czwartek, 1 kwietnia 2021

Wirtualne mikroskopowanie

Optyczne przyrządy obserwacyjne są jednymi z pierwszych narzędzi badawczych, które odsłaniają przed młodym adeptem nauk przyrodniczych piękno i złożoność otaczającego nas świata, w skali, w której już nasze ludzkie zmysły nie wystarczają. Umiejętności ich wykorzystania, znajomość zasad działania i zasad pracy z mikroskopem, lunetą, czy teleskopem stanowią kanon kompetencji pasjonaty przyrodoznawstwa. Skonstruowanie optycznych przyrządów badawczych każdorazowo wywoływało przełom w badaniach w obrębie biologii, geografii, chemii, fizyki i astronomii, a dziś stanowi element edukacji ogólnej w każdej z tych dziedzin wiedzy. Bezapelacyjnie zasłużenie.

W dobie nauczania zdalnego nasi uczniowie nie mają niestety sposobności pracy z tymi przyrządami w zaciszu szkolnych pracowni przyrodniczych. Jak pokazuje moje doświadczenie zawodowe, zwłaszcza mikroskop optyczny stanowi podstawową pomoc dydaktyczną w niemal każdej szkole. I nie ważne czy jest to sprzęt wiekowy - pamiętający naszą bytność w murach szkół, czy zupełnie niedawno zakupiona tzw. pomoc naukowa (nierzadko ze środków różnego rodzaju przedsięwzięć projektowych współfinasowanych ze środków krajowych i zagranicznych), konstrukcja mikroskopu jest zasadniczo taka sam.

ilustracja za:https://mojawlasna.fandom.com/pl/wiki/Mikroskop_optyczny 

Także podstawowe zasady obsługi mikroskopu i prowadzenia obserwacji da się ująć w zwartej liście czy przewodniku. Oczywiście zdobyciu praktycznych kompetencji niezbędnych w pracy z konkretnym mikroskopem optycznym nie jest możliwe bez manualnych działań - kontaktu z rzeczywistym przyrządem i samodzielnym przygotowaniem próbki.

W oczekiwaniu na powrót do szkolnych pracowni i zajęć praktycznych, warto jest (w mojej ocenie) odwiedzić dwie szczególne strony oferujące sposobność pracy z wirtualnymi mikroskopami. 

Pierwsza z nich to wirtualne laboratorium na platformie NC Community Colleges pod szyldem BioNetwork.


Ta, przygotowana w języku angielskim, strona to ze wszech miar multimedialne kompendium wiedzy teoretycznej i praktycznej o mikroskopowaniu w kontekście biologicznym. Zupełnie za darmo można tu dowiedzieć się o budowie mikroskopów, obejrzeć filmy traktujące o zasadach pracy ze sprzętem optycznym, uzyskać odpowiedzi na nurtujące, często zadawane pytania, przeprowadzić symulację pracy z mikroskopem, wreszcie przyjrzeć się szeregu preparatów mikroskopowych. Ponieważ filmy dostępne na platformie umieszczono w kanale YouTube, można skorzystać z automatycznych procedur tłumaczenia i zminimalizować trudności wynikające z bariery językowej. Szczególnie namawiam do zapoznania się z możliwościami, jakie kryją się pod przyciskiem o nazwie Lunch Activity. Prócz trójwymiarowej, interaktywnej symulacji laboratorium można tu znaleźć także propozycje instrukcji do zajęć i wskazówki metodyczne. 


Użytkownik może wybrać spośród różnych ścieżek działania - od przewodnika (guide), po test (test). W części badawczej (explore) można samodzielnie wybierać i cieszyć się widokiem wielu preparatów (m.in. bakterii, roślin, zwierząt).


Ciekawi świata "edukacyjni niewolnicy pandemii" mogą zgłębiać tajemnice przyrody w zaciszu domowych komputerów. Jestem przekonany, że tego rodzaju aktywność stanowi doskonały wstęp do badań z wykorzystaniem rzeczywistego mikroskopu optycznego. 

 

Druga z propozycji obejmuje mikroskopowanie próbek, które można by określić jako geologiczne i stanowi ofertę The Open University w ramach The Virtual Microscope for Earth Sciences project. Pod przyciskiem See the Collection kryje się zbiór pogrupowanych tematycznie próbek, które można "obserwować" zarówno w naturalnym świetle białym, jak i z wykorzystaniem światła spolaryzowanego i stosownych filtrów. Każda z próbek jest wyczerpująco opisana i może stać się pretekstem do porównania jej wyglądu z wyglądem próbek znalezionych, przygotowanych do mikroskopowania i zarejestrowanych, miejmy nadzieję, że już wkrótce w szkole. 


