Späť na zoznam
Vzdelávanie
Autor: UCN
24.01.2020 09:35

Induktívne vzdelávacie postupy ako východisko zvyšovania prírodovednej gramotnosti žiakov

Častokrát bývame svedkami emotívnych diskusií týkajúcich sa problematického stavu nášho školstva. Frekventovanou témou diskusií sú napríklad výsledky medzinárodných meraní úrovne prírodovednej gramotnosti, podľa ktorých je prírodovedná gramotnosť slovenských žiakov podpriemerná a rokmi klesá. V súčasnej dobe je tendencia zavádzať do vzdelávania prírodných vied induktívne postupy, ktoré mnohí považujú za východisko na zvýšenie prírodovednej gramotnosti u detí. Akým spôsobom majú induktívne vzdelávacie postupy zvýšiť úroveň prírodovednej gramotnosti žiakov?

Žaneta Dodeková, Kristína Žoldošová
Katedra školskej pedagogiky, Pedagogická fakulta, Trnavská univerzita v Trnave

 

Našim cieľom je objasnenie významu induktívnych vzdelávacích postupov v rozvoji prírodovednej gramotnosti a zároveň objasnenie principiálnych rozdielov, ktorými sa induktívne orientované vzdelávacie aktivity odlišujú od klasických vzdelávacích postupov využívaných pri vyučovaní prírodných vied na prvom stupni ZŠ.


Dva prístupy vo vyučovaní prírodovedných predmetov

Obsah prírodovedných predmetov sa na Slovensku tradične vyučuje deduktívnym spôsobom výučby, kedy učiteľ predkladá žiakom teórie a  modely, následne prejde k cvičeniam v učebnici, prípadne sa dostane k vysvetleniu aplikácie poznatkov.

Častokrát jedinou motiváciu žiakov je naučiť sa predložený materiál, čo je následne ohodnotené známkou. Aplikáciou takéhoto postupu nie sú žiaci vedení k využívaniu myšlienkových postupov typických pre vedu, ani k tvorbe vedeckých poznatkov. Dôsledkom je, že žiaci poznatky len „vlastnia", nevedia ich funkčne využiť, či následne nové poznatky samostatne vytvárať. Žiaci pristupujú k učivu len ako k teoretickým vedomostiam a nepreukazujú „zapálenie sa"  pre daný jav a nerozumejú súvislostiam spojeným s daným javom (Prince & Felder, 2007). 

Tradičný deduktívny spôsob vyučovania v našich podmienkach sa vyznačuje orientáciou na učiteľa a kladie hlavný dôraz na zapamätanie si faktov. Aj napriek tomu, že si žiak z hodín odnáša veľké množstvo nových poznatkov, neznamená, že poznatky majú funkčný charakter. Žiaci ich zvyčajne nevedia v relevantných situáciách využívať, čo potvrdzujú aj výsledky merania úrovne prírodovednej gramotnosti našich žiakov.

V súčasnosti sa v prírodovednom vzdelávaní do popredia dostáva alternatíva deduktívneho prístupu vo vyučovaní - induktívny spôsob vyučovania a učenia sa. Tento prístup je reprezentovaný takými vzdelávacími prístupmi akými sú napr. výskumne ladená koncepcia prírodovedného vzdelávania (Inquiry-Based Science Education, IBSE), problémové, projektové vyučovanie, či učenie objavovaním (Prince & Felder, 2006). Aj napriek tomu, že v slovenských školách vo vyučovaní prevláda deduktívny spôsob vyučovania (Held et al., 2011), induktívny spôsob sa dostáva do povedomia čoraz širšej verejnosti. Na Slovensku je daný koncept zavádzaný prostredníctvom rôznych projektov, napr. Vyhrňme si rukávy, Fibonacci a Pri-Sci-Net, ktoré sa špecializujú na šírenie výskumne ladenej koncepcie prírodovedného vzdelávania. 
Induktívne vzdelávacie postupy deťom poskytujú priestor pre vlastné skúmanie, poznávanie a vytváranie predstáv o prírodných javoch, čím sa v nich prebúdza zvedavosť a záujem o prírodu a samotnú vedu. Hlavným znakom induktívnej výučby je využitie indukcie ako myšlienkového postupu a objavenie poznatkov vedeckým postupom. Žiakom nepodsúvame poznatky priamo, ale tvorba záveru je kľúčovou úlohou, ktorú má zvládnuť žiak. Z uvedeného vyplýva, že jedným zo základných znakov induktívne orientovanej výučby je orientácia na žiaka s cieľom podporiť jeho aktívnu účasť pri tvorbe (nielen osvojovaní si) vedeckých poznatkov.

Pri induktívnom spôsobe vyučovania chceme docieliť, aby sa dieťa priblížilo vedeckému mysleniu a vedeckým postupom. Keďže našim zámerom vo vyučovaní je rozvíjať vedecké postupy a predstavu o vede, považujeme induktívny spôsob vyučovania za prirodzenejší ako deduktívny (Held, 2012).  

 

Photo by stem.T4L on Unsplash 

Napriek tomu, že induktívny spôsob vyučovania je považovaný za prirodzenejší, v systematickom prírodovednom vzdelávaní majú oba prístupy svoje opodstatnenie a práve ich vyvážený pomer využívania môže viesť k optimalizácii výsledkov v rozvoji prírodovednej gramotnosti. Problém vidíme v tom, že induktívne vzdelávacie postupy nie sú využívané vôbec, alebo iba v nedostatočnej miere. Zároveň to neznamená, že je potrebné využívať len induktívne vzdelávacie postupy.

Aplikáciu oboch vzdelávacích prístupov vysvetlíme na konkrétnej vyučovacej situácii. Cieľom nasledujúceho textu je objasniť, ako je možné ten istý vzdelávací cieľ dosahovať deduktívnym a induktívnym vzdelávacím postupom. 

Učiteľ chce docieliť, aby žiaci vedeli, že vzduch sa nachádza všade okolo nás a vypĺňa priestory, ktoré sa zdajú byť na prvý pohľad prázdne. V prípade, že učiteľ použije deduktívny vzdelávací postup, môže tento poznatok sprostredkovať motivačným rozprávaním. Žiakom povie, že vzduch nás obklopuje zo všetkých strán, nachádza sa vo vode, rôznych predmetoch, rastlinách aj v tele človeka a zvierat. Vysvetlí, že vzduch je veľmi ľahký a voľným okom neviditeľný, ale existujú spôsoby, akými môžeme dokázať jeho prítomnosť. Učiteľ navrhne, aby si tieto spôsoby vyskúšali a overili prítomnosť vzduchu prostredníctvom pokusu s použitím fľaše a balóna. Ešte pred samotnou realizáciou pokusu učiteľ žiakom vysvetlí, že ak sa vo fľaši nachádza vzduch a my do nej vložíme balón, ktorý utesníme na okrajoch a následne sa budeme snažiť ho nafúknuť, tak by sa nám to nemalo podariť. Ak by ale bola fľaša prázdna, tak by bolo možné balón nafúknuť. Žiaci dostanú inštrukciu, aby vložili balón do sklenej fľaše tak, aby ústie balóna bolo navlečené na ústie fľaše a snažili sa ho nafúknuť.

Žiaci zisťujú, že balón sa nedá nafúknuť a vydedukujú, že pozorovaný jav je spôsobený vzduchom prítomným vo fľaši. Tento záver však vytvoria na základe vyhľadania tých prvkov pozorovanej situácie, ktoré dokazujú, že daná situácia je príkladom učiteľom vopred zovšeobecneného poznatku. 

Pri induktívnom vzdelávacom postupe sa učiteľ pri dosahovaní rovnakého cieľa žiakov najprv opýta, či je možné nafúknuť balón vo fľaši, ktorého ústie je navlečené na ústie fľaše. Žiakom nechá priestor na premýšľanie a diskutovanie medzi sebou. Cieľom je, aby nielen vyjadrili súhlas, resp. nesúhlas ale pokúsili sa svoju odpoveď aj zdôvodniť. Učiteľ poskytne žiakom do skupín potrebné pomôcky a žiaci realizujú pokus s balónom a fľašou, pričom sa snažia vysvetliť pozorovaný jav. Ak žiaci majú s vysvetlením problémy, učiteľ ich nabáda k tomu, aby porozmýšľali, či existuje spôsob, akým by mohli balón vo fľaši nafúknuť. Predpokladáme, že žiaci navrhnú prepichnúť fľašu alebo použiť slamku na únik „niečoho", čo bráni nafúknutiu balóna a tak dokážu prítomnosť vzduchu vo fľaši.

