Zainteresuj ich wiedzą póki są młodzi: uniwersytet pomaga szkole podstawowej
Submitted by rau on 10 June 2010
Tłumaczenie: Bogusław Malański, Anna Malańska
|
Uczenie przedmiotów w szkole podstawowej to trudne zadanie. Samuel Lellouch i David Jasmin wysłali swoich studentów do szkoły podstawowe, j by pomogli nauczycielom. Dlaczego nie wypróbować, tego co zrobili w swojej klasie? Warto! Guillermo jest studentem prestiżowej uczelni Ecole Polytechnique w Saint Etienne, Francja. Pomagał nauczycielowi – Pascalowi uczyć elektryczności sześciolatki (francuski standard CP) w jednej ze szkół. Pod koniec zajęć oboje podsumowali swoją działalność |
“Czy oglądałeś schemat, jaki narysowały dzisiaj dzieci? Robią fantastyczne postępy!”- zachwycał sie Pascal. „Za tydzień będziemy uczyli się o wyłączniku. Czy możesz mi pomóc? Nieźle mi się z tobą pracuje. Zróbmy coś razem jeszcze raz. „
““Oczywiście; przyniosę parę rysunków i przygotuję materiały dla dzieci” mówi Guillermo. „ Wyłącznik jest trudny do zrozumienia dla sześciolatków. Zapytamy ich, jak można wyłączyć żarówkę bez odłączania przewodów.”
***
W części projektu zwanego La main à la pâtew1w1bierze udział 1500 – 2000 francuskich studentów uczelni technicznych. Pomagają w w czasie lekcji przyrodoznawstwa (dzieci w wieku 3-11 lat). Projekt ten zapoczątkował w roku 1996, laureat nagrody Nobla, Georges Charpak pracujący w Académie des Sciences. Projekt miał na celu promocję nauki przyrodoznawstwa w szkołach podstawowych. Dzisiaj projekt ten został wprowadzony również w 20 innych krajach. Istnieją strony internetowe projektu La main à la pâte w Niemczechw2, Hiszpaniiw3, Serbiiw4, Kraje Arabskiew5 and Chinachw6, jak i międzynarodowy portal Teaching Sciencew7. Portal obsługuje języki angielski, francuski, hiszpański i ma wiele odnośników do takich krajów, jak Belgia, Szwecja, Turcja, Szwajcaria.
Podejście typu “jak to zrobić” jest dla dzieci interesujące i pomaga w rozwoju umiejętności pracy naukowej, chociaż trzeba przyznać, że podejście to jest czasochłonne. Zwłaszcza przygotowania zabierają mnóstwo czasu. Poszukiwanie odpowiednich materiałów, organizacja doświadczenia i w końcu praca w czasie lekcji, to zajęcia absorbujące. Dodatkowo, nauczyciele przyrodoznawstwa nie czują się pewnie w tym temacie, co wymaga poświęcenia dodatkowego czasu nauczycielowi.
Guillermi i jemu podobni studenci pomagają w przezwyciężeniu trudności. Rekrutują się oni z technicznych wyższych szkól francuskich wszystkich departamentów Francji. Studencji trzeciego roku, przez co najmniej siedem kolejnych tygodni połowę dnia spędzają w szkołach podstawowych. Kążdy student pomaga nauczycielowi w przygotowaniu lekcji, przygotowaniu materiałów, prospektów, instrukcji itd. Opracowywują doświadczenia i sprawdzają je. Nauczyciel nadal jest odpowiedzialny za przebieg lekcji, Po zakończeniu zajęć lekcja jest wspólnie omawiana i analizowana.
By wspomóc takie działania, francuskie ministerstwo edukacji oraz ministerstwo szkół wyższych połączyło siły we wspólnym projekcie ASTEPw8, co ułatwiło zaangażowanie się naukowców w edukację na poziomie podstawowym.
Co więcej, project francuski La main à la pâte jest koordynatorem ze strony Francji europejskiego projektu Pollenw9 (patrz informacja w ramce), Projekt Pollen jeszcze silniej akcentuje stawianie pytań i ich doświadczalne rozwiązywanie. Saint-Etienne jest miastem, które w programie Pollen szczególnie rozwija silne związki między uniwersytetem a szkołą podstawową. Ich doświadczenia można znaleźć w internecie w języku francuskim oraz angielskim10.
