Învăţarea prin descoperirea experimentală este o reacţie împotriva metodelor bazate pe verbalizarea şi memorarea mecanică, a metodelor bazate pe receptare, chiar dacă ele asigură înţelegerea celor asimilate şi învăţarea mai rapidă.
Învăţarea prin descoperire urmăreşte ca predarea-învăţarea să se bazeze pe problematizare şi cercetare, pe experienţa directă şi concretă, creativă. Învăţarea euristică urmăreşte să nu comunice material de studiu în forma ei finală de asimilare, ci să antreneze elevul în procesul instruirii, să-i arate cum să înveţe. Ea urmăreşte să ajute elevul pentru învăţarea ulterioară, să-l transforme treptat într-un ,, gânditor creativ,, . În acest context, învăţarea euristică poate să dinamizeze elevul spre căutare, explorări şi munca personală independentă sau în echipă, prin documentare şi activităţi experimentale-aplicative, prin investigaţie ştiinţifică şi tehnică, ale căror rezultate să fie nu numai dobândirea tezaurului cunoaşterii umane, ci chiar obţinerea unor idei sau soluţii noi, realizarea unor inovaţii şi invenţii care să propulseze creaţia, noutatea într-un anuit domeniu de specialitate.
Metoda descoperii experimentale asigură dezvoltarea puternică a capacităţilor intelectuale şi profesionale, îndeosebi imaginaţia şi gândirea creatoare, accentuând caracterul activ-participativ, formativ-aplicativ şi creativ al învăţării.
Există mai multe tipuri de descoperire: · tipuri de descoperire în funcţie de aportul de învăţare al elevului: redescoperirea dirijată şi independentă, descoperirea creativă · Tipuri de descoperire în funcţie de demersul logic-euristic: descoperirea analogică, descoperirea transductivă · Tipuri de descoperire în funcţie de contribuţia informativă: descoperirea prin documentare (informativă şi practică), descoperirea exprimentală. Descoperirea experimentală este specifică cercetării ( investigaţiei) prin experimentul de laborator, prin staţii pilot atât pentru descoperirea unor adevăruri noi, cât şi pentru verificarea adevărurilor obţinute pe alte căi de învăţare prin descoperire.
Dacă satisfacerea nevoilor elevilor se află în centrul învăţării prin experiment, formarea trebuie să răspundă nevoilor acestora. Pentru ca acest lucru să fie posibil, mai întâi trebuie să fie determinate nevoile lor. În mod tradiţional, aceasta s-a întreprins pentru ei, nevoile lor au fost decise şi li s-au furnizat aceste informaţii. Însă un astfel de procedeu nu prea poate fi considerat ca fiind centrat pe elev.
Învăţarea prin experiment merge mult mai departe şi oferă elevilor o mai mare autonomie. În această etapă, trebuie să observăm că în învăţarea prin experiment nu le spunem elevilor pur şi simplu să meargă şi să înveţe ceea ce doresc să înveţe. Le oferim un nivel corespunzător de îndrumare şi orientare când încep, şi continuăm să-i sprijinim pe măsură ce experimentează.
În învăţarea prin experiment accentul se pune pe a-l face pe elev responsabil pentru propriul proces de învăţare. Elevii îşi dovedesc responsabilitatea mai mari dobândind abilităţi practice.
Ca persoane care învaţă, elevii pot avea stiluri de învăţare diferite şi prefera să fie activi în diferite feluri. Le poate plăcea să: · Fie activi, kinestezici şi entuziaşti în noile experienţe; · Să strângă informaţii şi să reflecteze asupra lor înainte de a ajunge la o concluzie; · Să fie analitici şi să integreze observaţiile noastre în teorii raţionale sau · Să fie foarte pragmatici, încercând lucrurile fără discuţii lungi. Pot prefera să primească informaţiile în diferite feluri. Fleming a observat că există aceia cărora le place să recepteze idei noi vizual, prin auz, prin citit sau prin simţurile kinestezice, precum pipăitul sau mişcarea. Faptul că elevii au anumite preferinţe de învăţare nu înseamnă că acelea sunt singurele abordări care trebuie să fie folosite cu ei. Uneori trebuie să fie expuşi unor experienţe diferite şi obligaţi să lucreze în modalităţi diferite, astfel încât să se dezvolte ca indivizi care sunt capabili să acţioneze într-o serie de contexte.
