UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA
VERONIKA ŠINIGOJ
POUČEVANJE TEHNIKE IN TEHNOLOGIJE Z UČENJEM Z ODKRIVANJEM
DIPLOMSKO DELO
LJUBLJANA, 2013
UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA
DVOPREDMETNI UČITELJ
VERONIKA ŠINIGOJ
MENTOR: doc. dr. Janez Jamšek
POUČEVANJE TEHNIKE IN TEHNOLOGIJE Z UČENJEM Z ODKRIVANJEM
DIPLOMSKO DELO
LJUBLJANA, 2013
Zahvala
Zahvaljujem se mentorju doc. dr. Janezu Jamšku za strokovno pomoč, koristne nasvete in usmerjanje pri nastajanju diplomskega dela.
Iskrena hvala moji družini, še posebej staršem, ki so mi omogočili študij, me pri tem spodbujali in mi pomagali.
Zahvaljujem se tudi vsem ostalim, ki so kakorkoli pripomogli pri nastajanju
diplomskega dela.
POVZETEK
Z diplomskim delom želimo študentom tehnike približati uporabo alternativnih metod poučevanja, učitelje tehnike pa spodbuditi k uporabi metode učenja z odkrivanjem pri njihovem poučevanju. Delo zajema alternativne metode poučevanja, ki jih poznamo pod imenom induktivno poučevanje. Opisane so lastnosti induktivnega poučevanja ter zgodovinski razvoj le-tega. Natančneje je predstavljena metoda učenja z odkrivanjem, njene značilnosti, oblike ter njeno teoretično ozadje. Diplomsko delo se nadaljuje s pregledom učnih načrtov, učbenikov in ostale literature, ki nakazuje uporabo induktivnih metod oziroma učenja z odkrivanjem v Sloveniji in tujini na področju tehnike in fizike v osnovni šoli (OŠ).
Zaključili smo s predlogom učne priprave (UP) za 7. razred devetletne OŠ, ki prikazuje uporabo učenja z odkrivanjem za primer krmiljenja. Učenci tekom tehniškega dne (TD) spoznajo namen enopolnega in menjalnega stikala ter tipkala. Raziščejo namen zaporedne in vzporedne vezave stikal. Učenci so aktivno vključeni v proces učenja. Učitelj pa učence usmerja in jim nudi pomoč po potrebi.
KLJUČNE BESEDE:
Tehnika in tehnologija, induktivno poučevanje, učenje z odkrivanjem, učna priprava, tehniški dan, krmiljenje.
Teaching Design and Technology by Discovery Learning
Thesis target group are in-service and pre-service primary school technology techers to whom we want to present the use of alternative teaching methods and encourage teachers to use discovery learning method in their teaching process. Firstly alternative teaching method, known as inductive teaching, are presented. Theirs propertis and hystorical development are described. Here discovery learning method, its features, design and its theory foundations is emphasized. This is followed by primary school engineering education (also physics) ccurricula, relative textbooks and other literature that suggests the use of inductive teaching methods and the discovery learning method in Slovenia and abroad overviewed. At the end we propose a lesson plan for 7th grade of nine-year elementary school that demonstrates the use of discovery learning for the case of control. This Students learn about single - pole switch; single - pole, double – throw switch and pushbutton switch at school visit day. They research about series and parallel connection of switches. Students are actively involved in learning process. Teachers task is only to guide the education process and to provide students help if needed.
KEY WORDS:
Design and technology, inductive teaching, discovery learning, lesson plan, school visit day, controling.
KAZALO
1 UVOD ... 1
1.1OPREDELITEVPODROČJAINOPISPROBLEMA ... 1
1.2NAMEN,CILJIINHIPOTEZE NALOGE ... 2
1.3PREDVIDENE METODERAZISKOVANJA ... 2
1.4PREGLEDVSEBINEOSTALIHPOGLAVIJ ... 2
2 INDUKTIVNO POUČEVANJE ... 5
2.1ZNAČILNOSTIINDUKTIVNEGAPOUČEVANJA ... 5
2.1.1 Konstruktivizem ... 5
2.2ZGODOVINAINDUKTIVNEGAPOUČEVANJA ... 6
2.3METODEINDUKTIVNEGAPOUČEVANJA ... 7
3 UČENJE Z ODKRIVANJEM ... 11
3.1ZNAČILNOSTIUČENJAZODKRIVANJEM... 11
3.2OBLIKEUČENJAZODKRIVANJEM ... 13
3.3PROCESUČENJAZODKRIVANJEM ... 14
3.4TEMELJIUČENJAZODKRIVANJEM ... 15
4 UPORABA UČENJA Z ODKRIVANJEM PRI TEHNIKI IN TEHNOLOGIJI ... 17
4.1VSLOVENIJI ... 17
4.2VTUJINI ... 20
5 PREDLOG UČNE PRIPRAVE ... 23
5.1PREGLEDOBSTOJEČIHDEL ... 23
5.2KRMILJENJE–UČNAPRIPRAVA ... 24
6 DISKUSIJA ... 29
7 ZAKLJUČEK ... 31
8 LITERATURA IN VIRI ... 33
9 STVARNO KAZALO ... 37 10 PRILOGE ... I 10.1UČNAPRIPRAVA ... I
AKRONIMI IN OKRAJŠAVE
OŠ Osnovna šola
PUD Projektno učno delo
PV Problemsko vprašanje
TD Tehniški dan
TIT Tehnika in tehnologija
UP Učna priprava
UN Učni načrt
1 UVOD
Uporabo induktivnega poučevanja lahko zasledimo že v času Aristotela, okrog 300 let pred našim štetjem. Induktivno poučevanje se je nato še pojavljalo v različnih oblikah in pri različnih avtorjih. Dandanes pa je uporaba tega načina poučevanja nekoliko zamrla.
Večina učiteljev se veliko raje poslužuje deduktivnega pristopa oziroma tradicionalnega pouka, pri katerem so učenci samo prejemniki informacij ne pa aktivni udeleženci pouka. Razlog tiči predvsem v tem, da je tradicionalni pouk mnogo lažje organizirati in izpeljati kot pouk, ki temelji na induktivnem poučevanju. Čeprav je večina UN napisana za uporabo induktivnega pristopa, se učitelji tega načina poučevanja izogibajo.
1.1 OPREDELITEV PODROČJA IN OPIS PROBLEMA
Pred približno 100 leti se je poučevanje in prejemanje znanja močno razlikovalo od današnjega; učnih pripomočkov in šolskih potrebščin je bilo malo. Knjige so bile zelo dragocene, zato so si jih lahko privoščili le redki. Pridobivanje znanja je bilo zelo cenjeno. Učitelj je posredoval znanje, učenci pa so bili pasivni. Z leti je prišlo do številnih tehnoloških sprememb. V šolah so bili dostopni različni učbeniki, delovni zvezki in vse več učnih pripomočkov. Knjige so postale prosto dostopne v knjižnicah, kasneje so začeli uvajati v pouk tudi računalnike in internet. Kljub vsem tehnološkim napredkom v izobraževalnemu sistemu pa se način prenosa znanja na učenca ni prilagodil razvoju, še več, v splošnem se je le malo spremenil. Da lahko sledimo tehnološkim spremembam in jih vključujemo v pouk, moramo spremeniti tudi sam način prenosa znanja z učitelja na učenca. Zato je v pouk nujno potrebno uvajanje metod poučevanja, pri katerih učenci aktivno sodelujejo, sami raziskujejo, odkrivajo in se učijo na podlagi svojih izkušenj. Učitelj pa je v razredu le kot pomočnik in svetovalec, ki učence usmerja. Podobno situacijo lahko zasledimo pri pouku tehnike.
Večina učiteljev se še vedno raje poslužuje razlage in demonstracije, torej deduktivnih metod, kot da bi učence aktivirali, zaposlili in naredili uro bolj pestro ter visoko motivacijsko za učence (induktivne metode).
1.2 NAMEN, CILJI IN HIPOTEZE NALOGE
Namen diplomskega dela je prikazati uporabo induktivnih metod: učenja z odkrivanjem pri pouku Tehnike in tehnologije (TIT). Poleg tega pa tudi zbrati podatke o induktivnem poučevanju, raziskati lastnosti metode učenja z odkrivanjem, poiskati obstoječe primere učnih priprav, v katerih je uporabljena ta metoda, nato pa podati primer učne priprave za tehniški dan (TD) v osnovni šoli (OŠ), ki bo v pomoč učiteljem pri organiziranju učnih ur z uporabo te metode.
Cilji (C) diplomskega dela:
C1: Opisati značilnosti induktivnega poučevanja ter podati zgodovinski pregled induktivnega poučevanja.
C2: Opisati značilnosti metode učenja z odkrivanjem.
C3: Podati pregled obstoječih primerov uporabe metode učenja z odkrivanjem za področje osnovnošolskega tehniškega izobraževanja (6. – 8. razred).
C4: Podati primer učne priprave za pouk Tehnike in tehnologije, ki bo temeljil na metodi učenja z odkrivanjem.
1.3 PREDVIDENE METODE RAZISKOVANJA
Diplomski seminar je zasnovan deskriptivno. Podatke smo zbrali iz ustreznih strokovnih virov in literature, ki na to temo že obstajajo. Raziskali smo, če je že kdo uporabil metodo učenja z odkrivanjem pri tehniškem izobraževanju v osnovni šoli. Na koncu pa smo podali primer učne priprave, ki temelji na metodi učenja z odkrivanjem.