Wszyscy wygrywają
Dzieci przekonują się, jakie są ich możliwości w przeprowadzaniu doświadczeń. Mają okazję porównać swoje podejście do zagadnienia z podejściem dorosłych. Uczą się w czasie zabawy. Dzielą radość poznania między sobą.
Nauczyciele szkół podstawowych zaczynają sobie zdawać sprawę, że nauczanie przyrodoznawstwa nie nie jest takie trudne. Z pomocą studentów sa sobie w stanie przyswoić podejście do pracy naukowej. To ważne, albowiem większość nauczycieli przechodziła różnego rodzaju kursy kwalifikacyjne, ale inne niż nauki techniczne. Według reportu francuskiego, aż 80% procent nauczycieli szkół podstawowych nie ma przeszkolenia w zakresie nauczania przyrodoznawstwa. Nauczycielom podoba się zaangażowanie ich uczniów w poznawanie przyrody.
Studenci mają okazję wypróbować swoje umiejętności w pracy z dziećmi, nakłaniając ich do poznawania przyrody. Widzą, jakie można napotkać w praktyce problemy przy przekazywaniu wiedzy technicznej dzieciom w zakrsie wieku 30-11 lat.
Pollen (Pyłek): naukowy trening na europejskim poziomie
Pollen to europejski projekt nakierowany na rozwój nauk podstawowych. Popiera i stymuluje naukę opracowaną na zadawaniu pytań i znajdywaniu na nie odpowiedzi. W ramach tego projektu zostało wybranych 12 „miast-nasion” z krajów Unii Europejskiej. Włączone są do projektu: rodziny, partnerzy naukowi, urzędy miejskie, i centra kulturalne. Celem jest osiągnięcie nauczania przyrodoznawstwa na dobrym poziomie już w zakresie szkoły podstawowej.
Uczniowie i naukowcy z poza “miast-nasion” mogą przyłączyć się do projektu organizując się na lokalnym poziomie. Tym samym staja sie uczestnikami projektu Pyłek. Mogą również korzystać z zasobów w internecie, które są bezpłatnew9w9.
Poniżej zamieszamy opis dwóch zajęć opracowanych wspólnie przez nauczycieli oraz studentów biorących udział w projektach La main à la pâte oraz Pyłek. Więcej szczegółów na temat tych zajęć można znaleźć w serwisach: La main à la pâtew1 oraz Pollenw9.
W jaki sposób można wyłączyć nos niedźwiedzia?
Tematem tych zajęć (sześć lekcji) było wprowadzenie pojęcia wyłącznika elektrycznego dla dzieci w przedziale wiekowym 3-6 latw11w11. Przewiduje się wprowadzenie pewnych pojęć z elektryczności często ignorowanych przez nauczycieli w młodszych klasach. Nauczyciele uważają ten temat za zbyt trudny i nie zawsze mają pomysł, jak się do niego zabrać.
W następnej części opiszemy, co jest potrzebne nauczycielowi do przygotowania lekcji na powyższy temat. Następnie podamy opis czynności. Więcej materiału można znaleźć w serwisie La main à la pâte oraz na stronie Science in Schoolw12.