Dacă elevii urmează a fi activi în căutarea cunoaşterii, aceasta implică o relaţie de cooperare între elevi şi profesori. Faptul că profesorii ar putea fi mai prietenoşi nu înseamnă să nu fie respectaţi de elevii lor. Nici nu înseamnă că nu sunt capabili să menţină disciplina. O fac diferit, iar aceasta reflectă felul de relaţie pe care e probabil ca elevii s-o aibă cu viitorii lor manageri. Mulţi copii se chinuie în şcoli… pentru că felul în care li se predă este incompatibil cu felul în care învaţă. Peter Senge Elevii trebuie să-şi dezvolte abilităţile de a interacţiona unii cu alţii pentru că aceasta este situaţia pe care majoritatea o vor întâlni la locul de muncă. Am recunoscut că fiecare elev este unic. Aceştia diferă în multe moduri diferite, printre care se numără capacitatea lor de a învăţa materiale diferite şi viteza cu care pot să le înveţe.
Într-o abordare centrată pe elev a unui curriculum bazat pe competenţe, ne vom evalua elevii atunci când aceştia consideră că sunt pregătiţi. Aceasta poate însemna că solicită evaluarea foarte devreme şi că au succes. Apoi va trebui să plănuim următoarea formare pentru ei. În cel mai bun caz, pot avea o experienţă anterioară ce le-a dat capacitatea de a satisface cerinţele evaluării înainte de a li se fi predat formal lucrurile respective, şi trebuie să putem răspunde unei astfel de situaţii. Alţi elevi pot cere să fie evaluaţi înainte de a fi pregătiţi. Putem concepe un sistem de auto-evaluare sau negociere ce le va da elevilor posibilitatea de a realiza dacă sunt pregătiţi pentru evaluarea formală, pentru a reduce riscul de a nu promova examenele. Dar chiar şi ‘nepromovarea’ poate fi folosită ca o oportunitate de a-i ajuta să stabilească ce anume trebuie să facă pentru a avea succes atunci când repetă examenele. A-i da elevului posibilitatea de a stabili când anume se simte pregătit pentru evaluare constituie baza evaluării la cerere. Aceasta se află în contrast evident cu abordările tradiţionale ale evaluării în momente stabilite, ce pot fi prea devreme pentru unii elevi şi prea târziu pentru alţii. În final, în contextul activităţii elevului, am sugerat că elevii pot contribui la propria lor evaluare. Spre deosebire de aşteptările noastre, elevii tind să-şi subevalueze performanţa. Aceasta poate fi foarte util pentru creşterea motivaţiei elevilor noştri. Le putem spune că sunt mai buni decât cred şi aceasta îi va face să se simtă bine.
Rolul profesorului
· instructor, ghid, îndrumătorul care te acompaniază, mentor, sfătuitor, consultant, transmiţător de cunoştinţe, cel care face lucrurile posibile pentru tine, formator, supraveghetor, diriginte, coordonator, cercetător critic, broker de cunoştinţe, model…. facilitator, colaborator.
Profesorul receptiv…stabileşte o relaţie şi rezonanţă, simţind nevoile, conflictele, speranţele şi temerile neexprimate. Respectând autonomia elevului, profesorul petrece mai mult timp ajutându-l să articuleze întrebările urgente decât cerându-i răspunsurile potrivite.. Activitatea profesorului în învăţarea prin experiment Creşterea continuă a volumului de informaţii şi utilizarea tehnologiilor moderne necesită acumularea şi înţelegerea unui număr tot mai mare de cunoştinţe şi de informaţii, de către tot mai mulţi oameni.
Tehnicile moderne de învăţare, pentru a fi eficiente, trebuie să aibă un anumit grad de interactivitate cu subiectul uman şi să transmită informaţia pe mai multe canale (text, sunet şi imagini) într-o manieră asociată.
Învăţare prin experimentare este de tip inductiv, centrată pe cel care învaţă şi orientată spre activitate. Efectuarea experienţelor şi experimentelor capătă o importanţă tot mai mare, iar formarea spiritului experimental la elevi devine o sarcină esenţială. Adesea noţiunea de experiment este sinonimă cu cea de experienţă, iar metoda experimentală este considerată echivalată cu metoda lucrării în laborator. Experimentul reprezintă producerea sau modificarea intenţionată a unui fenomen sau proces în scopul studierii acestuia Experimentul nu-l putem confunda cu lucrările de laborator unde se fac: disecţii, studiul morfologiei externe şi interne a unor organisme vegetale şi animale, analiza unor preparate, etc. Combinând experienţa cu acţiunea, metodele experimentale accentuează caracterul aplicativ al predării, favorizează realizarea unei mai strânse legături a teorii cu practica.