Kolekcja jest imponująca i zawiera także próbki pochodzące spoza naszej planety. Zachęcam do przekonania się osobiście.


Obie, oferujące narzędzia do wirtualnego mikroskopowania strony, umożliwiają doskonalenie wiedzy i umiejętności, które tylko na pozór odległe są od naszego fizycznego świata. Stanowią doskonały pretekst do rozważań na temat roli wiedzy fizycznej w kształtowaniu metod badawczych i są świetnym elementem motywującym do obserwowania i badania otaczającego nas świata. A to już czysta fizyka... 

wtorek, 16 marca 2021

Słoneczny model współodpowiedzialności

Z uwagą śledzę działania związane z realizacją przedsięwzięcia OECD Future of Education and Skills 2030. To inicjatywa obejmująca moje zainteresowania zawodowe, ale przede wszystkim ogromna szansa na dobre zmiany w edukacji - w kontekście nauczania fizyki pisałem o tym jakiś czas temu. Szczególnie w trudnych czasach pandemii COVID-19 widoki na "słoneczną" przyszłość są nader potrzebne.

W takim kontekście chciałbym przybliżyć temat współodpowiedzialności wszystkich uczestników procesów nauczania-uczenia się ze efekty wspólnej pracy. Pretekstem do tych rozważań stała się lektura dokumentu poświęconego odpowiedzialności uczących się - Conceptual learning framework Students Agency for 2030.

Nie sposób nie zgodzić się ze stwierdzeniem, że świadomość odpowiedzialności za podejmowane działania edukacyjne wyraźnie zwiększa prawdopodobieństwo wykształcenia umiejętności uczenia się [1]. A to cel nadrzędny. Warto zatem uważnie przyjrzeć się fazom transformacji od postawy biernego uczestnika działań edukacyjnych do postawy aktywnego animatora tychże. Rzut oka na "słoneczny model współodpowiedzialności", szczególnie w świetle edukacji zdalnej,  może przyczynić się do wzrostu motywacji do podejmowania wysiłków edukacyjnych. Tym bardziej, że model ten został wypracowany przez uczniów-studentów [2].

ilustracja za: Conceptual learning framework Students Agency for 2030

W modelu wyróżniono 7 poziomów współodpowiedzialności:

  • 0 (Silence) - Cisza - stan, w którym ani młodzi, ani dorośli uczestnicy działań edukacyjnych nie wierzą, że uczniowie-studenci stanowią podmiot wysiłków edukacyjnych i mogą wnieść swój wkład w procesy nauczania-uczenia się. Dlatego młodzi ludzie pozostają milczący, podczas gdy dorośli generują i kierują wszystkimi inicjatywami oraz podejmują wszystkie decyzje.
  • 1 (Manipulation) - Manipulacja - sytuacja, w której dorośli wykorzystują młodych ludzi do wspierania celów i realizacji działań własnych stwarzając pozory, że inicjatywa pochodzi od uczniów-studentów.
  • 2 (Decoration) - Dekoracja - etap, w którym dorośli wykorzystują fakt zaangażowania młodych ludzi, aby nadać działaniom rangę szczególnie ważnych, także w szerszym aspekcie edukacyjnym, czy społecznym.
  • 3 (Tokenism) - Pozorowanie - stan, w którym dorośli podejmują jedynie pobieżne lub symboliczne wysiłki w celu zaangażowania młodych ludzi. W konsekwencji obszar, w którym  decyzje (wybory) uczniów-studentów są uwzględniane jest niewielki lub symboliczny. Nadal młodzi ludzie mają jedynie pozory świadomości bycia podmiotem działań edukacyjnych.
  • 4 (Assigned but informed) - Dysponowanie - sytuacja, w której młodym ludziom przypisuje się określone role i informuje się o tym, jak i dlaczego są angażowani w procesy nauczania-uczenia się. Jednocześnie oczekuje się, że nie wezmą udziału w kierowaniu lub podejmowaniu decyzji dotyczących przedsięwzięcia edukacyjnego lub ich roli w jego realizacji.
  • 5 (Adult led with student input) - Kierowanie - etap, w którym dorośli autorytarnie kierują działaniami młodych ludzi. Z uczniami-studentami konsultuje się sprawy kluczowe dla realizowanych przedsięwzięć edukacyjnych i informuje o podjętych decyzjach. Jednak to dorośli są odpowiedzialni za prowadzenie i moderowanie dialogu z młodymi ludźmi oraz podejmowanie finalnych decyzji.
  • 6 (Shared decision making, adult led) - Współkierowanie - stan, w którym kluczowe decyzje w procesach nauczania-uczenia się podejmowane są wspólnie przez dorosłych oraz uczniów-studentów. Młodzi ludzie są częścią procesu decyzyjnego w trakcie realizacji działań, jednak przedsięwzięcia są prowadzone i inicjowane przez dorosłych.
  • 7 (Young people-initiated and directed) - Inicjowanie - sytuacja, w której młodzi ludzie inicjują i kierują przedsięwzięciami edukacyjnymi przy wsparciu dorosłych. Teraz to dorośli są konsultowani i mogą wskazać, czy doradzić przy podejmowaniu decyzji, ale ostatecznie wszystkie decyzje podejmują uczniowie-studenci.
  • 8 (Young people-initiated, shared decisions with adults) - Współodpowiedzialność - etap, w którym młodzi ludzie inicjują procesy nauczania-uczenia się, a decyzje podejmowane są wspólnie przez młodych ludzi i dorosłych. Animowanie i prowadzenie działań edukacyjnych to równoprawne partnerstwo między młodymi ludźmi i dorosłymi.