Uvedeným príkladom chceme poukázať na to, že realizácia pokusu nemusí vždy znamenať záruku využitia induktívneho spôsobu výučby, ako je to častokrát medzi učiteľmi mylne chápané, keďže využitie indukcie si vyžaduje priblíženie sa vedeckému mysleniu a využívaniu vedeckých postupov žiakmi. 

Má význam zaoberať sa induktívnym prístupom vo vyučovaní?

Posledné merania prírodovednej gramotnosti našich žiakov v štúdii OECD PISA 2016 poukazujú na neuspokojivý výsledok slovenských žiakov, ktorý je významne nižší ako je priemerný výkon žiakov z krajín OECD. Žiakom sa najviac darilo v úlohách, pri ktorých mohli využiť naučené vedomosti, avšak pri identifikácii prírodovedných otázok a vyvodení dôkazmi podložených záverov podávali priemerný výkon. Z výsledkov je jasné, že naši žiaci majú rezervy najmä v úlohách, ktoré vyžadujú využitie vedeckých postupov. 

Zdá sa, že žiakom chýba zažitie indukcie, resp. zažitie samotnej vedy, pričom vo vede zastrešujú túto oblasť tzv. spôsobilosti vedeckej práce, ako  porozumenie metódam a postupom vedeckého bádania. Zvyšovanie spôsobilosti vedecky pracovať u žiakov sa javí ako cesta na zvýšenie prírodovednej gramotnosti. Existuje šesť základných spôsobilostí vedeckej práce, ktoré možno rozvíjať už v predškolskom období a následne intenzívnejšie aj na prvom stupni ZŠ. V nasledujúcom texte sa pokúsime naznačiť ich obsah rozvoja, avšak vzhľadom na to, že ide o komplexné pedagogické fenomény, nie je možné ich vnímať len  v takto zúženej podobe, najmä ak je našim cieľom ich primeraný rozvoj u žiakov.

Spôsobilosť pozorovať je základná spôsobilosť vo vede, kedy máme žiakov presvedčiť o tom, že kvalitným pozorovaním získajú množstvo nových a zaujímavých informácií o svojom okolí. Na spôsobilosť pozorovať nadväzuje spôsobilosť usudzovať, kedy sa žiaci snažia vysloviť závery založené na informáciách získaných z pozorovania. Spôsobilosť predpokladať je založená na predošlej empirickej skúsenosti očakávať, že nastane určitý jav. Získaním spôsobilosti klasifikovať žiaci vedia začleniť predmety alebo javy do logických skupín, pre ktoré sú charakteristické spoločné vlastnosti.

Rozvojom spôsobilosti merať žiaci vedia zistiť potencionálne rozdiely v pozorovaní tak, aby hodnotiacemu úsudku následne mohol výskumník dôverovať. Na záver je potrebné, aby sa žiaci vedeli podeliť so svojou novou skúsenosťou s ostatnými a preto sa snažíme u žiakov rozvíjať spôsobilosť komunikovať. 

Medzi integrované spôsobilosti vedeckej práce Lapitková et al. (2015) uvádzajú spôsobilosť interpretovať údaje, spôsobilosť kontrolovať premenné, spôsobilosť formulovať hypotézy, spôsobilosť experimentovať, spôsobilosť konštruovať tabuľky a grafy, spôsobilosť opisovať vzťahy medzi premennými, spôsobilosť tvoriť závery a zovšeobecnenia. 