Experimentul este o metodă de dobândire a cunoştinţelor şi de formare a priceperilor şi a deprinderilor de muncă intelectuală şi practică ce permite o intensă antrenare a elevilor şi o participare deosebit de activă a acestora în procesul instructiv-educativ şi are un caracter accentuat aplicativ, cu o pondere deosebită în formarea deprinderilor practice ale elevilor având la bază intuiţia. A experimenta înseamnă a-i pune pe elevi în situaţia de a concepe şi a practica ei înşişi un anumit gen de operaţii, cu scopul de a observa, a studia, a dovedi, a verifica, a măsura rezultatele. Experimentul implică activităţi de provocare, reconstituire şi modificare a unor fenomene şi procese, în scopul studierii lor. Relaţia experiment – învăţare prin descoperire, de fapt relaţia metodă – procedeu, este o relaţie dinamică: metoda poate deveni ea însăşi procedeu în cadrul altei metode, tot aşa cum un procedeu poate fi ridicat la rang de metodă la un moment dat.
Elevii trebuie antrenaţi nu numai în observarea directă a unui experiment, ci şi în executarea individuală şi pe grupe a acestuia.
În activitatea de cunoaştere prin experiment, profesorul utilizează potenţialul latent al elevului, stimulându-i diferite activităţi mentale, care vor determina anumite laturi ale personalităţii sale.
Orice experiment trebuie să implice procesele gândirii concretizate în interpretarea fenomenelor observate, deducerea concluziilor, analiza şi compararea datelor experimentale obţinute, generalizarea unor cazuri particulare, transferul în alte contexte teoretice, sesizarea interrelaţiilor dintre domeniile teoretice şi cele aplicative.
Ca metodă de explorare a realităţii – experimentul – direct sau indirect, folosită în predare şi învăţare, are o deosebită valoare formativă, întrucât dezvoltă elevilor spiritul de observare, investigare, capacitatea de a înţelege esenţa obiectelor şi fenomenelor, de prelucrare şi interpretare a datelor experimentale, interesul pentru cunoaştere etc.
Experimentele aduc elevii în faţa realităţii, ajută elevii să studieze pe viu, să fie în contact direct cu realitatea sau cu substitutele acesteia – îi determină pe elevi să înveţe prin descoperire.
Un rol important în cadrul experimentului îl are şi observarea, care are o deosebită valoare euristică şi participativă, deoarece permite o percepţie polimodală pe baza a cât mai multor simţuri, detectarea şi extragerea unei informaţii noi prin eforturi proprii, dezvoltarea gândirii critice. Prin intermediul ei se urmăreşte explicarea, descrierea şi interpretarea unor fenomene printr-o sarcină concretă de învăţare, totodată contribuind la formarea şi dezvoltarea unor calităţi comportamentale, precum: consecvenţa, răbdarea, perseverenţa, perspicacitatea şi imaginaţia; gândirea cauzală, spiritul de observaţie şi de colaborare.
Utilizarea metodei experimentale în studiul ştiinţelor este importantă prin contribuţia adusă la formarea şi dezvoltarea personalităţii elevilor.
Astfel se realizează: a) cultivarea spiritului de observaţie asupra lumii înconjurătoare; b) cultivarea creativităţii gândirii – elevii redescoperă prin eforturi proprii adevăruri deja cunoscute; c) stimularea imaginaţiei creatoare pentru găsirea de soluţii la probleme practice concrete.
Experimentul de laborator are funcţii multiple: îi pune pe elevi în situaţia de a provoca şi produce fenomene şi procese pe cale experimentală; determină formarea unor deprinderi de lucru cu aparatura specifică ştiinţelor prin însuşirea şi aplicarea unor metode şi tehnici de lucru corespunzătoare; asigură descoperirea, aprofundarea şi verificarea cunoştinţelor de către elevi; accentuează caracterul formativ al învăţământului prin dezvoltarea la elevi a spiritului de investigaţie şi observaţie, a gândirii flexibile, fluide, originale.
Lucrările experimentale au un pronunţat caracter activ-participativ: în primul rând, elevii vor fi curioşi la desfăşurarea experimentului de către profesor, iar apoi se vor implica prin propriile acţiuni la realizarea acestuia. Bucuria succesului obţinut prin realizarea unei sarcini de lucru determină creşterea încrederii în forţele proprii şi oferă elevilor criterii corecte de autoevaluare, necesare în competiţia cu ceilalţi.
