„A természettudományos közoktatás megújítása az érdi Vörösmarty Mihály Gimnázium koordinálásával” című (TÁMOP-3.1.3-10/1-2010-0005 számú) projekt keretében megrendezett szakmai műhelykonferencia, 2012. 02. 29.
Az IBST módszer alkalmazásával fejlesztett gyakorlati feladatok
Szalay Luca ELTE Kémiai Intézet
[email protected]
Tartalom 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Az IBST fogalma Az IBST előnyei és hátrányai Az IBST elvei alapján tervezett kémiaórák Kipróbálás: vajon tényleg működik-e az IBST? Az IBST feladatsorok szerkesztése Tanácsok az IBST feladatsorok készítéséhez A „Tehetséggondozás a kémiatanítás során” tanfolyam nyomán készült IBST tanulókísérletek 8. Összefoglalás
1. Az IBST fogalma • IBST: „Inquiry Based Science Teaching” fogalma: – „inquiry”= kutatás, nyomozás, kérdezősködés, vizsgálat; – IBST ≈ a természettudományos vizsgálati módszerek elvén alapuló tanítás/tanulás; – Lépései: 1. Problémafelvetés (lehetőleg érdekes, aktuális!) 2. Hipotézisalkotás 3. Kísérlet/bizonyítás/vizsgálatok megtervezése (diák!) 4. Kivitelezés, adatgyűjtés 5. Magyarázatkeresés 6. Eredmények közlése és megvitatása („peer review”) 7. Közös következtetések • Lényeg: A DIÁK AKTÍV SZEREPBEN! – Fizikai értelemben – Szellemi értelemben
2.a) Az IBST előnyei • Előnyök: – MOTIVÁCIÓ↗ – Ismerkedés a természettudományos vizsgálatok folyamatával: • Kritikus véleményalkotás↗ • Bizalom a természettudományok iránt↗ – Más tevékenységek esetében is alkalmazható készségek, képességek, kompetenciák fejlesztése („Transferable skills”): • Az önálló problémamegoldás képessége↗ • Csoportmunka, másokkal való együttműködés és a felelősség megosztásának képessége↗ • A kommunikációs képességek ↗ • Konfliktusfeloldás képessége ↗
2.b) Az IBST hátrányai • Hátrányok: – Sokkal időigényesebb, mint a tanár által közvetlenül irányított módszerek: • Elsajátítható tényanyag mennyisége ↘ (hiányos ismeretek!) • Tudás rendszerezettsége↘ (tévképzetek száma↗) – Sokkal költségesebb, mint a hagyományos, frontális módszer: • Eszközigény↗ • Hatékonyság ↘ (tévutak!) – Problematikus lehet az értékelés, számonkérés! MEGOLDÁSI JAVASLAT: – KOMPLEMENTER viszony az IBST és a többi módszer között! – FOKOZATOSSÁG („irányított IBST”) – FRONTÁLIS ELŐKÉSZÍTÉS ÉS ÖSSZEFOGLALÁS!
3.a) Az IBST elvei alapján tervezett kémiaórák: „Szeret - nem szeret…?”
• Felhasználható: a „hasonló a hasonlóban oldódik” elv induktív módszerrel (tanulókísérleteken keresztül) való bevezetéséhez • Alkotórészei ismertek és használtak: – A jód oldódása vízben és apoláris szerves oldószerekben – 3 fázisú rendszer összeállítása vízből és a víznél nagyobb, ill. kisebb sűrűségű szerves oldószerből
• „Újdonságok” az IBST elemeket tartalmazó változatban: • Szabályszerűségek önálló felismerése → - a „lila oldat” sűrűségét az összetevők különböző sűrűsége miatt azok térfogatának aránya befolyásolja - a „lila oldat” (szerves fázis) „természete” az oldhatóság szempontjából ugyanúgy különbözik a víztől, mint a zsíré vagy az olajé • Hipotézisalkotás →megvitatás a csoportban, a tanulókísérletek megtervezése, elvégzése és a következtetések levonása - a „lila oldat” sűrűségének növeléséhez a nagyobb sűrűségű alkotórészből kell hozzá önteni (ill. fordítva) - a két elkülönülő oldat egyesítéséhez mosó- vagy mosogatószer kell .
