Φέρτε τη γοητεία του κέντρου φυσικών επιστημών στην τάξη

ατά τη διάρκεια του πρότζεκτ «Κέντρο Φυσικών Επιστημών στο Σχολείο», οι μαθητές χτίζουν τα εκθέματά τους, παρόμοια με εκείνα σε ένα κέντρο φυσικών επιστημών (φ.ε.) - με τη βοήθεια ενός υπαλλήλου ενός πραγματικού κέντρου φ.ε.. Χρησιμοποιώντας τα εκθέματά τους, οι μαθητές οργανώνουν ένα κέντρο φ.ε. στο σχολείο τους. Παρουσιάζουν τα αποτελέσματα της έρευνάς τους στην επιστήμη μέσα από τα εκθέματά τους και προσκαλούν τους συμμαθητές και τους γονείς για να τα δοκιμάσουν.

Το πρόγραμμα εν συντομία

Το «Κέντρο Φυσικών Επιστημών στο Σχολείο» αποτελείται από οκτώ πρωινά ή απογεύματα, που κατανέμονται σε τουλάχιστον πέντε εβδομάδες. Μόνο η πρώτη μισή ημέρα πραγματοποιείται σε ένα κέντρο φ.ε.. Εδώ, ένας υπάλληλος εισάγει τους μαθητές στο πρόγραμμα, λέγοντας στα παιδιά τι ένα έκθεμα και τι πρέπει να σκέφτονται όταν κατασκευάζουν το δικό τους έκθεμα.

Το υπόλοιπο του πρότζεκτ πραγματοποιείται στο σχολείο. Οι μαθητές εργάζονται σε ζευγάρια και επιλέγουν (από έναν κατάλογο που παρέχεται από το κέντρο φ.ε.) ποιο από τα 20 τουλάχιστον διαθέσιμα εκθέματα θέλουν να κατασκευάσουν. Κάνουν έπειτα ένα τεχνικό σχέδιο του επιλεγμένου εκθέματός τους, σκεπτόμενοι για το πώς πρόκειται να το κάνουν και πόσο μεγάλο πρέπει να είναι. Τα παιδιά θα ήθελαν να κατασκευάσουν αμέσως το έκθεμά τους, η παραγωγή όμως ενός τεχνικού σχεδίου επιβραδύνει αυτήν την διαδικασία. Εντούτοις, βοηθά τα παιδιά να εργαστούν με έναν οργανωμένο τρόπο και να σκέφτονται προτού να ενεργήσουν.

Από το τεχνικό σχέδιό τους και μια περιγραφή που παρέχεται από το κέντρο φ.ε., κατασκευάζουν στη συνέχεια το έκθεμα. Όλες οι περιγραφές και οι οδηγίες κατασκευής μπορούν να μεταφορτωθούν από το δικτυακό τόπο του πρότζεκτ w1. Η κατασκευή των εκθεμάτων περιλαμβάνει πριόνισμα, διάτρηση, κοπή και συγκόλληση. Για αυτό το μέρος του προγράμματος, πρόσθετα χέρια απαιτούνται στην τάξη: δύο πρόσθετοι άνθρωποι (γονείς, εκπαιδευόμενοι δάσκαλοι ή συνάδελφοι, παραδείγματος χάριν) πρέπει να είναι διαθέσιμοι.

Αφού έχουν ολοκληρώσει την κατασκευή, οι μαθητές κάνουν κάποια έρευνα χρησιμοποιώντας το έκθεμά τους. Μελετούν το πώς αυτό λειτουργεί και ποιο επιστημονικό φαινόμενο καταδεικνύει. Χρησιμοποιώντας αφίσες και προφορικές παρουσιάσεις, οι μαθητές στη συνέχεια παρουσιάζουν την έρευνά τους στους συμμαθητές, τους δασκάλους, την οικογένεια και τους φίλους τους, οι οποίοι έχουν επίσης τη δυνατότητα να δοκιμάσουν τα εκθέματα.

Οι κύριοι στόχοι αυτού του πρότζεκτ είναι να ενθαρρυνθεί μια στάση έρευνας απέναντι στην επιστήμη και την τεχνολογία και να καταδειχθεί στους μαθητές το πώς μπορούν να εργαστούν μαζί, να παρουσιάσουν (γραπτά και προφορικά) και να αποκτήσουν ένα υψηλό επίπεδο τεχνικών δεξιοτήτων.

