Přírodovědná gramotnost

středa 9. února 2011 ·

Již třetí ukázka z příručky pro učitele „Gramotnosti ve vzdělávání“, kterou vydal Výzkumný ústav pedagogický v Praze koncem roku 2010.


O čtenářské gramotnosti si můžete přečíst ZDE, o matematické gramotnosti ZDE.


Úvod

Rozmanitost věcí vědu vyžaduje, jejich podobnost ji umožňuje.“ (Mario Bunge)


Denně se setkáváme s výsledky či aplikacemi přírodovědného výzkumu a poznání nejen v podobě rozličných moderních technologií, ale také prakticky ve všech médiích v podobě různých (často i kontroverzních) informací. V této podobě se s nimi setkávají i naše děti a mladí lidé. Proto v jejich životech hraje stále větší roli kvalitní přírodovědné vzdělání. To jim umožní porozumět výsledkům či aplikacím přírodních věd a efektivně je využívat ve svém každodenním, školním i budoucím profesním životě. Umožní jim rovněž zapojovat se díky získaným přírodovědným vědomostem a dovednostem do veřejných diskuzí o důležitých problémech zahrnujících přírodní vědy a technologie. V neposlední řadě jim poskytne i argumenty při kritickém hodnocení informací, s nimiž se často setkávají v médiích a které jsou v některých případech v přímém rozporu s dosaženými a nezpochybnitelně potvrzenými postuláty přírodních věd o našem materiálním světě.

Dosahování výše uvedených cílů přírodovědného vzdělávání žáků se nyní stále častěji interpretuje jako dosahování, resp. získávání jejich přírodovědné gramotnosti. S tímto pojmem se běžně pracuje v odborné literatuře, v masmédiích, ale i v dokumentech některých škol. To je do velké míry především důsledek různých debat o výsledcích našich žáků v mezinárodních výzkumech PISA a TIMSS.


Musí se školy obávat nového pojmu přírodovědná gramotnost?

Školy se pojmu přírodovědná gramotnost obávat v žádném případě nemusí. Právě naopak. Nejedná se totiž o pojem, který by měl práci škol v oblasti přírodovědné výuky nějak komplikovat. Pokud školy poskytují žákům ty aspekty přírodovědného vzdělávání, o nichž jsme se zmiňovali, pak žáky přírodovědnou gramotností spolehlivě vybavují. Přírodovědná gramotnost se tak stává integrující ideou, která zastřešuje cílové, obsahové a kompetenční složky přírodovědného vzdělávání a explicitně zdůrazňuje jejich vzájemnou souvislost.


Vymezení pojmu přírodovědná gramotnost

Pro práci odborného panelu bylo efektivní využít existující vymezení pojmu přírodovědná gramotnost v dostupné literatuře a v mezinárodních výzkumech PISA a TIMSS (1). Tato vymezení reflektují vždy v té či oné míře čtyři následující klíčové dimenze přírodovědného poznávání (přírodních věd):

a) pojmový systém sloužící k popisu či vysvětlování přírodních faktů (tedy vlastností přírodních objektů či procesů probíhajících v těchto objektech nebo mezi nimi);

b) metody a postupy, prostřednictvím kterých se:
– vyhledávají a řeší přírodovědné problémy,
– získávají a testují přírodovědné poznatky (data, hypotézy, teorie, modely apod.);

c) metodologie a etika, které studují např.:
– vlastnosti přírodovědných pojmů a tvrzení (logické, matematické, jejich vztah k realitě),
– indikátory objektivity a pravdivosti přírodovědných hypotéz, teorií či modelů,
– způsoby dokazování v přírodních vědách,
– způsoby omezování podvodného jednání v přírodovědném bádání,
– kritéria pro odlišení vědy od pseudovědy;

d) interakce s ostatními segmenty lidského poznání či společnosti, kdy se zkoumají například:
– vzájemné vztahy mezi přírodními vědami, matematikou a technologiemi,
– možnosti využití přírodních věd pro rozhodování řídicí sféry při řešení různých sociálních (ekonomických, politických, kulturních či vojenských) problémů,
– možnosti využití přírodních věd pro personální rozhodování jednotlivce při řešení problémů v jeho každodenním životě,
– různá morální dilemata, týkající se aplikace přírodovědných poznatků v praxi
(v lékařství, biotechnologiích, ve vzdělávání, ochraně životního prostředí apod.).

