UVOD V DIDAKTIKO FIZIKE Uenje in pouevanje v

UVOD V DIDAKTIKO FIZIKE Učenje in poučevanje v očeh razvojne psihologije

Jean Piaget (1896 -1980) Jean Piaget, švicarski biolog, je s svojo razvojno teorijo spoznavanja (teorija spoznavanja = epistemologija) močno vplival na poučevanje naravoslovja v zadnjih tridesetih letih, še posebej v Veliki Britaniji in Ameriki. Piaget pravi, da otrok konstruira svojo predstavo o svetu na podlagi eksperimentiranja v svojem okolju in da ti procesi potekajo po v naprej določenih stopnjah (konstruktivizem).

Piaget je določil v razvoju mišljenja štiri glavne stopnje (z mnogimi odstopanji): 1. 0 -2 let starosti: Čutno-gibalna stopnja (senzomotorična stopnja) 2. 2 -7 let : Predoperativna stopnja 3. 7 -11 let: Stopnja konkretnih operacij 4. 11 -odraslost: Stopnja formalnih operacij

0 -2 let starosti: Čutno-gibalna stopnja • Otrok uporablja čutila in gibanje telesa pri odkrivanju okolja. • V tem obdobju otrok ugotovi, da predmeti okrog njega obstajajo četudi izginejo iz vidnega polja. • Sposoben je razlikovati med različnimi oblikami, barvami, toda ni še sposoben dojemati tridemnzionalnosti predmetov.

2 -7 let : Predoperativna stopnja : je obdobje pred-logičnega mišljenja. Otrok izraža >animizem: pripisovanje življenja neživim objektom, ter >egocentrizem: Otrok ne more objektivno dojemati okolice, ker vedno gleda nanjo v odnosu na sebe. Premik iz egocentričnega pogleda : socialna interakcija seznanjanje s pogledi in mišljenjem drugih oseb, -> konflikt, pogovor, izmenjava idej, potreba po izražanjuj. V tem obdobju se razvije jezik, kar omogoča transforamcijo miselnih struktur v simbolične. Razmišljanje je rigidno (togo).

7 -11 let: Stopnja konkretnih operacij • Otrokovo razmišljanje in razumevanje je tesno povezano s konkretnimi objekti. Zato morajo učitelji v tem obdobju osredotočiti svoj pouk na dejanske objekte in ne na abstraktne pojme, koncepte. • Sposoben je nekaterih miselnih operacij reverzibilnosti. • V tem obdobju otrok preraste egocentrizem. • Otrok je sposoben sprejeti informacije, ki jih dobi s konkretno izkušnjo in jih nato v mislih urediti, prerazporediti.

11 -odraslost: Stopnja formalnih operacij. • Sposobnost miselnih manipulacij z verbalnimi elementi (pojmi) in abstraktnimi koncepti brez sklicevanja na konkretne primere. • Razvoj logičnega sklepanja, sposobnost miselnega izvajanja eksperimentov, sposobnost prepoznavanja vzročno povezanih pojavov, celo ob konfliktnih eksperimentalnih opažanjih. • Sposobnost oblikovati/konstruirati samousklajen sistem razmišljanja, ki je le posredno povezan s fizičnim svetom. Vredno pa je poudariti, da je to stopnjo razmišljanja mogoče razviti le preko konkretnega razmišljanja ob objektih!

vzorci konkretnega razmišljanja (7 -11+) • Klasifikacija - razporejanje, urejanje, posploševanje (razlikovanje med kislinami in bazami na podlagi barve lakmusovega papirja; spoznanje, da so vsi psi živali, toda vse živali niso psi). • Konzervacija - ohranitev količine, lastnosti. (če prelijemo vodo iz ozkega valja v široko posodo se prostornina vode pri tem ne spremeni; prostornina kepe plastelina ostane nespremenjena, četudi kepo deformiramo. ) • Urejanje v niz - urejanje množice predmetov glede na opazovano lastnost in tudi ugotavljanje korespondence med dvema množicama (npr. srčni utrip pri majhnih živalih je hiter, pri velikih pa počasen). • Reverzibilnost - sposobnost miselnega obrata zaporedja korakov ( po tem, ko otroku pokažemo pot od doma do šole, je sam sposoben najti pot nazaj domov. )