Jestem świadom, że nawet najbardziej przemyślany i precyzyjnie opisany model to tylko początek drogi do budowania społeczności uczących się. Kluczowym elementem odpowiedzialnego uczenia się przez całe życie jest dialog i świadomość celu. Rozwój tożsamości i poczucia przynależności do społeczeństwa uczącego się może mieć miejsce tylko wówczas, gdy nasi uczniowie-studenci są podmiotem działań edukacyjnych. Sama podmiotowość jednak nie wystarczy, potrzeba motywacji, nadziei oraz poczucia własnej skuteczności w kształceniu postawy nacechowanej potrzebą rozwijania indywidualnych zdolności i inteligencji. Naszym wspólnym działaniom musi towarzyszyć poczucie celu - młodzi ludzie POWINNI rozkwitać i rozwijać się w społeczeństwie.

[1] OECD (2018), The Future of Education and Skills: Education 2030. Position paper

[2] Hart, R. (1997), Children’s Participation: The Theory and Practice of Involving Young Citizens in Community Development and Environmental Care, Routledge

czwartek, 11 marca 2021

Test, który sam pomaga się rozwiązać...

Z zadań w formie testowej często korzystamy do sprawdzania wiedzy naszych uczniów. To wygodny i niekonsumujący nadmiernie dużo czasu sposób udzielania informacji zwrotnej o postępach edukacyjnych. Co nie bez znaczenia, nauczyciel ma do dyspozycji sporo interesujących i bogatych w wartościowe zasoby platform wspomagających tworzenie tego rodzaju narzędzi ewaluacyjnych. Należą do nich między innymi MS Forms, Quizizz, czy LearningApps.

I mimo, że test może mieć wiele wariantów - pojedynczego wyboru, wielokrotnego wyboru, prawda/fałsz, z luką itd. - to jednak niezwykle trudno sprawdza się nim umiejętności. A już zupełnie nic nie można wywnioskować z wyników testów na temat sposobu rozumowania tych, testowaniu poddawanych. Zazwyczaj zostajemy z informacją, że otrzymaliśmy tyle punktów na tyle, a poprawnie bądź niepoprawnie odpowiedzieliśmy na pytania takie bądź inne. O wadach i zaletach testowania napisano już tomy, dlatego chciałbym zaproponować nieco inną perspektywę.

Spróbujmy spojrzeć na zastosowanie zadań w formie testowej do doskonalenia wybranych umiejętności i stwarzania warunków do uczenia się. Strategii, którą proponuję najbliżej do tak zwanego nauczania maszynowego. Przykłady tego rodzaju zadań, przygotowanych w programie MS Forms, znajdują się pod linkami: prędkość oraz ułamki.

Z założenia są to zadania - testy, które same pomagają się rozwiązać i prowadzą ucznia do poprawnej odpowiedzi. I tylko taka wchodzi w grę. Informacja zwrotna jest jak najbardziej pozytywna - potrafisz rozwiązać problem.

Podstawową funkcjonalnością, jaką należy wykorzystać przy przygotowywaniu tego rodzaju zadań jest powiązanie odpowiedzi z konkretnymi wariantami kolejnych pytań. Zatem problem trzeba tak sformułować, by jego rozwiązanie odbywało się etapami. Tradycyjny test tych etapów rozwiązanie nie uwzględnia, więc nic nie można powiedzieć o strategii rozwiązania zadania, którą realizował uczeń. W przypadku testu wspomagającego (realizującego nauczanie maszynowe) możemy prześledzić, krok po kroku, jak z zadaniem zmagał się rozwiązujący.

