Didactica ariilor curriculare matematică, științe ale naturii și tehnologii

1. Detaliaţi etapele unei investigaţii, desfăşurată în cadrul propriului domeniu de studiu, dar care să fie relevante în cadrul oricărui alt domeniu. Inventaţi o modalitate adecvată de evaluare a investigaţiei, compusă din 5 criterii.

Investigaţia implică, pe de o parte, rezolvarea unor probleme întâlnite în cotidian sau în alte domenii ale disciplinelor şcolare şi, pe de altă parte, explorarea unor concepte necunoscute utilizând metode, tehnici, concepte cunoscute. Investigaţia presupune atât rezolvarea de probleme cât şi crearea de probleme.

Exemplu: Ştiinţe - clasa a IV-a - ,,Unde dispare apa?”

Exemplul prezintă o unitate de învăţare construită pe secvenţele investigaţiei ştiinţifice. Unitatea de învăţare bazată pe investigaţie este o succesiune de lecţii focalizate pe o întrebare. Lecţiile “ghidate de întrebare” sunt eşalonate corespunzător etapelor investigaţiei: formularea întrebării şi avansarea ipotezelor, testarea ipotezelor alternative, propunerea unei explicaţii, testarea explicaţiei prin includerea altor cazuri particulare; raportarea rezultatelor, impactul noilor cunoştinţe în diferite domenii.

Teme investigate: Stările de agregare ale apei. Evaporarea.Condensarea.

Plecând de la investigarea unui concept, „evaporarea apei”, activităţile îi pot conduce pe elevi la „formarea capacităţii de a investiga”, respectiv, la înţelegerea conceptului de investigaţie ştiinţifică (elevii să devină capabili să observe fenomene, să culeagă şi să înregistreze observaţii referitoare la acestea, să realizeze aplicaţii experimentale pe baza urmăririi instrucţiunilor, să argumenteze rolul unor tehnologii în diferite ramuri de activitate - ca obiective de referinţă). Învăţătorul asistă elevul în acest demers, uşurându-i raţionamentul.

Etape:

1. Formularea întrebării şi avansarea ipotezelor -“Ce ştiu sau cred eu despre asta?”

În mediul înconjurător observăm apă în toate stările de agregare. Există apă în bălţi, râuri, lacuri, mări şi oceane, în zăpezile şi gheţarii de pe munte. Dar ai observat vreodată apă în aer? Când şi în ce feluri?

Lucrând în perechi, elevii evocă în diverse feluri (oral, în scris, prin desene, joc de rol, experimente etc.) observaţii, experienţe şi întâmplări personale privind „dispariţia apei.”.

Lucrând în perechi, elevii:

- evaluează întrebarea pe baza unor criterii precum: explicaţia este necunoscută?, exprimă fapte sau opinii?, este accesibilă/ legată de temă?, oferă variate cauze posibile de analizat? etc.

- formulează răspunsuri, pe baza a ceea ce ştiu, consultând diferite surse.

2. Testarea ipotezelor alternative - “Cum se potriveşte această informaţie cu ceea ce ştiu sau cred eu despre ea?”

În funcţie de răspunsul dat sau de preferinţe, elevii alcătuiesc grupuri de lucru pentru verificarea ipotezelor/ variantelor de răspuns;

În grupurile de lucru alcătuite, prin discuţii între ei, respectiv, cu învăţătorul, elevii proiectează investigaţiile, colectează probe pentru verificarea răspunsului, formulează observaţii preliminare, efectuând următoarele diverse sarcini, spre exemplu:

• Umezeşte tabla clasei cu un şerveţel de hârtie ud. Urmăreşte timp de câteva minute stratul de apă de pe tablă.

• Toarnă apă în pahar până la jumătate, fără să-l uzi în exterior. Adaugă gheaţă până îl umpli. Eventual, şterge paharul cu un şerveţel, ca să te asiguri că este uscat şi închide-l cu un capac. Priveşte 10 minute suprafaţa borcanului şi descrie ce vezi. Atinge suprafaţa borcanului cu palma şi descrie ce simţi.

• Îmbibă cu apă câteva şerveţele: (a) pe două dintre ele, aşează-le pe masă, unul făcut ghem, al doilea întins alături; (b) pe altele două, întinde-le pe masă, unul la umbră, celălalt la soare; (c) pe următoarele două, întinde-le pe masă, la soare, dar deasupra unuia dintre ele vântură caietul. Urmăreşte cum se usucă şerveţelele.

Pe grupuri de lucru, elevii organizează datele în moduri diverse, expun concluziile în faţa clasei şi rafinează investigaţiile, formulând noi întrebări/ ipoteze, documentându-se suplimentar, notează cele constatate.

3. Propunerea unei explicaţii - “Cum sunt afectate convingerile mele de aceste idei?”

Elevii sintetizează datele obţinute, notează observaţiile în caiet, pe baza următoarelor întrebări:

• Ce s-a întâmplat cu apa de pe tablă, după ce ai şters tabla?

• Ce ai văzut în exteriorul paharului cu apă, după ce ai adăugat gheaţă în el?

• Ce ai simţit la atingerea paharului cu apă rece?

• Care dintre şerveţele s-au uscat mai repede?

• Compară observaţiile tale cu observaţiile colegilor din grupul tău.

4.Testarea explicaţiei prin includerea altor cazuri particulare. Raportarea rezultatelor - “Ce convingeri îmi dă această informaţie?”

Lucrând în grupuri, elevii testează explicaţia şi, folosind observaţiile realizate, vor răspunde la următoarele întrebări:

• Unde a dispărut apa de pe tablă?

• Cum explici că paharul s-a umezit în exterior, deşi era uscat?

• Ce se va întâmpla cu apa scursă de pe borcan pe masă, după câtva timp?

• Discută explicaţiile tale cu elevii din grupul tău.

5. Impactul noilor cunoştinţe în diferite domenii - “Ce anume pot face în alt fel, acum când deţin această informaţie?”

Următoarele activităţi se leagă de activitatea pe care tocmai ai realizat-o:

• Clubul celor cu idei. Imaginează şi realizează alte experienţe pentru a verifica răspunsurile date la întrebările de mai sus.

• Jurnal de observaţii. După ploaie, pământul se usucă. Unde a dispărut apa? Desenează ceea ce crezi că s-a întâmplat cu apa din bălţi.

• Perspicacitate. Apa de ploaie se adună în şuvoaie care curg în râuri. Acestea, la rândul lor, se adună în mări şi oceane. Cum explici că mările şi oceanele nu inundă ţărmurile?

• Desen/ Colaj. Ce aplicaţii au în viaţa de zi cu zi observaţiile realizate de tine? Realizează un colaj, utilizând ziare, reviste, fotografii etc.

Evaluarea investigaţiei se realizează prin expunerea produselor realizate (planşe, desene, colaje, afişe, eseuri argumentative etc.) de către fiecare grupă, ţinându-se cont de următoarele criterii:

• acurateţea lucrării

• claritarea prezentării şi a argumentării

• gradul de finalizare a sarcinii

• caracterul ştiinţific al lucrării şi al prezentării

• relevanţa concluziilor pentru tema investigată

• cooperarea în rezolvarea sarcinillor.