Egy példa a STEM képzésre

Bevezetés

Egyre többen ismerik fel, hogy a Magyarországon is hagyományosnak mondható tantárgyi tanulás nem az egyetlen, és nem is mindig a leghatékonyabb tanulásszervezési forma. Egy folyton változó, egyre összetettebb világban ugyanis azok a készségek válnak egyre fontosabbá, amelyek segítségével a diákok képessé válnak folyamatosan tanulni, információkat gyűjteni, és azokat helyesen értelmezni. A komplex valóság viszont nehezen ragadható meg csupán az egymástól elkülönülten oktatott tantárgyak mentén. Olyan oktatási és  tanulásszervezési módszerekre van szükség, melyeknek segítségével a diákok jobban megérthetik az őket körülvevő világot. A gyerekeket pedig az ösztönzi tanulásra, ha az átadott ismeretanyagot sajátjuknak, a gyakorlatban is felhasználhatónak, a mindennapjaik szempontjából fontosnak érzik.

A különböző új, komplex tanulásszervezési formák iskolai elterjedésének egyik legnagyobb hátráltatója, hogy megvalósításukhoz hiányoznak a megfelelő szabványok, a kidolgozott tananyagok és a rendszeres tanárképzések. Kevés még a módszerek eredményességét igazoló visszajelzés, hiányoznak a hatékonyság mérésére alkalmazható módszereket bemutató tanulmányok is.

Merlin Ház – bemutatkozás

A MERLIN Ház Képességfejlesztő és Tehetséggondozó Nonprofit Kft. célja a fiatalok környezethez és természethez kötődő komplex, rendszerszintű gondolkodásának fejlesztése. Különböző programjainkon a STEM ismeretek (STEM oktatás: a természettudományt, a technológiát, a mérnöki tudományt és a matematikát integráló, élmény alapú oktatási módszer) játékos közvetítésére törekszünk.

Az izgalmas projektek, kísérletek, kutatómunkák során rámutatunk az egyes tudományok közötti kapcsolatokra, a természet szerves egységére is. Figyelembe vesszük az életkori sajátosságokat, és az elvont fogalmak magyarázása helyett a gyakorlati oktatásra fektetjük a hangsúlyt. 

A STEM-műveltség, a 21. századi kompetenciák fejlesztése, a STEM iránti érdeklődés fokozása a tantermi oktatás kiegészítésére, gazdagítására szolgál. Az egyensúlyt a két oktatási módszer között azzal tudjuk fenntartani, hogy a komplex tanulásszervezési forma hatékonyságát a közoktatás képzési és kimeneti követelményeihez igazítjuk. 

Ez azt jelenti, hogy programjaink során a sikeres középiskolai felvételi vizsgákhoz (magyar, matematika) és az érettségihez szükséges kompetenciákat is fejlesztjük, mint amilyenek például a logika, problémamegoldás, véleményalkotás, kreativitás, írásbeli és szóbeli szövegértés-szövegalkotás, kifejezőkészség, szókincsgazdagság, tanulási stratégiák. A Merlin Ház tart felvételi és érettségi előkészítő tanfolyamokat is, így oktatóink folyamatosan figyelik az előírt követelményeket, a vizsgafeladatokat. Képzéseink hatékonyságát a fiataloknak a vizsgákon elért teljesítményével számszerűen is tudjuk ellenőrizni. Az országos versenyeket (kémia, matematika, természetismeret) szervező Curie Alapítvánnyal évek óta szoros kapcsolatban állunk. Ezen versenyeken részt vevő diákjaink eredményei szintén meggyőző visszajelzést jelentenek számunkra.

Az ország hat egyetemének hét képző helyén – ELTE Természettudományi Kar (Budapest) és ELTE Savaria Egyetemi Központ (Szombathely), Pécs, Szeged, Debrecen, Nyíregyháza, Eger – indul az új, ötéves, elsődlegesen a Z-generációt kiszolgáló egyetemi természettudomány-környezettan szak, brand nevén a Z-szak. A képzés a leendő pedagógusokkal a természetet annak teljes egységében ismerteti meg, de úgy, hogy egyben megérteti a különböző szempontú modell-nézeteket – fizika, kémia, biológia – is. A Merlin Ház tervei között szerepel a pedagógusképzés támogatása, a tananyagfejlesztés, a folyamatos tudásmegosztás is.