W przypadku testu wspomagającego tworzonego w aplikacji MS Forms należy przy każdym z pytań uaktywnić tzw. opcje rozgałęziania dostępne pod symbolem trzech kropek widocznym w prawym dolnym rogu aktywnego edytora zadania.


Zaznaczenie opcji dodaj rozgałęzienie włącza dodatkowe okno w programie. W oknie tym należy wskazać (powiązać) konkretne pytanie, z kolejnym, które zostanie wyświetlone w przypadku zaznaczenia określonego dystraktora. 


Całą trudność tworzenia tego rodzaju zadania testowego leży w wyborze i przemyśleniu zadania - rozłożeniu go na czynności rozwiązującego. Należy zrobić to tak, by wybór konkretnej odpowiedzi prowadził ucznia do poprawnego rozwiązania. Kto jak kto, ale nauczyciel sprosta tak postawionemu zadaniu, jestem o tym przekonany.

Należy zdawać sobie sprawę z faktu, że tylko ograniczony katalog treści i problemów przedmiotowych może zostać wykorzystany jako pretekst do tworzenia tego rodzaju zadań wspomagających pracę naszych uczniów. Zdecydowanie warto zmierzyć się z zadaniem, jeśli choć jeden z naszych uczniów uzna, że jest to pożyteczne. Co więcej, można wykorzystać ten pomysł jako zadanie dla uczniów.


wtorek, 2 marca 2021

Na dobry początek ... animacja?

Z dobrą lekcją bywa jak z filmem akcji, parafrazując Alferda Hitchcocka, zaczyna się od trzęsienia ziemi, potem zaś napięcie nieprzerwanie rośnie. Dydaktycy fizyki, zwłaszcza ci promujący nauczanie przez działanie, wiele uwagi poświęcają początkowym działaniom w czasie lekcji. W dużej mierze wybór narzędzi i metod determinuje sukces zajęć edukacyjnych. Pamiętajmy, że atrakcyjność początkowej fazy zajęć buduje motywację do dalszego działania. Ostatecznie i tak przepis na udaną lekcję każdy z nas wypracowuje dzień w dzień, klasę w klasę, choć są elementy, na które warto zwrócić uwagę.

Z problemem braku motywacji zmagamy się szczególnie w nauczaniu zdalnym. Przecież tak łatwo jest przełączyć się gdzie indziej, gdy nikt nie widzi, co tak naprawdę robimy w domowym zaciszu podczas lekcji (nie tylko fizyki).

W takim kontekście chciałbym polecić zbiór przykuwających uwagę i angażujących nie tylko palce symulacji poświęconych różnorodnym zagadnieniom fizycznym. Ten imponujący zbiór materiałów o ogromnym potencjale dydaktycznym został przygotowany i jest stale rozbudowywany przez nauczyciela fizyki oraz matematyki Vladimíra Vaščáka pracującego u naszych południowych sąsiadów w szkole w Zlinie .


Kolekcja symulacji obejmuje ponad 200 przykładów, obecnie jest wśród nich:

  • 39 propozycji  w obrębie mechaniki;
  • 29 na temat pola grawitacyjnego;
  • 32 z zakresu drgań i fal;
  • 33 poświęcone termodynamice;
  • 38 dotyczących zagadnień związanych z prądem elektrycznym (m. in. 13 o elektryczności w gazach i próżni, 8 na temat prądu przemiennego, 7 o półprzewodnikach);
  • 8 na temat pola magnetycznego;
  • 26 z zakresu optyki, w tym optyki kwantowej;
  • 13 z tzw. fizyki współczesnej (6 z fizyki atomowej, 4 z jądrowej oraz 3 traktujące o szczególnej teorii względności).

Część symulacji ma charakter jakościowy i może być użyta do ilustrowania określonych zagadnień fizycznych bądź konkretnych zjawisk. To czyni je niezwykle użytecznymi szczególnie w czasie nauczania zdalnego. W wielu przypadkach możemy także śledzić wartości konkretnych wielkości fizycznych i pokusić się o analizę ilościową. Wszystko zależy od wybranego przez nas - nauczycieli - charakteru lekcji fizyki. Wielości pomysłów na wykorzystanie edukacyjne służy intuicyjna, taka sama na wszystkich symulacjach, nawigacja czyli zestaw kolorowych przycisków. Z ich pomocą użytkownik: włączą (zielony), zatrzymuje bądź odtwarza sekwencyjnie (żółty) lub resetuje symulacje - wraca do ich ustawień początkowych (czerwony).