Επιτυχής πιλοτική εφαρμογή

Το πιλοτικό πρόγραμμα έτρεξε σε δέκα σχολεία πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης και οι μαθητές αξιολόγησαν το πρόγραμμα με ένα μέσο αποτέλεσμα 8.5 (σε μια κλίμακα 0-10.0). Το πιο ιδιαίτερα εκτιμημένο μέρος ήταν η κατασκευή των εκθεμάτων (9.4). Οι λόγοι που δόθηκαν από τα παιδιά για το υψηλό αποτέλεσμα ήταν: «επειδή δεν κάνουμε συχνά πράγματα όπως να πριονίσουμε», «Συμπαθώ εκείνο το είδος πράγματος» και «μόλις τελειώσει - μπορούμε να δούμε εάν λειτουργεί». Η παρουσίαση των εκθεμάτων σε άλλα παιδιά και γονείς εκτιμήθηκε επίσης ιδιαίτερα (8.7): «επειδή είμαστε ευχαριστημένοι από αυτό που έχουμε κάνει και μπορούμε να το παρουσιάσουμε σε άλλους ανθρώπους» και «επειδή μερικοί άνθρωποι δεν μπόρεσαν να το πιστέψουν και σκεφτόταν: «πώς το κάνουν αυτό;».

Τα κορίτσια έγιναν περισσότερο τεχνίτριες

Αυτό που ήταν εντυπωσιακό ήταν το γεγονός ότι τα περισσότερα από τα κορίτσια θεωρούσαν τους εαυτούς τους «όχι πραγματικά τεχνίτριες» πριν από το πρόγραμμα, ενώ τα περισσότερα από τα αγόρια θεωρήθηκαν «αρκετά τεχνίτες». Μετά από το πρόγραμμα, τα παιδιά θεωρούσαν πλέον τους εαυτούς τους κατά μέσον όρο πιο τεχνίτες απ' ό,τι πριν: 7% περισσότερα παιδιά θεωρούσαν πλέον τους εαυτούς ως «αρκετά τεχνίτες» ή «πολύ τεχνίτες».

Σημαντικότερη είναι η αύξηση μεταξύ των κοριτσιών: μετά από το πρόγραμμα, ο αριθμός των κοριτσιών που θεωρούσαν πλέον τους εαυτούς ως «αρκετά τεχνίτες» αυξήθηκε κατά 66% και ο αριθμός αυτών που θεωρούσαν τους εαυτούς ως «όχι πραγματικά τεχνίτες» ελαττώθηκε κατά 35%. Φαίνεται ότι τα αγόρια υπερεκτίμησαν γενικά τις δυνατότητές τους πριν από το πρόγραμμα. Με τη συμμετοχή τους στο πρόγραμμα πήραν μια ρεαλιστικότερη εικόνα του εαυτού τους. Τα κορίτσια είχαν μια ρεαλιστικότερη εικόνα του εαυτού τους στο ξεκίνημα, αλλά γενικά είχαν τη λιγότερη εμπειρία με τις τεχνικές δραστηριότητες. Με τη συμμετοχή τους στο πρόγραμμα ανακάλυψαν ότι ήταν πραγματικά αρκετά καλά σε αυτό και ότι ήταν διασκέδαση!

Διδακτική μέθοδος

Το πρόγραμμα συνδέεται με μια διδακτική μέθοδο διερευνητικής μάθησης και μάθησης μέσω σχεδιασμού, που αναπτύχθηκε από το NEMO σε συνεργασία με το ίδρυμα AMSTEL του πανεπιστημίου του Άμστερνταμ.

Ξεχωρίσαμε μια διδακτική μέθοδο φ.ε. στην οποία είναι κεντρική η διερευνητική μάθηση (διδακτική των φυσικών επιστημών), και μια διδακτική μέθοδο τεχνολογίας στην οποία είναι κεντρική η μάθηση μέσω σχεδιασμού (διδακτική της τεχνολογίας). Μια σημαντική πτυχή και των δυο μεθόδων είναι ότι είναι η διαδικασία και όχι το τελικό προϊόν που είναι το σημαντικότερο.

Επομένως, η καθοδήγηση από το δάσκαλο εστιάζει πρώτιστα στη διερεύνηση της συμπεριφοράς και των τεχνικών δεξιοτήτων. Το κέντρο φ.ε. NEMO παρέχει μια περίοδο εξάσκησης για τους δασκάλους ώστε να προετοιμαστούν για το πρόγραμμα.