3.b) Az IBST elvei alapján tervezett kémiaórák: „A Janus-arcú hidrogén-peroxid” • Felhasználható: a redoxiegyenletek oxidációs számok segítségével történő rendezésének gyakoroltatásához • Alkotórészei ismertek és használtak (ld. „hagyományos” változat): – Redoxireakciók egyenleteinek rendezése – Redoxireakciók végrehajtása tanulókísérletként és értelmezésük az elektronátmenetek alapján – Redoxireakciók egyenletei alapján végzett sztöchiometriai számítások – A hidrogén-peroxid tulajdonságaival, előfordulásával és felhasználásával kapcsolatos érdekességek (közötte: redukáló- és oxidálószer is).
• „Újdonságok” az IBST elemeket tartalmazó változatban: • Szabályszerűség önálló felismerése → - ha a hidrogén-peroxid redukál, akkor elemi oxigénné oxidálódik • Hipotézisalkotás →a tanulókísérlet önálló megtervezése, csoporton belüli megvitatása, az eredmények kommunikálása az osztály felé: - a keletkező oxigéngáz kimutatása parázsló gyújtópálcával
4. Kipróbálás: vajon tényleg működik-e az IBST? • A „Janus-arcú hidrogén-peroxid” feladatsor esetében az „IBST” és a „hagyományos” módszerekkel tanított csoportokkal végzett munka csak abban térjen el, hogy az „IBST elemeket” tartalmazzák-e a feladatsorok vagy nem (pl. párhuzamos, kb. azonos képességű és beállítódású osztályokban alkalmazva) • Ahhoz, hogy az eredményesség összehasonlítható legyen, mindenkinek az „Értékelés”-ben megadott kérdéseket kell feltenni a dolgozatokban, s azokat azonos módon kell pontozni • A csoportátlagokat össze kell gyűjteni (e-mail-ben elküldve a
[email protected] címre) és statisztikusan értékelni kell • A kipróbálás összesített eredményeit nyilvánosságra kell hozni a résztvevők körében és szakmai folyóiratokban • →Magyar adatbázis a „jó gyakorlatokból” • →Nemzetközi adatbázis (pl. SENSE FP7projektben?) • Eddig 3 kolléga küldött adatokat, de várom a többi eredményt…
5. Az IBST feladatsorok szerkesztése •
Új IBST feladatsorok készítése: (akár ismert) tanulókísérletek, ill. problémamegoldó, elemző és számítási feladatok átalakításával
• A feladatsorok SZERKEZETE: – Cím (lehetőleg érdekes, motiváló, figyelemfelkeltő) – Szerző (neve, munkahelye és e-mail címe) – Célok (ismeretszerzés és kompetenciafejlesztés is) – Szükséges előzetes ismeretek (sikerélmény miatt fontos!) – Módszertani javaslatok (legyen flexibilisen alkalmazható!) – Időbeosztás (óratervek, házi feladatok) – Előkészítés (pontos instrukciók, balesetvédelemmel együtt) – Értékelés (utalás a formatív értékelésre és az önértékelésre is) – További lehetőségek (néhány ötlet) – Tanulói feladatlapok (csoportonként, többes szám 2. személyben!) – A feladatlapok megoldása (várt válaszok, eredmények) Minta tanulókísérletes feladatlapok közzététele a http://www.chem.elte.hu/w/modszertani/ honlapon.
6. Tanácsok az IBST feladatsorok készítéséhez • Az IBST lényege: a tanulóknak is kell kísérletet tervezni! • Egységes legyen a szerkezet, hogy ne maradjon ki semmilyen szükséges információ. • Mindig legyen: Kísérlet – Tapasztalat – Magyarázat. • Ha felhasználtunk irodalmat is, akkor szabályos módon meg kell adni annak pontos forrását! • Lehetőség szerint egységes legyen a forma az esztétikum miatt • Többes szám 2. személyben fogalmazzunk, amivel a feladat csoportos elvégzésére szólítjuk fel a diákokat. • A „Tehetséggondozás a kémiatanítás során” c. 3 Géniusz tanfolyam után kidolgozott és szerkesztett feladatlapok a rugalmas felhasználás érdekében Word fájlok formájában vannak az ELTE kémia módszertani honlapon. • 59 beküldött fájlból válogatva 13 komplett, gyakorlati, tanulókísérletes feladatsort szerkesztettünk + 2 saját példa
7.a) A „Tehetséggondozás a kémiatanítás során” tanfolyam nyomán készült IBST tanulókísérletek Keverékek, elegyek: • Borné Sarok Ágnes, Gajdosné Szabó Márta, Szalay Luca: Hamupipőke és más történetek (Hogyan választható szét a homok+CuSO4+S+Fe?) • Nagy Mária: Csepp a tengerben (Hogyan határozható meg 1 csepp folyadék térfogata? + Anyagmennyiséggel és elegyösszetétellel kapcsolatos számítások, kitekintés a felületi feszültségre és a felületaktív anyagokra.) • Petz Andrea: Porkeverékek tömegszázalékos összetételének meghatásozása (Laborgyakorlat saját kísérlettervezés alapján.) Reakciósebesség : • Szakács Erzsébet: „Gyorsulási” verseny vegytan módra (Hogyan csökkenthető, ill. növelhető a Na2S2O3+HCl reakciósebessége? + Konfitálás, és „sous vide”) • Lázár Armand: A HCOOH + Br2 reakciósebességét befolyásoló tényezők tanulmányozása Kémiai és fizikai egyensúlyok: J. Balázs Katalin, Oláh Gábor , Szakmány Csaba: „Változó és változatlan” (Szénsavval kapcsolatos vizsgálatok tanórán, erdei iskolában vagy táborban, az egyensúlyokkal kapcsolatos társasjátékkal színesítve. + Igaz-e, hogy a Mentos+ Cola Light együttes fogyasztása halált 11 okoz?