W części propozycji znaleźć można jeszcze przyciski służące: włączaniu wyświetlania dodatkowych elementów (np. niebieski z symbolem siły), losowemu wyborowi parametrów początkowych symulacji (z symbolem kostki do gry), zmienianiu układu odniesienia, w którym prezentowane jest zjawisko (fioletowy), a także uruchamiający dźwięk (niebieski).


Ponadto w wielu miejscach użytkownicy mają do dyspozycji suwaki bądź pola tekstowe, za pomocą których kontrolować można parametry symulacji - wartości konkretnych wielkości fizycznych kluczowych dla przebiegu modelowanego zjawiska. Najlepiej przekonać się samodzielnie!

Pozostaje jeszcze wyjaśnienie różnicy między animacją (słowo użyte w tytule, bo chwytne) a symulacją, którą niewątpliwie są dostępne na polecanej stronie materiały. Zazwyczaj animacja ogranicza się do prezentacji wcześniej przygotowanej sekwencji obrazów, podczas gdy w symulacji niezbędne obliczenia (oparte na modelu fizycznym) wykonywane są w czasie rzeczywistym. Na frajdę z pracy z materiałami nie ma to większego wpływu, ale warto o tym wiedzieć w kontekście kształcenia kompetencji poznawczych i metodologicznych. Wszak model matematyczny to jeden z kluczowych elementów metody naukowej.

wtorek, 16 lutego 2021

LXX Olimpiada fizyczna

Jubileuszowa - 70 - Olimpiada Fizyczna, jak wszystkie inne aktywności edukacyjne, przebiega w czasach pandemii COVID-19 wyjątkowo. W niedzielę 14 lutego, niewątpliwie zakochani w fizyce, mierzyli się z zadaniem doświadczalnym. Wyjątkowość tych zawodów skłania mnie do wniosku, że mimo reżimu sanitarnego przedsięwzięcie nie utraciło swojego szczególnego charakteru, a nawet zyskało na atrakcyjności. Mogliśmy się spotkać i wspólnie popracować. Organizatorzy Olimpiady dokładają starań, by godnie realizować podstawowy jej cel - propagować wiedzę fizyczną, rozbudzać zamiłowania do fizyki wśród młodzieży, kształtować umiejętności samodzielnego zdobywania wiedzy oraz stymulować aktywności poznawcze uzdolnionej młodzieży [1].

Niestety, nad czym ubolewam, w świadomości większości uczniów szkół ponadpodstawowych kończących się egzaminem maturalnym, a także wśród ich nauczycieli fizyki, Olimpiada Fizyczna postrzegana jest jako aktywność skierowana wyłącznie do szczególnie uzdolnionych. Zachęcam do samodzielnego zweryfikowania tego poglądu spoglądając chociażby na tegoroczne etapy Olimpiady. Polecam, by zrobić to zarówno z perspektywy sposobu organizacji zawodów, jak i przez pryzmat zadań teoretycznych oraz doświadczalnych, z którymi mierzyli się uczestnicy. Pamiętajmy, że wszyscy nasi uczniowie są wyjątkowi i warto namawiać ich do mierzenia się z wyzwaniami.

Rozpocznę od lojalnego ostrzeżenia, że jestem zadeklarowanym fanem Olimpiady, choć jako uczeń wziąłem w niej udział chyba tylko raz i bez żadnych osiągnięć (teraz świetnie wiem dlaczego). Z tym większym podziwem spoglądam na jej uczestników oraz nauczycieli, którzy ich wspierają. Biorę także udział w pracach Komitetu Okręgowego we Wrocławiu oraz staram się popularyzować to przedsięwzięcie.

Olimpiada ma charakter indywidulany i składa się z trzech etapów, które tworzą części zawierające różne typy zadań. Od ubiegłego roku zmagania olimpijskie - Etap I - rozpoczynają się od zadań na platformie internetowej, do rozwiązania których uczeń może podchodzić wielokrotnie. Tu podkreślić należy pierwszą ważną charakterystykę olimpiady - nastawienie na samokształcenie i doskonalenie uczestników. Na tym etapie zachęcamy do studiowania problemów i zdobywania umiejętności niezbędnych do wykonania zadań testu o charakterze numerycznym (wymagają podania liczbowej wartości odpowiedzi) oraz pytań wyboru. 

