SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Nowe zadania PPP
Materiał przygotowują pracownicy Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE oraz eksperci zewnętrzni
Prezentowane w tym odcinku zadania pochodzą z testów przygotowanych przez Pracownię Przedmio-tów Przyrodniczych IBE dla III i IV etapu edukacyjnego (poziom podstawowy). Odtajnione zadania skonstruo-wano na potrzeby badania „Laboratorium Myślenia. Diagnoza nauczania przedmiotów przyrodniczych w Polsce” i nigdy wcześniej nie były publikowane. Wy-brane do tej publikacji narzędzia diagnostyczne mają silny kontekst praktyczny i poruszają realne proble-my, z którymi uczniowie mogą się zetknąć w życiu codziennym. Ich celem jest pomiar umiejętności opi-sanych w podstawie programowej przedmiotów przy-rodniczych takich, jak: rozpoznawanie organizmów modyfikowanych genetycznie (GMO), wnioskowanie na podstawie analizy tekstu oraz rozumienie związku właściwości substancji (np. guarany) z ich zastosowa-niem praktycznym, a także budowanie i analizowanie prostych obwodów elektrycznych.
Inne narzędzia diagnostyczne, wraz z komentarzem pracowników PPP, można znaleźć na stronie Bazy Na-rzędzi Dydaktycznych IBE: bnd.ibe.edu.pl
Więcej o badaniu Laboratorium Myślenia na stro-nie: eduentuzjasci.pl/pl/badania.html?id=409
Zadania powstały w ramach realizowanego przez Instytut Badań Edukacyjnych projektu Badanie jakości i efektywności edukacji
oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego, współfinansowanego
ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego.
Biologia – GMO, czyli co?
Zadanie
Zaznacz, które organizmy są organizmami zmody-fikowanymi genetycznie (GMO).
Stwierdzenia Czy to GMO?
1. Krowa, którą karmiono paszą otrzymaną
ze zmodyfikowanej genetycznie soi. Tak / Nie 2.
Bakterie, które miały styczność z anty-biotykiem i z czasem uzyskały na niego
oporność. Tak / Nie
3. Kurczaki hodowane z wykorzystaniem hormonów i antybiotyków. Tak / Nie
Komentarz
Zadanie sprawdza podstawową umiejętność od-różniania organizmów modyfikowanych genetycznie – GMO od organizmów „nie GMO”. Znajomość istoty powstawania GMO jest szczególnie istotna w obecnych czasach, kiedy toczą się ciągłe spory związane z tzw. żywnością GMO.
Istotna część uczniów, którzy rozwiązywali to zada-nie, nie do końca potrafiła odróżnić, co jest, a co nie jest GMO. W zadaniu podano przykłady trzech organizmów wraz z informacjami o sposobie ich karmienia, hodowli czy – jak w przypadku bakterii – uzyskaniu przez nie
oporności na antybiotyki. W żadnym z tych przypad-ków nie jest uprawnione określenie danego organizmu jako GMO. Krowa, czy jakiekolwiek inne zwierzę, nie może stać się GMO wskutek spożywania innego orga-nizmu, zmodyfikowanego genetycznie. Człowiek spo-żywający różnorodny pokarm musiałby mieć w swoim genomie geny marchwi, ryby, czy innego zjedzonego organizmu. DNA, czy to z GMO, czy z jakiejkolwiek komórki, zostaje strawione w przewodzie pokarmo-wym zjadającego je organizmu i nie wnika w jego ma-teriał genetyczny. Jednakże, 27% uczniów określiło krowę karmioną paszą otrzymaną ze zmodyfikowanej soi jako organizm zmodyfikowany genetycznie. Prawie połowa uczniów uznała z kolei, że GMO są bakterie, które po kontakcie z antybiotykiem uzyskały na niego oporność. Wynika z tego, że uczniowie ci mylą mutacje i dobór naturalny z genetycznym modyfikowaniem or-ganizmów. Najbardziej jednak zadziwiający jest fakt, iż ponad 80% uczniów uznało za GMO kurczaki hodo-wane „na antybiotykach i hormonach”. O ile w pierw-szym i drugim przypadku uczeń mógł zasugerować się informacjami dodatkowymi (krowa i pasza GMO, bakterie, w których DNA pojawiają się geny oporności na antybiotyki), to w przypadku kurczaków taki wybór odpowiedzi nie ma uzasadnienia. Nie można wyklu-czyć, iż uczniowie zaznaczyli jedną z odpowiedzi TAK z prostej przyczyny – nie są przyzwyczajeni do takiego zestawu odpowiedzi (trzy razy NIE, lub trzy razy TAK) i dlatego udzielali błędnych odpowiedzi. Warto zatem przyzwyczajać uczniów również do takich wariantów odpowiedzi.
