1. Bádatelsky orientované vyucovanie prírodovedných predmetov

Systematické prírodovedné vzdelávanie potrebuje zmenu koncepcie deduktívne zalozených pedagogických postupov na induktívne. Organizácia vyucovacieho procesu má smerovat k posilneniu vedeckého poznávania ziakov prostredníctvom moderných vyucovacích foriem a metód, ktoré nahradia „didaktiku prijímania“ „didaktikou bádania“. Zmene negatívneho obrazu o prírodných vedách a oblúbenosti prírodovedných predmetov u ziakov napomáha uz aj na Slovensku známa bádatelsky orientovaná výucba prírodovedného vzdelávania IBSE (Inquiry-Based Science Education).

Taziskom bádatelsky orientovaného vyucovania je rozvoj ziakovej autonómie a samoregulácie prostredníctvom získavaných skúseností. Na Slovensku sa tento prístup k vzdelávaniu zacal uplatnovat prostredníctvom realizácie medzinárodných projektov zameraných na bádatelsky orientované vyucovanie (Fibonacci, ESTABLISH, SAILS, PRIMAS, CHREACT).

Bádatelsky orientované vzdelávanie (dalej BOV) je povazované za inšpirujúcu cestu, akou mozno zvýšit záujem ziakov o ucenie, pretoze sa zameriava na vlastné záujmy ziakov a zároven stimuluje aktívne ucenie tým, ze im umoznuje aktívne objavovat a skúmat (Braund and Drive 2005; Murphy and Beggs 2003; Rocard et al. 2007). Ucitelia musia ziakov doviest k presvedceniu, ze prírodným vedám rozumejú a prostredníctvom nich môzu chápat ako funguje okolitý svet (Kireš et al. 2016). Ziaci nesmú vnímat prírodovedné predmety ako nudné a nezrozumitelné, pretoze ako uvádza Tella (2007) „motivácia a vlastné záujmy ziakov majú výrazne pozitívny vplyv na ich úspechy“. BOV sa povazuje za efektívny prístup k uceniu a pochopeniu prírodovedných predmetov, v ktorom zohráva klúcovú úlohu skúmanie a objavovanie (Uum et al. 2016). Pri bádatelsky orientovanom vyucovaní ziaci môzu klást otvorené otázky, co pozitívne ovplyvnuje ich vzdelávanie (Berg et al. 2003; Liang &Richardson 2009). Pre ziakov s mentálnym postihnutím môzu bádatelské aktivity ovplyvnit dosahovanú úroven cielov k nešpecifickému transferu. Ako hovorí Bajo a Vašek (1994), z dôvodu obmedzenej mentálnej kapacity nie je správne týchto ziakov zatazovat zbytocnými poznatkami.

2. Úloha ucitela v bádatelských cinnostiach

Príprava ucitela na realizáciu bádatelskej aktivity vyzaduje istú dávku jeho kreativity. Ucitel má byt schopný analyzovat jednotlivé kroky bádatelského cyklu, ktorým ziaci pri bádaní prechádzajú a vopred urcit, aký stupen bádania sa bude realizovat. Musí navrhovat a realizovat také didaktické prostredie, v ktorom sa má ziak dopracovat k novému poznaniu. Jeho niekdajšia pozícia mentora odovzdávajúceho vedomosti ziakom prechádza na pozíciu facilitátora, ktorý ulahcuje konštrukciu nových poznatkov.

Pri bádatelských orientovanom vyucovaní ucitel od ziakov ocakáva, ze budú interpretovat jednotlivé fakty a aplikovat získané poznatky. Tento typ vyucovania vyzaduje, aby ziaci skúmali konkrétne informácie, aby kládli otázky, poznatky aplikovali do praxe, formulovali hypotézy, uskutocnovali experimenty, objavovali zákonitosti konkrétnych javov, vyvodzovali závery.

S implementáciou bádatelských aktivít do vzdelávacieho procesu je potrebné súcasne uplatnovat aj formatívne hodnotenie a z neho vyplývajúce sumatívne hodnotenie zrucností ziakov. Formatívne hodnotenie slúzi na informovanie ziaka aj ucitela o ucení a poskytuje hodnotiacu informáciu, t.j. spätnú väzbu vo chvíli, ked sa urcitý výkon ziaka dá zlepšit. Jeho cielom je prispiet k uceniu sa ziaka pomocou poskytnutia informácie o jeho výkone. Súcasne poskytuje ziakovi informáciu o tom, akým spôsobom má svoju prácu zlepšit, aby dosiahol štandard, ktorý sa od neho ocakáva (Ganajová et al. 2014).