1.4 PREGLED VSEBINE OSTALIH POGLAVIJ
Metoda učenja z odkrivanjem je ena izmed induktivnih metod poučevanja, zato so v drugem poglavju predstavljene lastnosti induktivnih metod ter zgodovinski razvoj induktivnega poučevanja. Podani so opisi posameznih induktivnih metod.
V tretjem poglavju se osredotočimo na obravnavano metodo in podrobneje razložimo lastnosti le-te. Predstavljene so oblike metod učenja z odkrivanjem ter procesi učenja s to metodo.
V četrtem poglavju je predstavljen pregled uporabe induktivnih metod v Sloveniji na področju TIT, izbirnih predmetov (ki jih učitelj tehnike lahko
poučuje) ter področje fizike. Podana je tudi raziskava, ki potrjuje učinkovitost metode v tujini.
V petem poglavju se osredotočimo na primer UP za TD v 7. razredu devetletne OŠ. Najprej je podan pregled obstoječih del za tematiko, ki jo obravnavamo na TD. V tem poglavju UP predvsem komentiramo in utemeljujemo posamezne faze. Samo UP si lahko ogledamo v devetem poglavju.
V šestem poglavju, v diskusiji, je predstavljeno v kolikšni meri smo zastavljene cilje (C1-C4) dosegli.
V zaključku, v sedmem poglavju sklenemo diplomsko delo in podamo vprašanja, ki so ostala odprta in jih bi v bodoče lahko raziskali.
2 INDUKTIVNO POUČEVANJE
Večina učiteljev se poslužuje tradicionalnega načina poučevanja in uporablja pri pouku deduktivne metode kot so razlaga, demonstracija, razgovor, delo s tekstom itd.
Deduktivni pristop k poučevanju je osredotočen na učitelja, ki učencem predstavi temo, jo razloži, nato pa učenci vadijo na podanih primerih v učbeniku in delovnem zvezku.
Učitelji, ki so v aktivni vlogi, posredujejo znanje, pasivni učenci pa ga absorbirajo in v enaki obliki podajo nazaj. Edina motivacija, ki jo učenci dobijo je ta, da bodo znanje in pridobljene sposobnosti pomembne kasneje v njihovem življenju. To pa je velikokrat zelo slaba spodbuda za učence v osnovni šoli. Boljši način za motiviranje učencev je uporaba alternativnih metod poučevanja,ki jih poimenujemo induktivno poučevanje [1].
2.1 ZNAČILNOSTI INDUKTIVNEGA POUČEVANJA
Pri tem pristopu učitelj začne uro s problemom ali izzivom. Učenci s temi izzivi spoznajo potrebo po znanju, sposobnostih in razumevanju. Učitelj ima še vedno pomembno vlogo, ker učencem zagotavlja podporo in pomoč pri učenju ter jih usmerja skozi učni proces, učenci pa z lastno aktivnostjo raziskujejo ter odkrivajo svoje znanje.
V koš induktivnih metod spada več različnih metod (poizvedovalno učenje, problemsko učenje, projektno učenje, učenje na primerih, ravno ob pravem času ter učenje z odkrivanjem), ki imajo kar nekaj skupnih lastnosti. So induktivne in osredotočene na učenca, torej je učenec v središču pozornosti in ima več odgovornosti za svoje učenje. Temeljijo na konstruktivizmu, ki je osnova induktivnega poučevanja.
Metode vedno zahtevajo aktivnost učenca pri pouku, vključujejo ga v diskusije in reševanje problemov. Zanje je značilno tudi kolaborativno in kooperativno delo, kar pomeni, da učenci delajo večinoma v skupinah [1].
2.1.1 Konstruktivizem
Temelj induktivnega poučevanja je že prej omenjeni konstruktivizem. Začetke lahko najdemo že med 4. in 6. stoletjem pred našim štetjem v delu Lao Tzuja, Buddhe in Heraclitusa. Kasneje pa se pojavi v 18. stoletju s filozofom Immanuelom Kantom in
Giambattista Vicom. Konstruktivistični pogled na učenje pa so zagovarjali Piaget, Dewey, Bruner in Vigotsky.
Temeljna značilnost konstruktivizma je ta, da je znanje vedno konstrukt vsakega posameznika, torej da si vsak učenec svoje znanje aktivno ustvarja / izgrajuje in ni samo kopija posredovanega znanja. Učitelji, ki pri tem sodelujejo so bolj ali manj samo spodbujevalci in usmerjevalci učnega procesa. Velik vpliv na izgrajevanje znanja pa imajo že obstoječe miselne strukture, pa čeprav so napačne in nepopolne. V procesu učenja so zelo pomembni učenčeva izkušnja, trud, sodelovanje, soočanje z življenjskimi problemi in miselna dejavnost. Takšno učenje, ki ga učenec pridobi z razumevanjem je relativno obstojno, smiselno in uporabno. Konstruktivizem opisuje učenje kot samostojen konstruktivni dosežek učenca. Pri tem je zelo pomembna tudi refleksija (razmišljanje o učenju) ter razreševanje novih problemov. Izhodišče za pouk pa so učenčevo prejšnje znanje, stališča ter interesi. Pri konstruktivizmu ne obstaja enotna teorija učenja, mnoge pa imajo skupen poudarek na medsebojni interakciji. Učenje je socialni proces, znanje je tako socialno in kulturno zasnovano. Konstruktivistične poglede lahko organiziramo v tri vrste konstruktivizma: psihološki, socialni in sociološki konstruktivizem [2].
2.2 ZGODOVINA INDUKTIVNEGA POUČEVANJA
Začetke induktivnega poučevanja lahko najdemo že pri empiristu Aristotelu (384–322 pred našim štetjem), ki je trdil da ljudje uporabljamo čutila za iskanje resnice in znanja, učimo se iz izkušenj. Učenje z raziskovanjem, odkrivanjem in poizvedovanjem se je ponovno pojavilo v 14. stoletju v obdobju renesanse. John Locke (1632–1704) je zopet obudil Aristotelov koncept učenja, da se vsak otrok rodi kot nepopisan list in se oblikuje oziroma pridobi znanje s svojo lastno aktivnostjo in izkušnjo [4]. John Lock, David Hume in še mnogi drugi so pripadali empirizmu, smeri, ki je zanikala obstoj konceptov oziroma znanja pred izkušnjo. Zanje je bilo znanje produkt učenja z izkušnjo ter zaznavanjem [4]. Immanuel Kant (1724–1804) je trdil, da se zavest znanja začne z izkušnjo, toda znanje samo obstaja pred izkušnjo. Strinjal se je s tem, da je znanje pomembno za pridobivanje izkušenj [5]. Jean Piaget (1896–1980) je bil prvi, ki je trdil, da je učenje kognitivni proces in da učenci kreirajo svoje znanje. Spoznal je, da učenci gradijo svoje znanje na izkušnjah. Pri tem pa so zelo pomembne faze razvoja, ki jih je
definiral: senzomotorična, predoperacijska, konkretno operacijska in formalno operacijska. Ruski znanstvenik Vygotsky (1896–1934) je razširil Piagetovo teorijo razvoja kognitivnih zmožnosti s tem, da je posameznika postavil v interakcijo z okoljem in trdil, da se učenje zgodi in začne v kulturnem okolju. Če sledimo Piagetu lahko trdimo, da so učitelji lahko bolj učinkoviti, če organizirajo učenje in pri tem upoštevajo razvojne faze, če povežejo otrokovo znanje s prejšnjim znanjem in izkušnjami ter uporabijo socialno in naravno okolje kot priložnost za učenje. John Dewey (1895–1952) se je strinjal z Rousseaujem, da učenje ne sme biti ločeno od življenja in da mora biti usmerjeno v učenca ter vodeno z dobrim učiteljem. Tudi sam je bil mnenja, da je učenje odvisno od okolja, v katerem posameznik živi. Dewey je bil tudi prvi, ki je ustanovil šolo z laboratorijem in tisti, ki je spodbujal idejo aktivnega učenja. Priporočil je uporabo poizvedovalnega učenja leta 1910. Učitelje je spodbujal k uporabi te metode poučevanja, saj je za učence bolj zanimivo, če so aktivno vključeni v proces učenja.
Maria Montessori (1870–1952) je podobno kot Dewey verjela, da se učenci učijo z aktivnostmi, ki so skrbno načrtovane. Poleg tega pa je čutila, da je igra zelo pomemben dejavnik v otrokovem razvoju in kognitivnem učenju. Trdila je, da bi učitelji morali biti vodniki in nadzorniki učencev, da bi učencem bili v pomoč, ne pa samo avtoriteta, katere bi se učenci morali bati [4]. Jerome Bruner (rojen leta 1915) je razvil pristop učenja z odkrivanjem, David Ausubel (1918–2008) pa metodo vsakdanjega učenja (angl. meaningful learning) [5].
2.3 METODE INDUKTIVNEGA POUČEVANJA
Pod izrazom induktivne metode lahko prepoznamo več metod (I–IV), ki bodo predstavljene v nadaljevanju. Te metode imajo skupne značilnosti, ki smo jih opisali v podpoglavju 2.1, se pa tudi razlikujejo med seboj.
