A 21. századi természettudomány: egy új természettudományi tanterv kidolgozása Inspire article

Fordította: Wajand Judit és Rózsahegyi Márta; szerkesztette Szalay Luca. 2006 szeptemberében - megfelelő kipróbálás után - új természettudományi nemzeti tantervet vezettek be Angliában és Walesben a 14-16 éves tanulók számára. Jenifer Burden bemutatja, hogyan törekszik az új…

A természettudományos
módszerek és alapelvek
átfogó képet nyújt arról,
ahogy a tudomány működik.
Kattintson a kép
kinagyításához

Angliában és Walesben minden tanuló oktatása 16 éves korig a kötelező nemzeti alaptanterv szerint folyik. Ez a tanterv természettudományos ismereteket is tartalmaz, azaz benne vannak a biológia, a kémia és a fizika alapfogalmai is. 2006 szeptemberétől a 14-16 éves tanulók természettudományi tantervében jelentős változások történtek.

Valamennyi diák – a további természettudományos képzésétől függetlenül – tanul egy alapozó tantárgyat, amely mindenekelőtt a természettudományos műveltség kialakítását célozza. Ez a fő különbség az előző tanterv ezen korcsoport oktatásáról szóló részéhez képest, amelyet viszont az elméleti vonalon továbbtanuló diákok feltételezett szükségletei határoztak meg. Az új rendszerben a legtöbb tanuló felvesz még további természettudományi tantárgyakat is, amelyeket később mutatunk be.

Mind a természettudományos irányban továbbtanuló diákok számának egyértelműen megállapított csökkenése, mind a természettudományos tantervhez való viszonyulásuk változásában tapasztalható negatív tendenciaw1 megkövetelte a nemzeti tanterv felülvizsgálatát. A nagyhatású „2000 után” (Beyond 2000) című tanulmány (Millar & Osborne, 1998), vezetett ezen új megközelítésen alapuló tanterv kísérleti modelljének kidolgozásához. A „21. századi természettudomány” nevű modell kifejlesztését a Képzési és Tantervi Hatóság (Qualifications and Curriculum Authority, QCA)w2 finanszírozta, amely a kormány angliai és walesi iskolai tantervekért felelős testülete. A Yorki Egyetem természettudományos oktatással foglalkozó csoportja (Science Education Group) és a Nuffield Tantervi Centrum (Nuffield Curriculum Centre) által szervezett munkacsoport dolgozta ki a kísérleti tantervet és a hozzátartozó oktatási segédanyagokat, amelyeket 2003 szeptemberétől kezdődően több mint 75 iskolában próbáltak ki. A kipróbálás tapasztalatait figyelembe véve alakította ki a Képzési és Tantervi Hatóság az Angliában és Walesben alkalmazható új nemzeti tantervet, amely a 21. századi természettudomány modellen alapul. Fontos azonban megjegyezni, hogy ez csak egy a különböző tantervváltozatok között, amelyekből a tanárok választhatnak.

Hogyan befolyásolta a „2000 után” c. tanulmány az új tantervet?

A „2000 után” tanulmány legfontosabb javaslata az, hogy a kötelező természettudományos oktatásnak a természettudományos műveltség átadására kell fókuszálnia. Ez az a típusú természettudományos oktatás, ami indokolt és megfelelő minden tanulónak, függetlenül a jövőbeli céljaiktól. Ez a javaslat már a 21. századi természettudomány kidolgozásának kezdetén számos kérdést vetett fel, mint például:

  • Mit jelent a „természettudományos műveltség”?
  • Mit tartalmazzon a természettudományos műveltséget kialakító iskolai képzés?
  • Hogy tudjuk ezzel egyidejűleg kinevelni a jövő természettudósait is?

A természettudományos műveltséggel rendelkező ember a következőképpen jellemezhető:

  • Tisztán látja, hogy mit mond a természettudomány az emberről, a Földről és a Világegyetemről;
  • Felismeri a természettudomány és a technika hatását a mindennapi életünkre;
  • Valós információk alapján hozza meg személyes döntéseit a természettudományos megfontolásokat igénylő kérdésekben (pl. egészség, levegő minőség, energiaforrások);
  • Megérti a média által közvetített és a természettudományokra alapozott riportok lényeges állításait, kritikusan képes véleményt alkotni az ilyen riportokban elhangzó, vagy éppen a belőlük kihagyott információkról;
  • Magabiztosan vitat meg másokkal természettudományos témákat.