Podstawowe wiadomości dla nauczyciela
Kluczowe zagadnienie, to działanie wyłącznika w obwodzie. Obwód składa się z serii obiektów przewodzących prąd elektryczny, włączająć w to baterię oraz żaróweczkę. Wszystkie te elementy muszą być wzajemnie połączone, jeden za drugim tworząc zamknięta pętlę – tzw. zamknięty obwód elektryczny. Nie można zobaczyć, co jest w środku baterii, byłoby to nawet niebezpieczne ze względu na zawarte w niej chemikalia. Wystarczy powiedzieć, że zadaniem baterii jest zapewnienie przepływu prądu elektrycznego w obwodzie. Jeżeli w jakimkolwiek miejscu obwód elektryczny jest przerwany, przepływ prądu nie może dalej zachodzić. Aby uczniowie lepiej zrozumieli, że do przepływu prądu obwód musi być zamknięty, należy z bliska obejrzeć żaróweczkę – można nawet stłuc przedtem szklaną bańkę ( ostrożnie). Widać w środku dwa kontakty; jeden łączy włókno żaróweczki z jej stopką, drugi z bokiem oprawki (zobacz to na ilustracji). Dzieciom łatwiej jest wtedy prześledzić drogę prądu elektrycznego w żaróweczce. W szkole podstawowej niestety nie przewiduje się doświadczenia o kierunku przepływu prądu elektrycznego – nie można zobaczyć małych elektronów. Na tym poziomie najważniejszym jest by zrozumieć, że prąd płynie w obwodzie dzięki barterii poprzez przewody elektryczne. Wszystko razem musi tworzyć obwód zamknięty. Dowodem na to, że prąd elektryczny płynie , dla dzieci w szkole podstawowej, jest świecenie żaróweczki. |
|
Krokodylek
(na lewo) i blaszki rozdzielne (na prawo)
Zdjęcia
dzięki uprzejmości Jobalou / iStockphoto and Jean Jannon / Pixelio
Gdy prąd elektryczny płynie przez włókno wolframowe żaróweczki, powoduje jego rozgrzanie się – włókno to stawia opór prądowi elektrycznemu. Na skutek tego włókno rozgrzewa się do wysokiej temperastury i zaczyna świecić. Włókno zawsze jest umieszczone w próżni lub w obecności gazów szlachetnych lub nieczynnych, aby nie dopuścić do reakcji utleniania – spalenia się włókna.
|
Przy wprowadzeniu pojęcia wyłącznika ważne jest dać dzieciom do zrozumienia, że jest to część ruchoma. Oznacza to, że w zależności od jego ustawienia w pewnej pozycji może on przerwać obwód elektryczny lub połaczyć go ponownie. Gdy pojęcie jego funkcji zostanie przyswojone, konstrukcja przełącznika ma już mniejsze znaczenie; może to być najprostszy działający model zrobiony np. ze spinacza biurowego i dwóch pinezek do papieru (patrz rysunek na lewo). Dla mniejszych dzieci być może bardziej przemówi wyłącznik zrobiony z tzw. krokodylka (patrz rysunek powyżej). |
Wyposażenie i materiały
Żaróweczka wraz z oprawką
Przewody elektryczne
Bateria
Latarka kieszonkowa
Głowa niedźwiadka z papieru maché – żarówka umieszczona w miejsce nosa (lub coś podobnego według włąsnego pomysłu)
Głowa niedźwiadka z papieru maché – żarówka umieszczona w miejsce nosa (lub coś podobnego według włąsnego pomysłu)
Materiały te powinny być w pracowniach szkolnych lub można je kupić w lokalnych sklepach.
Postępowanie
Każdy element zajęć zabiera 45 minut. Poniżej są propozycje dla każdej lekcji. Dzieci powinny zaczynać od czegoś podobnego do tego, co już znają; np. latarka kieszonkowa; zabawka niedźwiadek. Potem mogą podchodzić do zagadnienia bardziej formalnie – rysowanie polączeń
Krok 1
Zaświeć kieszonkową latarke.
Przeprowadź dyskusje uwzględniając: które elementy sa potrzebne w latarce by móc zaświecic żarówkę. Odpowiedź: bateria, wyłacznik i żaróweczka.
Krok 2 Przedyskutuj z dziećmi, jak można zaświecic żarówkę, jeżeli znajduje się ona poza latarką?
Wykręć żaróweczkę z latarki.
Zaświeć żaróweczkę podłączając do niej bezpośrednio baterię.
Niech uczniowie narysują to co widzą i wypróbują samodzielnie zaświecenie żaróweczki.
Przedyskutuj
z dziećmi zagadnienie, która dokładnie część żarówki
świeci? Krok 3 Zaputaj dzieci, jak można zaświecić żaróweczkę, jeżeli znajduje się ona w pewnej odległości od baterii? |
|
W odpowiedzi dzieci powinny dojść do wniosku, że są to przewody. Przy ich pomocy oraz krokodylków można dokonać połaczeń( patrz np. rysunek powyżej).
Krok 4
Pokaż dzieciom głowę niedźwiadka zrobionego z papieru maché – w miejscu nosa umieszczona jest żaróweczka.
Zapytaj dziei, jak wyobrażają sobie układ połączeń, który spowoduje zaświecenie nosa_- żaróweczki. Poproś o naszkicowanie tych połączeń.
|
Krok 5 Zgromadź dzieci i wybierz kilka narysowanych przez nie układów połączeń elektrycznych.
