpori in pomoči učitelja.
Učiteljeva naloga, ki poučuje na konstruktivističen način, je, da spodbuja, odkriva, sprejema in upošteva zamisli učencev, njihovo avtonomijo in radovednost, omogoča izkušnje, pri delu uporablja različne metode, dopušča, da odgovori in odzivi učencev usmerjajo pouk, spodbuja učence k pogovoru, preden pove svoje lastno razmišljanje, se seznani z razmišljanjem učencev, razvija zamisli, pomisleke in vprašanja učencev, učencem pripravi material in jim omogoči dovolj časa, da raziskujejo, pri čemer pričakuje, da temeljna spoznanja zgradijo sami (Dražumerič idr., 2001; Brooks in Grennon Brooks, 1999).
Po Needhamu (v Hashim in Kasbolah, 2012) si pri konstruktivističnem modelu poučevanja sledi pet faz: orientacija, elicitacija, rekonstrukcija, aplikacija in refleksija. V fazi orientacije učitelj pritegne pozornost in zanimanje učencev, da jih motivira in usmeri v razmišljanje za nadaljnje delo. V fazi elicitacije učitelj ugotovi, kakšne predstave in zamisli imajo učenci ter kakšno je njihovo predznanje. Na podlagi tega načrtuje učni proces in vanj vključuje ideje učencev. V naslednji fazi učitelj z različnimi dejavnostmi pomaga učencem, da usvojijo nov koncept. Pomembno je, da učenci sami pridejo do ugotovitve, ali so njihove zamisli napačne.
V fazi aplikacije učenci uporabijo novo pridobljeno znanje v konkretnem okolju. V zadnji fazi pa ovrednotijo lastni proces spoznavanja in učenja ter uvid v bistvo spremenjenih osnovnih idej.
11 2.3 Opredelitev modelov
Modele delimo na notranje mentalne modele ali zunanje izražene modele (Gobert in Buckley, 2000).
Clement in Rea-Ramirez (2008) opisujeta mentalni model kot osebno predstavo, ki temelji na osebnih izkušnjah ali znanju o pojavih. Mentalni modeli so pogosto izjemno dinamični in jih je težko oceniti, kot taki pogosto vsebujejo napačne predstave in napake. Ker drugi ne morejo neposredno oceniti mentalnih modelov druge osebe, je konstrukcija izraženih modelov nujna za vrednotenje in sporočanje mentalnega modela (Harrison in Treagust, 2000). Gilbert in Boulter (v A typology of school science models, 2000) opisujeta izraženi model kot različico mentalnega modela, ki ga imetnik mentalnega modela ustvarja bodisi z risbami, verbalnim diskurzom ali drugimi oblikami modela.
Izraženi modeli obsegajo simbole, enačbe, grafe, diagrame, zemljevide, simulacije ipd. Avtor modela se glede na potrebe občinstva odloči, ali bo uporabil konkreten, abstrakten ali teoretičen model. Modeli morajo spodbujati preiskovanje, razumevanje in komunikacijo, zaradi česar so ključna orodja za razmišljanje in znanstveno delovanje (Harrison in Treagust, 2000).
2.3.1 Mentalni modeli
Mentalni modeli so psihološke reprezentacije realnih ali imaginarnih situacij. Pojavljajo se v človeškem umu, ko oseba zazna in konceptualizira situacijo (Franco in Colinvaux, 2000).
Mentalne modele je težko opredeliti. Rapp (2005) predstavi razloge za to: mentalni modeli niso resnični fizični subjekti in jih ni mogoče razkriti s pomočjo nevroznanja ali introspektivnega intervjuja. So abstraktni koncepti, ki jih ne moremo neposredno opazovati; o njih lahko sklepamo le na temelju logičnih asociacij. Mentalni modeli so povsem abstraktni opis spomina.
So dinamične reprezentacije, ki se lahko s časom spreminjajo.
Franco in Colinvaux (2000) sta izpostavila štiri značilnosti modelov:
1. Mentalni modeli so generativni: to pomeni, da lahko učenci, ko uporabljajo mentalne modele, proizvajajo nove informacije in predvidevanja.