 

 

Photo by stem.T4L on Unsplash

Vzhľadom na to, že deti na prvom stupni ZŠ sú podľa Piageta vo fáze konkrétnych operácií, teória rozvoja spôsobilostí vedeckej práce odporúča venovať sa len rozvoju základných spôsobilostí vedeckej práce. Na funkčný rozvoj integrovaných spôsobilostí vedeckej práce je potrebné disponovať abstraktným myslením. Ak dieťa nedosiahne štádium konkrétnych operácií, nemôžeme očakávať, že je schopné rozvíjať základné spôsobilosti vedeckej práce. Na druhej strane, ak dieťa vo vývine dosiahne štádium konkrétnych operácií, nemožno očakávať automatický rozvoj základných spôsobilostí vedeckej práce. S istotou však vieme povedať, že ak dieťa nedisponuje dostatočne rozvinutými základnými spôsobilosťami, nedokáže v dostatočnej miere v neskoršom veku rozvíjať a kvalitne využívať ani integrované spôsobilosti vedeckej práce (Held, 2011). 

Problematika rozvoja spôsobilosti vedeckej práce sa signifikantne zdôrazňuje hlavne v posledných desaťročiach. Samotná veda sa do vyučovania prírodných vied zaviedla ako súčasť školského kurikula v 19. storočí, ako dôsledok potrieb samotných vedcov. Medzi tých, ktorí verejne vystúpili v prospech výučby prírodovedných vied patrili Thomas Huxley, Herbert Spencer, Michael Faraday a mnohí ďalší. Tvrdili, že deduktívna logika charakterizovaná formálnym vzdelávaním nezabezpečuje intelektuálnu úroveň charakteristickú pre vedu, ale východiskom je induktívny proces poznávania sveta a z neho vyplývajúce konštruovanie záverov (DeBoer, 2000). Zástancom učenia sa prostredníctvom experimentov (experimentovanie myslené nie v tradičnom ponímaní, ale v exaktnom uchopení vedeckého experimentu) bol aj pedagóg a filozof John Dewey, ktorý kritizoval memorovanie a jeho názory sa približovali dnešnej koncepcii induktívneho spôsobu vyučovania a učenia sa. Chápanie prírodovedného učenia sa začalo postupne meniť zo zbierania faktov na učenie sa o charaktere vedeckých vedomostí, ich rozvíjaniu a používaniu (Minárechová, 2014). 

Induktívne ladené prístupy vzdelávania majú za cieľ najmä to, aby si žiaci osvojovali poznatky sami, svojim vlastným skúmaním a aktívnou činnosťou. Naopak, pri deduktívnom prístupe vzdelávania žiaci skĺznu k nekritickému osvojovaniu poznatkov, čo vedie k predstave o vede ako náročnej oblasti, pričom častokrát majú pocit nekompetentnosti „robiť vedu".

Daný fakt sa odzrkadľuje  dlhotrvajúcim nízkym záujmom žiakov o štúdium prírodovedných predmetov. Aj napriek tomu, že žiaci považujú prírodné vedy za dôležité, ich vyučovanie v škole považujú za príliš náročné (Janoušková et al., 2012).  

Patrick et al. (2009) zistili, že osobný pocit zvládnutia a porozumeniu prírodným vedám hrá dôležitú rolu motivácie pre žiaka a to aj napriek tomu, že jeho aktuálne výsledky v testovaných znalostiach sú na nižšej úrovni. Vybudovať pocit dôvery žiaka vo vlastné schopnosti by mohlo byť riešením pre zvýšenie jeho záujmu o štúdium prírodných a technických vied. Ako to však dosiahnuť? Kľúčom k riešeniu by mohol byť rozvoj spôsobilostí vedeckej práce už v predprimárnom a primárnom vzdelávaní. V tomto období majú deti túžbu poznávať nové veci, sú len obmedzene vystavené striktnému hodnotiacemu systému a majú spravidla veľkú podporu od svojho okolia na sebazdokonaľovanie sa. U detí sa tak vytvorí pozitívny postoj k prírodným vedám, ktorý môže pretrvávať aj do ďalších rokov štúdia (Bruce et al., 1997). 

Problém cítenia sa nekompetentným indikuje potrebu používania takých vedeckých postupov a predstáv o samotnej vede, aby sme zvýšili záujem o vedu a súčasne aj úroveň prírodovednej gramotnosti. Induktívne vzdelávacie postupy založené na použití vedeckých postupov žiakmi sa nám javia ako odpoveď nielen na zvýšenie prírodovednej gramotnosti našich žiakov, ale aj na podporu ich sebavedomia a cítenia sa kompetentnými v oblasti prírodných vied. 