7.b) A „Tehetséggondozás a kémiatanítás során” tanfolyam nyomán készült IBST tanulókísérletek Vízkeménység: • Füzesi István, Matula Ilona, Moravcsik Csabáné, Szalay Luca: Az ősi ellenség – Milyen ionok okozák a víz keménységét ? – Mely sók használhatók vízlágyításra? – Hatásosak-e az elektromágneses vízkőmentesítők? (Áltudományos szöveg elemzése.) • Fémek reakciókészsége és korrózióvédelme: – Baloghné Pálfy Zsuzsanna, Borbás Réka dr., Magyar Csabáné, Nagy Réka, Dr. Szalay Luca: A korrózió vasfoga – A szomolnoki bányában lejátszódó CuSO4+Fe reakció modellezése – Tervezzenek lejátszódó / nem lejátszódó reakciókat a fémek redukáló sora (ált. isk.), ill. az elektródpotenciálok (középisk.) alapján – Passzív és aktív korrózióvédelmi módszerek összehasonlítása – A helyi elemek ismeretében tervezzenek modellkísérletet a katódos12 fémvédelemre (+Érdekes történetek.)
7.c) A „Tehetséggondozás a kémiatanítás során” tanfolyam nyomán készült IBST tanulókísérletek Sav-bázis folyamatok: • Balogh Terézia: Ki kicsoda? (Egyszerű azonosítási reakciók a kémhatás vizsgálata és hevítés alepján - ált. isk. + Rovácsné Simon Erika: Hogyan hozható helyre a túl ecetes étel? ) • Labancz István: Savak, bázisok, modellek (Az Arrhenius- és a Brønstedféle sav-bázis elmélet közötti átmenet előkészítése, a modellalkotás fontos szerepe a természettudományokban) • Győre Henriette: Kékszilva: a gyümölcs, ami piros, amikor zöld (Sóoldatok hidrolízisének, gyümölcsök, zöldségek stb. kémhatásának vizsgálata saját tervezésű hígítási sor alkotta pH-skála segítségével.) Szerves kémia: • Bodó Jánosné: Oxigéntartalmú szerves vegyületek vizsgálata – Oxigéntartalmú funkcióscsoportok kimutatása – Hogyan különböztethető meg a Cola és a Cola Light? • Dancsó Éva: Nassolók kémiája (Élelmiszergélek vizsgálata; hogyan 13 működnek a zselésítő anyagok és az alginátos ételek?)
8. Összefoglalás • Szükség lenne a kémiatanítás módszereinek átgondolására, óvatos, kiegyensúlyozott és fokozatos újításra (pl. IBST), de mindig vigyázva a jól bevált módszerek és a hagyományok megőrzésére is! • Cél, hogy a közoktatási szakasz végére: 1. Minden diákban kialakuljanak a természettudományos műveltség alapjai (felelős állampolgári magatartás és önvédelem a csalók ellen!) 2. Mindenki tisztában legyen a természettudományok jelentőségével, a társadalmi fejlődésben betöltött szerepével 3. Minél több tehetséges diák válassza a természettudományos pályákat.
Ajánlott linkek • http://www.chem.elte.hu/w/modszertani/ • http://www.compacitypro.nl/Hungariantran slations/tabid/370/Default.aspx • http://www.compacitypro.nl/ProBaseMenu/ tabid/377/Default.aspx • http://www.pro-base.eu/ • http://www.standardbase.com/ • http://slc.pszk.nyme.hu/ 15
KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMET!
16
