Projekti / Programi
Vpeljava sodobne interdisciplinarne vsebine v izobraževanje - tekoči kristali
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 5.01.03 |
Družboslovje |
Vzgoja in izobraževanje |
Specialna didaktika |
| Koda |
Veda |
Področje |
| S271 |
Družboslovje |
Specialna didaktika |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 5.03 |
Družbene vede |
Izobraževanje |
aktualne vsebine, tekoči kristali, modeli, demonstracijski poskusi, laboratorijski poskusi, učni modul, motivacija za naravoslovje, pedagoški eksperiment
Raziskovalci (16)
Organizacije (3)
Povzetek
Razviti svet se že dalj časa srečuje z upadom zanimanja za naravoslovne in tehnične študije. Razlogi za to se deloma skrivajo v vsebinah naravoslovnih predmetov, s katerimi se učenci srečujejo na predhodnih stopnjah izobraževanja. Med obravnavanimi tematikami skorajda ni najti aktualnih raziskovalnih tematik in obravnav pojavov in tehnologij iz vsakdanjega okolja. Učencem in dijakom se zato dozdeva, da so naravoslovne znanosti zastarele, delo na teh področjih pa dolgočasno. Ena od možnosti za povečanja motivacije za naravoslovje je vpeljava vsebin, ki so vpete v vsakdanje izkušnje in/ali so raziskovalno žive. Poleg tega mora biti z novo tematiko mogoče doseči obstoječe kurikularne cilje. Potrebne strokovne osnove morajo biti takšne, da jih že aktivni učitelji lahko osvojijo relativno hitro in z ne preveč napora. Tema mora biti takšna, da je razlaga pojavov mogoča na podlagi znanj, ki jih dijaki usvajajo v okviru aktualnega kurikuluma, in obratno, da ob obravnavi moderne tematike nekatera kurikularne cilje usvojijo.
Vse te zahteve izpolnjujejo tekoči kristali. So del našega vsakdana, saj na njihovih lastnostih temeljijo moderne tehnologije v prenosnih računalnikih, mobilnih telefonih in še marsikje. Tekoči kristali so področje, na katerem potekajo živahne znanstvene raziskave. Odpirajo se mnoge možnosti uporabe na področjih, ki jih danes komaj slutimo. Imajo zanimive optične lastnosti, ki omogočajo številne demonstracijske in laboratorijske eksperimente, razlage pa ne zahtevajo visokega nivoja predznanja. Zato je relativno enostavno mogoče izobraziti učitelje za posredovanje tematike učencem, učence pa s praktičnim delom za tekoče kristale navdušiti. Zanimanje vpliva na motivacijo in izbiro študijske usmeritve.
Namen projekta je vpeljava tematike »tekoči kristali« v poučevanje na vseh stopnjah in preko vpeljava povečati motivacijo učencev za naravoslovje in tehnologijo. V ta namen bomo razvili učne enote. Vsebovale bodo nabor motivacijskih, demonstracijskih in laboratorijskih eksperimentov ter razlage dogajanj in pojavov v teh snoveh, prilagojene za različne starostne skupine. Raziskali bomo vpliv posebej v ta namen pripravljenih modelnih pojavov (npr. mehanski model anizotropne snovi in anizotropijo tekočega kristala itd.) na razumevanje dogajanj v tekočih kristalih, ki ga bodo izkazali učenci. Raziskali bomo tudi vpliv poučevanja o tekočih kristalih na doseganje nekaterih kurikularnih ciljev, za katere so tekoči kristali še posebej primerni. Te tematike so še posebej: fazni prehodi in optične lastnosti snovi in submikroskopske prezentacije zgradbe snovi. V obdobju projekta bomo zasledovali motivacijo za naravoslovje z namenom ugotoviti, ali ta tematika nanjo vpliva.
Eden od pomembnejših rezultatov projekta bo monografska edicija, ki bo vsebovala teoretične osnove za poučevanje tekočih kristalov, namenjeno učitelju. Večino dela bo predstavljal preverjen nabor eksperimentov, ki bo omogočal ali demonstracijo ali praktično delo učencev in skozi to usvajanje določenih kurikularnih vsebin. Vsak eksperiment bodo sestavljali: navodila za izdelavo potrebnih pripomočkov, namenjeno predvsem učitelju, navodila za izvedbo poskusov v smislu aktivnega pouka in predlog spremljevalnih delovni listov, ki jih bo učitelj lahko prilagajal svojim potrebam. Delo bo zaključilo poljudno besedilo o zanimivostih in obetih iz tega raziskovalnega področja, ki ga bo učitelj lahko uporabil bodisi za splošno motivacijo, seminarske ali projektne naloge. Monografija bo omogočila učiteljem poučevati tekoče kristale v okviru izbirnih vsebin. Monografska edicija po zaključku projekta izdana tudi v angleški inačici, saj preliminarne informacije iz predstavitev na mednarodnih znanstvenih konferencah kažejo, da se s z uvajanjem te tematike v poučevanje nihče v svetu načrtno ne ukvarja, vlada pa za tovrstne možnosti veliko zanimanje tako za univerzitetni nivo poučevanja kot tudi za popularizacijo fizike in poučevanje na nižjih stopnjah izobraževanja.