3. Hodnotenie bádatelských zrucností

Prvým krokom pri vytváraní kritérií formatívneho hodnotenia je selekcia konkrétnej zrucnosti, ktorú chce ucitel sledovat a definícia nevyhnutného základu, ktorý sa dalej rozvíja, upevnuje a rozširuje. Ucitel sa môze zamerat na zrucnosti týkajúce sa formulácie problému a plánovania experimentu, realizácie a implementácie experimentu, analýzy a interpretácie výsledkov experimentu, zdielania a prezentácie výsledkov, aplikácie výsledkov a ich dalšieho vyuzitia v praktickom zivote. Kazdá zrucnost je rozdelená do 4 úrovní od najzákladnejšej po najvyššie dosiahnutelnú úroven.

Pre tento úcel sme vytvorili hodnotiacu tabulku Tab. 1, ktorá pomáha ucitelom formulovat vlastné kritériá hodnotenia zrucností a odstupnovat úrovne ich zvládania. Ucitel poskytuje priebezne spätnú väzbu ziakovi formou dialógu o tom, v ktorej fáze zvládania zrucností sa nachádza a na com musí v dalšom kroku pracovat. Podklad pre sumatívne hodnotenie ziaka predstavuje najvyšší stupen danej zrucnosti, ktorú dosiahol za hodnotené obdobie. Ziak je so svojím hodnotením oboznámený v dialógu s ucitelom pocas cinnosti a ucitel si pomáha tabulkou kritérií na hodnotenie.

Tab. 1: Návrh pre hodnotenie zrucností ziakov pri realizácii bádatelskej aktivity „Semeno – zaciatok zivota novej rastliny“

5. Realizácia výskumu

Bádatelské aktivity sme realizovali v školskom roku 2015/2016 v 1. az 3. rocníku odborného ucilišta so ziakmi s mentálnym postihnutím ucebného odboru Polnohospodárska výroba – záhradníctvo: kvetinár, zeleninár, ovocinár. Výskumu sa zúcastnilo 22 ziakov, z toho 12 ziakov 1. rocníka, 5 ziakov 2. rocníka a 5 ziakov 3. rocníka, vo veku 15 az 19 rokov. Od získavania zrucností vrátane bádatelských zrucností pocas štúdia sa ocakáva aj zlepšenie praktických zrucností a porozumenie postupom, ako aj schopnosti plánovat a uvedomovat si dôsledky nesprávne naplánovaných postupov alebo nedodrzania technológií. Všetky tieto skutocnosti môzu mat v budúcnosti priamy vplyv na kvalitu pracovných výsledkov, ako aj na šancu uplatnit sa na trhu práce.

5.1 Ciel výskumu

Hlavným cielom nášho výskumu bolo zistit, do akej miery ovplyvnuje zapojenie ziakov v bádatelských aktivitách rozvoj ich zrucností.

5.2 Hypotézy výskumu

 V rámci výskumu sme stanovili hypotézy:

1. Bádatelsky orientovaná výucba je vhodná na splnenie kognitívnych cielov výucby aj v prípade ziakov s mentálnym postihnutím.
2. Ziaci s mentálnym postihnutím sa dokázu zapojit do fázy plánovania praktickej cinnosti.
3. V prípade zapojenia sa ziakov do plánovania praktickej cinnosti dôjde k posunu a zlepšeniu ich zrucností pre plánovanie a realizáciu experimentov.

Na overenie hypotéz sme pouzili výskumné nástroje: neštandardizované didaktické testy, dotazníky (pre-test, post-test), sebahodnotiace karty, pozorovanie ziakov v priebehu bádatelských aktivít.

5.3 Priebeh výskumu

Sledovali sme štyri bádatelské zrucnosti (tvorba hypotézy, návrh experimentu, realizácia experimentu a prezentácia výsledkov (Tab. 1)). Porovnávanie bádatelských zrucností prebiehalo na základe schémy pre-test, nasledovala výucba 15 hodín s bádatelskými aktivitami a post-test. Pre-test nám slúzil na zistenie pociatocného stavu bádatelských zrucností ziakov pred absolvovaním konkrétnej bádatelskej aktivity. Post-testom sme zistovali konecný stav bádatelských zrucností ziakov po ukoncení bádatelskej aktivity.