vzorci formalnega razmišljanja (12+) • Teoretično mišljenje, sklepanje - uporaba večkratne klasifikacije, ohranitvene logike, urejanja v nize, operacije na relacijah in lastnostih, ki niso direktno opazljive (npr. prepoznavanje-ločevanje reakcij oksidacije in redukcije, uporaba zakona o ohranitvi energije. . ) • Kombinatorno razmišljanje - upoštevanje vseh mogočih kombinacij otipljivih ali abstraktnih predmetov. • Funkcionano in proporcionalno razmišljanje - ugotovi in razume funkcionalne zveze v matematični obliki (prostornina je sorazmerna s tretjo potenco dimenzije telesa, hitrost difuzije molekul je obratno sorazmerna s korenom iz molekulske mase). . . . .

. . . • Sposobnost kontroliranja spremenljivk - spozna potrebo po zasnovi poskusov, ki omogočajo kontrolo vseh spremenljivk razen opazovane (pri študiju vpliva vlage na rastlin mora biti osvetlitev vseh vzorcev enaka) • Verjetnost in korelacija - pravilna interpretacija opazovanj/meritev, ki vsebujejo nepredvidena odstopanja ter prepoznavanje zvez med opazovanimi spremenljivkami kljub fluktuacijam v meritvah. Razmišljanje o lastnem razmišljanju – refleksija: odkrivanje nekonsistentnosti v svojih zaključkih, primerjava različnih metod reševanja, preverjanje ustreznosti teorije, modela ali približka.

konkretno razmišljanje formalno razmišljanje potrebuje referenco na že znane razmišlja z uporabo konceptov, predmete, dejanja in opazljive posrednih zvez in lastnosti, lastnosti aksiomov, teorij; prepozna potrebne in zadostne pogoje za postavljanje zaključkov pri daljših postopkih potrebuje navodila po korakih Samostojno planira daljše postopke na podlagi zastavljenih ciljev in danih virov ne ukvarja se s svojim razmišljanjem, morebitnimi nekonsistentnostmi v izjavah ali nasprotji z znanimi dejstvi. Se zaveda in je kritičen do svojega razmišljanja, aktivno preverja veljavnost zaključkov oziraje se na znana dejstva

Primer Piagetove raziskave kako otrok oblikuje in dojema koncept premika, trajanja in hitrosti. Metoda: interviju. Poskus: Avtomobila istočasno startata in prav tako istočasno prispeta na cilj. Odgovarja 5 letni otrok. U: Ali je kateri od avtomobilov vozil hitreje? O: Oba enako. . . ker je prvi šel tako hitro kot drugi. U: Ali je kateri od avtomobilov prevozil večjo razdaljo? O: Ja - modri. U: Ali je torej en vozil hitreje kot drugi? O: Ne, oba sta enako hitra. . . saj vidim, da sta na istem mestu. . . . .

. . . Otroci na predoperativni stopnji osredotočijo pozornost na začetek ali na konec dogajanja in ne na primerjavo premikov. Otrok mora zgraditi (konstruirati) koncept "premika", ki ni vezan na izbiro začetne ali končne točke. Otrok dojema le en vidik pojava in se ne ozira (ne opazi) drugih vidikov.

Področja, ki jih Piaget ne obravnava • Ne skuša vpeljati svojih idej v razred ali v kakšno drugačno institucijo in se ne ukvarja z vplivom teh na proces učenja. • Namenoma ne upošteva (priznava) vloge učitelja.

Področja v katerih Piageta pogosto kritizirajo • ne upošteva, da lahko posameznik določene naloge opravi bistveno bolje kot druge (intraindividualna variabilnost), npr. sposobnost uporabe formalnega mišlenja je lahko povezana tudi z motivacijo. • privzame biološko pogojen razvoj v fazah, ki za vse vodijo do formalnega načina razmišljanja. Kasnejše raziskave pokažejo, da znaten del odraslih ne uporablja formalnega mišljenja pri reševanju vrste problemov za katere bi takšen način reševanja pričakovali.