W drugiej części pierwszego etapu zmierzyć trzeba się z zadaniami teoretycznymi i doświadczalnymi. Uczestnicy zobowiązani są przesłać do Komitetów Okręgowych pisemne rozwiązania maksymalnie 3 spośród 4 zadań teoretycznych i maksymalnie 2 spośród 3 zadań doświadczalnych. Tu warto zwrócić uwagę na kolejną cechę pozytywnie wyróżniającą Olimpiadę - sposobność decydowania o tematyce problemu, którego rozwiązania podejmuje się uczeń i, co szczególnie interesujące z mojego punktu widzenia, kluczową rolę zadań doświadczalnych

Etap II przebiega pod szczególnym nadzorem Komitetów Okręgowych, a zakwalifikowani na podstawie wyników z etapu I uczniowie - w części pierwszej - zmagają się z zadaniami teoretycznymi (teraz już pod czujnym okiem komisji), ale nadal mogą korzystać z własnego kalkulatora elektronicznego, własnych podręczników szkolnych (z listy podręczników szkolnych MEN) oraz jednego typowego (maks. 100 kartek A4) zeszytu z odręcznymi, własnoręcznie sporządzonymi notatkami (przygotowując te notatki uczeń może korzystać ze wszystkich materiałów, które uzna za stosowne). W części drugiej tego etapu zawodów uczestnicy mają do wykonania zadanie doświadczalne. 

W tym roku polegało ono na pomiarze i wyznaczeniu masy oraz wysokość metacentrycznej skonstruowanego przez uczestników, z materiałów dostarczonych przez organizatorów, modelu statku. Tym razem uwagę przykuwa niezwykle interesujący temat doświadczenia i jego związek z innymi gałęziami nauki oraz techniki. W prawdzie stanowisko pomiarowe wyglądało niemal monumentalnie (za sprawą tekturowego parawanu), ale uczestnicy mogli wykazać się znajomością procedur pomiarowych charakterystycznych dla fizyki, a wymagających wykorzystania: plastikowego naczynia; szerokiego, niskiego naczynia, wypełnionego wodą do wysokości kilku centymetrów; dziesięciu patyczków do szaszłyków; dziesięciu ciężarków o masie równej (5,0 ± 0,1) g każdy; dwóch linijek z podziałką milimetrową; plasteliny; nitki; taśmy klejącej oraz nożyczek. Gorąco zachęcam do lektury tego zadania, bo jest ono niezwykle wartościowe z dydaktycznego punktu widzenia i możliwe do przeprowadzania na lekcjach (również zdalnych) bądź w formie zadania dodatkowego.

Uczestnikom niedzielnych zawodów pozostaje jedynie czekać na listę osób zakwalifikowanych do ostatniego etapu Olimpiady Fizycznej. Oby znaleźli tam swoje nazwiska. W etapie III przed nimi także zadanie teoretyczne i doświadczalne. 

Gorąco zachęcam do śledzenia strony zawodów, na której znaleźć można wszystkie niezbędne informacje i do polecenia jej uczniom. Szczególnie w kolejnym roku szkolnym. Więcej historycznych zadań, niewątpliwie umożliwiających lepsze przygotowanie się do zawodów, znaleźć można także na stronie prowadzonej przez Oddział Szczeciński Olimpiady Fizycznej.

Jubileusz 70. edycji olimpiady to niewątpliwie sposobność do świętowania i upamiętnienia tych wszystkich, którzy na przestrzeni lat stawiali przed rzeszą młodych ludzi ciekawe problemy. To dzięki ich zapałowi wielu nowych adeptów fizyki mierzyło się z wyzwaniami i przekonało, że wysiłek się opłaca. Dołóżmy wspólnie starań, by nie brakowało tych, którzy nie boją się fizycznych wyzwań.


[1] Regulamin Olimpiady Fizycznej za https://www.kgof.edu.pl/?p=regulamin (dostęp 16.02.2021)

piątek, 12 lutego 2021

Czy wiedza fizyczna jest przydatna nauczycielowi innego przedmiotu?

Jak zapowiadałem w listopadzie ubiegłego roku przy okazji rozważań nt. eseju popularnonaukowego jako elementu zajęć przedmiotowych przyszła pora podzielić się efektami realizacji pomysłu w praktyce.

za: strona web WNB UWr.