I. Poizvedovalno učenje (angl. inquiry learning). Poizvedovanje je opredeljeno kot iskanje resnice, informacij ali znanja. Sam proces je učinkovit, kadar so učenci sposobni prevesti informacije v uporabno znanje. Ni samo iskanje pravilnih odgovorov, pač pa iskanje najprimernejših rešitev na vprašanje ali problem, ki je učencu postavljen. Strokovnjaki delijo poizvedovalno delo na strukturirano, vodeno ter odprto. Razdelimo ga lahko tudi na učiteljevo ter učenčevo poizvedovanje [1].
II. Problemsko učenje (angl. problem-based learning). Šola mora učencem omogočiti ustvarjalnejše učenje in razvijati kritično mišljenje. Spodbujati mora učence k zahtevnejšim ravnem mišljenja kot so analiza, uporaba in ustvarjanje (po revidirani Bloomovi taksonomski lestvici). Problemsko učenje je metoda, ki temelji na problemski situaciji, ki izhaja iz realnega življenja. Problem je za učenca nekaj novega in ga ne zna rešiti s svojim znanjem, zato potrebuje dodaten miselni postopek. Pri učencih ta metoda razvija divergentno učenje, znanje ter veščine.
Učitelj mora upoštevati preteklo učenje, stopnjo razvoja, vrsto gradiva in individualne značilnosti otrok. Učenci rešujejo problem v skupini, na koncu predstavijo ugotovitve, rezultat pa je novo znanje. Sama metoda je mogoče za neizkušenega učitelja precej težka, saj je izbira dobrega problema zahtevna in vzame veliko časa [2]. Najpomembnejši cilji problemskega učenja so usmerjeni v pomoč učencem, da konstruirajo široko in fleksibilno znanje, razvijejo učinkovite sposobnosti za reševanje problemov, postanejo učinkoviti sodelavci ter sami po sebi motivirani za učenje [3]. Problemsko učenje ima kar dolgo zgodovino, ni bilo vedno poznano kot problemsko učenje in se ni pojavilo iznenada, ampak je imelo kar nekaj predhodnikov. Prvič se je pojavilo z Deweyem in njegovo eksperimentalno šolo na Univerzi v Chicagu. Bil je prvi, ki je imel idejo, da je učenje zanimivejše, če so učenci aktivno vključeni v učni proces. Nato se je problemsko učenje pojavilo leta 1930 na Harvardski Univerzi, kjer so študentom predstavljali izzive iz življenja, na katere so študentje iskali rešitve. Kasneje je močno vplival na razvoj še Jerome Bruner s svojim učenjem z odkrivanjem (angl. learning by discovery). Vidimo lahko, da se je problemsko učenje razvilo v tri različne smeri oziroma tipe. Leta 1969 pa se je skupina študentov medicine vključila v proces učenja, ki so ga imenovali problemsko učenje. Delali so na realnih primerih, pri samem procesu so jim pomagali svetovalci in voditelji [6].
III. Projektno učenje (angl. project-based learning). Projektno organiziran pouk se začne z mislijo na neki proizvod, bodisi je to izdelek bodisi projektno poročilo.
Med izdelavo projekta nastane eden ali več problemov. Na koncu učenci predstavijo izdelek, ki jih motivira skozi celoten proces projektnega učnega dela. Projektno delo praviloma zahteva medpredmetne povezave in časovno presega klasične učne ure.
Učenci rešujejo probleme s timskim delom. Projektno učno delo je zelo kompleksno in ga je potrebno skrbno načrtovati [2].
IV. Učenje na primerih (angl. case-based teaching).
Učenci obravnavajo zgodovinske ali hipotetične primere, ki vključujejo reševanje problemov ali sklepanje o rešitvi. Primeri morajo biti realni. Ideja tega pristopa je, da se učenci zavedajo podobnih situacij in dilem, s katerimi se lahko srečajo [1].
Učenje na primerih je posebna vrsta problemskega učenja. Definicija pravkar omenjenega učenja pa se od problemskega učenja ni razlikovala vse do leta 2008.
V. Ravno ob pravem času (angl. just-in-time learning).
Metoda je kombinirana z računalniško tehnologijo oziroma spletom ter aktivnimi metodami poučevanja v razredu. Učenci preko spleta individualno rešijo naloge ali odgovorijo na vprašanja do določene ure. To prisili učence, da se pripravijo na pouk, da pregledajo učbenike in potrebno literaturo. Učitelji odgovore pregledajo in temu prilagodijo uro [1].
VI. Učenje z odkrivanjem (angl. discovery learning).
Je pristop, pri katerem so učenci zelo samostojni. Učencem je na začetku ure dan problem ali vprašanje, na katerega tekom ure poiščejo rešitve. Učenci tekom procesa pridobivajo konceptualno znanje. V primarni obliki se pojavlja tako, da učitelji postavijo problem in podajajo povratne informacije učencem, vendar ne nadzorujejo in vodijo dela učencev in njihovih naporov. Ta metoda je uporabljena redkeje kot druge, saj imajo učitelji pri tem zelo veliko dela [1]. Metoda je v nadaljevanju podrobneje predstavljena.
3 UČENJE Z ODKRIVANJEM
Metoda učenja z odkrivanjem je človeku poznana že od rojstva. Ko se rodimo, začnemo raziskovati okolico in odkrivati njene zanimivosti, pri tem pa si pomagamo z različnimi čutili. V tem poglavju bo podrobneje predstavljena metoda učenja z odkrivanjem, njene značilnosti ter različne oblike, ki jih zasledimo v literaturi. Za začetek pa najprej opredelimo razliko med poučevanjem in učenjem [1]. Poučevanje je proces, ki ga izvajajo učitelji (podajanje znanja), učenje pa je proces, ki ga izvajajo učenci (pridobivanje znanja). Pri opisovanju obravnavane metode bomo uporabljali izraz učenje z odkrivanjem. Čeprav uporabljamo izraz učenje z odkrivanjem, gledamo na proces z vidika učitelja. Učenec ima pri tem še vedno pomembno vlogo, ker je prav tako aktiven pri učenju.
3.1 ZNAČILNOSTI UČENJA Z ODKRIVANJEM
Učenje z odkrivanjem je del kognitivne teorije. Poudarek daje predvsem aktivnemu učenju. Poleg tega razvija vsebinsko učenje (angl. meaningful learning) in lahko povzroči spremembo prepričanja in vrednot do predmeta in učenca samega. Aktivno učenje ima vrsto prednosti. Učenci, ki so aktivno vključeni v pouk, so bolj pozorni na učenje. Aktivno sodelovanje omogoča pridobitev takojšnje informacije. Učenci so takoj seznanjeni ali so nalogo / problem uspešno rešili ali ne. Poleg tega pa učitelj sproti daje učencem povratne informacije o njihovem razumevanju. Učenci, ki aktivno sodelujejo pri pouku so bolj motivirani. Uspeh učenja z odkrivanjem pa predstavlja tudi to, da je metoda bolj vsebinsko naravnana. Učenci sami pridobijo informacije. Metoda omogoča uporabo lastnih asociacij kot osnovo za razumevanje. Za učence je zelo pomembno, da znajo uporabiti svoje primere in se pri tem izražajo s svojimi besedami. Učenje z odkrivanjem je konkretna metoda in je zato za začetnike lažja. Večina nalog in problemov temelji na realnih problemih in situacijah. Tako si učenci lažje predstavljajo določen problem. Metodo uporabimo za reševanje že poznanih primerov v novih kontekstih. Pri tem uporabimo že poznane informacije. Pogosto imamo občutek, da stvari, ki se jih naučimo v šoli nimajo povezave z realnim svetom. Pri učenju z odkrivanjem pa se učimo v povezavi s kontekstom, z realnim svetom in na ta način
odkrivanjem je metoda, ki spodbuja učence, da sprašujejo in rešujejo probleme. Na vprašanja sami poiščejo odgovor in ne pričakujejo, da jim bo odgovoril kdo drug, npr.
učitelj. S tem si učenci razvijajo samostojnost in zaupanje vase in v svoje zmožnosti.
