Transcript Slajd 1

POGRANICZA NAUCZANIA FIZYKI
Międzynarodowa Konferencja GIREP
Opatija 26-31 08.07
Dr Józefina Turło
ZDF IF WFAiIS UMK w Toruniu
[email protected]
I. Wprowadzenie
Miejsce fizyki w naukach przyrodniczych
M
W
T
B
F
A
metody i język
przedmiot badań
CH
II. Dydaktyka fizyki jako dyscyplina naukowa
Dydaktyka - z gr.didaktikos -pouczający, didasko – uczę



Dydaktyka fizyki posiada:
przedmiot i cele badań,
metody postępowania badawczego,
układ treści obejmujący rezultaty jej badań.
(Z metodologii badań pedagogicznych, S. Nalaskowski, 1994)
Dydaktyka fizyki odpowiada na pytania:
czego uczyć? po co uczyć? jak uczyć?



Spełnia funkcje:
diagnostyczną - dostarcza wiedzy o stanie rzeczy istniejącym w obrębie jej badań,
prognostyczną - analizuje prawidłowości rządzące nauczaniem - uczeniem się,
instrumentalno-techniczną - zajmuje się warunkami, metodami i środkami realizacji
celów dydaktycznych.
Podstawowe pojęcia dydaktyki:
nauczanie, kształcenie (uczenie się), samokształcenie - "long life learning", wychowanie.
Wielokrotne powiązania dydaktyki przedmiotów przyrodniczych
z innymi dyscyplinami
Filozofia przyrody
Nauki przyrodnicze
i ich metodologia
Historia nauk
przyrodniczych
Pedagogika
Dydaktyka przedmiotów
przyrodniczych
Psychologia
Inne dyscypliny
Socjologia/Antropologia/Lingwistyka/Etyka/ J. obce/Technologia Informacyjna
Dyscypliny powiązane z dydaktyką przyrodniczą
Aktualna tematyka badań, mająca na celu poprawę praktyki nauczania
przedmiotów przyrodniczych
Zwrócenie uwagi na
„Scientific Literacy”
Międzynarodowe badania
monitorujące np. TIMSS,
PISA, ROSE
Poprawa jakości nauczania
Polepszenie praktyki
Standardy w nauczaniu
Rozwój zawodowy nauczycieli
Badania z zakresu dydaktyki
przedmiotów przyrodniczych
Aktualna tematyka badań, mająca na celu poprawę praktyki nauczania
przedmiotów przyrodniczych
Międzynarodowe Czasopisma
poświęcone dydaktyce przedmiotów przyrodniczych
1. International Journal of Science Education
2. European Journal of Science Education
3. International Journal of Educational Research
4. Journal of Research in Science Teaching
5.Journal of the Learning Sciences
6.Journal of College Science Teaching
7.Research in Science Education
8.Education in Science
9.Environmental Science and Technology
10.School Science Review
11.School Science and Mathematics
12.Science Education
13.Studies in Science Education
14.Science and Teacher
15.Science Teacher Education
16.Science Education International
17.Primary Science
18.Science and Children
19.Science Teacher (American)
20.Teaching Science
Międzynarodowe Czasopisma
poświęcone dydaktyce przedmiotów przyrodniczych cd…
21. Science Progress
22. Steps International
23. Social Studies of Science
24. Bulletin of Science, Technology and Society
25. Speculations in Science and Technology
26. Journal for Studies in Science Education
27. Journal of Biological Education
28. Journal of Chemical Education
29. Journal of Environmental Education
30. Naturwissenschaft in Unterricht
31. Zetschrift fur Didaktik der Naturwissenschaften, Biologie, Chemie, Physik
32. Physics Education
33. Physics Teacher
34. American Journal of Physics
35. European Journal of Physics
36. Physik in der Schule, La Fisica Nella Scuola, Matematyka a fyzika ve Skole,etc.
37. Computers in Physics
Polska: Fizyka w Szkole, Foton, Nauczanie Przedmiotów Przyrodniczych
III. Działania międzynarodowej organizacji GIREP
International Research Group on Physics Teaching
 Członkowie GIREP-u to nie tylko nauczyciele fizyki wszystkich szczebli edukacji. Są to
na ogół osoby o wszechstronnych zainteresowaniach z zakresu różnych dziedzin wiedzy.