Wyniki uzyskane przez uczniów w tym zadaniu wskazują, iż znaczna ich część nie do końca rozumie istotę GMO. Należy więc szczególny nacisk położyć na omawianie tego zagadnienia na konkretnych przy-kładach, nie tylko tych opisanych w podręcznikach. To pozwoli na racjonalną ocenę zagrożeń i korzyści
wyni-Autorzy:
BIOLOGIA – komentarz: Adam Pukocz, pomysł na zadanie: Paweł Jedynak
CHEMIA – komentarz i pomysł na zadanie: Małgorzata Musialik FIZYKA – komentarz: Joanna Borgensztajn, pomysł na zadanie: Krzysztof Horodecki
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
kających ze stosowania inżynierii genetycznej w two-rzeniu organizmów GMO.
Zadanie diagnozuje poziom umiejętności opisanych następującymi wymaganiami ogólnymi i szczegółowy-mi podstawy programowej biologii dla IV etapu edu-kacyjnego:
Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozumowanie i argumentacja. Uczeń interpretu-je informacinterpretu-je i wyjaśnia zależności przyczyno-wo-skutkowe między faktami, formułuje wnio-ski, ocenia i wyraża opinie na temat omawianych zagadnień współczesnej biologii, zagadnień eko-logicznych i środowiskowych.
Treści nauczania – wymaganie szczegółowe
1.2. Uczeń wyjaśnia, czym zajmuje się inżynieria genetyczna, oraz podaje przykłady jej zastoso-wania; wyjaśnia, co to jest „organizm genetycz-nie zmodyfikowany (GMO)” i „produkt GMO”.
Chemia – Senny? Zmęczony?
Może zamiast kawy guarana?
Zadanie
Owoce guarany są od dawna wykorzystywane w Amery-ce Południowej w Amery-celu podniesienia sprawności fizycznej i psychicznej w stanach wzmożonego wysiłku, poprawienia koncentracji uwagi i zapamiętywania. Guarana zawdzięcza swoje właściwości pobudzające najwyższej wśród roślin zawartości kofeiny (tzw. guaraniny). Jej owoce zawierają cztery razy więcej kofeiny niż ziarna kawy, jednak guaranina wchłania się wolniej z przewodu pokarmowego.
Źródło tekstu: http://pl.wikipedia.org/wiki/Paulinia_guarana
Które ze stwierdzeń dotyczące właściwości guarany wymienione w tabeli są fałszywe, a które prawdziwe?
Lp. Stwierdzenie Prawda czy fałsz?
1.
Działanie guarany na organizm ludzki jest podobne do działania kawy, ponieważ zawiera taką samą substancję aktywną – ko-feinę.
Prawda / Fałsz
2. Stosowanie guarany jest
bez-pieczniejsze niż kawy. Prawda / Fałsz 3.
Przyjmowanie guarany w dużych dawkach nie ma wpływu na funk-cjonowanie organizmu.
Prawda / Fałsz
Komentarz
Prezentowane zadanie zostało opracowane w celu zbadania umiejętności wymaganych przez podstawę programową chemii w zakresie podstawowym szkoły ponadgimnazjalnej. Na tym etapie edukacyjnym od uczniów wymaga się takich umiejętności jak
wniosko-wanie na podstawie analizy tekstu oraz rozumienie związku właściwości substancji z ich zastosowaniem praktycznym. Uczeń powinien posługiwać się zdobytą wiedzą chemiczną w kontekście dbałości o własne zdro-wie, zwłaszcza w odniesieniu do składników popular-nych napojów i leków.