Pogosto se namreč zgodi, da se učenci čutijo nemočne za reševanje problemov, ker nimajo zaupanja v svoje sposobnosti. Uspeh pri odkrivanju, postavljanje vprašanj in iskanje odgovorov nanje učencem veča samozavest in zaupanje vase. Učenje z odkrivanjem je metoda, ki lahko spremeni prepričanja in stališča do predmeta in učencev. Metoda zagovarja prepričanje, da je razumevanje konstrukcija vsakega posameznika in ni pridobljeno od avtoritete. Učencem postavlja večjo odgovornost za učenje. Učenci niso odvisni od drugih in so sami odgovorni za svoje znanje [7]. Metoda učenja z odkrivanjem zahteva od učencev, da raziskujejo snov oziroma problem aktivno. Interpretirajo informacije in pridejo do zaključkov in rešitev. Uporaba metode pri pouku je učinkovita, če je proces skrbno strukturiran, če imajo učenci predhodno znanje in sposobnosti ter jim učitelji zagotavljajo potrebno podporo in pomoč tekom pouka [8]. Učenci znanje aktivno odkrivajo. Metoda spodbuja učence v globlji nivo razumevanja. Osredotočena je na analiziranje in interpretiranje informacij. Učenci informacij ne samo memorizirajo, ampak tudi razumejo, kaj so se naučili [9]. Učitelj pomaga učencem, da odkrijejo povezave med podatki ali informacijami. Učna ura mora biti zasnovana in oblikovana tako, da jim to omogoča. Učitelj mora učencem zagotoviti dostop do informacij, ki jih potrebujejo, vendar jih ne ureja namesto njih. Učenci sami organizirajo in uredijo podatke. Če je material, ki ga učenci dobijo preveč strukturiran postanejo odvisni od drugih (od učiteljev). Če pa je učencem dovoljeno, da stvari sami odkrivajo je uspeh pri učenju večji, saj si bodo pridobljene informacije zapomnili za dalj časa in jih bodo sposobni uporabiti v novih, podobnih realnih situacijah. Učitelj je pri učni uri posrednik (mediator), kot ga poimenuje Jerome Bruner. To pomeni, da učencev ne usmerja preveč, vendar še vedno nadzira in nudi dovolj pomoči [10]. Pri metodi so pomembni tudi neuspehi, ki jih doživljajo učenci. Neuspehe vidimo kot pozitivne, saj se tako učenci naučijo več. Če učenec ni doživel neuspeha med učenjem, se ni naučil ničesar. To dejstvo zagovarjajo kognitivni psihologi. Pomemben je tudi odziv. Učenje je oblikovano z diskusijo s sošolci. S pogovorom poglobijo svoje razumevanje snovi [9].
3.2 OBLIKE UČENJA Z ODKRIVANJEM
Učenje z odkrivanjem lahko zasledimo v različnih oblikah. Oblike, ki bodo navedene se razlikujejo po nadzoru učitelja. Poznamo odprto odkrivanje (angl. open-ended), odkrivanje z minimalnim nadzorom (angl. minimally-guided) in vodeno odkrivanje (angl. guided discovery). Pri odprtem odkrivanju učitelji zagotovijo vse potrebne pripomočke, vendar so učenci deležni zelo malo učiteljeve pomoči tekom raziskovanja.
Učenci se sami odločijo, katere metode bodo uporabili in na koncu morajo zapisati lastne zaključke. Ta vrsta učenja z odkrivanjem je manj primerna za učence s šibkim znanjem. Pri vodenem odkrivanju učitelji razložijo snov, nalogo in podajo namige za nalogo, učenci sledijo korak za korakom in tako pridejo do rešitve problema. Med samo aktivnostjo učitelji postavljajo vprašanja, podajajo namige in predloge. Vodeno odkrivanje zajema naslednje korake [8]:
1. Učitelj poda problem oziroma vprašanje.
2. Učitelji in učenci skupaj podajo ideje za raziskovanje teme s pomočjo možganske nevihte.
3. Učenci individualno ali v skupinah pridobijo in interpretirajo podatke.
4. Skupine naredijo sklep in zaključek ter izmenjajo informacije z ostalimi skupinami. Če je potrebno jih tudi popravijo.
5. Učitelj na koncu pomaga razčistiti nesporazume in zapisati pravilne zaključke.
Vodeno odkrivanje ima tako dobre kot slabe lastnosti. Pozitivna stran tega je, da so učenci aktivno vključeni v proces učenja. Aktivnosti so bolj vsebinsko naravnane kot tipične ure pouka. Učenci pridobijo nove sposobnosti in strategije, ki jih gradijo na svojih prejšnjih znanjih in sposobnostih. Učitelji s tem spodbujajo neodvisnost učencev.
Učenci z delom v skupinah okrepijo socialne zmožnosti. Na drugi strani pa ne smemo zanemariti negativnih lastnosti učenja z odkrivanjem. Poudarimo lahko, da je metoda časovno potratna. Če hočemo, da je tak način učenja učinkovit moramo zagotoviti primerno okolje in prostor. Komunikativno šibkejši učenci imajo pogosto težave s formiranjem mnenja ter zaključkov. Na koncu pa so tu še učitelji, ki niso nujno dobri pri kreiranju in organiziranju. Aktivnosti mogoče ne spremljajo učinkovito in niso sposobni podati spodbude in primernega vodenja, ki ga učenci potrebujejo [8].
Poznamo tudi druge oblike učenja z odkrivanjem, in sicer [5]:
1. Učenje na primerih (angl. learning by examples). Je najstarejša in najbolj osnovna oblika učenja z odkrivanjem. Metoda ponazarja najvišjo raven nadzora.
Primeri so skrbno izbrani in predstavljeni v določenem zaporedju (vedno začnemo s pozitivnimi primeri). Naloga učencev pa je, da analizirajo značilnosti predstavljenih primerov ter jih primerjajo med seboj. Nadzor je zagotovljen s predstavitvijo dobro zasnovanih primerov, s predpisovanjem potrebnih korakov ter podajanjem povratne informacije o pravilnosti hipotez in predpostavk.
2. Učenje z eksperimentiranjem (angl. learning by experimentation) je najbolj razširjena in preiskovana oblika metode. Poimenujemo jo lahko tudi znanstveno poizvedovanje (angl. science inquiry). Za razliko od učenja na primerih, učenci ne dobijo takojšnje povratne informacije o pravilnosti svojih predpostavk.
Takšna oblika učenja za učence predstavlja velik izziv, saj morajo oblikovati eksperiment, s katerim preverijo oziroma testirajo svoje predpostavke.
3. Učenje z oblikovanjem (angl. learning by designing). Za učence predstavlja še večji izziv kot prejšnji dve obliki. Učenci ne dobijo primera ali problema, ki bi ga morali analizirati oziroma razložiti. Pri tej obliki učenci oblikujejo izdelek, predmet, napravo, program ali model, s katerim dosežejo predpisano funkcijo [5].
3.3 PROCES UČENJA Z ODKRIVANJEM
V literaturi se pojavlja kar nekaj različnih procesov učenja z odkrivanjem. Friedler, Nachmias in Linn so leta 1990 učenje z odkrivanjem opisali kot prehod med naslednjimi fazami [11]:
1. definiranje problema, 2. postavljanje hipoteze,
3. oblikovanje in izvedba eksperimenta,
4. opazovanje, zbiranje, analiziranje ter interpretiranje podatkov, 5. uporaba rezultatov in
6. pisanje zaključkov na podlagi rezultatov izvedenega eksperimenta.
De Jong in Njoo sta leta 1992 opisala učenje z odkrivanjem kot transformativen proces, ki vključuje analizo, postavljanje hipotez, testiranje in evalviranje ter regulativen proces, ki vključuje planiranje, preverjanje in spremljanje. Pojavili so se še nekateri
avtorji, ki pa so predlagali podobne faze. Uporabljena pa je povzeta različica modela z uporabo petih korakov korakov (1.–5.) [11].
1. Orientacija. Učenci tekom prve faze iščejo, gradijo prve ideje. Vključuje lahko tudi branje dodatnih informacij, raziskovanje domene, identificiranje spremenljivk in povezovanje predhodnega znanja z danim problemom.
Aktivnosti in rezultati v fazi orientacije so lahko vhod za vnaprejšnje faze.
2. Postavljanje hipotez. Učenci v tej fazi formulirajo hipoteze o določeni temi.
Hipoteze lahko postavijo na podlagi raziskovanja teme (induktivni način) ali iz predhodnih idej oziroma hipotez (deduktivni način). Pri induktivnem načinu je prisotna abstrakcija, pri deduktivnem pa uporabijo staro znanje za kreiranje novih hipotez. Lahko pa postavimo hipoteze na podlagi že postavljenih hipotez in eksperimenta. Točnejše hipoteze postavimo potem, ko testiramo stare hipoteze.
3. Testiranje hipotez. Da se učenci prepričajo o pravilnosti postavljenih hipotez, jih morajo testirati. Učenci morajo oblikovati in izvesti eksperiment, pridobiti podatke ter interpretirati rezultate.
4. Sklepanje. V fazi sklepanja mora učenec pregledati hipoteze. Primerjati mora postavljene hipoteze in dokaze, ki jih je dobil med fazo testiranja. Učenec se mora odločiti ali so dokazi v skladu s postavljenimi hipotezami in identificirati razlike med dokazi in napovedmi, če obstajajo. To lahko vodi do generiranja novih hipotez, če so se izkazale za napačne.
5. Faza regulacije: načrtovanje, nadzor in evalvacija. Vsi trije procesi omogočajo učencu, da se lažje premika skozi zgoraj opisane korake (1.–4.). Načrtovanje vključuje postavitev cilja in definiranje poti za dosego le tega. Spremljanje / nadzor je proces, ki beleži korake in ukrepe, ki so izvedeni znotraj načrta in rezultate, ki jih uporabimo v fazi načrtovanja in evalvacije. V procesu vrednotenja reflektira izide ter uporabljene korake. Če dokazi niso v skladu z napovedmi, mora učenec popraviti hipoteze ali pa jih zavrniti. Ta odločitev je ključna za načrtovanje naslednjih korakov [11].