Výše zmíněné dimenze přírodních vět byly základem k vymezení pojmu přírodovědná gramotnost prostřednictvím čtyř aspektů:

1. Aktivní osvojení si a používání základních prvků pojmového systému přírodních věd, tedy:
– základních pojmů;
– základních zákonů, principů, hypotéz, teorií a modelů.

2. Aktivní osvojení si a používání metod a postupů přírodních věd:

Empirické metody a postupy:
– systematické a objektivní pozorování;
– měření;
– experimentování.

Racionální metody a postupy:
– formulace závěrů (např. hypotéz, vztahů) na základě analýzy, zpracování či vyhodnocení získaných dat (indukce);
– vyvozování závěrů (např. předpovědí) z přírodovědných hypotéz, teorií či modelů (dedukce);
– strategie identifikace problému či problémové situace a možnosti jejich řešení v přírodovědném zkoumání.

3. Aktivní osvojení si a používání způsobů hodnocení přírodovědného poznání:
– způsoby ověřování objektivity, spolehlivosti a pravdivosti přírodovědných tvrzení (dat, hypotéz apod.);
– způsoby zjišťování chyb či zkreslování dat v přírodovědném zkoumání;
– způsoby kritického zhodnocení pseudovědeckých informací.

4. Aktivní osvojení si a používání způsobů interakce přírodovědného poznání s ostatními segmenty lidského poznání či společnosti:
– používání matematických prostředků v přírodovědném poznávání;
– používání dostupných prostředků moderních technologií v přírodovědném poznávání;
– využívání nabytých přírodovědných vědomostí a dovedností pro personální rozhodování při řešení nebo hodnocení různých praktických problémů či rozhodování o případné profesní orientaci;
– využívání nabytých přírodovědných vědomostí a dovedností k vyhodnocování objektivity a pravdivosti různých informací v médiích;
– zaujímání racionálních postojů k různým aplikacím přírodovědných poznatků v praxi a důsledkům těchto aplikací pro člověka a jeho životní (přírodní a sociální) prostředí.

Následující kapitola čtenáře seznámí s mírou a způsobem začlenění tohoto komplexního vymezení přírodovědné gramotnosti do RVP ZV.


Přírodovědná gramotnost v RVP ZV

Je zřejmé, že dosahování všech čtyř aspektů přírodovědné gramotnosti není možné bez určitého postupného osvojení si klíčových kompetencí žáky tak, jak je vymezuje RVP ZV. Proto, aby žák dosáhl vytyčených aspektů přírodovědné gramotnosti, musí umět vyhledávat a třídit informace, propojovat je a systematizovat, musí umět operovat s obecně užívanými přírodovědnými termíny, využívat různé znaky a symboly, uvádět je do souvislostí, propojovat poznatky z více vzdělávacích oblastí. Měl by také získat dovednost samostatně pozorovat, experimentovat, získané výsledky porovnávat, kriticky posuzovat, hodnotit a vyvozovat z nich závěry do budoucnosti. Všechny tyto uvedené atributy jsou v RVP ZV přisuzovány kompetenci k učení. Dále by měl žák být schopen rozpoznat a pochopit problémové situace vztahující se k přírodovědné problematice v jeho okolí, tyto problémy na základě získaných vědomostí a dovedností či vlastní zkušenosti samostatně logicky řešit, a to pokud možno nejefektivnější cestou. Své způsoby řešení by měl kriticky reflektovat. Tyto aspekty jsou přisuzovány v RVP ZV kompetenci k řešení problémů. Při dosahování přírodovědné gramotnosti se žák přirozeně neobejde bez schopnosti formulovat své myšlenky a názory v logickém sledu a tlumočit je, ať už formou výstižného ústního, či písemného sdělení. Řadu prvků přírodovědné gramotnosti nedosáhne rovněž bez schopnosti pochopení různých typů textů či obrazových materiálů (kompetence komunikativní).

Nabytí všech kompetencí (do různé míry) žáky je pro naplňování cílů přírodovědné gramotnosti nutnou podmínkou. Platí ovšem zároveň, že samotné cíle přírodovědné gramotnosti napomáhají rozvoji klíčových kompetencí žáků. Kompetence totiž nestojí stranou vzdělávacího obsahu, aktivit nebo činností žáků, naopak jsou na jejich základě rozvíjeny.

Z hlediska naplňování aspektů přírodovědné gramotnosti jsou zásadní vzdělávací oblasti Člověk a jeho svět, Člověk a příroda, Člověk a společnost, Člověk a svět práce a Člověk a zdraví, neopominutelný význam má rovněž Matematika a její aplikace a Informační a komunikační technologie.