Przedyskutuj
z dziecmi: jakie zmiany należy wprowadzić, by układ
działał? Krok 6 Udekoruj głowę niedźwiadka. Krok 7 Umieść obwód elektryczny w głowie niedźwiadka. Przy pomocy wyłacznika włączaj i wyłączaj nos zwierzątka! |
Wyścigi piaskowych czasomierzy
Poniżej opisane są zajęcia z dziećmi mające na celu zaznajomienie ich z dwoma podstawowymi pojęciami z fizyki: czas i szybkość. Zajęcia przeznaczone są dla dzieci w przedziale wiekowym 3-6 lat (nieco bardziej skomplikowane pojęcie czasu znajdziesz w pracy Al-Khalili, 2009). Zajęcia umożliwią zrozumienie takich pojęć jak: „szybciej niż”, „wolniej niż’, „tak samo szybko”. Dzieci będa konstruowały, porównywały działanie piaskowych czasomierzy. Dzieci będą mogły dokonać porównania między ilością piasku w czasomierzach a czasem przesypywania sioę piasku w czasomierzu. Dokładny opis znajdziesz na stronie Pollenw13.
I – Przygotowanie piaskowych czasomierzy (dla nauczyciela)
Materiały do sporządzenia czasomierza piaskowego
Dwie plastikowe butelki
Piasek lub semolina (łatwiej się przesypuje niż piasek)
Szydło lub coś podobnego ostrego
Taśma klejąca
Postępowanie
Zrób dziurki w nakrętkach butelek; postaraj się, by byly jednakowj wielkości.
Napełnij butelki piaskiem (lub semoliną). Użyj różnych ilości piasku dla różnych butelek – patrz II).
Przedziurawione nakrętki umocuj na butelkach.
Druga butelkę (bez nakrętki) postaw “do góry nogami” na butelce z nakrętką i połącz butelki przy pomocy taśmy klejącej.
Uwaga: W niektórych doświadczeniach uczniowie powinni samodzielnie przyrządzic czsomierze piaskowe ( patrz III i IV)
II – Porównaj czasy przesypywania dla trzech czasomierzy (około 20 minut)
Materiały dla każdej grupy dzieci
Trzy plastikowe czasomierze wypełnione piaskiem w różnych ilościach i zaznaczone różnymi kolorami: np najmniej napelniona na czerwono, średnio napełniona na niebiesko i najbardziej napełniona, na czarno.
Postępowanie
Podziel klasę na grupy czteroosobowe.
Troje dzieci bawi się czasomierzem a czwarte dziecko prowadzi notatki z obserwacji.
Poproś dzieci by obróciły o 1800 czasomierze i ustawiły je w kolejności ukończenia przesypywania piasku.
Powtórz każde doświadczenie trzykrotnie; dzieci zamieniaąa sie rolami
Tabela 1: Przykład zapisu w tabelce uzyskany przez jeden z czteroosobowych zespołów. Kolumna 1: czasomierz, który, pierwszy skończył. Kolumna 2: czasomierz, który skończył drugi. Kolumna 3: czasomierz, który skończył trzeci. Kolor znaku X jest zgodny z kolorem oznakowanego czasomierza
1-cia |
2-ga |
3-cia |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
Dlaczego czasomierz z najmniejszą ilościa piasku (czerwony) zawsze kończy pierwszy?
Zauważ: czasomierze muszą być obracane jednocześnie.
Zwróć uwagę by dzieci stosowały zawsze tą samą metodę porównywania czsomierzy.:
Jedno z dzieci, to które nie ma czasomierza, liczy: ”raz, dwa, trzy”.
Na komendę “trzy” pozostałe dzieci obracają czasomierze.
Dziecko, którego czasomierz skończy przesypywanie piasku podnosi do góry ręke i głośno woła np. „Czerwony!”
Dziecko zapisujące wyniki notuje kolejność ukończenia przesypywania piasku przez czsomierze.
Powtórz doświadczenie 3-4 razy.
Jeżeli kolejność zakończenia przesypywania piasku nie zawsze jest taka sama, to dlaczego tak się dzieje?