A 21. századi természettudomány középpontjában egy minden diák számára kötelező „természettudomány alapjai” (GCSE Science) tantárgy áll, amely a fent ismertetett céloknak megfelelő elméleti és gyakorlati tudás kialakítását célozza.

Miből áll a természettudomány alapjai (GCSE Science) tantárgy?

Egyértelmű, hogy bizonyos alapismeretek elsajátítása nélkül lehetetlen természettudománnyal foglalkozni. A természettudomány alapjai (GCSE Science) c. tantárgy ezért tartalmazza a legfontosabb természettudományos összefüggéseket („key science explanations”), azaz a természettudományos ismeretek alaptételeit és kulcsfogalmait (see az alábbi felsorolást). A hangsúly a természettudományos műveltség kialakításában ezeken az általános összefüggéseken és törvényeken van, nem pedig az apró, össze nem függő részleteken, amelyek ezen a szinten nem is fontosak, és valóban sok tanulót rettentenek el attól, hogy természettudományos irányban tanuljanak tovább. (A GCSE kifejezés a 16 éves korban letett vizsgára utal – a szerk. megjegyzése.)
 

A legfontosabb természettudományos összefüggések és törvények

  • Kémiai anyagok (elemek, vegyületek, keverékek)
  • Kémiai változások
  • Anyagok és tulajdonságaik
  • Az élőlények egymásrautaltsága
  • A kémiai anyagok körforgása az élővilágban
  • A sejtek, mint az élőlények legkisebb egységei
  • Az élet fenntartása
  • A gének szerepe az öröklődésben
  • A természetes kiválasztódáson alapuló evolúciós elmélet
  • Mikroorganizmusok szerepe a fertőző betegségek kialakulásában
  • Energiaforrások és energiafelhasználás
  • Sugárzások
  • Radioaktivitás
  • A Föld
  • A Naprendszer
  • Az Világegyetem

A természettudományos műveltség második, hasonlóan fontos eleme a természettudományok belső összefüggéseinek és társadalmi szerepének a megértése; s ezt célozza a természettudomány alapjai (GCSE science) tantárgyban a „természettudományos módszerek és alapelvek” című rész (ld.az alábbi felsorolástw). Ezek az elvek szükségesek a természettudományok mindennapi életben való alkalmazásához, de fontosak a jövő tudósai számára is. Így például a két tényező közötti kölcsönhatás vagy ok-okozati kapcsolat megkülönböztetésének képessége ugyanolyan hasznos annak az állampolgárnak, aki az újságban egy járványügyi tanulmányt olvas, mint annak a tudósnak, aki a tanulmányt írta. Mindkettőjüknek tisztában kell lenni az adatokból levont következtetések megbízhatóságának korlátaival. Egy új tudományos állítás belső ellentmondást is tartalmazhat, ezért rendelkeznünk kell némi ismerettel arra vonatkozóan, hogy hogyan alakulnak ki a természettudományos alaptörvények; továbbá a bizonyítékok azonosításának és az érvrendszer felépítésének képességével; valamint a tudományos közösségről és a tudományos közlemények kutatótársak által való véleményezésének rendszeréről alkotott ismeretekkel. Mind a személyes döntéseit meghozó állampolgár, mind a társadalom által követendő politika kialakítására javaslatot tevő tudós számára hasznos, ha tisztában van a kockázat fogalmával és azzal a keretrendszerrel, amelyen belül a természettudományra és technológiára alapozott döntések meghozhatók.

Nyilvánvaló, hogy a gyakorló természettudós mélyebb kapcsolatban áll a tudományos elméletekkel, mint a természettudományok tekintetében laikus személy, de a természettudomány alapjai (GCSE science) tantárgyat tanuló diákok már megértik ezeket az alapelveket, amelyek a jövőre vonatkozó terveiktől függetlenül mindnyájuk számára hasznosak.
 

Természettudományos módszerek és alapelvek

  • Adatok és a belőlük levonható következtetések korlátai
  • Kölcsönhatás és ok-okozati kapcsolat
  • Magyarázatok/törvények kialakítása
  • Tudományos közösség
  • Kockázat
  • Tudományos és technikai ismereteken alapuló döntéshozatal

A természettudományok alapjai (GCSE science) tantárgyat több modulra bontva tanítják, amelyek megfelelő kontextusokba helyezik a fenti elveket. Bár ezek a gyakorlati vonatkozások hasznosak, a legfontosabb mégis az, hogy a természettudományos módszerek és törvények – a természettudományos alapelvek és maguknak a természettudományoknak a működése – az aminek az ismeretére a természettudományok alapjai (GCSE science) tantárgy nevelni akarja a diákokat. Ezek megértése ugyanis alapvető minden állampolgár számára, nemcsak azoknak, akik tudósok akarnak majd lenni.