V prvním vzdělávacím období hraje významnou úlohu v rozvíjení přírodovědné gramotnosti zejména vzdělávací oblast Člověk a jeho svět. V rámci této oblasti se žáci učí pojmenovávat věci a děje, pokouší se sledovat a propojovat jejich vzájemné souvislosti a utvářet si tak první představy o světě kolem sebe. Cílem oblasti je mj. vytváření pozitivního vztahu k přírodě a poznávání a pojmenovávání pozorovaných skutečností, také vést žáky k tomu, aby formulovali věcně správné, jednoduché myšlenky a prezentovali je před ostatními. To vše je z hlediska prvotních počinů v naplňování obsahu přírodovědné gramotnosti velmi podstatné. Oblast Člověk a jeho svět je tak významným můstkem pro další přírodovědné vzdělávání žáků a je naprosto zásadní, aby poznatky získané žáky byly sice jednoduché, ale správné a přesné a nevznikaly již v tomto vzdělávacím období chybné žákovské prekoncepty, které by následně komplikovaly pochopení jevů a dějů složitějších. Významnou oporou pro přírodovědné vzdělávání v tomto období je vzdělávací oblast Matematika a její aplikace.

Ve druhém vzdělávacím období postupně nároky na žáka z hlediska přírodovědného vzdělávání narůstají a rozšiřuje se rovněž škála vzdělávacích oblastí, které k tomu přispívají. Vzdělávací oblast Člověk a příroda poskytuje žákům prostředky a metody pro hlubší porozumění přírodním faktům a zákonitostem.

Oblasti Člověk a společnost resp. Člověk a zdraví naplňují do určité míry zejména čtvrtý aspekt přírodovědné gramotnosti, tedy propojování přírodovědného poznání s dalšími segmenty poznání nebo společnosti. Jedná se zejména o přesahy, které vytváří vzdělávací obor Biologie s oblastí Člověk a jeho zdraví (cíle související se zdravým životním stylem) a vzdělávací obor Zeměpis s oblastí Člověk a společnost (v oblastech zabývajících se interakcemi člověka s prostředím).

Vzdělávací oblasti Matematika a její aplikace, Informační a komunikační technologie a Člověk a svět práce pak pomáhají v naplňování druhého, třetího i čtvrtého aspektu přírodovědné gramotnosti, tedy schopnosti žáků osvojit si a používat metody a postupy přírodních věd, osvojení si používání způsobů hodnocení přírodovědného poznávání a propojení přírodovědného poznávání s dalšími segmenty poznávání, což by nebylo možné bez využívání matematických poznatků a dovedností v praktických činnostech, rozvíjení žákovského logického a kombinatorického myšlení, volby správného matematického postupu při řešení matematických problémů v oblasti přírodních věd, využívání výpočetní techniky nebo aplikačních softwarů pro usnadnění a zvýšení efektivity práce nebo prezentace výsledků.

Při rozvíjení přírodovědné gramotnosti jsou důležitá průřezová témata Environmentální výchova a Mediální výchova. Zejména při využívání nabytých přírodovědných vědomostí a dovedností k vyhodnocování objektivity a pravdivosti mediálních informací a k zaujímání racionálních postojů k různým aplikacím přírodovědných poznatků v praxi. Environmentální výchova pak představuje významný prvek v naplňování cílů přírodovědné gramotnosti, neboť se v rámci ní integruje řada poznatků přírodovědných i sociálně vědných.

Přírodovědná gramotnost tak, jak je vymezena, respektuje zahraniční přístupy k její definici. RVP ZV jako celek pokrývá všechny aspekty přírodovědné gramotnosti, vzdělávací obsah s danými aspekty koresponduje. Bylo by žádoucí, aby práce s laboratorní technikou a práce s digitálními technologiemi byly pro školy povinné, aby nutnost osvojování si empirických metod a postupů přírodních věd byla rozšířena. Při přípravě budoucího revidovaného kurikula by měl být posílen činnostní aspekt přírodovědného vzdělávání jako reakce na výsledky českých žáků v úlohách mezinárodních výzkumů spojených s empirickými metodami.


Inspirace pro výuku

Výzkum PISA hodnotí znalosti a dovednosti žáků především s ohledem na jejich využití v kontextu každodenního života. Na rozdíl od výzkumu TIMSS nevychází ze syntézy kurikul jednotlivých zemí účastnících se výzkumu, ale úlohy jsou vytvářeny na základě vzdělávacího obsahu stanoveného panelem odborníků (z více než 50 zemí) výzkumu PISA. Úlohy mají často komplexní charakter, tedy na text popisující konkrétní přírodovědnou situaci navazuje série úloh spojených s touto přírodovědnou situací.