6. Výsledky

6.1 Porovnávanie bádatelských zrucností ziakov

Všetci ziaci 1. az 3. rocníka (spolu 22) formou sebahodnotiacej karty vyjadrili stav svojej bádatelskej zrucnosti oznacením odpovede z ponúknutej posudzovacej škály. Jednotlivým stupnom škály sme priradili hodnoty od 1 do 3 nasledovne: A = 3, B = 2, C = 1. Stupen A prezentuje najvyššiu úroven 3 body, B strednú úroven za 2 body a C najnizšiu úroven za 1 bod. Úroven bádatelských zrucností všetkých ziakov sa po oducení bádatelských aktivít zlepšila (Tab. 2), pricom najvýraznejšie zlepšenie úrovne nastalo v zrucnosti c. 4, ktorá je zameraná na prezentáciu výsledkov a v zrucnosti c. 2 zameranej na návrh experimentov. Najmenší bodový rozdiel sa ukázal pri zrucnosti c. 1 týkajúcej sa tvorby hypotéz.

Tab. 2 Priemerný pocet ziakov na jednotlivých úrovniach bádatelských zrucností pred a po bádatelsky orientovanej výucbe

Bádatelské zrucnosti ziakov sme pred aktivitou ohodnotili na konkrétnu úroven výkonu a po absolvovaní bádatelskej aktivity sme tú istú bádatelskú zrucnost vyhodnocovali v posune, t.j. zistovali sme, ci sa konkrétny ziak v tejto zrucnosti dostal o úroven vyššie, alebo zostal na pôvodnej úrovni. Týmto spôsobom sme pred absolvovaním bádatelskej aktivity kazdému ziakovi stanovili pociatocnú úroven konkrétnej bádatelskej zrucnosti a postupne sme sledovali posun na vyššiu úroven oproti stavu pred bádatelskými aktivitami. Spocítaním poctu ziakov po jednotlivých úrovniach sme získali výsledky prezentujúce dosiahnutú úroven všetkých bádatelských zrucností v kazdej aktivite - Graf 1.

Graf 1 Úroven dosiahnutých bádatelských zrucností ziakov

Legenda:

1 – zrucnost c. 1 „Tvorba hypotéz“                         

2 – zrucnost c. 2 „Návrh experimentu“ 

3 – zrucnost c. 3 „Realizácia experimentu“

4 – zrucnost c. 4 „Prezentácia výsledkov“

Z 22 ziakov po oducení všetkých 4 bádatelských aktivít na úrovni základu zostala viac ako polovica ziakov, úroven rozvoja zrucností v podstate zostala nezmenená, skoro jedna tretina ziakov sa zlepšila na úroven upevnenia aj na úroven rozšírenia zrucností. Rozvoj bádatelských zrucností ziakov sme vyhodnocovali aj v kazdej zrucnosti samostatne po absolvovaní všetkých štyroch bádatelských aktivít.

Zlepšenie zrucnosti z úrovne základu na úroven ich rozvoja nastalo v zrucnosti c. 2 a c. 4, z úrovne rozvoja na úroven upevnenia v zrucnosti c. 2 a c. 3, z úrovne upevnenia na úroven rozšírenia v zrucnosti c. 3. Úroven rozšírenia zrucností sa dosiahla vo všetkých bádatelských zrucnostiach, ale najviac ziakov sa zlepšilo v zrucnosti zameranej na realizáciu praktickej cinnosti. V prípade zapojenia ziakov do plánovania praktickej cinnosti dôjde k posunu a zlepšeniu ich zrucností pre plánovanie a realizáciu experimentov, co môze v budúcnosti vplývat na zvýšenie moznosti ziakov s mentálnym postihnutím uplatnit sa na trhu práce.

7. Prínos výskumu

Vypracovali a oducili sme 15 vyucovacích hodín s prvkami bádatelských aktivít vhodných vo vyucovacom procese biológie na základnej a strednej škole a prírodovedných predmetov v rámci profesijnej prípravy ziakov na budúce povolanie. Pocas kazdej vyucovacej hodiny sme navodzovali stimulujúce situácie pre ziakov so zámerom identifikovat výskumný problém, usmernovat ziakov pri ich vlastnej výskumnej aktivite a zhodnotit riešenie výskumného problému. Výskumom sme potvrdili predpoklad, ze aj ziaci s mentálnym postihnutím sa dokázu zapojit nielen do realizácie, ale aj do plánovania praktickej cinnosti a uskutocnit bádanie. Výsledkom bolo zlepšenie ich bádatelských zrucností. Takt isto sa nám potvrdilo, ze zlepšenie nebolo na úkor ocakávaných teoretických vedomostí ziakov, pretoze aj formou inovovanej výucby dosahovali štandardné vedomosti.