3.4 TEMELJI UČENJA Z ODKRIVANJEM
Temelj metode učenja z odkrivanjem so postavili že John Dewey, Jean Piaget ter Lev
sošolci učenci sami poiščejo ideje in znanje. Znanje gradijo na podlagi prejšnjih pomembnih izkušenj. Dewey je verjel, da so učenci naravno motivirani za aktivno učenje in da se duševno razvijajo preko socialnih interakcij. Učenci niso samo prejemniki znanja, temveč so udeleženi v procesu učenja. Jean Piaget je bil prvi, ki je pokazal, da otrok ne moremo napolniti z znanjem in da so otroci tisti, ki aktivno gradijo znanje. Razumevanje pride iz raziskovanja, brez razumevanja pa ni kreativnosti. Otroke je videl kot nenehno kreativne, aktivne udeležence v učnem procesu [9]. Učimo se skozi interakcije z okoljem in preko teh interakcij sprejemamo in prilagajamo informacije [10]. Lev Vygotsky je poudaril kulturni in socialni vpliv na kognitivni razvoj. Otrok ob pomoči vrstnikov, staršev in učiteljev doseže več, pridobi več izkušenj in znanja kot pa če bi bil izoliran od sveta [9]. Jerome Bruner pa je zagovarjal koncept metode učenja z odkrivanjem. Njegove ideje so bile zelo blizu idejam Jeana Piageta. Učenje je bilo zanj obdelava podatkov, s katero poskušajo učenci razumeti okolje. Učenci informacije organizirajo in kategorizirajo in pri tem uporabljajo kodirni sistem (angl. coding system), kot to imenuje Bruner. Za razvoj kodirnega sistema je najbolj učinkovito, da ga odkrijemo sami, zato se metoda poučevanja imenuje učenje z odkrivanjem (angl.
discovery learning) [10].
4 UPORABA UČENJA Z ODKRIVANJEM PRI TEHNIKI IN TEHNOLOGIJI
V tem poglavju bo predstavljen pregled obstoječe literature, ki se navezuje na metodo učenja z odkrivanjem. To nam bo kasneje pomagalo pri podaji primera učne priprave (UP).
4.1 V SLOVENIJI
V učnem načrtu (UN) predmeta TIT [12] so na začetku navedeni splošni cilji predmeta.
Iz teh ciljev lahko razberemo, da je pouk TIT naklonjen induktivnim metodam učenja.
Med cilji zasledimo posamezne besede, ki to potrjujejo (učenci spoznavajo, raziskujejo, opazujejo, preizkušajo, analizirajo, primerjajo, eksperimentirajo, vrednotijo, odkrivajo…). Tudi med operativnimi cilji lahko zaznamo sledi induktivnih metod poučevanja, kar nam ponazori uporaba naslednjih besed: učenci proučijo, razložijo, ugotovijo, utemeljijo, analizirajo, ovrednotijo, preizkusijo, izberejo problem… Pri predmetu TIT bi lahko uporabili katero koli metodo induktivnega poučevanja, tudi metodo učenja z odkrivanjem. V UN pa je predstavljena samo uporaba metode projektnega učnega dela (PUD). Pri tem ni podanega primera oziroma zgleda uporabe temveč le opis na podlagi teorije [12].
Ker pri TIT nismo zasledili nobenega primera učenja z odkrivanjem, smo pregledali še UN izbirnih predmetov (Elektrotehnika, Elektronika z robotiko, Projekti iz fizike in tehnike, Obdelava gradiv, Risanje v geometriji in tehniki in Robotika v tehniki) [13-18], ki so povezani s tehniko in jih učitelj tehnike lahko poučuje. UN Elektrotehnike in Elektronike z robotiko težita k temu, da je delo v razredu aktivno, da učenci eksperimentirajo, opazujejo in si zastavljajo različne naloge. Tudi pri teh dveh predmetih je omenjena projektna naloga. Med splošnimi in operativni cilji predmetov zaznamo lastnosti induktivnih metod. Nikjer pa ni navedena uporaba določene metode, niti metode učenja z odkrivanjem.
UN za izbirni predmet Projekti iz fizike in tehnike [15], ki se izvaja v 9. razredu
je metoda PUD z opisom nekaterih projektov. UN je napisan in prilagojen za uporabo induktivnega načina poučevanja, saj je v splošnih ciljih predmeta navedeno, da učenci pridobijo novo znanje z aktivnim reševanjem, povezovanjem dejstev in diskutiranjem.
V UN za izbirni predmet Obdelava gradiv (les, umetne snovi in kovine) [16] sta že v uvodnem delu navedena aktivno delo učencev in projektni način dela. Avtorji težijo k temu, da bi čim več izdelkov pri pouku nastalo na podlagi PUD. Učenci se navajajo na delo v skupini, učitelj pa organizira pouk in usmerja učence pri zbiranju informacij.
Učence spodbuja, da razvijajo sposobnosti. Na podlagi tega lahko opazimo, da je UN napisan za uporabo induktivnih metod poučevanja. V UN pa poudarjajo predvsem eno – PUD.
V UN za izbirni predmet Risanje v geometriji in tehniki [17] iz splošnih ciljev predmeta ugotovimo, da učenci povezujejo znanje in izkušnje, raziskujejo, kritično presojajo, razvijajo sposobnosti opazovanja, prostorske predstave, samostojno ustvarjajo, oblikujejo, načrtujejo in vrednotijo in tako razvijajo tehniške sposobnosti ter sposobnosti konstruktivnega mišljenja. Poleg tega pa s skupinskim delom gojijo sodelovanje in delovne odnose v skupini. Glede na te cilje sklepamo, da je uporaba induktivnih metod poučevanja pri tem predmetu zaželena. Omeniti pa je potrebno, da je tudi v tem UN omenjena samo ena, in sicer PUD.
Pri izbirnem predmetu Robotika v tehniki je UN [18] napisan za uporabo induktivnih metod poučevanja. Pri specialnodidaktičnih priporočilih je navedeno, naj bo izhodišče predmeta resnični svet. Pouk je zasnovan praktično: z uporabo PUD. Učitelj učence vodi do rešitve tako, da pripravi delovno okolje, učenci pa raziskujejo in ustvarjajo.
Naloga učitelja je predvsem usmerjanje in vodenje. Učenci dopolnjujejo svoje znanje z iskanjem rešitev problema, učijo se iz izkušenj.
Glede na to, da so UN [12–18] tako za redne kot za izbirne predmete napisani za induktivni pristop k poučevanju, smo pričakovali, da se tudi učbeniki [19–29] nagibajo k temu. Vendar pregled učbenikov ne podaja uporabe induktivnih metod poučevanja.
Obstajajo izjeme, v [17] je omenjeno, da je izdelek rešitev tehničnega problema. Podani so tudi trije primeri, ker namiguje na induktivno poučevanje. V [21] je podan primer načrtovanja izdelka in izdelava. Pri prvi fazi je poudarjeno, da vedno izhajamo iz
vsakdanjih potreb. Prikazan je primer izbire zamisli in potek reševanja problema. V [23]
je omenjena projektna naloga. Grafično so prikazane tudi faze. V [26] je omenjena projektna naloga pri izdelavi izdelka. Faze projektne naloge so predstavljene na primeru tovornjaka iz akrilnega stekla.
V [2] avtor Aberšek opisuje metodo eksperimenta. Učenje z eksperimentiranjem smo v podpoglavju 3.2 umestili med oblike učenja z odkrivanjem. Navedeno je, da se tehnični eksperiment uporablja za odkrivanje, raziskovanje in preizkušanje. Pri pouku tehnike eksperiment uporabljamo za izpeljavo zakonov, raziskovanje delovanja tehničnih sistemov, primerjavo postopkov in materialov ter preizkušanje delovanja tehničnih sistemov, strojev in naprav. Natančneje je predstavljen eksperiment natezne trdnosti kovin kot demonstracijski eksperiment, torej ga izvaja učitelj. Zraven je kot možnost dodan tudi eksperiment učencev, pri čemer učenci samostojno izvedejo eksperiment.
Učitelj na začetku načrtuje eksperimentalno nalogo tako, da jo učenci rešijo sami.
Učenci lahko eksperiment izvajajo sami, v dvojici ali manjših skupinah. Za konkreten primer navaja, da je najboljša skupina 3–4 učencev (eden pripravi preskus, drugi ga izvaja, tretji zapisuje, vsi skupaj pa zapišejo opažanja). Preden pa se sami lotijo eksperimentalne naloge, učitelj demonstrira eksperiment in jih pripravi nanj. Nato učenci samostojno izvedejo eksperiment, na koncu pa sledi evalvacija [2]. Pri tem primeru pa posamezni koraki niso podrobneje opisani, tudi ni primera UP.
Ker na področju tehnike nismo našli primerov uporabe metode učenja z odkrivanjem smo preverili še UN za predmet Fizika. V UN za predmet Fizika [30], ki se izvaja v 8.
in 9. razredu devetletne osnovne šole lahko zasledimo lastnosti konstruktivističnih metod poučevanja. To lahko opazimo že iz splošnih ciljev predmeta (učenci odkrivajo, načrtujejo in izvajajo poskuse in raziskave, kritično razmišljajo itd.).
Drugih virov, kjer bi bila natančneje opisana in predstavljena metoda učenja z odkrivanjem nismo našli.
4.2 V TUJINI
Metodo učenja z odkrivanjem lahko podpremo z raziskavo, ki so jo izvedli na osnovni šoli v Izmirju v Turčiji pri predmetu Science and technology. Avtorji raziskave trdijo, da bi moral biti kurikulum predmeta zasnovan tako, da bi omogočal učencem reševanje problemov. To pa bi omogočila uporaba različnih konstruktivističnih metod, s katerimi bi se učenci snov naučili učinkoviteje. Ena izmed takih metod je učenje z odkrivanjem.