 Główną cechą filozofii GIREP-u jest międzynarodowa współpraca i międzykulturowa
wymiana, połączona z idealizmem i entuzjazmem, co może zapewnić postrzeganie fizyki
jako intelektualne wyzwanie i jeden z centralnych filarów współczesnej kultury.
 Doskonałość w dziedzinie fizyki musi być jednakże uzupełniona doskonałością w zakresie
metod nauczania/uczenia się.
 Przedmioty przyrodnicze w ogólności, a w szczególności fizyka znalazły się w ostatniej
dekadzie w trudnej sytuacji, ponieważ zainteresowanie uczniów fizyką spadło, co odbiło
się na małej liczbie studentów zainteresowanych jej studiami.
 Tak więc, rola „scientific literacy” i rozumienie przedmiotów przyrodniczych przez
społeczeństwo stało się przedmiotem dyskusji politycznej na forum społeczeństwa
globalnego, w którym wiedza odgrywa najważniejszą rolę.
 Reakcją na to było zaproponowanie programów, które promują jakość nauczania
przedmiotów przyrodniczych i matematyki (priorytet UE na lata 2007-2023)
 Sytuacja ulega zmianie: kraje, które jeszcze pokolenie temu rozpoczynały swój rozwój,
dokonały ogromnego postępu i osiągnęły stan, w którym kraje rozwinięte mogą czerpać
korzyści z ich podejścia i doświadczenia w zakresie edukacji.
Prof..Manfred Euler, Prez. GIREP-u,
Aktualnie – Prof. A.L. Ellermeijer
Konferencje GIREP, historia:
1.
1967 (Lausanne, Switzerland): in collaboration with the International
Commission of Mathematics Teaching, preliminary informal meeting on the
co-ordination of mathematics and physics teaching at the secondary school.
2. 1968 (Malvern, UK): Study and discussion of the Nuffield Physics.
3. 1969 (Copenhagen, Denmark): Energy in the lower secondary school,
Quantum mechanics and Relativity in the higher secondary school.
4. 1972 (Kiel, Germany): joint GIREP-UNESCO Meeting on the implementation of
curricula in science education with sepcial regard to physics teaching.
5. 1973 (Venezia, Italy): "Electricity, magnetism and mechanics in the secondary
school".
6. 1976 (Montpellier, France): Two main topics: "First steps in teaching physics
at the beginning of secondary school", and "Probability and Statistics in
physics teaching".
7. 1978 (Oxford, UK): joint ICPE-GIREP Meeting on "The role of the Laboratory in
Physics Teaching".
8. 1979 (Rehovot, Israel): two topics: "Teaching Waves and Oscillations" and
"Current Problems in Physics Teaching".
9. 1981 (Balatonfüred, Hungary): "Nuclear Physics, Nuclear Power".
10. 1984 (Zeist, Netherlands): "The many faces of teaching and learning
mechanics".
Konferencje GIREP, historia:
11. 1986 (Elsinore, Denmark): "COSMOS - an Educational Challenge".
12. 1989 (Balatonfüred, Hungary): "Energy Alternatives - Risk Education".
13. 1991 (Torun, Poland): "Teaching about Reference Frames - from
Copernicus to Einstein" and ICPE Meeting.
14. 1993 (Braga, Portugal): "Light and Information".
15. 1995 (Udine, Italy): joint ICPE-GIREP Meeting on "Teaching the science of
condensed matters and new materials".