Úlohy výzkumu TIMSS jsou naproti tomu formulovány stručněji a jejich snahou není vlastní přírodovědný obsah tolik přiblížit každodenním situacím, jež žáky provázejí. Obsah úloh vychází ze syntézy kurikul zemí účastnících se tohoto projektu, což jej od výzkumu PISA velmi odlišuje.

Do této kapitoly byly vybrány úlohy, které ilustrují oba póly žákovských znalostí, vědomostí a dovedností.

Texty úloh najdete v kapitole 4. Přírodovědná gramotnost v publikaci Gramotnosti ve vzdělávání, která je ke stažení ZDE.


Anotované odkazy

Internetová platforma SCIENTIX (The community for science education in Europe)

www.scientix.eu

Nová celoevropská internetová platforma pro výměnu zkušeností, sdílení příkladů dobré praxe a šíření informací z oblasti výuky matematiky, přírodních věd a technologií. Portál, který shromažďuje výukové materiály a vědecké studie vycházející z jednotlivých evropských projektů zaměřených na matematiku a přírodní vědy, je určen pro učitele, rodiče, vědecké pracovníky i úředníky. Portál iniciovaný Evropskou komisí spravuje organizace European Schoolnet (www.eun.org).

Kanadský projekt STEPWISE (Science & Technology Education Promoting Wellbeing for Individuals, Societies & Environments)

http://webspace.oise.utoronto.ca/~benczela/STEPWISE.html

Vzdělávací program, který vymezuje tyto cíle výuky: pomoci studentům dosáhnout jejich maximálního potenciálu v oblasti přírodovědné gramotnosti; umožnit studentům získat znalosti během jejich samostatně vedených projektů; zaměření výuky především na většinu studentů, tzn. na ty, kteří dále nebudou pracovat jako vědci či inženýři.

Nadace WELLCOME TRUST 

www.wellcome.ac.uk/Education-resources/Teaching-and-education/index.htm

Projekt podporuje výuku přírodovědných oborů, na stránkách je možné nalézt zajímavé materiály ke stažení (vhodné zejména do středoškolské výuky) – odborné články, animace, aktivity pro žáky, odkazy, informace o probíhajících projektech.

Projekt HEURÉKA 

http://kdf.mff.cuni.cz/heureka

Jde o český projekt, který vznikl v roce 1991 a v posledních několika letech k sobě přitáhl zájem řady dalších lidí a výrazně se rozrůstá. Přináší zajímavé náměty k výuce fyziky, motivuje žáky k učení, vede je k rozvíjení znalostí, dovedností, postojů, aktivnímu přístupu k učení. Součástí projektu jsou vzdělávací semináře pro učitele, zapojuje také studenty učitelství fyziky MFF UK.

Projekt MEDIALIZACE A POPULARIZACE VĚDY (Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého Olomouc)

www.projektmedved.eu

Přírodovědecká fakulta UP Olomouc v rámci projektu podpory technických a přírodovědných oborů organizuje v Olomouckém kraji soubor aktivit propagujících vědu a výzkum a napomáhá vytváření nových didaktických metod výuky přírodovědných předmětů. Prostřednictvím cílené medializace se snaží popularizovat vědu a výzkum mezi nejširší veřejnosti. Součástí projektu jsou popularizační aktivity – například Přírodovědný jarmark, Univerzita dětského věku, Fyzikální kaleidoskop, Badatel a různé soutěže.

Projekt SCIENCE ON STAGE 

www.science-on-stage.cz/co_je_SonS.htm; www.science-on-stage.eu

Evropský projekt, který je zaměřen na učitele přírodních věd na základních a středních školách. Jedním z hlavních cílů je vytvářet podmínky pro spolupráci učitelů a škol se špičkovými odborníky a vědeckými pracovišti. Neméně důležité je vytváření kontaktů mezi učiteli z různých evropských zemí. V rámci Science on Stage probíhají národní akce, které koordinují národní řídící výbory. Vše zastřešuje mezinárodní řídící výbor.

SCIENCE IN SCHOOL 

www.scienceinschool.org

Server poskytuje zajímavé materiály vhodné pro výuku přírodních věd (články, aktivity do hodin, náměty na projekty, laboratorní práce) – od 1. stupně až po střední školu; texty jsou v různých jazycích.


_______________

(1) PISA (the Programme for International Student Assessment), www.pisa.oecd.org; TIMSS (Trends in Mathematics and Science Study), http://timss.org

0 komentářů: