2. Elméletek, módszerek, tehetségterületek

2.6. Főbb tehetségterületek

2.6.3. Tehetségfejlesztés a biológiatudományban

2.6.3.4. A biológiatudományokban tehetséges tanulók foglalkoztatásának lehetőségei és módszerei

2.6.3.4.3. A tehetséges tanuló biológiai kutatásának módszerei: modellezés, terepi kutatás, IBL, PBL

A természettudományos kutatás kognitív alapját a természettudományos problémamegoldás jelenti, amelynek során a kutató problémákat fogalmaz meg, ezek megoldására hipotéziseket alkot, amelyek bizonyítására különböző eljárásokat tervez és valósít meg (elméleti és gyakorlati), adatokat gyűjt és értelmez, azokból következtetéseket von le. A hipotézisek bizonyítását megfigyelésekkel, kísérletekkel végzi, következtetései eredményeként elméleteket állít fel, amelyeket időnként (főleg a genetika és molekuláris biológia terén) modellekkel támaszt alá.

A modell a valóság analógja, annak lényegi vonásait fejezi ki. Típusát tekintve lehet struktúra, funkció és elméleti modell, amelyek közül a legkevésbé elvont, könnyen értelmezhető és készíthető a biológiai struktúrákat ábrázoló modell. A modellezés didaktikai funkció szerint lehet magyarázatot segítő szemléltetés és fő didaktikai feladat, amikor maga a modell elkészítése a fő cél. A tehetséges tanulók foglalkoztatására a modellkészítés kiváló lehetőség, amelynek során problémákat oldanak meg a modell céljának, szerkezetének kitalálása, megvalósítása és kipróbálás utáni korrekciója során. Ez a tevékenység lehet maga a kutatási folyamat is vagy annak lezárásaként a kutatás eredményének prezentálása.

A modell típusait tekintve a struktúramodellek már kisiskolás korban is készíthetők a pedagógus irányításával az ismeretek gyakorlása és alkalmazása céljából. Azonban, ha a természetismeretben tehetséges tanulóval találkozunk, megtehetjük, hogy a modell készítésének célja új ismeret szerzése legyen, azaz arra biztatjuk a tanulót, hogy megfigyeléseire alapozva készítse el például egy virágos növény modelljét (instrukció: készíts színes papírokból egy olyan petúniát, amelyen a növény minden része rajta van), és ezt felhasználhatjuk a tanítás során (a tanuló munkájának elismerése és hangoztatása mellett) mint szemléltető modellt a többi tanuló számára. A struktúramodellek készítése otthoni feladat is lehet, amikor a tehetséges kisdiák saját elképzelése alapján saját anyagokból állítja elő az adott élőlény szerkezeti analógját.

Hetedik évfolyamtól kezdődően egy-egy működést szemléltető modellt is készíttethetünk a tehetséges tanulókkal (pl. működő rovarszárny, gázcserenyílás modellje vagy az aorta szélkazán funkcióját bemutató modell). A középiskolás tanulókra megfelelő programozási ismeret birtokában különböző számítógépes modellek, szimulációk, ökoszisztémák, molekuláris és sejttani struktúrák és folyamatok elektronikus szemléltetését is rábízhatjuk, akár új ismeret szerzése céljából is.

A biológiai kutatások egy része a természetben, terepen zajlik (pl. növény- és állatrendszertan- és élettan, etológia, ökológia, hidrobiológia stb.), amelynek során a biológus élőlényeket határoz meg, mintákat vesz laboratóriumi feldolgozáshoz, diverzitást mér, stb. Ezek mind olyan speciális tevékenységek, amelyet egyszerű formában és eszközökkel már középiskolában is végeztethetünk tanulóinkkal. A tehetséges tanulók érdeklődésétől függően érdemes ezen vizsgálati módszereket is megtanítani számukra, amelynek bonyolultabb formáival a felsőfokú oktatási és kutató intézetekben ismerkedhetnek meg a tanulók.

Végezetül meg kell említenünk azokat a többnyire csoport-, illetve kooperatív munkára épülő módszereket, amelyek segítségével a tehetséges tanulók szociális kompetenciáit is fejleszteni tudjuk a természettudományok, ezen belül a biológia tanításában és tanulásában. Ezek azért fontos módszerek, mert diákjaink későbbi munkahelyeiken is hasonló közegben és módszerekkel végzik majd munkájukat, és meg kell tanulniuk, mit jelent kooperatívan problémát megoldani és alkotni.

Ennek egyik módszere a kutatásalapú tanulás (Inquiry Based Learning, IBL), amely az adott témakör fogalmainak és ismereteinek elsajátíttatását kooperatív tanulói kísérletezés révén éri el. A tanítási óra/órák mindig valamilyen kutatási problémával indulnak, amelyet a megoldásra vonatkozó hipotézisek követnek, a bizonyítást jelentő kísérletek megtervezésével és elvégzésével, majd a nyert adatok értékelésével és következtetések levonásával. Az IBL három típusát különítjük el az iskolában: (1) strukturált; (2) irányított; (3) nyitott kutatás (Nagyné, 2010). A felsorolás sorrendet is jelent a tanulói önállóság terén. A strukturálttól a nyitott kutatás felé haladva egyre kisebb a tanár irányító szerepe, olyannyira, hogy a nyitott kutatásban a tanuló már teljesen önállóan fogalmazza meg a kutatás problémáját, állít fel hipotéziseket, gyűjt információkat, anyagokat, eszközöket, és önállóan értékel. A tehetséges tanulók számára a nyitott kutatás a kézenfekvő feladat, de csak azután, hogy végigjárták a strukturált és nyitott kutatás fokozatait is, amikor a pedagógus segítségével megtanulták a kutatás egyes lépéseit. Ma a magyar természettudományos oktatás a tanítási órákon az IBL-nek még csak egyes elemeit tudja beépíteni a megismerés folyamatába. A hatékonyabb alkalmazáshoz a tantervi követelményrendszer változására van szükség.

Hasonló, általában kooperatív tevékenységre épülő módszer a problémaalapú tanulás (Problem Based Learning, PBL). Az IBL és PBL között sok hasonlóság és átfedés van, így elkülönítésük nehézkes (2.6.3.3. táblázat).

2.6.3.3. táblázat. Az IBL és PBL összehasonlítása (Dobróné, 2015, 8.)

A legalapvetőbb különbség közöttük azonban az, hogy míg az IBL kifejezetten e természettudományos kutatás módszerét hangsúlyozza, addig a PBL a problémamegoldás fejlesztését tűzi ki fő célul. Ehhez rendeli logikai struktúráját és módszereit is. A tehetségek fejlesztésére ez a módszer épp olyan fontos és alkalmas, mint az IBL, mert a természettudományos megismerés és gondolkodás alapképességét, a természettudományos problémamegoldást fejlesztjük általa. Különösen hasznos azon formája, amikor a csoportban nincsenek körülhatárolt, leosztott feladatok (kooperatív problémamegoldás), hanem a csoport minden tagja egyenjogú hozzászólója és résztvevője a folyamat bármely elemének (kollaboratív problémamegoldás).

Következő oldal

Következő fejezet: >>> 2.6.4. Tehetséggondozás a kémiatudományban