És mi lesz a jövő természettudósaival?

A North Yorkshire-i Settle
College diákjai, amint a
kémiai változások
alaptörvényeit
tanulmányozzák

A 21. századi
természettudomány
engedélyével felhasználva

A 21. századi természettudomány tantervet követő tanulók nagy többsége egy vagy több kiegészítő természettudomány tantárgyat is felvesz, hogy kielégítse az anyagi világ megismerésére irányuló eredendő kíváncsiságát és mivel néhányan közülük természettudományi ismereteket igénylő életpályát akarnak választani. Mivel a természettudomány alapjai (GCSE science) tantárgy oktatása során a természettudományos műveltségi kulcskompetenciákat fejlesztik, több kiegészítő tantárgyat is kialakítottak, lehetőséget adva a tanulóknak arra, hogy közülük kiválasszák azokat, amelyek a legjobban kielégítik sajátos szükségleteiket.

A kiegészítő természettudomány (GCSE Additional Science) tantárgyat olyan tanulók számára dolgozták ki, akik elméletibb jellegű tudásra szeretnének szert tenni a természettudományokban. Ezek a diákok számos természeti törvényt részletesebben is megvizsgálnak és elvontabb fogalmakkal, ill. tudományos modellekkel találkoznak, mint a természettudomány alapjai (GCSE science) tantárgy tanulása során. Meglehet, hogy néhányan közülük úgy döntenek, hogy idejük még nagyobb részében szeretnének foglalkozni a természettudományokkal, és ezért különálló GCSE vizsgákat kívánnak tenni biológiából, kémiából és/vagy fizikából.

A GCSE kiegészítő alkalmazott természettudomány (GCSE Additional Applied Science) tantárgyat választó diákoknak is alkalmuk nyílik arra, hogy adott természettudományi törvények értelmezésével bővítsék ismereteiket, de ezt bizonyos munkakörökhöz kapcsolódva teszik, amely során hangsúlyozzák az olyan területeken dolgozó gyakorlati szakemberek szerepét, mint például az egészségügy, a mezőgazdaság és a kommunikáció.

A tantárgyak tanulása során nyújtott teljesítmény értékelése és osztályozása

Nyilvánvaló, hogy egyetlen véglegesített tantervnek sem lehet számottevő hatása a mindennapi gyakorlatra anélkül, hogy azt a megfelelő értékelési rendszert is megterveznék hozzá, ami összhangban van az egyes tantárgyak által kitűzött célokkal. A 21. századi természettudomány tantervben a leginnovatívabb ellenőrzési rendszert alkalmazzák a GCSE természettudomány tantárgyak értékelésére. A tanulók természettudományos műveltségének felmérésére szolgáló mérőeszközök tervezése komoly kihívás, és a munka még jelenleg is folyamatban van. Mindazonáltal a kipróbálás alatt jelentős előrelépés történt ez ügyben. További – az ellenőrzési, értékelési rendszerre vonatkozó – információk a projekt weboldalánw3 találhatók.

Mennyire hatékony az új tanterv?

Egy ilyen jelentős tantervi változás igen sok munkát követel meg, nem utolsósorban a tanároktól, akiknek iskoláikban új típusú tantárgyakat kell tanítaniuk. Erős motiváció szükséges ahhoz, hogy belevágjanak egy ilyen változásba.

Mivel az új nemzeti tantervet csak 2006. szeptemberében vezették be Anglia és Wales iskoláiban, túl korai még értékelni és elemezni a teljes oktatási rendszerre gyakorolt hatását. A 21. századi természettudomány tanterv kísérleti kipróbálásában 2003-tól részt vevő tanárok visszajelzései azonban igen pozitívak voltak (ld. az alábbi visszajelzéseket). A kipróbálás független értékelése megtörtént, és még további információkkal is ki fogják egészíteni a projekt weboldalát, amint azok is elérhetővé válnak.
 