16. 1996 (Ljubljana, Slovenia): joint ICPE-GIREP Meeting on" New Ways of
Teaching Physics".
17. 1998 (Duisburg, Germany): "Hands-On experiments in physics education"
18. 2000 (Barcelona, Spain): "Physics Teacher Education Beyond 2000"
19. 2002 (Lund, Sweden); „Physics in new fields and modern applications”
20. 2004 (Ostrava, Czech Republik): Teaching and Learning Physics in New
Contexts,
21. 2006 (Amsterdam, Netherlands):”Modelling in Physics and Physics
Education”
22. GIREP / EPEC Conference 2007 - Frontiers of Physics Education, 26 - 31
August 2007, Opatija, Croatia.
23. 2008 (Nicosia, Cyprus): Physics Curriculum Design-development, validation
IV. GIREP / EPEC Conference 2007 - Frontiers of Physics Education,
26 - 31 August 2007, Opatija, Croatia.
Wykłady plenarne:
Warsztaty - dyskusje:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
George Smoot
Reinders Duit
Lillian C. McDermott
Norman Reid
Laurence Viennot
Petar Pervan
George N. Vlahakis
Monika Plisch
David Wark
Matko Milin
Nauczanie elektromagnetyzmu
Cechy teorii kwantów w nauczaniu fizyki
Uczenie się poprzez zaciekawienie
Badania na lekcjach fizyki
Hands-on – nano „wchodzi do szkoły”
Twórcze odkrywanie dotyczące kropli i kapania
Interdyscyplinarne nauczanie – stymulujące i
motywujące hands-on eksperymenty
Wykłady plenarne
1. Prof. George Smoot – Uniwersytet Berkeley (USA) – Laureat nagrody Nobla
(wspólnie z J. Mather) za odkrycie anizotropii mikrofalowego promieniowania
kosmicznego (Szkokholm, 8.12.2006).
Wykład – Historia i los Wszechświata
http://physics.berkeley.edu
Wykłady plenarne
2. Prof. Reinders Duit – IPN, Instytut nauczania Przedmiotów Przyrodniczych
Leibniz-a, Uniwersytet w Kilonii. Czołowy europejski badacz z zakresu
dydaktyki fizyki.
Kultura, płeć,
Uczenie się „science”




Rozwój pojęć
Rola języka
Podstawy i motywacja
Formalne i nieformalne
uczenie się





społeczeństwo
i uczenie się science
 Science dla wszystkich
 Uczniowie specjalnej
troski i wybitnie
uzdolnieni
 Warunki uczenia się w
mieście i na wsi
Programy nauczania,
ewaluacja, ocena
Science literacy
Historia reform
Standardy
Reformy systemu edukacji
Ocena szkolna
Nauczanie science
 Metody nauczania
 Praca praktyczna –
eksperymenty
 Dyskusje, debaty
 Rola nowych
technologii i
potrzeby uczniów
Kształcenie nauczycieli
science
 Wiedza, „misconceptions”,
postawy nauczycieli
 Rozwój zawodowy
 Nauczyciel – badacz – dydaktyk
science
Główne rozdziały: „Handbook of Science Education Research”
Wykład – Badania z zakresu dydaktyki fizyki – nieodłącznym warunkiem
zwiększenia efektywności nauczania i uczenia się fizyki.
„Ścisły związek programów nauczania z krytyczną analizą praktyki edukacyjnej”
Wykłady plenarne
3. Prof. Lillian C. McDermott – Wydział Fizyki Uniwersytetu w Waszyngtonie –
Dyrektor Grupy Dydaktyki Fizyki.
Instytut badawczy docenia badania w zakresie dydaktyki
fizyki. W programie 3 h W + 3 h LAB + 1 h TUTORIALS.
Wykład – Badania w zakresie dydaktyki fizyki – kluczem do polepszenia efektów
uczenia się od poziomu podstawowego aż do otrzymania dyplomu
Uczenie się to zarówno fizyka stosowana jak i sztuka!