Învăţarea prin metoda experimentului ştiinţific presupune centrarea activităţii pe elev, determinând noi relaţii profesor – elev, favorizează dispariţia barierelor de comunicare şi a sentimentului de „frică” faţă de profesor.
Învăţarea experimentală nu presupune doar mânuirea unor instrumente sau punerea în funcţiune a unei aparaturi speciale, ci presupune o intervenţie activă din partea elevilor pentru a modifica condiţiile de manifestare a obiectelor şi fenomenelor supuse studiului şi pentru a ajunge la descoperirea unor date noi, a adevărurilor propuse în lecţie. Multe din schimbările intervenite în activităţile întreprinse de profesori reflectă pur şi simplu schimbările în ceea ce vor face elevii. Un bun exemplu este stimulează motivaţia elevilor pentru realizarea experimentului . Va trebui să lucrăm cu elevii noştri pentru ai sprijinii în formularea problemei , şi organiza programele de studiu astfel încât să fie capabili să realizeze tot ceea ce doresc într-o perioadă de timp rezonabilă. Munca profesorului constă mai degrabă în organizarea situaţiilor de învăţare decât în predare.
Tipuri de experimente
1.Experimentul ştiinţific presupune că: - există o problemă de cercetat - ipotezele descriu soluţiile aşteptate ale problemei - aceste soluţii așteptate sunt în legătură cu un model mental privind desfăşurarea fenomenului în sine - pe baza ipotezelor se formează predicţii referitoare la cazuri concrete/contexte/în care se v-a efectua/realiza experimentul ştiinţific. Conform literaturii de specialitate, experimental ştiinţific urmăreşte în esenţă respingerea unor ipoteze (formulate anterior prin observaţii anterioare, simulări pe calculator, modelări anterioare în anumite condiţii experimentale alese obiectiv. Dacă în niciunul din experimentele ştiinţifice efectuate în aceste noi condiţii experimentale, ipoteza nu se respinge, atunci ipoteza este admisă provizoriu.
2.Observaţia experimentală (Ciascai, 2006) Definiţie: este o metodă utilizată pentru colectare de date. Clasificare: observaţie experimental empirică observaţie experimental orientată pasivă activă - cu provocare de modificări ale obiectului observaţiei
3.Experimentul didactic Plănuieşte ca mâine să fii mai bun decât astăzi, dar nu plănui să fi terminat. Carol Ann Tomlinson, pedagog SUA Urmăreşte schema demersului experimental ştiinţific, dar el se opreşte în momentul în care predicţia este acceptată ca fiind corectă, deoarece ipoteza, aparatura şi modul de lucru conduc direct la concluzia corectă aşteptată, scopul experimentului didactic fiind însuşirea de noi cunoştinţe în urma experimentului. Pentru determinarea cât mai exactă a legilor cantitative ce descriu desfasurarea unui fenomen, experimentul este abordat în condiţii diferite de cele naturale (în condiţii artificiale ori de laborator)
Experimentul didactic, conform (Cerghit) se clasifică în funcţie de obiectivul didactic urmărit:
- experiment cu caracter de cercetare prin care elevii descoperă noile cunoştinţe
- experiment demonstrativ prin care se verifică nişte adevăruri,
-experiment destinat formării deprinderilor practice specifice laboratorului
Tipuri de experimente didactice M.E. Dulama (2008) propune o clasificare complexă și nuanțată a experimentelor didactice în raport cu o multitudine de experimente:
a) după modul de organizare a activității elevilor · experiment frontal (demonstrativ) – efectuat de către profesor, ajutat uneori de câțiva elevi; · experimente pe echipe; · experimente individuale
b) după durata experimentului: · experimente de scurtă durată (maxim 50 de minute) · experimente de lungă durată (se desfașoară pe parcursul mai multor lecții)
c) după posibilitatea repetării experimentului: · experimente irepetabile; · experimente repetabile (se repetă la anumite intervale de timp, pe parcursul unui an școlar)
d) după locul de desfășurare a experimentului: · experimentul de laborator (desfășurat in școală) · experiment în natură (desfășurat în afara școlii) · experiment desfășurat în institute de cercetare, în ferme zootehnice, în spitale etc.