Burrhus Frederic Skinner (1904 -1990) Skiner je najbolj razvpit po tem, da je z nagrajevanjem (s hrano) pripravil podgane da so pritiskale na vzvode in golobe, da so igrali pink-pong. Izkušnje z živalmi je ekstrapoliral na ljudi in trdil, da je učenje povezava med spodbudo (stimulacijo) in odzivom. Dosledna stimulacija povzroči nastanek navad, ki se pojavijo kot posledica te stimulacije (podobno dela tudi Ivan Pavlov : pes in zvonček). Vsak zaželjen/pravilen odziv je nagrajen.

Skinnerjeva teorija sloni na treh osnovnih principih: • Lažje si zapomnimo reči, če jih lahko povežemo z že osvojenim znanjem in razumevanjem (podobno kot. . . , nasprotno od. . . ) – asociatonizem • (Znanstveni) koncepti naj bodo dosledno definirani z neposredno opazljivimi lastnostmi in količinami – operacionalizem • Verjamem le temu, kar lahko preverim, dokažem - pozitivizem

V 60 -ih je bil vpliv Skinnerjevega pristopa močan predvsem na področju učenja jezikov. Danes vemo, da je večina spoznavnih procesov preveč kompleksnih, da bi jih lahko razlagali le kot mehanizem stimulacije in odziva. Uporabnost Skinnerjeve teorije pa je danes še vedno priznana na dveh področjih: • pri poučevanju učencev, ki imajo težave z učenjem • pri vodenju discipline v razredu (behaviour management in the class).

Pozornost učitelja do učenca ima lahko vlogo pozitivne stimulacije. Učenec, ki se mirno uči je pohvaljen, zato se bo verjetno še naprej tako vedel (s pozitivnim vedenjem doseže pozornost učitelja - to je stimulacija da takšno vedenje ohrani naprej). Učenec, ki si želi pozornosti učitelja in zato meče okrog papirčke in nagaja sosedom, ne bo spremenil svojega obnašanja, če je to izzvalo učiteljevo pozornost (četudi je ta pokazal očitno neodobravanje učenčevega obnašanja).

Skinnerjev prispevek k oblikovanju in pripravi na učno uro: • Dosledna in premišljena priprava učnega materiala • Uporaba predtestov, ki pokažejo izhodiščno zanje dijakov in na podlagi katerih lahko učitelj določi začetni nivo predavanj.

Slabosti metod, ki slonijo na Skinnerjevem pristopu • Tematika (besedilo) učnih materialov je pogosto dolgočasna, nezanimiva, odbijajoča za učenca, za učitelja, pa tudi za pisce učbenikov. Učitelji se ne držijo takšnih programov in delajo po svoji presoji (ki je lahko tudi napačna). • Skinnerjev pristop ne obravnava zapletenih miselnih procesov (kot na primer razvoj konceptov) • Njegov poudarek na odziv (opazljivo - merljivo obnašanje) in poudarek na metodi učenja po majhnih korakih lahko vodi do tega, da učenci na videz obvladajo snov, a je ne razumejo.

Skinnerjev prispevek - spoznanja o vodenju razreda (classroom behaviour management): • Učencem v razredu je treba povedati kakšno obnašanje pričakujemo od njih. Opisati moramo pričakovano obnašanje v pozitivnem smislu (namesto “Ne govori kadar govorim jaz!” raje “Poslušaj in poglej sem kadar. . . ”). • izrečene nagrade, pohvale ne smemo preklicati kot način kaznovanja. • Učenci morajo vnaprej vedeti, kakšne so lahko posledice, če ne upoštevajo dogovorjenih pravil. Kazni (sankcije) naj bodo takšne, da so moralno in praktično sprejemljive za učitelja ter nezaželjene in vzgojne za učence. . . . .