Povaha vedy ako prostriedok formovania predstáv o vede

Ako dôležitý zámer prírodovedného vzdelávania sa už dlhší čas propaguje rozvoj predstáv o povahe vedy (nature of science). Pre vedu sú typické špecifické myšlienkové postupy a zároveň je vo vede nevyhnutné využívať špecifické postojové charakteristiky, ktoré zaručia, že výsledok vedeckého pôsobenia bude mať skutočne vedecký charakter. Je preto prirodzené, že sa do prírodovedného vzdelávania postupne dostávajú aj ciele zamerané na rozvoj predstáv o povahe vedy, ktoré majú napomôcť pri formovaní prírodovednej gramotnosti. 

Už pred vyše dvadsiatimi rokmi Driver et al. (1996) poskytli niekoľko argumentov pre zaradenie povahy vedy do výučby prírodných vied. Aj napriek tomu, že neustále prebieha diskusia o tom, čo v skutočnosti predstavuje povaha vedy a ako sa dá odlíšiť od iných koncepcií, existuje určitý konsenzus medzi vedcami. Zhodujú sa, že vedecky orientovaná výučba a aspekty povahy vedy by mali sprostredkovať predstavy o empirickom charaktere vedeckých poznatkov, úlohe subjektivity a tvorivosti vo vede, ako aj o postavení a funkcie vedeckých teórií a zákonov (Lederman & Lederman, 2014).  Povaha vedy spolu so znalosťami vedeckých konceptov prispieva k rozvoju prírodovednej gramotnosti, pričom sa očakáva, že porozumenie povahe vedy uľahčí žiakom učenie sa vedeckého obsahu, posilnením schopnosti vzájomne prepojiť vedecký obsah a tak rozvíjať vedomosti o vedeckom obsahu (Michel & Neumann, 2016). 

Realizovalo sa už niekoľko empirických štúdií, ktoré skúmali vplyv predstáv o povahe vedy na vzdelávacie zručnosti a schopnosti žiakov. Napríklad, Lin & Chiu (2004) zistili, že žiaci s primeraným porozumením povahe vedy preukázali signifikantne lepšie a koncepčne založené stratégie riešenia problémov. Taktiež Tsai (1998) zistil, že žiaci so sofistikovanejšími presvedčeniami o vede používajú pri vyučovaní prírodovedy zmysluplnejšie stratégie a preukázali vyššie metakognitívne zručnosti, zatiaľ čo žiaci s naivným presvedčením o vede majú tendenciu učiť sa „bifľovaním" bez porozumenia. Induktívne vzdelávacie postupy, tým že v princípe kopírujú vedecké postupy skúmania, sú optimálnym prostredím aj pre funkčný rozvoj predstavy o povahe vedy, čím dokážu prispieť k optimálnemu rozvoju prírodovednej gramotnosti. Odborníci v oblasti prírodovedného vzdelávania, ako aj národné a medzinárodné programy reformy prírodovedného vzdelávania sa jednotne zhodujú na zaradení povahy vedy do vzdelávania prostredníctvom induktívnych vzdelávacích postupov.

Záver

Ak chceme podporiť záujem detí o vedu, musia ju veku primeraným spôsobom zažiť v škole, aby tak nadobudli pocit kompetentnosti ísť vedeckou cestou aj pri výbere svojho budúceho povolania. To znamená, že u žiakov by sme mali rozvíjať nielen prírodovedné predstavy, ale do adekvátnej úrovne rozvíjať aj spôsobilosti vedeckej práce. Induktívne orientované vzdelávacie postupy vytvárajú optimálne podmienky pre efektívny rozvoj prírodovednej gramotnosti, ktorá zahŕňa aj spôsobilosti vedeckej práce.

Efektívne zakomponovanie kurikulárnych zmien do samotného vyučovacieho procesu si vyžaduje ešte množstvo práce. Hlavným iniciátorom zmien má byť práve učiteľ, ktorý by mal vytvárať také situácie a aktivity, aby pomáhal rozvíjať prírodovednú gramotnosť u detí a predstavy o povahe vedy a vedeckých postupoch, čím by súčasne zvyšoval záujem o samotnú vedu.