e) după scopul didactic fundamental urmărit: · experimentul destinat stimulării interesului față de noile achiziții (efectuat în partea introductivă a lecției) · experiment destinat învățării noilor informatii, aprofundării sau extinderii lor (efectuat pe parsursul lecției) · experiment cu caracter de descoperire · experiment demonstrativ/ ilustrativ · experiment de formare/ dezvoltare a abilităților · experiment destinat fixării de cunoștințe · experiment de stimulare/ dezvoltare a relațiilor interumane · experiment de evaluare a capacității de experimentare sau de aplicare în practică a cunoștințelor teoretice si practice
f) după natura experimentelor: · experimente calitative (evidențiaza relații de tip cauză-efect, interrelații calitative și explică desfășurarea unor fenomene și condiționarea lor) · experimente cantitative (evidențiază relații cantitative între mărimi si includ măsurarea unor parametri, efectuarea de calcule, stabilirea de relații matematice etc.)
g) după rezultatul lor: · experimente pozitive (evidențiază existența unor interrelatii calitative sau cantitative) · experimente negative (evidențiaza absența unor interrelatii calitative sau cantitative)
h) după locul in ierarhia învățării: · experimente reproductive · experimente productiv-creative si de cercetare
i) după tipul de cunoștințe vizate a fi dobândite în experiment: · experimente pentru dezvoltarea unor cunoștințe procedurale (reguli, proceduri, tehnici) · experimente pentru dezvoltarea unor cunoștințe declarative (concepte, clasificări, ierarhii)
j) după planul în care se desfășoară: · experimente directe – efectuate în plan material · experimente mentale – efectuate în plan mental · experimente în plan virtual
k) după tehnica de experimentare: · experiment bazat pe efectuarea de experiențe – activități practice efectuate cu aparatură și instrumente; · experiment bazat pe aplicarea tehnicii efectuării de preparate microscopice și observarea microscopică a acestora · experiment bazat pe tehnica disecției · experiment bazat pe simularea unei experiente cu ajutorul computerului · experiment bazat pe observare macroscopică, pe analiza, compararea, cercetarea, determinarea științifică cu determinatorul · experiment bazat pe tehnici de investigare a ecosistemelor · experiment bazat pe observații cu lupa · experiment bazat pe analiza genetică
Metodologia experimentului didactic
Dupa cum arata M.E. Dulama (2008), experimentul didactic presupune parcurgerea a 4 etape:
1) Pregatirea experimentului de către profesor inainte de lecție: · stabilirea obiectivelor operaționale · documentarea · proiectarea experimentului · pregatirea aparatelor, instrumentelor și ustensilelor necesare · efectuarea experimentului pentru asigurarea reușitei · elaborarea fișelor de activitate experimentală pentru fiecare elev sau grup · stabilirea probelor de evaluare prin care se verifică dacă obiectivele experimentului au fost atinse
2) Pregatirea experimentului de către profesor cu elevii in lecție: · organizarea elevilor · prezentarea obiectivelor urmărite si argumentarea importanței experimentului pentru ca elevii să participe conștient la propria lor formare · prezentarea aparatelor, instrumentelor si ustensilelor necesare · prezentarea fișelor de activitate experimentală si a modului de completare
3) Efectuarea experimentului: · prezentarea unei probleme, a unei situații problemă, a unui fenomen sau a unui proces · formularea unei intrebări cauzale (Din ce cauză s-a produs acest fenomen sau proces?) · observarea si analizarea unor fapte generice reale sau reproduse (faptul generic este o descriere, un exemplu, o schiță etc., care reprezintă una sau mai multe din trăsăturile esențiale ale noțiunii de format sau elemente ale sferei noțiunii) · elaborarea ipotezei/ipotezelor · proiectarea etapelor experimentului, a modului de lucru și precizarea condițiilor didactice si tehnice · efectuarea experimentului · colectarea de date si notarea rezultatelor · prelucrarea datelor experimentale · confirmarea sau infirmarea ipotezei
4) Valorificarea experimentului: · prezentarea rezultatelor · discutarea rezultatelor · validarea rezultatelor cercetării – se realizează prin aplicarea acestora în practică
Bibliografie
Dulamă , E. , (2008), Metodologie didactică- teorie și practică, Editura Clusium, Cluj-Napoca
Dulamă, E. , (2001) , Strategii didactice, Editura Clusium, Cluj-Napoca
Dulamă , E. , (2008), Elemente de didactică. Teorie și aplicații, Editura Clusium, Cluj-Napoca
Ciascai L., (2006), Didactica fizicii, Editura Casa Cărții de Știință, Cluj p.140-147
Cerghit T. (1976), Metode de învățământ, Editura Didactică și Pedagogică, București.
Ciascai L. (2007), Didactica științelor naturii, Editura Casa Cărții de Știință, Cluj