Διερευνητική μάθηση

Είναι σημαντικό να συνειδητοποιήσουμε ότι η διερευνητική μάθηση ξεκινά αφού έχει ολοκληρωθεί η κατασκευή: καθώς το τελειωμένο έκθεμα καθιστά απτό ένα φυσικό φαινόμενο ή μια αρχή, βοηθά στη μετέπειτα έρευνα.
Τα παιδιά περνούν από τρεις ερευνητικές φάσεις: κατ' αρχάς, περιφέρονται γύρω από το έκθεμα (μη εστιασμένη έρευνα), κάτι που δίνει αφορμή για διατύπωση ερωτημάτων, δεύτερον, εστιασμένος πειραματισμός, όπου συγκεκριμένες ερευνητικές ερωτήσεις συμπεριλαμβάνονται στο μάθημα και τα παιδιά μπορούν να ανακαλύψουν τις απαντήσεις μόνα τους και, τρίτον, θεωρητική έρευνα, όπου διεξάγεται έρευνα μαθητών χρησιμοποιώντας βιβλία και το Διαδίκτυο για να μάθουν για την επιστήμη πίσω από τον τρόπο λειτουργίας του εκθέματος και για το πώς αυτές οι επιστημονικές αρχές εφαρμόζονται στην καθημερινή ζωή.

Μάθηση μέσω σχεδιασμού

Η περιγραφή μαθήματος εξηγεί πώς να σχεδιαστεί το έκθεμα, καθώς επίσης και τα υλικά και τα εργαλεία που απαιτούνται. Εντούτοις, καμία ποσότητα για τα υλικά δεν δίνεται. Προτού να μπορέσουν οι μαθητές να αποφασίσουν πόση ποσότητα από κάθε υλικό χρειάζονται, πρέπει να αποφασίσουν πόσο μεγάλο θα είναι το έκθεμά τους. Μόλις το αποφασίσουν, σχεδιάζουν ένα σχέδιο σε κλίμακα 1:2, στο οποίο φαίνεται το πώς τα συστατικά πρέπει να συνδεθούν το ένα με το άλλο.

Τα παιδιά παρουσιάζουν τα σχέδιά τους το ένα στο άλλο και στο δάσκαλό του, ζητώντας ανατροφοδότηση. Χρησιμοποιούν αυτήν την ανατροφοδότηση για να βελτιώσουν το σχέδιό τους.
Τις περισσότερες φορές, τα εκθέματα δεν λειτουργούν αμέσως. Είναι σημαντικό ότι ο δάσκαλος θεωρεί τα τεχνικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν τα παιδιά ως νέες ευκαιρίες μάθησης. Συχνά ο δάσκαλος θα μπει στον πειρασμό να σκεφτεί λύσεις για να βοηθήσει τα παιδιά. Αλλά σύμφωνα με τη διδακτική της μάθησης από σχεδιασμό, είναι σημαντικό τα παιδιά να βρίσκουν τις λύσεις μόνα τους. Μπορούν να εξετάσουν εάν αυτές λειτουργούν αμέσως και λένε στο δάσκαλο το αποτέλεσμα.

Παραδείγματα των εκθεμάτων

Αυτό το έκθεμα παρουσιάζει το ζωοτρόπιο, ένα είδος προδρόμου της σύγχρονης ταινίας, που αναπτύχθηκε στο τέλος του 19ου αιώνα. Από αυτό το έκθεμα, οι μαθητές μαθαίνουν κάτι για το φαινόμενο του φωτός (φυσική), τη λειτουργία του ματιού και του εγκεφάλου (βιολογία) και την τεχνολογία (είναι ένα τεχνικό προϊόν).

Αυτό το έκθεμα είναι ένας ειδικός καθρέφτης που αποτελείται από τις χαλαρές λουρίδες με αυλακώσεις μεταξύ τους. Από την τοποθέτηση κάποιου μπροστά από τον καθρέφτη και κάποιου πίσω – και καθώς ο ένας κοιτάζει τον άλλον στον καθρέφτη - μπορούν μαζί να κάνουν ένα νέο πρόσωπο που είναι ένα μίγμα. Αυτό το έκθεμα είναι για το φως και την ανάκλαση (φυσική), και είναι επίσης ένα τεχνικό προϊόν.

Οδηγίες για αυτά και για πολλά άλλα εκθέματα διατίθενται στο δικτυακό τόπο του Science Center at School^w1.