Pomen za razvoj znanosti
Na področju raziskav v fizikalnem izobraževanju so izredno redke evalvacije novih učnih posegov, ki se ukvarjajo s prenosom novih znanj v poučevanje. Še posebej niso znani primeri poročil o celoviti vpeljavi prenosa rezultatov sodobnih znanstvenih raziskav v poučevanje. Običajno se raziskovalci na področju fizikalnega izobraževanja zgolj posvečajo novim prijemom, novim eksperimentom in podobnemu, s temeljitimi pedagoškimi raziskavami pa se posvečajo skoraj izključno raziskavam razumevanja in razvoja razumevanja »klasičnih« kurikularnih vsebin. V obstoječi literaturi ni najti poročil o vpeljavah novih vsebin, ki prenašajo sodobna znanstvena spoznanja v poučevanje, ki bi bile nato preizkušene in natančno evalvirane. Pričujoči projekt se je uspešno lotil tega še neraziskanega področja. Projekt je razvil prototip za vpeljavo novih vsebin, ki predstavljajo prenos aktualnih raziskav na področje poučevanja. Za primer tekočih kristalov, področja, ki je raziskovalno aktivno, rezultate aplikativnih raziskav pa uporabljamo vsak dan v tekočekristalnih prikazalnikih, je bil razvit celovit postopek vpeljave v poučevanje. Postopek zajema preverjanje predznanja, oblikovanje vsebin, materialov in pripomočkov za poučevanje, bil je preizkušen v razredu in evalviran.
Pomen za razvoj Slovenije
Danes se zavedamo upada interesa za naravoslovno-tehnične študije. Vpeljava aktualnih vsebin povezanih z izkušnjami iz vsakodnevnega življenja, pa tudi zavedanje učencev, da o vsebini ni znano že vse, temveč je področje še predmet tekočih raziskav, vodi do povečanega interesa za naravoslovje. Interes za naravoslovje vpliva na izbiro življenjske poti in usmerja na področje naravoslovja in tehnologije, kjer kadrov primanjkuje. Zgodnje poznavanje tekočih kristalov in kasnejše dobro razumevanje osnovnih konceptov povezanih z njimi, lahko vodi do učinkovitejšega razvoja aplikacij povezanih s tekočimi kristali. Nedavna poročila namreč kažejo velik preboj v aplikativni smeri, npr. odkritje tekoče-kristalnega 3D laserja, ki odpira popolnoma nova področja aplikacij. Ker se je to zgodilo pri nas, na Institutu Jožef Stefan, ni zanemariti možnosti, da bo v potrebi po razvijalcih aplikacij v prihodnosti potrebno razumevanje tekočih kristalov že ob zaključku univerzitetnega študija. Del projekta je namenjen predstavitvam teh vsebin tudi na univerzitetnem nivoju. Tudi sodelavci Zavoda za šolstvo so se obrnili na raziskovalce na področju izobraževanja z željo po vpeljavi novih aktualnih vsebin v pouk naravoslovnih predmetov. Rezultati tega projekta so zato neposredno uporabni v izobraževanju, saj je uporaba rezultatov raziskav v implementaciji enot že podprta tudi s strani uporabnikov. Poleg vpliva na poučevanje naravoslovja, se velja zavedati, da se z resno vpeljavo tekočih kristalov v poučevanje ne ukvarja nihče. Zato so bili odzivi strokovne tekoče kristalne skupnosti na predstavitev začetnega razvoja učnih enot in spremljajočih pripomočkov za eksperimente sprejeti z navdušenjem. Prvič so bile nekatere ideje predstavljene na Mednarodni konferenci o tekočih kristalih (ILCC) v Krakowu na Poljskem 2010 na posebni pedagoški sekciji. Organizator ni pričakoval pretiranega obiska, zato je bila dvorana, v kateri je bila sekcija organizirana premajhna. Sekcije se je udeležilo več kot 300 ljudi, kar je predstavljalo skoraj polovico udeležencev, čeprav so imeli raziskovalci na izbiro predavanja še v treh vzporedno potekajočih sekcijah. Zaradi uspeha te sekcije v Krakowu, so se tudi organizatorji Evropske tekoče kristalne konference (ECLC) v Mariboru, odločili organizirati pedagoško sekcijo. Delavnice s pripomočki, razvitimi za namene poučevanja, so potekale vse dni v času panelnih predstavitev in so bile izjemno obiskane. Prav tako so bila zelo dobro obiskana predavanja na pedagoški sekciji. V debati po predavanjih, se je izkazalo, da se številni raziskovalci s prenosom tekočih kristalov v poučevanje, največ na univerzitetnem nivoju ukvarjajo, a le »ljubiteljsko«, ne posvečajo pa temu področju resnih raziskovalni naporov, saj se posvečajo predvsem temeljnim raziskavam. Izpostavili so, da je ta razvoj potreben, celo nujen, da so pri njem pripravljeni tudi sodelovati, da pa jim v splošnem primanjkuje pedagoške ekspertize za tovrstno delo. V to vrzel se umeščajo rezultati tega projekta. Razvoj enot skupaj z rezultatom predstavljenim v angleščini (monografija v angleškem jeziku) predstavlja rezultat projekta, ki ga mednarodna skupnost želi in pričakuje. V projektni skupini so se združili eksperti iz področja temeljnih raziskav o tekočih kristalih, raziskovalci pa so bili hkrati tudi eksperti na pedagoškem področju in raziskavah v izobraževanju fizike in kemije. Rezultati projekta so bili zato prepoznani tako v pedagoški publiki kot med raziskovalci v osnovnih raziskavah in so zagotovo povečali prepoznavnost naše države v doseganju rezultatov na tem področju. Projektna skupina, sodeč po odzivih, predstavlja vodilno skupino, ki se s prenosom tekočih kristalov v poučevanja ukvarja tudi znanstveno korektno – torej z načrtovanjem učnih posegov in njih evalvacijo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