Literatúra

  • Bruce, B. C., Bruce, S. P., Conrad, R. L. & Huang, H. J. 1997. University Science Students as Curriculum Planners, Teachers, and Role Models in Elemetary School Classroom. Journal of Research in Science Teaching, 34(1), 69–88.
  • DeBoer, G. E. 2000. Scientific literacy: Another look at its historical and contemporary meanings and its relationship to science education reform. Journal of Research in Science Teaching: The Official Journal of the National Association for Research in Science Teaching, 37(6), 582-601.
  • Driver, R., Leach, J., & Millar, R. 1996. Young people's images of science. McGraw-Hill Education (UK).
  • Held, Ľ., Žoldošová, K., Orolínová, M., Juricová, I., & Kotuľáková, K. (2011). Výskumne ladená koncepcia prírodovedného vzdelávania (IBSE v slovenskom kontexte). Trnava: Typi Universitatis Tyrnaviensis.
  • Held, Ľ. 2012. Sú chyby v prírodných vedách a v prírodovednom vzdelávaní prípustné? In Błędy w nauczaniu przedmiotów przyrodniczych, 2012. 
  • Janoušková, S., Maršák, J. & Pumpr, V. 2012. Přírodovědná gramotnost v primárním vzdělávání. Dostupné z http://www.lachner.com/Files/file/P%C5%99%C3%ADrod gramot prim%C3%A1rn%C3%AD final.pdf.
  • Lederman, N. G., & Lederman, J. S. 2014. Research on teaching and learning of nature of science.
  • Michel, H., & Neumann, I. 2016. Nature of science and science content learning. Science & Education, 25(9-10), 951-975.
  • Lin, H. S., & Chiu, H. L. 2004. Student understanding of the nature of science and their problem-solving strategies. International Journal of Science Education, 26(1), 101-112.
  • Minárechová, M. 2014. História induktívneho prístupu v prírodovednom vzdelávaní v USA a jeho súčasná reflexia na Slovensku. Scientia in educatione, 5(1), 2-19.
  • Patrick, H., Mantzicopoulos, P. & Samarapungavan, A. 2009. Motivation for Learning Science in Kindergarten: Is There a Gender Gap and Does Integrated Inquiry and Literacy Instruction Make a Difference. Journal of Research in Science Teaching, 46(2), 166–191.
  • Prince, M. J., Felder, R. M. 2006. Inductive teaching and learning methods: definitions, comprarisons, and research bades. Journal of Engineerinf Education, 95 (2), 123-138.
  • Prince, M., & Felder, R. 2007. The many faces of inductive teaching and learning. Journal of college science teaching, 36(5), 14.
  • Tsai, C. C. 1998. An analysis of scientific epistemological beliefs and learning orientations of Taiwanese eighth graders. Science Education, 82(4), 473-489.


 

Súvisiace články

08.01.2020 13:15

Riaditeľ ŠPÚ Ľ. Hajduk prisľúbil záštitu nad medzinárodnou konferenciou k 300.výročiu narodenia Maximiliána Hella

Riaditeľ Štátneho pedagogického ústavu Ľudovít Hajduk prisľúbil záštitu nad tohtoročnou medzinárodnou konferenciou k 300. výročiu narodenia Maximiliána Hella, ktorú organizuje Základná škola s Materskou školou v Štiavnických B...
31.05.2017 08:45

Ako si predstavujú náš svet deti? Vo výtvarnej súťaži bodovali mestá budúcnosti

Žiaci z celého Slovenska prihlásili do súťaže Budúcnosť sveta 850 výtvarných prác. Počet diel v druhom ročníku sa zvýšil. Súťažiaci pritom využívali inovatívne nahrávanie cez aktívne rozhranie.
13.04.2018 20:03

Odbor mechanik mechatronik je moderný a perspektívny

Mechatronika v sebe spája elektroniku a mechaniku, dve samé o sebe veľmi rozšírené odvetvia. Vzniká tak odbor, ktorý má široký záber a jeho absolventom dáva mimoriadne veľké šance úspešne sa uplatniť na pracovnom trhu.