. . . . • Resnejše kazni naj bodo planirane, premišljene in obrazložene pred razredom. • Pomembne nagrade in pohvale, naj bodo redke, naj bodo planirane, premišljene in prav tako obrazložene pred razredom. • Pri kaznovanju in pohvalah je treba dosledno spoštovati jasnost v izražanju (Fantje so bolj moteči kot punce - kaj je to "moteči"). • Vedno je treba analizirati situacijo: pogosto lahko prepoznamo vzroke in posledice. Pogosto najdemo nekaj kar je sprožilo nezaželjeno obnašanje.

Slabosti Skinnerjevega pristopa • Ne upošteva individualnih razlik med učenci (kulturno, socialno pogojene razlike. . ) ter razlik v motiviranosti • Predpostavlja, da so odrasli pripravljeni spremeniti svoje obnašanje. • Ne upošteva kompleksnosti motivacije: učenci v srednji šoli morajo imeti občutek, da imajo kontrolo nad svojim učenjem, da sami odločajo o sebi. Šele tedaj so pripravljeni sprejeti pohvalo odraslih za svoje delo. (Vsaka nagrada ali pohvala ima dva vidika: sporočilni in nadzorni. Pohvala je za učenca informacija o tem, kako dobro je opravil delo pa tudi o tem, kdo je "glavni", kdo odloča o tem kako dobro je opravljeno delo. )

Lev Semionivič Vigotsky (1896 -1934) • Razvije alternativno teorijo J. Piagetu (Socialni konstruktivizem) • Vsako učenje je socialni proces. • Razvoj poteka iz socialnega nivoja na individualni nivo. • Vsakdo oblikuje svojo podobo skozi podobe drugih.

Vigotsky določi tri stopnje razvoja: 1. nagon (instinkt) 2. vežbanje, vzgajanje, (treniranje refleksov) treniranje 3. intelektualne funkcije Začetne stopnje so vsebovane v višjih.

Odnos učitelj-učenec Otrok ima potrebo po tem, da interagira z bolj izobraženimi, bolj izkušenimi osebami (starejši otroci in odrasli). ‘Delovanje območja bližine' (zone of proximal developement) : ključen je odnos učitelj-učenec; v tem odnosu pride do prekrivanja in kreativne napetosti med tem kar učenec ve in kar učitelj uči. Učenci so sposobni sami rešiti problem ob sodelovanju učitelja prej, kot so ga sposobni rešiti sami !

Pomembno vprašanje je, kdaj je učitelj dal zadosti podpore učencem, da lahko nekaj naredijo tudi sami. Če jim podporo prehitro vzamemo, se ne bodo znašli.

Prispevek Vigotskega k vodenju razreda Skupinsko delo • mešane skupine po spolu, etični pripadnosti, letih, sposobnostih • učenci podobnih 'območij razvoja' naj delajo skupaj (bolj sposobni s srednje sposobnimi, srednje sposobni z manj sposobnimi) • Pomembnost dobre organizacije pri poučevanju v skupinah. . .

• Vloga učitelja je : pomočnik, katalizator, vodič, sogovornik • Moč jezika, verbalnega izražanja kot orodje kominiciranja, socializacije in učenja razmišljanja • Otrok je socialni sogovornik, ki potrebuje ogrodje in podporo od okolice

Vigotskievo delo je navdihnilo nadaljne razsikave o t. i. kolegialni presoji (peer assesment, peer interaction) kjer poteka preverjanje, debata, argumentiranje . . . na nivoju med učenci.

Slabosti Vigotskievega dela • Ideje pogosto neprečiščene, težko razumljive (mlad umre). • Idejo o Delovanju območja bližine (prekrivanje med tem kar učenec ve in kar učitelj uči) je težko izepljati v razredu s tridest učenci. • Dvomi o njegovih stopnjah razvoja.

Literatura in dodatno čtivo: • B. Marentič Požarnik, Psihologija učenja in pouka, DZS, Ljubljana, 2000. • A. S. Baumann et al, Becoming a Secondary School Teacher, Hodder & Stoughton, 1997. • R. Karplus et al, Science Teaching and the Development of reasoning, Univeristy of California, Berkley, 1977. • L. W. Trowbridge et al, Teaching Secondary School Science, Prentice Hall, 1996.

http: //studenti. fmf. uni-lj. si/fiz/pedagogi/index. html