V raziskavi je sodelovalo 57 učencev 7. razreda (30 fantov in 27 deklet). V eksperimentalni skupini jih je bilo 28, pouk je potekal po metodi učenja z odkrivanjem.
Kontrolno skupino pa je sestavljalo 29 učencev, pouk se je izvajal na tradicionalen način. Raziskavo so izvajali 4 tedne, in sicer 3 ure na teden. Potekala je v šolskem letu 2006–2007. V eksperimentalni skupini so si učenci morali sami zastaviti vprašanja, na katera bodo odgovarjali in poiskati odgovor nanje. Rezultati raziskave so pokazali, da so večji napredek in uspeh dosegli učenci eksperimentalne skupine, v kateri je pouk potekal po modelu učenja z odkrivanjem. Pridobili so tudi več akademskih sposobnosti.
Kasneje so intervjuvali učence eksperimentalne skupine. Spraševali so jih, če jim je bil tak način dela všeč, če so jim bile všeč aktivnosti, če bi radi, da se tako zasnovan pouk izvaja še naprej itd. Učenci so bili nad metodo navdušeni, saj so jim bile aktivnosti, ki so se izvajale pri metodi z odkrivanjem všeč. Aktivnosti so bile bolj prijetne in koristne, saj so jim dovoljevale, da so aktivnosti učenci sami organizirali in uporabili različne materiale in tehnike. Vsi učenci bi radi, da se tak pouk še nadaljuje in da bi bile vse učne ure izpeljane na takšen način. Večina učencev je potrdila, da je bil tak pouk bolj poučen, da se več naučijo in si snov lažje zapomnijo [31].
Našli smo tudi primer učne ure o magnetih, v katerem učenci odkrijejo, katere materiale magnet privlači in katerih ne. Z uporabo magneta razporedijo predmete na kovinske in nekovinske. Učitelj pripravi predmete, učenci napovejo, katere predmete bo magnet premaknil in katerih ne bo. Nato izvedejo še eksperiment in se prepričajo o pravilnosti sklepanja. Ugotovitve vpisujejo v preglednico. Učenci naj bi v uri izvedeli, da so magneti uporabni za premikanje stvari. Poleg tega pa učenci uporabljajo različne vire za pridobivanje informacij. To sta standarda, ki naj bi jih učenci dosegli tekom učne ure.
Učna ura se začne z učiteljevo pripravo različnih predmetov, ki jih postavi v škatlo. V škatlo vključi tako kovinske (sponke za papir, podložke, vijake, matice,…) kot nekovinske (pero, umetne snovi, les, frnikole, vrvico, … ) predmete. Pripravi tudi
različne magnete. Nato učencem pove, da je mogoče nekatere predmete premikati z magnetom in jih vpraša, če lahko predpostavijo, kateri predmeti so takšni. Učitelj nato učence kliče k tabli, učenci izbirajo predmete in jih preizkušajo z magnetom.Na ta način ugotovijo, da magneti premikajo kovinske predmete, na nekovinske pa nimajo nobenega učinka. Po končanem eksperimentiranju diskutirajo ugotovitve. Učitelj učencem razloži, da vsi predmeti nimajo istih lastnosti. Učitelj učence prosi, da spregovorijo o njihovih predpostavkah in rezultatih, ki so jih pridobili z eksperimentom.
Pomembno je, da poskušamo vključiti vse učence in na ta način ocenimo njihovo razumevanje snovi [32].
5 PREDLOG UČNE PRIPRAVE
V tem poglavju smo podali primer UP za 7. razred devetletne osnovne šole, in sicer za področje krmiljenja (vezja z več stikali). Učenci spoznajo namen stikal v električnem krogu, enopolno, menjalno stikalo ter tipkalo in ugotovijo njihovo delovanje. Preden smo začeli s pisanjem UP smo pregledali ali obstajajo že kakšne UP, naloge, gradiva, ki nakazujejo uporabo metode učenja z odkrivanjem.
5.1 PREGLED OBSTOJEČIH DEL
V Sloveniji. Za predmet TIT in obravnavano tematiko v učbenikih [22–24] za 7. razred devetletne osnovne šole ne zasledimo uporabe učenja z odkrivanjem, niti katerekoli druge induktivne metode. UN [12] smo pregledali v podpoglavju 4.1 in ugotovili, da so opazne lastnosti induktivnih metod. Enako velja za obravnavano tematiko.
Ker pri predmetih, povezanih s tehniko nismo našli nobenih primerov uporabe učenja z odkrivanjem, smo preverili še pri sorodnem predmetu, Fiziki. Obravnavana tematika je pri predmetu Fizika predvidena v 9. razredu, vendar so operativni cilji nekoliko drugačni. Učenec se pri Fiziki nauči še veliko drugih stvari, med drugim tudi merjenja z voltmetrom ter ampermetrom, spozna kaj je to kratek stik, spozna Ohmov zakon in zakonitosti delitve toka vzporedno vezanih porabnikov ter zaporedno vezanih porabnikov itd [30].
Drugih virov, ki bi vključevali primere učnih priprav, gradiv, nalog z obravnavano tematiko po principu učenja z odkrivanjem nismo našli.
V tujini. V [33] je podan primer za odprto odkrivanje oziroma prosto odkrivanje.
Primer ne obravnava ravno tematike, ki je podana v primeru UP v petem poglavju.
Vseeno pa je primer povezan z vsebinami iz elektrike. Učitelj je v tem primeru bil soočen z učenci 5. razreda. Bil je pozvan, da ima uro o elektriki. Nekateri učenci v tem razredu so imeli določeno predznanje, drugi se o elektriki še niso učili, spet tretji pa še niso nikoli eksperimentirali z njo. Učitelj je učence prosil, da se razdelijo v majhne skupine (ni omenjeno, koliko učencev). Dal jim je škatle z materialom in jim podal
niso vedeli. Nekateri učenci so povezali žice z baterijo in ugotovili, da postajajo žice tople. Drugi so preizkušali z žarnicami in ugotovili, da ni pomembno, na kateri strani baterije so žice, saj žarnica v vsakem primeru sveti. Nekateri pa so izdelali vzporedne in zaporedne vezave električnih krogov in tako ugotovili lastnosti električnega kroga [32].
Drugih virov, kjer bi bila natančneje opisana in predstavljena metoda učenja z odkrivanjem, nismo našli.
5.2 KRMILJENJE – UČNA PRIPRAVA
UP (priloga 10.1) je predlog izvedbe TD v 7. razredu devetletne osnovne šole in predstavlja primer uporabe strategije učenja z odkrivanjem. Na tem mestu moramo omeniti še razliko med metodo in strategijo. Izraz metoda smo uporabljali v tretjem poglavju, ker je bilo tako navedeno v uporabljeni literaturi. V Sloveniji pa učenje z odkrivanjem uvrščamo med strategije pouka. Metoda je teoretično utemeljen in preizkušen načrt, način ukrepa, ki ga uporablja učitelj v izobraževalnem procesu, da uresniči svoj namen in doseže zastavljene cilje. Strategija pa je načrtovano zaporedje praktičnih učnih operacij ter aktivnosti [2]. Izraza se med seboj prepletata. Potek učne ure je zasnovan na podlagi teoretičnega dela v tretjem poglavju, natančneje podpoglavju 3.2. Učna ura je zasnovana v skladu z vodenim odkrivanjem. Razdeljena je v pet ločenih faz. V nadaljevanju podajamo koncept vsake faze.
Faza 1: postavitev problema ali vprašanja.
Učitelj mora na začetku postaviti cilje, ki jih želi tekom ure doseči. Na podlagi tega si zastavi probleme, ki naj bi jih učenci reševali tekom ure. Učitelj učence najprej seznani s problemom. V UP smo zastavili tri problemska vprašanja (PV), ki izhajajo iz realnega, vsakdanjega življenja učencev. Pri PV1 se učenec seznani z enopolnim stikalom, odkrije njegov namen in nariše shemo vezave enopolnega stikala in žarnice. Pri tem doseže cilje I1, delno I2 ter I6. Drugi problem, PV2, se nanaša na uporabo menjalnega stikala pri hišni razsvetljavi. Učenci morajo sami ugotoviti, da je potrebno uporabiti menjalno stikalo, raziskati morajo njegovo delovanje ter narisati shemo vezave luči z menjalnim stikalom in s preglednico logičnih stanj ponazoriti, v katerem položaju morajo biti stikala, da žarnica sveti. Učenci s tem problemom dosežejo cilje I2, I5 ter I6.
Po tej nalogi lahko dosežejo še cilj I3, saj sedaj že poznajo enopolno in menjalno stikalo
in lahko primerjajo njuno delovanje. PV3 je nekoliko kompleksnejše in se nanaša na vezavo hišnega zvonca. Učenci morajo najprej ugotoviti, kakšna je napačna vezava stikal in to ponazoriti s shemo in preglednico logičnih stanj. Nato pa odkriti, kako bi morali pravilno povezati stikala, da bi zvonec pravilno deloval ter narisati shemo takšne vezave in sestaviti preglednico logičnih stanj. Tako dosežejo cilje I5 ter I6. Pri tej nalogi ugotovijo tudi, da je pri zvoncu uporabljeno tipkalo, kar utemeljijo in s tem dosežejo še del cilja I2.