2. Mentalni modeli vključujejo tiho znanje: učenec, ki uporablja mentalni model, se ne zaveda nekaterih vidikov svojih mentalnih modelov. Vsak ima svoje predpostavke o fizičnih ali drugih pojavih, ki niso nujno pravilne. Teh predpostavk se ne zavedamo in ne razmišljamo o njih, ampak jih uporabimo za razmišljanje. Svoje predpostavke lahko učenci izrazijo z risbo, in tako vidimo, kakšne so njihove napačne predstave.
3. Mentalni modeli so sintetični: mentalni modeli so poenostavljene predstavitve ciljnega sistema, ki je lahko pojav ali dogodek. Reprezentacija ni nikoli popolna reprodukcija tistega, kar je predstavljeno, ampak zahteva zavestno ali nezavedno izbiro vidikov, ki bodo predstavljeni. Da bi lahko razvili model, ki predstavlja cilj, so nekateri vidiki izolirani, da lahko naredimo poenostavitev.
4. Mentalni modeli so omejeni s svetovnimi nazori: ljudje razvijajo in uporabljajo miselne modele v skladu s svojimi prepričanji. Z drugimi besedami, niz omejitev tvori možne mentalne modele, ki jih ljudje uporabljajo.
Številne teme v znanosti zahtevajo, da učenci ustvarijo svoje lastne mentalne modele, učenci pa se zavedajo, da jim fizične predstavitve lahko pomagajo ustvariti lastne mentalne modele in razumeti nove koncepte. Učitelji rutinsko uporabljajo modele in predstavitve, da pomagajo učencem pri konstruiranju lastnega mentalnega modela (Treagust idr., 2002).
12 2.3.2 Znanstveni modeli
Raziskovalci, učitelji in znanstveniki ustvarjajo znanstvene modele, da bi z njimi olajšali razumevanje ali poučevanje naravnih pojavov in sistemov (Sivla, 2007).
Obstaja več različic opredelitve znanstvenega modela. Boulter in Buckley (2000) opredeljujeta znanstvene modele kot predstavitve ideje, predmeta ali procesa, v katerem se tarča ujema z analogom. Hestenes (1996) opredeljuje znanstveni model kot enoto strukturiranega znanja, ki se uporablja za prikaz opaznih vzorcev v fizikalnih pojavih. Cartier, Rudolph in Stewart (2001) opredelijo znanstveni model kot niz idej, ki opisuje naravni proces. Harrison in Treagust (2000) pa definirata znanstveni model kot abstrakten, poenostavljen, reprezentativen sistem pojavov, zaradi katerega so njegove osrednje značilnosti eksplicitne in vidne ter jih lahko uporabimo za ustvarjanje razlag in napovedi.
Tako kot se znanstveno znanje spreminja z novimi odkritji, se morajo tudi znanstveni modeli spremeniti. Zato pravimo, da so znanstveni modeli dinamični. Znanstveniki pogosto rekonstruirajo modele, da so ti bolj koristni pri pojasnjevanju širšega spektra okoliščin. Z drugimi besedami, izboljšan znanstveni model je običajno skladen z novimi in starimi znanstvenimi dokazi. Modele je mogoče uporabiti za ustvarjanje novega razumevanja ali/in za posredovanje razumevanja drugim (»Ambitious science teaching«, 2015).
Model ustvarimo na podlagi opazovanja pojava v resničnem svetu, preizkusimo njegovo razlagalno in napovedno sposobnost in spremenimo z novimi empiričnimi dokazi, da lahko bolje predstavi realni svet (Windschitl, Thomson in Braaten, 2008), nato ga predstavimo kot del argumenta, utemeljenega na dokazih, drugim znanstvenikom za medsebojni pregled.
Znanstveniki ustvarjajo znanstvene modele za organiziranje svojih idej, preizkušanje napovedi, ustvarjanje novih idej ali napovedi in posredovanje rezultatov raziskav in sklepov drugim znanstvenikom (Van Der Valk, Van Driel in De Vos, 2007). Uporabljajo jih predvsem na dva načina. Za povečevanje našega razumevanja sveta s pomočjo testiranja, ki temelji na dokazih, in za sporočanje ter razlago svojih ugotovitev drugim. Dinamična kakovost znanstvenih modelov omogoča raziskovalcem, da jih preizkusijo in na koncu dobijo novo razumevanje in vpogled (Bryce idr., 2016).
