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 luca@chem.elte.hu
Tartalom 1. Az IBST fogalma 2. Az IBST előnyei és hátrányai 3. Az IBST elvei alapján tervezett kémiaórák 4. Kipróbálás: vajon tényleg működik-e az IBST? 5. Az IBST feladatsorok szerkesztése 6. Tanácsok az IBST feladatsorok készítéséhez 7. 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 luca@chem.elte.hu 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+cuso 4 +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 Na 2 S 2 O 3 +HCl reakciósebessége? + Konfitálás, és sous vide ) Lázár Armand: A HCOOH + Br 2 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 CuSO 4 +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 katódos 12 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 működnek a zselésítő anyagok és az alginátos ételek?) 13
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