Dzieci
przeprowadzające doświadczenia z piaskowymi czasomierzami
Zdjęcie
dzięki uprzejmośc Fabrice Krot, La Maison des Sciences
III - Jak można regulować czas przesypywania piasku przez czasomierz (20 minut)
Materiały dla jednego dziecka
3 puste czasomierze oznakowane na: czerwono, niebiesko i czarno
Semolina (tł. lub piasek)
Arkusz z tabelką do zapisywania wyników
Postępowanie
Podziel klasę na małe zespoły.
Wręcz dzieciom arkusze z zaznaczonymi przewidywaniami, który czasomierz powinien skończyc pierwszy (np. pierwszy czerwony, potem niebieski a na końcu czarny).
Powiedz uczniom by napełnili czasomierze piaskiem w takiej ilości by czas przesypywania był zgodny z przewidywaniami.
Przeprowadż doświadczenie i zapisz wyniki.
Uczniowie powinni zauważyć, że im więcej piasku w butelce, tym dłużej trwa przesypywanie jego w czasomierzu.
IV – Przewidywanie, kolejności zakończenia przesypywania piasku przez czasomierze w zależności od objętości semoliny (piasku)
Materiały dla jednego dziecka
3 puste czasomierze oznaczone kolorami
Semolina (tł. może być piasek)
Lejek ( może być zrobiony włąsnoręcznie z papieru)
Mały dzbanuszek
Instrukcja napełniania; np. 1 dzbanuszek piasku do czerwonego czasomierza, 2 dzbanuszki piasku do czrnego i 3dzbanuszki do niebieskiego czasomierza
Tabela 2:Przykład napełniania czasomierzy piaskiem. O = jeden dzbanuszek piasku
OO > X |
OOO > X |
O > X |
Arkusz wypełniony otrzymanymi wynikami (patrz poniżej)
Czynności
Podziel klasę na małe grupy.
Powiedz dzieciom, jak napełnić piaskiem czsomierze.
Zadaj dzieciom pytanie: w jakiej kolejności czsomierze ukończą przesypywanie piasku? Zapisz ich odpowiedzi (patrz ponizej).
Przeprowadź doświadczenie.
Zapisz uzyskane doświadczlnie wyniki ( patrz przykład poniżej).
Table 3: Example of a worksheet to note down expected results for three sand timers and the results
Zespół: Chloé, Marion i Maureen
Napełnij uważnie wszystkie czsomierze i ustaw je od najszybszego do najwolniejszego.
Oczekiwane wyniki
1-cia |
2-ga |
3-cia |
X |
X |
X |
O |
OO |
OOO |
Otrzymane wyniki
1-cia |
2-ga |
3-cia |
X |
X |
X |
Porównajj uzyskane wyniki z przewidywaniami.
V – Ustaw trzy czasomierze przez porównanie ich parami ( 15 minut)
Materiały dla jednego dziecka
3 czasomierze napełnione niemal identyczną ilościa semoliny ( tł. lub piasku)
Tabela z wynikami (patrz powyżej)
Czynności
Powiedz dzieciom: Macie trzy czasomierze piaskowe. Może obrócić tylko dwa. Następnie ustawcie je w kolejności od najszybszego do najwolniejszego!
Wniosek:
Jeżeli
czarny czsomierz działa szybciej niż czerwony, a niebieski
szybciej niż czarny, to niebieski jest szybszy niż czerwony.