Čeprav smo izhajali iz UN smo z nekaterimi podrobnostmi prekoračili okvire UN, saj smo se osredotočili na izmenično napetost in vključili tipkala, ki jih UN ne zajema ter vezavo menjalnega stikala z žarnico. Menjalno stikalo je v UN predstavljeno samo pri krmiljenju elektromotorja. Naloge oziroma problemi se stopnjujejo glede na težavnost, od lažjega k težjemu. Problemi so zasnovani tako, da se učenci skozi različne aktivnosti naučijo nekaj novega. Pri UP smo zato upoštevali prepletanje različnih metod: razgovor, razlaga, delo s tekstom in praktično delo. Učenci so pri vseh metodah aktivni, kar na njih deluje motivacijsko. Motivira jih tudi sam problem, ki izhaja iz vsakdanjega življenja učencev in je vsem dobro poznan. Vprašanja zajemajo problematiko hišne razsvetljave in krmiljenja le-te ter vezave zvonca. Za problem hišne razsvetljave smo se odločili, ker se učenci povsod srečujejo z njo (doma, v šoli, v trgovini,…). Namesto navadnih žarnic bi lahko uporabili tudi varčne žarnice ali LED diode, vendar smo se odločili za cenovno ugodnejšo različico. Pri uporabi hišnega zvonca pa smo hoteli predstaviti predvsem tipičen primer zaporedne in vzporedne vezave stikal. Učitelji lahko po zgledu postavijo drugačne probleme, pregledajo, kje se še uporabljajo enopolna, menjalna stikala ter vzporedna in zaporedna vezava stikal in glede na to sestavijo probleme.
Faza 2: Ideje za raziskovanje teme – možganska nevihta.
V UP smo uporabili metodo možganske nevihte Phillip buzz 66 [34]. Metodo smo izbrali, ker je krajša različica možganske nevihte, saj traja od 6–10 minut. Učenci so razdeljeni v skupine po 5. V tej fazi iščejo ideje za rešitev problema. Ideje si zapisujejo na list papirja. Na koncu jih kritično ovrednotijo, to pomeni, da se enkrat razmislijo o smiselnosti ideje in izvedljivosti. Namen tega je, da se učenci naučijo kritičnega presojanja in razmišljanja. Vodje skupin pa ideje poročajo učitelju in ostalim sošolcem.
svoje ideje opišejo v nekaj stavkih. Učitelj in sošolci ideje ocenijo, in sicer glede na kreativnost in časovno izvedljivost.
Faza 3: Učenci pridobijo in interpretirajo podatke.
V tej fazi so učenci še bolj aktivni. Učenci naloge rešujejo skupinsko, in sicer po trije skupaj. Učence postavimo v skupine naključno, ne glede na prejšnjo razvrstitev. Učni list sestavljajo tri naloge. Vse tri naloge so odprtega tipa, torej učenci poiščejo odgovore in jih zapišejo. Naloge so pretežno prvih treh stopenj po Bloomovi taksonomiji, torej na stopnji znanja, razumevanja in uporabe. Pri učenju z odkrivanjem pa bi morali težiti k višjim stopnjam, in sicer stopnji analize, sinteze in evalvacije. V literaturi ni zaslediti vodil za velikost skupin. Z namenom zagotovitve kvalitetnega dela učencev smo formirali s po tremi učenci. Vsak učenec v skupini ima svojo nalogo; prvi poišče informacije v literaturi, drugi preizkusi vezavo, tretji pa si pridobljene informacije in rezultate zapisuje. Na koncu se skupaj pogovorijo o rešitvah nalog. Učenci v tej fazi delajo praktično in pridobivajo informacije. Pri vsaki nalogi je potrebno določeno vezavo ponazoriti s konstrukcijsko zbirko in preveriti delovanje le-te. To pomeni, da se pri vsaki nalogi izvede eksperiment s pomočjo katerega učenci pridejo do pravilnih zaključkov. Zelo pomembno je, da je v tej fazi na voljo dodatna literatura, knjige, učbeniki ter internetni viri, s katerimi si lahko pomagajo. Literaturo jim lahko izbere učitelj, da pa so učenci še bolj aktivni si lahko pri tem pomagajo sami z iskanjem informacij. Literatura naj bo osnovnošolska, na ravni učenčevega razumevanja. Za učence, ki so učno zmožnejši in jih tematika bolj zanima pa lahko pripravimo tudi nekaj srednješolske literature. Pri literaturi pa moramo paziti, da je strokovna. Tudi učitelj je v tej fazi zelo pomemben, saj učence usmerja in jim pomaga. To ne pomeni, da jim pri nalogah in vprašanjih, kjer potrebujejo pomoč posreduje odgovor, pač pa jih samo usmeri z dodatnim vprašanjem ali pa jim poda namig. Vprašanja v UP so precej usmerjajoča, saj na takšen način bolj sistematično dosežemo zadane cilje. Podana vprašanja narekujejo celoten potek dela in razrešitve problema. Učencem natančno povedo, kaj morajo pri določenem vprašanju storiti. Sposobnejšim učencem je smiselno pustiti še več svobode oz. samostojnosti in s tem manj usmerjajoča vprašanja.
Faza 4: Sklep in izmenjava informacij med skupinami.
V tem koraku morajo učenci znotraj skupine oblikovati zaključke, to pomeni, da morajo glede na njihove pridobljene podatke iz literature, informacije, ki so jih pridobili tekom
eksperimenta zapisati ugotovitve in rešitve k vprašanjem. Pričakujemo, da bodo učenci samostojno prišli do rešitev, ki jih predvideva UP. Torej, da bodo pri prvi nalogi ugotovili, da je Luka pozabil enopolno stikalo, da bodo ugotovili namen enopolnega stikala v električnem krogu in narisali pravilno shemo vezave stikala z žarnico in pri tem upoštevali, da je pri hišni razsvetljavi uporabljena izmenična napetost. Pri drugi nalogi morajo priti do zaključka, da se uporabi dve menjalni stikali, pravilno narisati shemo vezave menjalnih stikal, ugotoviti delovanje menjalnega stikala in priti do sklepa, kdaj žarnica sveti. Pri tretji nalogi morajo ugotoviti, da zaporedna vezava stikal pri hišnem zvoncu ni pravilna, saj bi tako zvonec zvonil v primeru, ko sta sklenjeni obe stikali. Odkriti morajo, da je pravilna vzporedna vezava, narisati shemo vezave ter raziskati kdaj zvonec zvoni. Pri tej nalogi pa je pomembna tudi ugotovitev, da se pri zvoncu ne uporablja enopolno stikalo, pač pa tipkalo. Metoda razgovora učencem v skupinah pomaga, da pridejo do sklepov in zaključkov.
Faza 5: Razrešitev nesporazumov in zapis zaključkov.
Vsaka skupina v tem delu učne ure predstavi svoje sklepe. Pri vsaki skupini se določi predstavnika, ki bo poročal o ugotovitvah. Predstavnika določijo skupine same, če pa se med seboj ne morejo sporazumeti, predstavnika določi učitelj. Določimo ga predvsem zato, da govori samo eden in ostali poslušajo. V tej fazi je učitelj pomemben, saj mora voditi razgovor, pozorno poslušati učence, ki predstavljajo naloge ter jih dopolniti, če so kaj izpustili. Nalog ne pregledujejo še enkrat, temveč učitelj samo odpravi nesporazume, na katere so učenci naleteli med reševanjem nalog. Če opazi, da je nerazumevanje večje kot je pričakoval, stvari ponovi še enkrat. V tej fazi učitelj preveri, v kolikšni meri so učenci dosegli zastavljene cilje. V predlagani UP smo določili predstavnika, ki predstavi odgovore in zaključke. Na ta način vemo, da je predstavnik skupine dosegel zastavljene cilje. O drugih članih skupin in njihovem doseženem znanju ne moremo sklepati. Ravno zato je priporočljivo, da učitelj postavlja vprašanja in kliče učence naključno, saj na takšen način bolj objektivno preveri doseganje zastavljenih ciljev in hkrati potencialno njihovo nerazumevanje. Alternativna možnost bi bila tudi, da učitelj sestavi preizkus znanja, ki ga pišejo po končanem TD. Tako lahko učitelj preveri katere cilje so učenci dosegli, kje še vedno obstajajo nesporazumi, kaj bi bilo potrebno ponovno razložiti itd.
6 DISKUSIJA
V posameznih odstavkih je predstavljeno, v kolikšni meri smo dosegli zastavljene cilje C1- C4, iz prvega poglavja.
C1: Opisati značilnosti induktivnega poučevanja, ter podati zgodovinski pregled induktivnega poučevanja
V drugem poglavju, natančneje v podpoglavju 2.1 so predstavljene značilnosti induktivnega poučevanja in temelj induktivnega poučevanja–konstruktivizem. V podpoglavju 2.2 je podan zgodovinski pregled induktivnega poučevanja. V podpoglavju 2.3 pa smo opredelili še metode induktivnega poučevanja in na kratko opisali njihove značilnosti.
C2: Opisati značilnosti metode učenja z odkrivanjem.