Módszertan

• Egy valós történet bemutatása (filmek, videók, beszélgetés)
• Játsszunk! Legyünk kutatók, felfedezők, kódfejtők, döntéshozók…!
• Projektmunka (kutatás, kísérletezés, modellezés)
• Problémafelvetés (kérdések-válaszok)
• Készségfejlesztés (felvételi, érettségi követelmények)

Egy konkrét, Dunaharasztin már nagy sikerrel megvalósult példa

A történetünk az 1854-es londoni kolerajárvány idején játszódik, amikor egy John Snow nevű angol orvos is éppen a városban praktizált. A korabeli elméletek szerint a kolera okozója a “miazma”, vagyis a rossz levegő volt. John Snow viszont nem hitt ebben az elméletben. Meggyőződése volt, hogy a kolera a szennyezett vízzel terjed.  Járványügyi nyomozásba kezdett, és házról házra járva jegyezte fel a fertőzött esetek számát. A statisztikai adatokat térképen ábrázolta, amely később a világ egyik leghíresebb tudományos vizualizációjává vált. A térkép alapján azonosították a fertőzött kutat, leszerelték a fogantyúját, és hamarosan csökkenni kezdett a fertőzések száma.

A rendezvényünkön részt vevő diákok a program ideje alatt maguk is kis járványkutatóknak érezhették magukat. Hat különböző állomáson az adatgyűjtés, kísérletezés, kutatás módszereivel ismerkedhettek meg a fiatalok.

Első állomás: különböző sűrűségű sóoldatok egymásra rétegzése – szivárvány-koktél készítése

• A városok vízellátása a 19. században és napjainkban.
• Mekkora a Föld vízkészlete?
• Mekkora a Föld édesvíz-készlete?
• Hogyan lehet a tenger sós vizéből édesvizet előállítani?
• Miért fontos a tiszta ivóvíz?

kompetenciák, követelmények: komplex problémamegoldás, oldatok töménységének számítása, keveréses szöveges feladatok…

Második állomás: különböző vizes oldatok kémhatásának vizsgálata, beazonosítása

• Miért pusztul el a kolera-baktérium a gyomorban?
• Miért nevezik a kolerát a szegények betegségének?
• Mitől függ a vizes oldatok kémhatása?
• A háztartásban milyen kémhatású anyagokat ismerünk?
• Hogyan változik az óceánok kémhatása?

kompetenciák, követelmények: elemzőkészség, pH fogalma, táblázatok értelmezése  

Harmadik állomás: a Dunából vett minták mikroszkópos vizsgálata, fényképek, videók készítése

• Mi okozta a kolerajárványt? Ki azonosította először? Milyen méretű egy vírus, baktérium, egysejtű?
• Mit vizsgálhatunk sztereó és biológiai mikroszkópokkal?
• Honnan és hogyan vegyünk vízmintákat?
• Papucsállatkaa tenyésztése.
• Mikroszkóp használata, fényképek, videók készítése.

kompetenciák, követelmények: aktív tanulás, élővilág rendszerezése, mértékegységek

Negyedik állomás: Scratch-játék tervezése, programozása

• Milyen módszerrel sikerült John Snownak megtalálnia a fertőzött kutat?
• Adatgyűjtés, tervezés, megvalósítás, vizualizáció.
• Terepasztal – térkép – Scratch-háttér.
• Játék tervezése – szereplők, tulajdonságok, feladatok.
• Kódolás – blokknyelvek.

kompetenciák, követelmények: analitikus gondolkodás, logika

Ötödik állomás: 3D nyomtató segítségével robotra szerelhető tolókar  tervezése, nyomtatása

• Miért nem hitték el John Snow elméletét a kút fogantyújának eltávolítása után sem?
• Mire használható a 3D nyomtató?
• 3D tervezés és nyomtatás.
• Az additív gyártás lépései.
• A 3D nyomtató használata.

kompetenciák, követelmények: technológia alkalmazása, tervezés, térgeometria

Hatodik állomás: Robotok irányítása, mesterséges intelligencia

• Mi volt John Snow pontszórás-módszerrel készült térképének lényege?
• Egy fertőzött városban hogyan lehetne adatokat gyűjteni a megfertőződés veszélye nélkül?
• Hol és mire használják a robotokat?
• Mi a mesterséges intelligencia?
• Hol alkalmazzák az MI-t napjainkban?

kompetenciák, követelmények: technológia alkalmazása, programozás, kombinatorika

Az eseményről bővebben a következő linken: https://merlinhaz.hu/?p=1032