Wykłady plenarne
4. Prof. Norman Reid – Uniwersytet Gasgow – Szkocja. Dyrektor Centrum
Nauczania Przedmiotów Przyrodniczych.
Wykład – Jak osiągnąć sukces w nauczaniu. Co mówią badania?
Z badań wynika, że przeciążanie trudnymi pojęciami pamięci (working memory)
powoduje spadek efektywności uczenia się.
Wykłady plenarne
5. Prof. Laurence Viennot – Uniwersytet Denis Diderot – Paryż. Członek
międzynarodowych i francuskich Komisji ds. Edukacji. Autor kilku rozdziałów
w książkach: Reasoning in Physics (Kluwer 2001) and Teaching Physics
(Kluwer 2003).
Wykład – Jak uatrakcyjniać nauczanie fizyki - przy pomocy jakich zagadnień?
Nie wystarczy naukowe przedstawianie interesujących tematów. Należy również
przywiązywać dużą wagę do stosowania odpowiednich metod.
Prezentacje słowne
I. Sesja pierwsza
1. Modelowanie w nauczaniu fizyki
2. Historia fizyki
3. Kształcenie nauczycieli (dr K.Przegiętka, dr J.Turło – Projekt EU TRAIN)
4. Fizyka w szkole 1
II. Sesja druga
1. Fizyka uniwersytecka 1
2. Fizyka w kontekście 1
3. Fizyka kwantowa
4. Proste eksperymenty
III. Sesja trzecia
1. ICT i multimedia w nauczaniu – uczeniu się fizyki
2. Komunikowanie się w nauczaniu fizyki
3. Nowe metody nauczania – uczenia się fizyki 1
4. Fizyka w szkole 2
Prezentacje słowne
IV. Sesja czwarta
1. Fizyka uniwersytecka 2
2. Pojęcia fizyczne 1
3. Fizyka w kontekście 2
4. Techniki motywacyjne
V. Sesja piąta
1. Fizyka uniwersytecka 3
2. Fizyka w kontekście 3
3. Nowe metody nauczania – uczenia się fizyki 2
Sesje plakatowe
VI. 42 plakaty
VII. 42 plakaty
Sesja specjalna
Dr Mirko Orlic, dr Marijan Herak – Instytut Geofizyki, Wydział Przyrodniczy
Uniwersytetu w Zagrzebiu.
Wykład – Andrija Mohorovicic – sławny chorwacki geofizyk.
Andrija Mohorovicic urodził się 150 lat temu 23.01.1857 w Volosko niedaleko
Opatiji. Zajmował się meteorologią i sejsmologią. Odkrył nieciągłość struktury
skorupy ziemskiej nazwanej Warstwą Moho.
Imprezy towarzyszące
Wizyta w najstarszej szkole Chorwacji
Susak
Zwiedzanie okolicy Opatiji
Uroczysta kolacja
„Nie mogę nikogo nauczyć czegokolwiek,
Mogę jedynie spowodować, aby uczeń zaczął myśleć”
Socrates
„Dobre nauczanie polega bardziej na stawianiu właściwych pytań,
niż na dawaniu gotowych odpowiedzi”
Josef Albers
Dziękuję za uwagę!
Wykorzystano zdjęcia ze strony:
http://www.ffri.hr/GE2
Podnoszenie kwalifikacji zawodowych dydaktyków science
w Europie (ESERA-European Science Education Research Assoc.)
1. Szkoła letnia ESERA 2006,
Braga, Portugal, 59 PhD studentów, 8 grup, 23 wykłady, np.: R. Duit –
Badania w zakresie dydaktyki science nieodzowne dla polepszenia
praktyki edukacyjnej, H. Niedderer- Badania procesu uczenia się- cele,
strategie, metody i wybrane wyniki
2. Streszczenia PhD prac członków ESERA, np.:
PhD studies, Finlandia
Niina Nurkka:
Developing and evaluating a research-based teaching-learning sequence on
the moment of force.