A tanárok visszajelzései

„Az elmélet megalapozott és a gyakorlatban is működik. A segédanyagok kiválóak és az értékelés változatos, ösztönző, nem olyan önkényesen kiválasztott karikák, amiken át kell ugrálni […]. Amióta ezt elkezdtük egyetlen diákom sem kérdezte meg, miért kell neki természettudományokkal foglalkoznia vagy az általunk vett anyagrészek közül tudnia valamelyiket. A GCSE alapvizsgák eredményei jobbak lettek, és nem jelentkeznek problémák az (érettségi vizsgákat előkészítő) A-szintre (A-level) való belépésnél [16-18 éves korosztály]. Amióta 1989-ben el kezdtem tanítani, A 21. századi természettudomány a legjobb dolog, ami a természettudomány tanításommal történt. Elfogadtuk a változásokat és ezt egy pillanatra sem bántuk meg.” (A 18 éves korban letett „A-level” vizsgák kb. a magyar érettségi vizsgáknak feleltethetők meg – a szerk. megjegyzése).

„A szülők azt mesélik, hogy amikor a gyerekeik hazamennek az iskolából lelkesen mesélnek azokról a dolgokról, amelyeket a természettudomány tárgy tanulása során csinálnak.”

„Ezek a tantárgyak/kurzusok alkalmat adnak a fiataloknak arra, hogy önállóan gondolkodjanak és kifejthessék megalapozott egyéni véleményüket, nézeteiket”

A szerkesztők megjegyzése

Örömmel hallanánk a bárhol, más európai országban kipróbálás alatt lévő tantervekről is. Az Ön országában bevezettek-e ilyen, a régitől teljesen eltérő tantervet? Bevált, jól működik? Mi a tanárok és a diákok véleménye róla? Milyen nehézségek adódtak a bevezetéskor és hogyan győzték le ezeket? Különösen a tanárok ezen új tantervekről alkotott véleménye érdekelne minket.

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

Author(s)

Jenifer Burden a 21. századi természettudomány társszerzője, aki a York-i Egyetem természettudományos oktatással foglalkozó csoportjában dolgozik. E-mail címe: jb56@york.ac.uk


Review

Ez a cikk érdekes olvasmány a természettudományos tárgyak tantervfejlesztőinek, a tanárképzésben résztvevőket pedig segítheti egyetemi tanulmányaik során. A cikk az Egyesült Királyságon kívül is hasznos azoknak, akik keresik a lehetőséget, hogy más országokban folyó vitákról informálódjanak. Ugyan leginkább az oktatáspolitikával és tantervfejlesztéssel foglalkozókat érdekelheti, de azért jól hasznosíthatják az olyan, természettudományokat oktató tanárok is, akik lépést akarnak tartani az innovációval, illetve a változások igazolhatóságával.

A cikk összefoglalja az új tanterv fő jellemzőit és megindokolja az Angliába és Walesbe történő bevezetés szükségességét. Az idézett szempontok közül néhány, mint például a természettudományos műveltséggel rendelkező ember, ill. annak meghatározása, hogy mit kell az e cél elérésére alkalmas tantervnek tartalmaznia, vitát generálhat a természettudományokat oktató tanárok körében arról, hogy mit kellene és mit nem kellene tanítani a természettudomány tantárgy oktatása során.

Egy új természettudomány tanterv bevezetése sohasem könnyű feladat. Azonban, amint Jenifer Burden említi, a természettudományos irányba továbbtanulók számának csökkenése és a diákok természettudományos tantervvel szemben mutatott attitűdjében kialakult negatív tendencia tettekre kényszeríti a felelős pozíciókban lévőket. A saját hazámban is évek óta folyik a vita arról a dilemmáról, hogy hogyan lehet felkínálni egy olyan természettudományi tantervet, amely egyaránt kiszolgálja a jövendő természettudósai és a többi állampolgár igényeit is. A természettudományok oktatásával foglalkozó tanárok egyesületének legutóbbi máltai találkozóján megállapították, hogy egy ilyen középiskolai tantervi reform csak az alapfokú, és a középiskolait követő természettudományos oktatásban végrehajtott hasonló reformokkal együtt vezethető be. Ezt az aspektust Burden a cikkében nem említette meg, de részletezi azt, hogy a reformnak együtt kell járnia az ellenőrzési és értékelési gyakorlat újragondolásával, ami láthatólag az Egyesült Királyságban a tanárok körében is támogatásra talált. Úgy tűnik, hogy a reform rendelkezik mindazokkal az alkotóelemekkel, amelyek biztosíthatják a sikerét.


Gaetano Bugeja, Málta




License

CC-BY-NC-ND