Za moimi studentkami z Wydziału Nauk Biologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego (za mną oczywiście także) egzamin z "Fizyki dla nauczycieli biologii", który miał formę zdalnego egzaminu pisemnego i polegał na przygotowaniu eseju pt. "Czy wiedza fizyczna jest przydatna nauczycielowi biologii?". Na zajęcia składał się 15 godz. wykład, podczas którego starałem się przede wszystkim prezentować najważniejsze zagadnienia fizyki przez pryzmat pokazów i doświadczeń. Jego zakres odpowiadał zagadnieniom przedmiotowym na poziomie egzaminu maturalnego z fizyki. Wykładowi towarzyszyły konwersatoria w wymiarze 30 godz., podczas których dyskutowaliśmy i rozwiązywaliśmy problemy fizyczne przygotowywane z myślą o zagadnieniach powiązanych z szeroko rozumianą tematyką biologiczną. Ta część zajęć została zamknięta dwoma kolokwiami, na które składały się zadania sprawdzające wiedzę i umiejętności m. in. rachunkowe. Sporo miejsca poświęciłem także problematyce wiedzy i jej rodzajom, a także przypomniałem założenia oraz zasady przygotowywania eseju.

Z satysfakcją stwierdzam, że przygotowane przez studentki prace stanowiły interesującą lekturę przedstawiającą indywidualne odpowiedzi na postawione powyżej pytanie. Autorki starały się krytycznie podejść do problemu, odnieść go do dotychczasowych doświadczeń jako uczennice i przyszłe nauczycielki oraz bogato ilustrowały swoje stanowiska przykładami z pogranicza wiedzy fizycznej i biologicznej. Przywołana została m. in. problematyka:

  • właściwości i budowy materii w kontekście transportu wody i substancji odżywczych przez rośliny i zwierzęta;
  • ruchu w kontekście budowy układu kostnego i mięśniowego, a także ewolucji;
  • dynamiki w kontekście procesów zapylania i wzrostu roślin oraz ekologii;
  • podstaw elektryczności w kontekście przesyłania informacji w układzie nerwowym;
  • fal w kontekście diagnostyki medycznej oraz rozchodzenia się dźwięku i jego roli w procesach biologicznych;
  • termodynamiki w kontekście zjawisk atmosferycznych oraz procesów regulacji temperatury przez organizmy żywe;
  • energii w kontekście obiegu wody oraz fotosyntezy.
Obszerny dobór tematyki fizycznej związanej z domeną wiedzy z zakresu nauk biologicznych traktuję jako ucieleśnienie umiejętności holistycznego spojrzenia na edukację w zakresie ogólnym. Co więcej, każdy z tych tematów nauczyciel fizyki może śmiało wykorzystać, jako pretekst do kształcenia kompetencji (z zakresu fizyki).

Przekornie, po cichu liczyłem, że znajdę pracę, w której bronione będzie stanowisko negujące potrzebę znajomości fizyki przez nauczyciela biologii. Taka się jednak nie zdarzyła. A oto kilka krzepiących serce fizyka fragmentów:

"Możnaby mnożyć przykłady, jak wykorzystuje się fizykę w biologii. Związek ten jest bezsporny. Nauczyciel biologii nie musi być znawcą fizyki, ale powinien być świadomy tych zależności i potrafić do nich nawiązywać, żeby pokazywać uczniom, jak naprawdę wygląda świat."

"Od dawna wiadomo, iż biologia, fizyka, chemia i geografia są dziedzinami o ścisłych powiązaniach. Przenikają się wzajemnie na wielu płaszczyznach. Wielu naukowców uważa, że aby zrozumieć i posiąść odpowiednią wiedzę w danej dziedzinie trzeba się zagłębić w inne, które umożliwią spojrzenie na problem z innej perspektywy."

"Człowiek nie wyobraża sobie życia bez tego, co go otacza. Na nasz świat składają się rzeczy czy zjawiska z dziedziny biologii, geografii, chemii i fizyki. Jedno nie może istnieć bez drugiego."

"(...) w edukacji młodego pokolenia konieczne jest szerokie podejście do nauki i jej dziedzin, by nie zamykać mózgom młodych ludzi furtek do pasjonującego odkrywania wiedzy jako czegoś pięknego, właśnie dzięki swojej złożoności."

"Wbrew pozorom w biologii jest bardzo dużo fizyki ale, żeby zrozumieć oba obszary wiedzy trzeba znać podstawowe zagadnienia fizyczne i biologiczne."