Znanstveno modeliranje se redko uporablja pri poučevanju v osnovnih in srednjih šolah. Kadar pa učitelj uporabi model, ga pogosto predvsem za ilustracijo in komunikacijo, s čimer omejuje epistemično bogastvo znanstvene prakse. Učiteljem primanjkuje kakovostnega gradiva, ki podpira uporabo znanstvenega modeliranja. Pogosto vidijo koristnost modelov za poučevanje o znanstvenih vsebinah, ne pa tudi o naravi znanosti (Schwarz idr., 2009).
Cartier idr. (2001) so določili značilnosti, ki definirajo znanstveni model: znanstveni modeli opisujejo naravne procese, sestavljajo jih empirični ali teoretični objekti in procesi, uporabljajo se lahko za razlago in napovedovanje naravnih pojavov, dosledno so ocenjeni na podlagi empiričnih in konceptualnih meril, uporabni pa so kot vodilo v prihodnjih raziskavah.
Van der Valk idr. (2007) so določili šest glavnih značilnosti znanstvenih modelov, ki se nanašajo na naravoslovno izobraževanje:
1. model je vedno povezan s ciljem in je zasnovan za določen namen;
2. model služi kot raziskovalno orodje, ker se uporablja za pridobivanje informacij in napovedovanje ali razlaganje pojavov;
13
3. analogija med modelom in ciljem omogoča raziskovalcu, da izpelje hipoteze ali napovedi, ki jih je mogoče preučiti med proučevanjem cilja;
4. modeli se v nekaterih pogledih razlikujejo od cilja, zaradi česar so ti modeli dostopnejši od cilja;
5. modeli ne vplivajo neposredno na cilj, zato lahko pri oblikovanju vsebujejo element ustvarjalnosti;
6. modeli se razvijajo skozi iterativni proces.
2.3.3 Analogni modeli
Modeli so reprezentacije idej, objektov, pojavov ali sistemov. Učenci se učijo modeliranja in med tem vzpostavijo povezave med teorijo in pojavi (Silva, 2007). Pogosto se uporabljajo za predstavitev stvari, ki so premajhne ali prevelike, da bi jih lahko videli z očmi. Modeli so tako edina vizualna predstavitev, ki jo učenec vidi. Pomaga mu, da poveže znano in neznano (Gilbert, Boulter in Rutherford, 1998).
Modele poučevanja lahko na splošno kategoriziramo kot analogne modele. Učitelji jih uporabljajo za posredovanje znanja ter kot vizualno orodje. Analogni so v tem, da so pogosto manjši od opisovanega predmeta in so izdelani iz različnih materialov. Kemijske formule ali druge simbolne modele lahko uporabimo za poenostavitev postopka razlaganja kompleksnih kemijskih procesov. Matematični modeli, kot so enačbe in grafi, lahko predstavljajo fizične pojave, ki niso predmeti, ampak procesi. Zemljevidi, diagrami ali tabele lahko predstavljajo vzorce ali odnose in lahko pomagajo učencem vizualizirati kompleksne procese. Simulacije, bodisi fizične ali računalniške, lahko učencem pomagajo razumeti procese. Vsi ti modeli so analogni modeli, ker so poenostavljene ali pretirane predstavitve fizikalnih ali teoretičnih procesov (Harrison in Treagust, 2000).
Vsi ti tipi analognih modelov se uporabljajo za poučevanje učencev o znanstvenem modelu.
Model poučevanja je manj kompleksna različica znanstvenega modela, saj je zgrajen z namenom poučevanja delov znanstvenega modela (Clement in Rea-Ramirez, 2008).
Analogni modeli kot analogije so lahko preprosti, obogateni in razširjeni (Curtis in Reigeluth 1984). Preprosti analogni model ne vsebuje razlage med analogom in objektom, ki ga prikazuje. Obogateni model vsebuje razlago, kako in kdaj je objekt podoben analogu. Analog je razširjen, kadar več obogatenih analognih modelov ponazarja en cilj ali obogateni analogni model informira več ciljev. Primer preprostega analognega modela je prikaz atoma v obliki kroglice. Obogatitveni model pa vsebuje razlago, da 'palice' predstavljajo sile med atomi (Harrison in Treagust, 2000).
Analogni modeli se pogosto uporabljajo za modeliranje makroskopskih, submikroskopskih in simbolnih entitet. Vedno so na nek način »poenostavljeni« in »pretirani«, da poudarijo atribute, ki jih želimo prikazati (Harrison in Treagust, 2000).