Referencje
Al-Khalili J (2009) Podróż w czasie: naukowy fakt czy fikcja? Science in School 11: 15-19. www.scienceinschool.org/2009/issue11/timetravel/polish
Zasoby w Internecie
w1 – Więcej na temat La main à la pâte, patrz: www.lamap.fr
w2 – Niemiecka strona La main à la pâte, -“mirror” - znajduje się pod adresem: www.sonnentaler.net/info
w3 – Hiszpańska wersję La main à la pâte znajdziesz tutaj: www.indagala.org
w4 – Serbska wersja La main à la pâte znajduje się tutaj: http://rukautestu.vin.bg.ac.yu
w5 – Arabską wersję La main à la pâte, znajdziesz tutaj: http://lamap.bibalex.org
w6 – Chińska wersja of La main à la pâte znajduje sie pod adresem: http://lamap.handsbrain.com
w7 – The Teaching Science portal, jest wspólnym projektema the International Council for Science (ICSU) i the Inter-Academy Panel –współpraca z zagranicą (IAP), w współudziale z La main à la pâte, łaczącym wszystkich partnerów; znajdziesz więcej wiadomości tutaj: www.icsu.org/1_icsuinscience/CAPA_TeachSci_1.html
w8 – – Więcej informacji na temat francuskiego programu ASTEP (pomoc nauczycielom szkól podstawowych ze strony pracowników naukowych) znajduje się: www.astep.fr
w9 – Więcej informacji na temat projektu Pollen ( Nasiona), oraz wiele innych propozycji lekcji, znajdziesz pod adresem: www.pollen-europa.net
w10 – Przewodnik dla nauczycieli i naukowców, w językach francuskim i angielskim znajdziesz tutaj: www.astep.fr lub www.pollen-europa.net
w11 –Francuska wersja czynności opisanych w tym artykule (‘Le nez de l’ours - Réaliser un montage qui permette d’allumer une ampoule’) znajduje się na stronie La main à la pâte pod adresem (www.lamap.fr) lub: http://tinyurl.com/lenezdelours
w12 – Więcej informacji o nauczaniu elektryczności w szkole podstawowej można znaleźć tutaj: here.
w13 –Zajęcia opisane w niniejszym artykule można znaleźć w wersji angielskiej na stronie (www.pollen-europa.net) lub: http://tinyurl.com/hourglassrace
Dodatkowe opisy wielu innych czynności związanych z czasomierzem piaskowym, wskazówki metodyczne itd. są tutaj: www.pollen-europa.net lub http://tinyurl.com/guideforteachers
David Jasmin jest posiadaczem doktoratu z fizyki i zajmuje się popularyzacją nauki od 1995 roku. Bierze udział w projekcie La main à la pâte od 1997 roku i jest kierownikiem tego program od roku 2005, Jest on również koordynatorem projektu Pollen (Nasiono). Jest również autorem i edytorem wielu książek o edukacji dla szkół podstawowych.
Samuel Lellouch jest studentem drugiego roku prestiżowej uczelni Ecole Polytechnique w Saint Etienne we Francji. W latach 2007/2008 spędził 6 miesięcy w szkole podstawowej w biednych dzielnicach Paryża wspomagając nauczycieli w nauczaniu przedmiotów przyrodniczych.
Przegląd
Dodatkowa pomoc w czasie lekcji przyrodoznawstwa, zwłaszcza ze strony specjalistów jest mile widziana. Zawsze jest to coś nowego. Studencji mają szansę zmierzyć się z nauczaniem przedmiotów przyrodniczych z małymi dziećmi w praktyce. Studencji mają również sposobność uciec od szablonowych pomysłów, gdyż pytanie dzieci są często zaskakujące. Tacy studenci są mile widziani przez nauczycieli szkół podstawowych (uwaga tłumacza – w Polsce są to prawie wyłącznie kobiety), którzy nie mają czesto praktyki w przeprowadzaniu doświadczeń. Nauczycieli ci również często nie są przygotowani do odpowiedzi na kłopotliwe pytania uczniów.
Wiele organizacji jest chętnych w podniesieniu poziomu nauczania i zrozumienia nauk podstawowych już w szkole podstawowej. Być może artykuł ten zainspiruje innych do pójścia w ślady studentów i nauczycieli francuskich. Oprócz projektu Pollen istnieją jeszcze inne, np. ‘Researchers in Residence’ oraz Student Associates’ w Wielkiej Brytanii.
Artykuł opisuje dwa typy zajęć dostosowanych dla najmłodszych dzieci w szkołach podstawowych. Pierwszy na temat elektryczności, która to często „nie jest ruszana” w szkołach podstawowych, zwłaszcza podejście eksperymentalne. Drugie zajęcie z czasomierzem piaskowym wymaga samodzielnego sporządzenia przyrządu, przwidywania „co sie stanie, gdy..” , zapisywania wyników i wyciągania wniosków. Oba typy opisanych tutaj zajęć nadają się doskonale do przeprowadzania dyskusji z dziećmi. Były one przetestewowane praktycznie w wielu szkołach, przez wielu nauczycieli, z pomoca wielu studentów. Okazały się dużym sukcesem.
Ian Francis, Wielka Brytania