V tretjem poglavju smo predstavili metodo učenja z odkrivanjem. V podpoglavju 3.1 smo podali njene splošne značilnosti, podpoglavje 3.2 podaja oblike predstavljene metode, v podpoglavju 3.3 pa so podrobneje predstavljeni procesi učenja z odkrivanjem, ki se pojavljajo v literaturi.
C3: Podati pregled obstoječih primerov uporabe metode učenja z odkrivanjem za področje osnovnošolskega tehniškega izobraževanja (6.–8. razred).
V četrtem poglavju je podan pregled za Slovenijo in tujino, vendar pri iskanju nismo našli veliko obstoječih primerov.
C4: Podati primer učne priprave za pouk Tehnike in tehnologije, ki bo temeljil na metodi učenja z odkrivanjem.
V petem poglavju je predstavljena UP (priloga 10.1). Pri UP smo izhajali predvsem iz teorije, navedene v tretjem poglavju, saj nismo našli nobenega obstoječega primera UP.
UP smo napisali v skladu z vodenim odkrivanjem, upoštevali smo 5 faz, ki so značilne za to obliko odkrivanja. K UP smo podali vso potrebno gradivo za izvedbo pouka, ki temelji na tej metodi.
7 ZAKLJUČEK
Z diplomskim delom smo želeli predvsem pokazati, da se lahko metodo učenja z odkrivanjem uporabi tudi pri pouku Tehnike in tehnologije, zato smo podali predlog UP. V diplomskem delu smo najprej predstavili skupino induktivnih metod, kamor uvrščamo tudi učenje z odkrivanjem. Tekom iskanja smo našli zelo malo virov, ki so zasnovani na učenju z odkrivanjem oz. omenjajo učenje z odkrivanjem. V Sloveniji je v UN rednega predmeta TIT in izbirnih predmetov, ki so bili v diplomskem delu predstavljeni, omenjena samo ena induktivna metoda, PUD.
Nadaljnje reševanje problema lahko temelji na vprašanju, ali je metoda učenja z odkrivanjem učinkovita. TD, ki smo ga zastavili v diplomskem delu bi izvedli, in sicer v dveh skupinah, v eni bi potekal pouk na tradicionalen način, v drugi pa po metodi učenja z odkrivanjem. Dalje bi se lahko vprašali, zakaj se učitelji v Sloveniji ne poslužujejo induktivnih metod oziroma metode učenja z odkrivanjem. Zanimivo bi bilo izvedeti, kako na metodo učenja z odkrivanjem gledajo učenci.
8 LITERATURA IN VIRI
1 M.J. Prince, R.M. Felder, Inductive Teaching and Learning Methods: Definitions, Comparisons, and Research Bases, Journal of Engineering Education 95 (2), p. 123 (2006).
[2] B. Aberšek, Didaktika tehniškega izobraževanja med teorijo in prakso (Ljubljana, Zavod Republike Slovenije za šolstvo, 2012).
[3] C. E. Hmelo –Silver, Problem-Based Learning: What and How do students Learn?, Educational Psychology Review 16 (3), p. 235 (2004).
[4] Kako se ljudje učimo: predstavitev učnih teorij
[https://seas.upenn.edu/~eas285/Readings/Hammond_HowPeopleLearn.pdf].
[5] N. M. Seel, Encyclopedia of the Science of Learning (Springer Science + Business Media, LLC, 2012).
[6] H. G. Schmidt, One-Day, One-Problem (Springer Science + Business Media, 2012).
[7] M. D. Svinicki, A theoretical foundation for discovery learning, Advances in physiology education 20 (1), p. S4 (1998).
[8] P. Westwood, What teachers need to know about teaching methods, (Camberwell, ACER Press, 2008).
[9] Učenje z odkrivanjem za 21. stoletje. Kaj to je in kako ga lahko primerjamo s tradicionalnim učenjem na podlagi učinkovitosti
[http://teach.valdosta.edu/are/Litreviews/vol1no1/castronova_litr.pdf].
[10] K. Legge and P. Harari, Psychology and Education (Oxford, Heinemann, 2000).
[11] K. Veermans, Intelligent support for discovery learning, (Netherlands, Twente University Press, 2002).
[12] M. Fakin in ostali, Učni načrt - Tehnika in tehnologija (Ljubljana, Ministrstvo za šolstvo, znanost in šport, Zavod RS za šolstvo, 2011) .
[13] S. Kocijančič in ostali, Učni načrt za izbirni predmet – Elektrotehnika (Ljubljana, Ministrstvo za šolstvo in šport, Zavod RS za šolstvo, 2005).
[14] J. Pahor in ostali, Učni načrt za izbirni predmet – Elektronika z Robotiko (Ljubljana, Ministrstvo za šolstvo in šport, Zavod RS za šolstvo, 2002).
[15] A. likar, Učni načrt za izbirni predmet – Projekti iz fizike in tehnike (Ljubljana, Ministrstvo za šolstvo, znanost in šport, Zavod RS za šolstvo, 2002 ).
[16] B. Sušnik in ostali, Učni načrt za izbirni predmet – Obdelava gradiv (Ljubljana, Ministrstvo za šolstvo in šport, Zavod RS za šolstvo, 2005).
[17] K. Dolenc in ostali, Učni načrt za izbirni predmet – Risanje v geometriji in tehniki (Ljubljana, Ministrstvo za izobraževanje, znanost, kulturo in šport, Zavod RS za šolstvo, 2012).
[18] S. Kocijančič in ostali, Učni načrt za izbirni predmet – Robotika v tehniki (Ljubljana, Ministrstvo za šolstvo, znanost in šport, zavod RS za šolstvo, 2002).
[19] B. Sušnik in ostali, Tehnika in tehnologija: Učbenik za 6. razred devetletne osnovne šole (Ljubljana, Tehniška založba Slovenije, 2005).
[20] S. Fošnarič in ostali, Tehnika in tehnologija 6: Učbenik za 6. razred devetletne osnovne šole (Limbuš, Izotech, 2004).
[21] B. Aberšek in ostali, Tehnika 6: Učbenik za pouk tehnike in tehnologije v 6.
razredu devetletnega osnovnošolskega izobraževanja (Ljubljana, DZS, 2004).
[22] S. Kocijančič in ostali, Tehnika in tehnologija: Učbenik za 7. razred devetletne osnovne šole (Ljubljana, Tehniška založba Slovenije, 2003).
[23] S. Fošnarič in ostali, Tehnika in tehnologija 7: Učbenik za 7. razred devetletne osnovne šole (Limbuš, IZOTECH, 2004).
[24] B. Aberšek in ostali, Tehnika 7: Učbenik za pouk tehnike in tehnologije v 7.
razredu devetletnega osnovnošolskega izobraževanja (Ljubljana, DZS, 2004).
[25] S. Kocijančič in ostali, Tehnika in tehnologija: Učbenik za 8. razred devetletne osnovne šole (Ljubljana, Tehniška založba Slovenije, 2004).
[26] S. Fošnarič in ostali, Tehnika in tehnologija 8: Učbenik za 8. razred devetletne osnovne šole (Limbuš, IZOTECH, 2004).
[27] B. Aberšek in ostali, Tehnika 8: Učbenik za pouk tehnike in tehnologije v 8.
razredu devetletnega osnovnošolskega izobraževanja (Ljubljana, DZS, 2000).
[28] Z. Puncer, Obdelava gradiv: Les – Učbenik za izbirni predmet v devetletni osnovni šoli (Limbuš, Izotech, 2002).
[29] D. Slukan, J. Virtič, Obdelava gradiv – umetne snovi: učbenik za izbirni predmet v devetletni osnovni šoli (Limbuš, Izotech, 2005).
[30] I. Verovnik in ostali, Učni načrt – Fizika (Ljubljana, Ministrstvo za šolstvo in šport, Zavod RS za šolstvo, 2011).
[31] A. G. Balrm, The Effects of Discovery Learning on Students' Success and Inquiry Learning Skills, Egitim Arastirmalari-Eurasian Journal of Educational
Research, 35, 1-20 (2009).
[32] Pregled učenja z odkrivanjem
[http://www.teachercreatedmaterials.com/curriculum_files/free/activities/january2011/
Discovery_Learning_Overview_Magical_Magnets.pdf].
[33] D. J. Martin, Elementary Science Methods: A Constructivist Approach (Wadsworth, Cengage Learning, 2006).
[34] L.C. Dintinjana, Ustvarjalno reševanje problemov s tehnikami kreiranja idej, diplomska naloga (Koper, Univerza na Primorskem: Fakulteta za management Koper, 2008).
9 STVARNO KAZALO
A
Aktivno učenje ... 9
D deduktivne metode... 4
F Fizika ... 17
I induktivno poučevanje ... 4
J Jerome Bruner ... 14
K konstruktivizem ... 4
O Obdelava gradiv ... 16
odkrivanje z minimalnim nadzorom ... 11
odprto odkrivanje ... 11
P Poizvedovanje ... 6
problemom ... 4
Problemsko učenje ... 7
Projekti iz fizike in tehnike ... 15
Projektno delo ... 7
R Ravno ob pravem času ... 8
raziskavo ... 18
Risanje v geometriji in tehniki ... 16
Robotika v tehniki ... 16
U Učenje na primerih ... 8, 12 Učenje z eksperimentiranjem ... 12
Učenje z oblikovanjem ... 12
Učenje z odkrivanjem ... 9
V vodeno odkrivanje ... 11
vsebinsko učenje ... 9