Lektura prac studentek pobudza do refleksji nad międzyprzedmitowością nauczania. Natomiast spojrzenie na prace egzaminacyjne w perspektywy kryteriów oceny (A-E) ujawnia braki przejawiające się niedoskonałościami w stylistyce, składni i interpunkcji. Odsłania także obraz szkoły, w której sprawdziany i egzaminy stanowią kluczowy element systemu, a nauczyciel to ciągle jeszcze osoba przekazująca wiedzę. Wierzę jednak, że holistyczne spojrzenie na kształcenie doprowadzi niebawem do postrzegania nauczyciela jako organizatora i animatora procesu uczenia się. Takich refleksyjnych nauczycieli starajmy się kształcić.

Raz jeszcze gorąco zachęcam do wykorzystania formy eseju w pracy z młodzieżą, a rozważania pozwolę sobie zakończyć myślą przyszłej nauczycielki biologii, z którą w pełni się zgadzam: "Jednak nie tylko nauczycielom biologii jest potrzebna wiedza fizyczna, tak samo nauczyciele fizyki powinni mieć wiedzę biologiczną czy chemiczną. By uczniowie zauważyli wzajemne powiązania, piękno i fascynujące zjawiska otaczającego nas świata, muszą być bombardowani tą wiedzą z każdej możliwej strony."


P.S. Serdecznie dziękuję wszystkim studentkom za wyrażenie zgody na wykorzystanie fragmentów ich esejów.

wtorek, 2 lutego 2021

Międzynarodowa konferencja "AI in Work, Innovation, Productivity and Skills"

Od poniedziałku 1 lutego br., przez kolejne 5 dni, ma miejsce międzynarodowa zdalna konferencja poświęcona sztucznej inteligencji w kontekście rynku pracy, innowacyjności, produktywności oraz umiejętności (International conference on AI in Work, Innovation, Productivity and Skills) zorganizowana przez Organizację Rozwoju i Współpracy Gospodarczej (OECD) przy udziale Federalnego Ministerstwa Pracy i Spraw Socjalnych Niemiec.

Jako jej uczestnik gorąco zachęcam do udziału w wydarzeniu traktującym o szeregu aspektów związanych z problematyką sztucznej inteligencji. Ta niewątpliwie wkracza w coraz rozleglejsze obszary naszej codzienności. Zwłaszcza te związane z pracą nauczyciela i edukacją, szczególnie w czasie intensywnego wykorzystywania technologii informacyjno-komunikacyjnej (ICT) wymuszonego pandemią COVID-19.

Świadomość rozwoju sztucznej inteligencji (AI), jej potencjalnego wpływu na rynek pracy, silne stymulowanie innowacyjności oraz produktywności, a także bezpośrednie odziaływanie na kształtowanie i zapotrzebowanie na umiejętności stawia przed edukacją kolejne wyzwania. Już sama próba sklasyfikowania Systemów Sztucznej Inteligencji (OECD Al Systems Classification Framework) obrazuje ogrom zagadnień, na które ten obszar aktywności człowieka może mieć wpływ.

I właśnie świadomość złożoności problematyki wydaje się punktem startowym dla działań edukacyjnych. Uświadomienie uczniom roli znanych z codzienności szkolnej przedmiotów takich jak fizyka, chemia, biologia, czy matematyka oraz ewolucji i podstaw działania systemów sztucznej inteligencji ma ogromny potencjał edukacyjny. W szczególny sposób wpływa także na motywację. Czyż nie jest warto wiedzieć więcej na temat systemów rozpoznawania głosu i analizy obrazów? Czyż nie budzi naszych mieszanych uczuć samochód poruszający się samodzielnie? Czyż nie jest warto mieć świadomość, jak przetwarzane są ogromne ilości danych lub działa wsparcie podczas prowadzenia rozmów w ramach pomocy zdalnej lub rozmów rekrutacyjnych? Czyż nie jest ciekawe dlaczego mnożą się sposoby zdalnej kontroli różnych systemów towarzyszących człowiekowi i dlaczego odżywają pomysły nauczania maszynowego?

A jaka jest w tym wszystkim rola nauczyciela, szerzej człowieka? Chociażby długa lista filmów fabularnych i seriali poświęconych sztucznej inteligencji pokazuje, że na swój sposób szukamy odpowiedzi. Szkoła jest miejscem, gdzie szukanie odpowiedzi jest celem priorytetowym. Zaczynamy od pytań podstawowych, stwarzamy warunki do ich stawiania i pokazujemy drogi formułowania odpowiedzi. W ten sposób uświadamiamy naszym uczniom, że ciekawość i dociekliwość mobilizuje nas do rozwoju. Fizyka w tym rozwoju ma szczególne miejsce.