2.3.3.1 Klasifikacija analognih modelov
Analogne modele lahko razporedimo v naslednjih osem skupin:
1. Modeli lestvic: Modeli živali, rastlin, avtomobilov, čolnov in zgradb se uporabljajo za prikazovanje barv, zunanje oblike in strukture. Ti modeli odražajo zunanjo strukturo, redko pa kažejo notranjo strukturo, funkcijo in uporabo. Prav tako ti modeli niso izdelani iz enakih materialov kot original. Pri tem modelu je treba še posebej opozoriti
14
na razlike in neskladja med modelom in objektom, ki ga prikazuje (Harrison in Treagust, 2000).
2. Pedagoški analogni model: Pedagoški analogni modeli vključujejo vse analogne modele, ki jih uporabljamo pri poučevanju in učenju. Imenujejo se »analogni«, ker prikazujejo informacije ciljnega objekta, in »pedagoški«, ker z njihovo pomočjo učitelj oblikuje razlage, ki učencu omogočijo razumevanje opazovalnih entitet. Analogni modeli so pogosto poenostavljeni ali pretirani, da poudarijo konceptualne atribute (Harrison in Treagust, 2000). Primer: prikaz atomov in molekul, kjer so atomi kroglice in vezi palice.
3. Ikonski in simbolni modeli: Kemijske formule in enačbe so simbolni modeli sestave spojin in kemijskih reakcij. Ne smemo si predstavljati, da prikazujejo resnični prikaz, saj imajo razlagalno funkcijo. Formule in enačbe je treba interpretirati. Primer: CO2
predstavlja ogljikov dioksid. Za natančnejši prikaz ga je treba preoblikovati kot OCO in naprej kot O=C=O (Harrison in Treagust, 2000).
4. Matematični model: Fizikalne lastnosti in procesi so lahko predstavljeni z matematičnimi enačbami in grafi, ki prikazujejo konceptualne odnose. Primer: prikaz Boylovega zakona (Harrison in Treagust, 2000).
5. Teoretični modeli: Teoretični modeli so modeli človeške konstrukcije in opisujejo dobro utemeljene teoretične entitete. Primer: modeli, ki razlagajo kinetične teorije o količini plina, temperaturi in tlaku (Harrison in Treagust, 2000).
6. Zemljevidi, diagrami in tabele: Ti modeli predstavljajo vzorce, poti in odnose, ki jih učenci zlahka vizualizirajo. Primer: krvni obtok (Harrison in Treagust, 2000).
7. Modeli konceptnega procesa: Mnogi znanstveni pojmi niso objekti, ampak procesi. Pri teh si pomagamo z modeli konceptnega procesa, da učencem, ki večinoma razmišljajo konkretno, lažje razložimo nematerialne procese (Harrison in Treagust, 2000).
8. Simulacije: Simulacija je enota več dinamičnih modelov. Simulacije modelirajo kompleksne in prefinjene procese. Vključujejo tudi virtualno resničnost. Realizem številnih simulacij prikriva njihovo analogno naravo in spodbuja učence, da jo vizualizirajo kot realnost. Primer: simulacija globalnega segrevanja, jedrska reakcija (Harrison in Treagust, 2000).
2.3.4 Poučevanje z modeliranjem
Modeliranje temelji na učenju, ki združuje informacijske vire, učne dejavnosti in učne strategije, namenjene lažjemu izoblikovanju mentalnega modela tako pri posameznikih kot v skupini učencev (Gobert in Buckley, 2000).
Na splošno se učitelji osredotočajo na vprašanje, kako učencem predstaviti pojme, namesto da bi se osredotočili na vprašanja, ki so usmerjena na učence, torej, kaj potrebujejo učenci, da se naučijo koncepta. S tem se ne samo izboljša znanje učencev, temveč se izboljša tudi njihovo razumevanje o znanstvenem procesu (Yarker, 2013). Nedavne raziskave kažejo, da imajo učenci, ki ustvarjajo svoje znanstvene modele, boljše razumevanje konceptov kot učenci, ki uporabljajo vnaprej izdelane modele, ki jim omogočajo vizualizacijo in napovedno moč modelov (Edelson, 2001; Henze idr., 2007).
Učenci med konstruiranjem, testiranjem, vrednotenjem in revizijo modela gradijo svoje znanje.
Med takšnim delom učenci vidijo potrebo po učenju novih znanstvenih idej, razpravljajo o tem, kako so ideje in dogodki povezani, argumentirajo dokaze in spremljajo svoje razmišljanje med
15
modeliranjem. Pri modeliranju v učilnici je pomembno, da smo pozorni na naslednjih pet lastnosti modelov:
1. Kakovosten model mora predstavljati dogodek ali proces (»fenomen«) in ne objekta.
Primer: učencem naročimo, da pripravijo model širjenja raka v tkivih človeškega telesa.
Čeprav morajo poznati imena in funkcije posameznih celičnih organelov, jih ne prosimo, da naredijo model celice. Namesto tega se osredotočimo na to, kako in zakaj celične strukture prispevajo k zdravemu delovanju ali bolezni.
2. Fenomen mora biti bogat s kontekstom, kar pomeni, da gre za določen dogodek, ki se dogaja na določenem mestu in v določenem času pod določenimi pogoji. Tako dobimo razlago, kako vse te kontekstualne značilnosti vplivajo na fenomen.
3. Model, ki se ga odločimo ustvariti, mora imeti tudi slikovno predstavitev. To pomeni, da obstaja nekaj vizualne podobnosti med predstavami na papirju in procesom ali dogodkom, ki ga modeliramo.
4. Četrta značilnost modelov za modeliranje v razredu je, da predstavitve vključujejo tako opazne kot neopazne značilnosti. Z neopaznimi označimo tiste, katerih ključni deli niso na voljo našim čutom ali niso neposredno zaznavne z merilno tehnologijo. Značilnosti so lahko neopazne oziroma nedostopne (npr. plasti zemlje), ker so premajhne (npr. kemijske reakcije), ker se dogajajo na veliki površini (npr. sončev mrk), v daljšem časovnem obdobju (npr. evolucija) ali pa so konceptualne (npr. zvočni valovi). Razlagalni modeli v naravoslovju uporabljajo neopazne lastnosti, dogodke, procese in strukture, da pojasnijo, kaj lahko opazujemo.
5. Modeli se lahko spreminjajo. Modeli kažejo, kako so dogodki, stvari, lastnosti in ideje med seboj povezani. Kot rezultat branja, aktivnosti, razprav in eksperimentov učenci sčasoma spreminjajo svoje modele (»Ambitious science teaching«, 2015).
Študija Plute, Chinna in Ducana (2011) je pokazala, da učenci kot merilo dobrega modela navedejo značilnosti, kot so komunikacija, pojasnjevalna moč in učinek podatkov.
Najpogostejši odgovori so bili povezani s količino podrobnih informacij, prestavljenih v modelu. To kaže, da učenci razmišljajo o modelih, ki so v prvi vrsti koristni za posredovanje informacij, podobno kot učbeniki. Mnogi učenci so modele opisali kot orodja, ki pomagajo pri sporočanju idej, namesto da bi jih označili kot predmete, ki podpirajo znanstveno raziskovanje.
2.3.4.1 Raziskovanje s pomočjo modela (»MBI« – Model-based inquiry)
MBI je ciklični metodološki pristop k učenju, ki vključuje razvoj, uporabo in revizijo modelov.
Običajno se začne z dejavnostjo, pri kateri se učenci učijo o določeni temi bodisi s predstavitvijo dogodka bodisi s predstavitvijo določenega pojava. Učenci sestavijo začetni model tega, kar se dogaja in zakaj se dogaja. Lahko naredijo diagramski prikaz, fizični model ali celo verbalni model. Začetni model se nato uporabi za oblikovanje vprašanj, ki jih je mogoče preizkusiti. Ko jih preizkusimo z eksperimentom ali opazovanjem, sprejmemo ali zavržemo začetni model. Glede na ugotovitve lahko model izboljšamo, spremenimo ali zavržemo.
Rezultat tega postopka revizije je nov model, ki bolje predstavi pojav. Končni model se lahko uporabi za napovedovanje ali pojasnjevanje drugih podobnih pojavov. Ko je cikel popoln, lahko učenci s pomočjo svojega modela opišejo pojav (Bogiages, 2014).
2.3.4.2 Modelirno navodilo (»MI« – Model instruction)
MI je postopek, sestavljen iz dveh faz: razvoja modela in uvajanja modela. Faza razvoja modela vključuje opisno fazo, v kateri učitelj vodi učenca v procesu opisovanja temeljnih merljivih parametrov pojava, kar se nanaša na vzročno-posledično razmerje. Učenci nato začnejo s fazo
16
formulacije, v kateri razvijejo temeljne parametre z načrtovanjem in izvajanjem poskusov.
Zbrane podatke uporabijo za izdelavo matematičnega modela, ki temelji na dokazih, zbranih med poskusom. Skupine učencev izvajajo poskuse, jih analizirajo in predstavijo svoje podatke drugim učencem v razredu. Med fazo uvajanja modela učenci uporabijo svoje modele za reševanje novih situacij ali s tem povezanih problemov. Rešitve nato predstavijo drugim učencem v razredu z aktivnostjo, imenovano 'belo vkrcanje'. Belo vkrcanje je dejavnost, ki od učencev zahteva izdelavo plakata, ki vključuje diagram njihovega modela, matematični odnos in rešitev problema (Bogiages, 2014).
2.3.4.3 Poučevanje na podlagi modela (»MBT« – Model-based teaching)
Poučevanje na podlagi modela MBT se začne z usklajevanjem s predhodnim znanjem učencev, razvija njihovo razumevanje procesa in narave znanosti ter zato vodi k pomembnim izboljšavam naravoslovne pismenosti (Gobertin Pallant, 2004) (Tabela 2). Gobert in Buckley (2000) jedrnato opredelita MBT kot katerokoli poučevalno strategijo, ki združuje informacijske vire in učne dejavnosti, s katerimi nameravamo olajšati izgradnjo mentalnega modela učencev.
Tabela 2: Povezanost med naravo znanosti, modeliranjem in znanstveno pismenostjo (Bogiages, 2014, str. 31)
Narava znanosti Modeliranje Znanstvena pismenost Preizkušeno Znanstveno znanje se
spreminja z novimi dokazi.
Modeliranje je iterativni
(ponavljalni) proces, ki se nadaljuje z novimi
informacijami.
Oseba, ki je pismena, mora biti sposobna oceniti kakovost znanstvene informacije na podlagi vira in metod.
Empirično Znanstven argument mora biti podprt z dokazi.
Za spremembo
modela je treba predstaviti nove empirično
utemeljene dokaze.
Znanstvena pismenost pomeni tudi sposobnost predstavljanja in vrednotenja argumentov, ki temeljijo na dokazih, in ustrezna uporaba sklepov.
Subjektivno Teoretske perspektive znanstvenikov
usmerjajo
raziskovanje in analizo podatkov.
Hkrati lahko obstaja več modelov za en pojav.
Znanstvena pismenost pomeni, da lahko oseba vpraša, najde ali določi odgovore na vprašanja, ki izhajajo iz radovednosti o vsakodnevnih izkušnjah.
Ustvarjalno Znanstveniki pogosto ustvarjajo razlage pojava, ki so ustvarjalne.
Generiranje modelov je ustvarjalni proces.
Oseba ima sposobnost opisovanja, razlage in napovedovanja naravnih pojavov.
Družbeno in kulturno
Znanost je človeško prizadevanje in kot taki znanstveniki pristopajo k svojemu delu s kulturnih perspektiv.
Posebni modeli so ustvarjeni in se uporabljajo za razlago pojavov specifičnim
občinstvom.
Naravoslovna pismenost vključuje sposobnost branja z razumevanjem člankov o znanosti v popularnem tisku in vključevanje v družbene pogovore o veljavnosti sklepov.
17
Glede na Tabelo 2 lahko trdimo, da je modeliranje primerna metoda poučevanja naravoslovja za naravoslovno pismenost.
Poučevanje na podlagi modelov (MBT) je ena težjih pedagoških strategij. Prav tako je težko razumeti, kako učitelji razvijajo sposobnost za izvajanje te pedagoške prakse. Bogiages (2014) je opisal štiri različne ravni napredovanja pri uspešnosti izvajanja MBT. Te vključujejo predhodno modeliranje, nastajajoče modeliranje, prehodno modeliranje in spretno modeliranje (Shema 1).
Shema 1: Ravni napredovanja pri uspešnosti izvajanja MBT (Bogiages, 2014, str. 210) 1. Predhodno modeliranje
Tipičen učitelj v svojem razredu uporablja znanstvene modele izključno za komuniciranje ali prikazovanje koncepta, ki se ga morajo učenci naučiti. Na znanstvene modele gleda kot na replike ali kot predstavitve stvari, ki so bodisi premajhne ali prevelike, da bi jih lahko gledali neposredno. Takšno razumevanje modela je podobno ravni razumevanja večine učencev. Modele opisujejo kot orodja, ki »naredijo abstraktno konkretno«, ali kot
»predstavitev nekega naravnega fenomena, ki je prevelik ali premajhen, da bi se o njem neposredno učili«. Učitelj lahko napreduje na drugo stopnjo, če izboljša svoje znanje o znanstvenih modelih. Pridobljeno znanje namreč vpliva na njihovo znanje in sposobnost razprave z učenci o modelih in modeliranju (Bogiages, 2014).
2. Nastajajoče modeliranje
Po pridobitvi znanja o uporabi modelov začne učitelj razpravljati o modelih z učenci, vključevati učence v gradnjo in kritičnost modelov, ponovno razmisli o lastnem razumevanju procesov znanosti. Te spremembe pri uvajanju poučevanja s pomočjo modelov so prvi koraki do glavne značilnosti naslednje stopnje izvajanja – stopnje strokovnosti. Na ravni nastajajočega modeliranja učitelji razpravljajo z učenci o namenu vsakega modela, ki ga uporabljajo v razredu. Na tej stopnji so nameni modelov omejeni na to, da so opisno in komunikacijsko orodje in se še ne štejejo za napovedna ali preiskovalna orodja, ki jih uporabljajo znanstveniki. Vendar pa je namen vsaj povezan s tem, kako je model prikazan ali ustvarjen. Učitelji pri nastajajočem modeliranju v razredu pogosto vključijo učence v delo z diagramskimi modeli iz učbenika, fizičnimi modeli in animacijami. Učitelji lahko učence vključujejo tudi v ustvarjanje modela, ki se najpogosteje izvaja kot formativno ocenjevalna dejavnost. Učenci delijo svoje trenutno razumevanje ali predstavljajo že razumljen pojav (Bogiages, 2014).
3. Prehodno modeliranje
predhodno modeliranje
•znanje o modelih in modeliranju
nastajajoče modeliranje
•postavljanje vprašanj
prehodno modeliranje
•znanje o naravni znanosti
spretno modeliranje
•preiskovalno in pojasnjevalno orodje
18
Da bi se učenci vključili v procese, ki so povezani z oblikovanjem razlagalnega modela, mora biti učitelj sposoben izzvati učenčeve zamisli z vprašanji, namesto da le posreduje ideje z razlago in dialogom. Učitelj uporablja vprašanja, saj s tem pomaga učencem ustvarjati njihovo znanje na tak način, ki je podoben generiranju znanja znanstvenikov.
Učitelji na ravni prehodnega modeliranja še naprej spodbujajo učence k razumevanju, kako razlikovati med modeli in njihovimi cilji ter kako razviti razumevanje vloge modelov in modeliranja. Raven vključuje razpravo o procesu izgradnje modela, ki povečuje kognitivno obremenitev učencev in olajšuje poglobljeno razpravo o vlogi in namenu modelov, hkrati pa omogoča dodatne diskusijske točke, osredotočene na lastnosti znanstvenih modelov. Na tej ravni učenci torej razumejo, da model odgovarja na vprašanje »kako«, vendar ga ne povezujejo z več teoretičnimi konstrukti in vprašanjem »zakaj« (Bogiages, 2014).
4. Spretno modeliranje
Na tej ravni so učenci vključeni v izgradnjo modelov, ki se uporabljajo kot preiskovalno orodje kot tudi orodje za pojasnjevanje, da bi napovedali ali pojasnili pojave. Učitelji so na tej stopnji učence naučili konstruirati in uporabljati več modelov za razlago in napovedovanje vidikov povezanih pojavov. Ko učitelj uvede takšen način poučevanja z modeli, lahko pridejo učenci do globljih spoznanj o naravni znanosti (Bogiages, 2014).
2.3.4.4 Poučevanje FAR (»Focus, action, reflection«)
Modeli delujejo kot razlagalno in učno orodje. Učenci si z njihovo pomočjo lažje zapomnijo snov in jo bolje razumejo. Težava nastopi, ker učenci sami ne znajo ustvariti ustreznega modela in lažje razumejo model, ki ga ponudi učitelj. Zato mora učitelj pri svojih učnih urah sistematično načrtovati model in uporabo analogij. Priporočena je uporaba pristopa, ki vključuje vidike strokovnega poučevanja s poudarkom na ukrepanju in razmisleku (Treagust, Harrison in Venville, 1998). Pristop vključuje načrtovanje pred poukom, ko se učitelj osredotoča na problematiko koncepta, predhodno znanje in sposobnosti učencev ter prepoznavanje analognega modela. Poudarek je na sodelovanju med učiteljem in učencem, ki načrtujeta učinkovitost modela in opredelita spremembe, ki jih uporabita pri popravi modela (Harrison in Treagust, 2000) (Tabela 3).
Tabela 3: Trije vidiki vodnika FAR za poučevanje in učenje z analogijami in modeli (Harrison & Treagust, 2000, str. 1020)
Osredotočenost - koncept - učenec - analog
Ali je težko, neznano ali abstraktno?
Kakšne ideje imajo učenci o konceptu?
Ali je to nekaj, kar vaši učenci poznajo?
Ukrepanje - primerno - neprimerno
Pogovorite se o značilnostih analognega in znanstvenega koncepta.
Zapišite podobnosti med analognim modelom in ciljem.
Razpravljajte, kje/kako se analogni model razlikuje od znanstvenega.
Razmislek - sklepi - izboljšanje
Ali je bila analogija jasna in uporabna ali zmedena?
Glede na izid se znova osredotoči na model.
19 2.3.5 Nasveti za modeliranje
Na harvardski podiplomski šoli za izobraževanje je projektna skupina Projekt razumevanja posledic (The Understandings of Consequence Project) raziskovala vzorce težavnosti, ki so jih imeli učenci pri učenju pomembnih temeljnih konceptov. V sklopu projekta so izpostavili nekaj nasvetov za poučevanje z modeliranjem (»Harvard Graduate School of Education«, 2008):
1. Ko začnete z modeliranjem, zastavite učencem odprto vprašanje in jim dovolite, da narišejo model, ki bi ga uporabili, da bi z njim odgovorili na vprašanje.
2. Vzemite si dovolj časa za razpravljanje o modelih. Tako imajo učenci čas in priložnost za izmenjavo idej, o katerih so pred tem razmišljali.
3. Učenci naj pripravijo modele, preden napišejo razlago.
4. Vsak učenec naj dobi list papirja ali prostor na tabli, kamor nariše svoj model. Tako imamo boljši pregled nad modeli učencev, ko se pogovarjamo o argumentih za njihovo spremembo.
5. V razredu razvijte jezik modeliranja.
6. Povabite učence, da pripravijo modele, ki bodo prikazovali povezavo s ciljem.
7. Čim pogosteje naj učenci pokažejo in razložijo svoje modele. Potem o njih razpravljajte in jih komentirajte. Učence lahko po potrebi razdelite v manjše skupine.
8. Modele uporabljajte kot točko razprave. Učenci naj komentirajo, kaj model dobro prikazuje in kaj bi spremenili.
9. Čim pogosteje povabite razred k skupni izgradnji modelov.
10. Spodbudite učence, da ustvarijo »konkurenčne modele« – različne načine za razlago istega dogodka. Tako spodbudite fleksibilno razmišljanje.
11. Spodbudite učence, da stremijo k izdelavi boljšega modela in ne le k izdelavi modela, s katerim bi le pridobili pravi odgovor.
Nekaj načel za uporabo in usmerjanje učencev pri modeliranju in razlagi:
- Ključni pomen pri modeliranju imajo nevidne strukture, pojavi. Učence prosite, naj narišejo opazne in neopazne značilnosti.
- Prikažite minevanje časa. Učenci naj pripravijo predstavitve, ki prikazujejo, kako se dogodki ali procesi spreminjajo skozi čas. Pogovorite se o tem, kaj se je dogajalo, preden se je dogodek zgodil, in zakaj se je dogodek ustavil.
- Pomemben je dogovor o risanju pri modeliranju: kaj bodo pomenile puščice, kako bo prikazan čas poteka dogodka, kako bodo označeni določeni deli ipd.
- Predstavite predloge s smernicami za risbe, ki jih je težko skicirati (»Ambitious science teaching«, 2015).
Schwarz idr. (2009) so pripravili predlog za potek modeliranja po korakih, ki je predstavljen v Tabeli 4.