Jarkko Lampiselkä:
Demonstration in Chemistry Instruction in the Upper Secondary School
Antti Savinainen:
High School Students’ Conceptual Coherence of Qualitative Knowledge in the
Case of the Force Concept
Pekka E. Hirvonen
Effects of the use of the surface charge theory-based approach to understanding of direct
current circuits in university studies
Aija Ahtineva
Textbook B dissemination of knowledge and inspiration to study?
Heikki Saari
Pupils’ conceptions of models and modelling in secondary school physics teaching
PhD studies, Wielka Brytania
A. H. Mashhadi:
What is the nature of the understanding of the concept of 'wave-particle duality' among
Advanced Level Physics students?
Olga Gioka
Formative assessment in teaching graphing skills in investigation lessons: a study of teachers’
goals, strategies, assessment criteria and feedback
John. T. Leach:
Progression in understanding of some ecological concepts in children aged 5 to 16
John Osborne:
Teaching for conceptual understanding: Developing and evaluating a Turkish students'
understanding of solubility concept through a specific teaching intervention.
PhD studies, Francja
Cécile de Hosson:
A contribution to the analysis of the interactions between the history of science and science
education. An elaboration of an educational tool of the optical mechanism of vision for
primary and secondary school
Philippe Colin:
Two Models for a physical situation : the case of optics. Students' difficulties, teachers'
viewpoints and guidelines for a didactical structure
Ugo Besson:
A mesoscopic approach to teaching fluid statics. Study of students' conceptions, design and
experimentation of a teaching sequence.
Kalogiannakis Michail:
Has the introduction of ICT in French secondary schools resulted in a shifting of roles for
teachers involved? A case study concerning physics teachers
Sylvie Rainson:
Superposition of electric fields and causality: a thesis by Sylvie Rainson
Andrée Dumas Carré:
Problem solving in physics in small groups. Contributions and difficulties
Andrée Dumas Carré
Tutoring in computerised environments of learning mechanics
PhD studies, Niemcy
Jürgen Petri:
A student's learning pathway in atomic physics - a case study in upper secondary school
Shu-Chiu Liu:
The Alternative Models of the Universe: A Cross-Cultural Study on Students’ and Historical Ideas
about the Heavens and the Earth with a View towards Reshaping Science Instruction
PhD studies, Holandia
L.M. Doorman
Modelling motion: from trace graphs to instantaneous change
R.J. Genseberger
Interest Oriented Teaching of Physics and Chemistry. A study of educational development at the
Open Schoolgemeenschap Bijlmer in the Netherlands
Lisette van Rens:
Effective chemical education for “learning to inquire” in upper secondary school
M.J. Vollebregt
A problem-posing approach to teaching an initial particle model
C.W.J.M. Klaassen
A problem-posing approach to teaching the topic of radioactivity
Gerard D. Thijs:
Classroom developmental study on the role of practical work in conceptual development, in
particular in basic mechanics
Wolter Kaper:
Learning to Teach Thermodynamics. Discussions that are problem-posing to teacher and students,
leading to thermodynamic understanding
PhD studies: Norway
Camilla Schreiner:
Exploring a ROSE-garden: Norwegian youth's orientations towards science – seen as signs of late modern
identities
Sonja M. Mork
ICT in Science Education. Exploring the Digital Learning
Rolf V. Olsen:
Achievement tests from an item perspective: An exploration of single item data from the PISA and TIMSS
studies, and how such data can inform us about students’ knowledge and thinking in science
Astrid Sinnes
Approaches to Gender Equity in Science Education
Stein Dankert Kolstø
Science Education for Citizenship. Thoughtful Decision-Making About Science-Related Social Issues.