8. Záver

Výsledky, ktoré sme naším výskumom dosiahli, nám umoznujú formulovat závery a odporúcania. Aplikáciou bádatelsky orientovanej výucby sme zaznamenali zvýšenú mieru sociálnej interakcie medzi ziakmi  hlavne prostredníctvom zdielania ich myšlienok a nápadov. Posilnila sa ich motivácia a tímová práca, co má nesmierny vplyv na budovanie pozitívneho vztahu k zvolenému študijnému odboru. Ukázalo sa, ze po oducení 15 vyucovacích hodín, pocas ktorých bola aplikovaná bádatelská schéma, sme zaznamenali zlepšenie vo všetkých sledovaných zrucnostiach. Ziaci napriek mentálnemu znevýhodneniu dokázali po inštruktázi ucitela sledovat vlastný pokrok pomocou hodnotiacej tabulky so stupnicou zadefinovaných úrovní zrucností, pricom kognitívne vzdelávacie ciele boli podla ocakávania splnené.

Naše výsledky podporujú platnost hypotézy, ze bádatelsky orientovaná výucba je vhodná na splnenie cielov výucby na odbornom ucilišti a to aj v prípade ziakov s mentálnym postihnutím, ktorí po vhodnej motivácii dokázu vyslovovat predpoklady a zapojit sa do fázy plánovania praktickej cinnosti. Dochádza pritom k zlepšeniu ich zrucností potrebných na realizáciu cinností, pretoze si uvedomujú ich význam. Lepšie dokázu prezentovat výsledky vlastnej cinnosti. Postup vo výucbe, ktorí tvorí analógiu prírodovedného bádania, ked sa vyslovuje a overuje hypotéza, sa ukázal ako efektívny a môze pomáhat ziakom lepšie sa pripravit na ich budúce povolanie.

Podakovanie

Príspevok vznikol s podporou projektu VEGA 1/0265/17 „Formatívne hodnotenie vo výucbe prírodných vied, matematiky a informatiky“.

ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ODKAZOV:

BAJO, I. a Š. VAŠEK, 1994. Pedagogika mentálne postihnutých (Psychopédia). Bratislava: Sapientia.

BERG, C. A. R., BERGENDAHL, V. C. B., LUNDBERG, B. K. S., & TIBELL, L. A. E. 2003. Benefiting from an open-ended experiment? A comparison of attitudes to, and outcomes of, an expository versus an open-inquiry version of the same experiment. In: International Journal of Science Education, 25(3), 351–372.

BRAUND, M. a M. DRIVER, 2005. Pupils’ perceptions of practical science in primary and secondary school: Implications for improving progression and continuity of learning. In: Educational Research, 47(1), 77–91.

GANAJOVÁ, M., M. KRISTOFOVÁ a P. PROTIVÁK, 2014. Formatívne hodnotenie zamerané na sebareflexiu výucby s bádatelskými aktivitami v chémii. In: Zborník z 2. národnej konferencie ucitelov chémie. Košice: Ústav chemických vied UPJŠ, s. 24 – 32.

KIREŠ, M., Z. JEŠKOVÁ, M. GANAJOVÁ a K. KIMÁKOVÁ, 2016. Bádatelské aktivity v prírodovednom vzdelávaní. Bratislava: ŠPÚ.

LIANG, L. L. a G. M. RICHARDSON, 2009. Enhancing prospective teachers’ science teaching efficacy beliefs through scaffolded, student-directed inquiry. In: Journal of Elementary Science Education, 21 (1), 51–66.

MURPHY, C. a J. BEGGS, 2003. Children’s perceptions of school science. In: School Science Review, 84 (308), 109–116.

ROCARD, M., P.CSERMELY, D. JORDE, D. LENZEN, H. WALBERG-HENRIKSSON a V. HEMMO, 2007. Science education now: A renewed pedagogy for the future of Europe. Brussels: European Commission.

Školský vzdelávací program pre ziakov s mentálnym postihnutím pre skupinu trojrocných ucebných odborov: 4572 2 02 polnohospodárska výroba – záhradníctvo: kvetinár, zeleninár, ovocinár. Prakovce: SŠI, 2012.

TELLA, A., 2007. The impact of motivation on students’ academic achievement and learning outcomes in mathematics among secondary school students in Nigeria. In: Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 3(2), 149–156.