Are Turmo
Science education and large-scale international comparative achievement studies
Berit Bungum
Perceptions of Technology Education. A cross-case study of teachers realizing technology as a new subject
of teaching
Carl Angell:
Students understanding of physics. A study based on selected physics items in TIMSS.
PhD studies: Sweden
Olle Eskilsson:
A longitudinal study on 10-12-year-olds´conceptions of the transformations of matter
Åsa Ryegård (2004):
Interaction Between Practical and Theoretical Knowledge - A Study in Electronics Education
at University Level
Britt Lindahl:
Pupils’ responses to school science and technology?
Margareta Enghag:
Miniprojects and Context Rich Physics Problems.
Margareta Ekborg:
Natural Science for Sustainable development?
Else-Marie Staberg:
Different Worlds, Different Values. How girls and boys meet physics, chemistry and technology
at the upper level of compulsory school
Kristian Ramstedt:
Electrical Girls and Mechanical Boys. On Group Differences in Tests - a Method Development
and a Study of Differences Between Girls and Boys in National Tests in Physics
Oferty PhD w Europie (np. UK, Niemcy, Austria, Czechy,
Słowacja…) – przykłady:
Np. UK - www.kcl.ac.uk (King’s College London):
DEPS (Dept. of Edu. and Professional Studies)- EdD(Dr in Edu)
i Dr in Professional Studiem (DrPS)
ESRC (Educ.Studies Research Center)-stypendia
STEG (Science&Technology Education Group)
LSCG (London Science Chalange Group (Nuffield+ASE SLC,TTA)
Prof. P. Black – twórca!
www. ioe.ac.uk (Institute of EducationUniversity London)
Science Learning Centre London od 2004: DfES, Sci Museum, Univ.,
cel- promocja aktywnych metod nauczania i warsztatow dla N.
www.education.Leeds.ac.uk/research - Centre for Studies in
Science and Mathematics Education + Doctoral studies, np.:
Doctoral Studies in Progress
Brin Best
Logovisual Pedagogy In The Classroom: An Evaluation.
Jay Nur Ahmad
Teaching And Learning Introductory Electrochemistry In Malaysian Secondary Schools.
Katie Hall
A longitudinal study into the attitudes of PGCE students and NQTs towards practical work in
science.
Jan Haskins
Experiences drawn upon by post-16 students whilst exploring environmental subject matter
through photography.
Christine Kelly
The development of research skills in undergraduate students in the biosciences.
Recent completions
Maria Theresa Guerra-Ramos
Ideas about science in Mexican primary education: curriculum demands and teachers' thinking.
Matthew Binding
Code switching strategies in science lessons in Kenyan primary schools: an analysis of their
contribution to the meaning making process.
Daz Twigger
A longitudinal study of the acquisition of selected science concepts by secondary school children.
Peter Laws
Conceptions of teaching among student teachers of science and English.
Filiz Mirzalar-Kabapinar
Teaching for conceptual understanding: Developing and evaluating Turkish students'
understanding of the solubility concept through a specific teaching intervention.
Sabri Kocakulah
A study of the development of Turkish first year university students' understanding of
electromagnetism and the implications for instruction.
Paul Mushi
Training engineers in Tanzania: the relationship between formal industry and the Faculty of
Engineering at the University of Dar es Salaam.
www.york.ac.uk - Centre for Innovation and Research in Science
Education (CIRSE) od 2005 roku
Tematyka prac – nauczanie „science”, programy nauczania, projekty edukacyjne, np.:
SALTERS Advanced Science, 21st Century Science…
Osoba „Scientifically literate” powinna:
 Rozumieć i doceniać wpływ nauki i techniki na życie codzienne,
 podejmować decyzje osobiste oparte o wiedzę naukową, np.dot. zdrowia,
diety, wykorzystania zasobów energii, itp.,
 krytycznie oceniać informacje uzyskane z różnych źródeł (lub je pomijać),
 być merytorycznie przygotowana do dyskusji z innymi na tematy dotyczące
zagadnień naukowych.