Guarana jest popularną substancją pobudzającą, która wchodzi w skład wielu preparatów i produktów spożywczych takich, jak: suplementy diety, leki, napo-je energetyczne i izotoniczne, naponapo-je w tabletkach mu-sujących, a także herbaty. Producenci tych produktów zachwalają guaranę, jako roślinę słynącą „z wysokiej zawartości naturalnej kofeiny, 4 razy wyższej niż w na-turalnej kawie”, ale „znacznie mniej szkodliwą” czy wręcz „całkowicie bezpieczną” [1]. Podkreślany jest też fakt, że efekt zażycia guarany utrzymuje się do 6 godzin, podczas gdy kawa przestaje działać po ok. 4 godzinach. Chociaż zażywanie guarany zastępuje wypijanie kilku filiżanek kawy dziennie i jest polecane w stanach zwięk-szonego wysiłku fizycznego i umysłowego [2], to należy pamiętać o tym, że guarana przyjmowana w zbyt du-żych dawkach może wykazywać skutki uboczne tak samo jak kofeina zawarta w kawie. Do znanych skut-ków przedawkowania guarany należą: reakcje alergicz-ne, zgaga, rozstrój żołądka, zaparcia lub biegunki, ner-wowość i lęk, bezsenność, zaburzenia rytmu serca oraz bóle głowy. Nie powinny jej stosować osoby z nadciśnie-niem, chorobami serca, cukrzycą, kobiety w ciąży oraz w okresie karmienia piersią. Na ulotkach suplementów zawierających tę substancję można przeczytać, że „Nie należy przekraczać zalecanej do spożycia porcji w ciągu dnia.”
Tego typu zadaniem „prowokujemy ucznia do re-fleksji nad tym, że to, co spożywa i pije, ma istotny wpływ na jego organizm”, „wskazujemy na te właści-wości substancji, które mogą wpływać na organizm ludzki” i „uświadamiamy prawdę stwierdzoną przez
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Paracelsusa (1525 r.), że ’Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną, tylko dawka decyduje, że jakaś substancja nie jest trucizną’” [3].
Zadanie zostało przetestowane na grupie 213 ucz-niów z pierwszych klas szkół ponadgimnazjalnych. Prawdopodobieństwo losowego udzielenia odpowie-dzi poprawnej na poszczególne pytania wynosiło 50%, a prawdopodobieństwo rozwiązania całego zadania 12,5%. Aby odpowiedzieć poprawnie na pytanie za-warte w wierszu 1 uczniowie: i) powinni wiedzieć, że za określone działanie każdego leku, suplementu diety czy też środka spożywczego odpowiedzialna jest substancja aktywna (substancja czynna) w nim zawarta; ii) zrozu-mieć, że guaranina to ta sama substancja co kofeina; iii) wyciągnąć wniosek, że preparaty z taką samą substancją aktywną będą działały na organizm w podobny sposób. Pytanie to okazało się najłatwiejsze w całym zadaniu – poprawną odpowiedź wybrało 73,7% badanych ucz-niów.
W wierszu 2 uczniowie mieli za zadanie ocenić czy stosowanie guaraniny jest bezpieczniejsze niż kofeiny zawartej w kawie. Na podstawie informacji o cztero-krotnie wyższej zawartości kofeiny w guaranie, ucz-niowie mogli wywnioskować, że ze względu na wyższe stężenie kofeiny guarana ma silniejsze działanie niż kawa. Mogli także założyć, że kawa i guarana są rów-nie bezpieczne/rów-niebezpieczne ze względu na identyczną substancję aktywną (podobne działanie, a więc podob-ne skutki uboczpodob-ne). Odsetek uczniów, którzy odpowie-dzieli poprawnie na to pytanie wyniósł 51,6%. Ucznio-wie, którzy wybrali błędną odpowiedź (35,7%) albo nie znali związku pomiędzy ilością zażywanej substancji a możliwością jej przedawkowania, albo uznali, że wol-niejsze wchłanianie guarany z przewodu pokarmowego wystarczy, by uznać ją za bezpieczniejszą. Uczniowie mogli się także kierować wiedzą potoczną o guaranie, utrwalaną przez reklamy suplementów diety i napojów
energetycznych, w których guarana przedstawiana jest jako „bezpieczny zamiennik” cieszącej się „złą sławą” kawy.
W przypadku wiersza 3, uczniowie mieli odpowie-dzieć na pytanie, czy przyjmowanie guarany w dużych dawkach nie ma wpływu na funkcjonowanie organi-zmu. Chociaż wstęp do zadania zawiera opis wpływu guarany na sprawność psychofizyczną organizmu ludz-kiego, a uczniowie powinni wiedzieć, że przyjmowanie jej w dużych dawkach powinno pogłębiać to oddziały-wanie, to tylko 67,1% uczniów odpowiedziało popraw-nie na to pytapopraw-nie. Można przypuszczać, że uczniowie, którzy wybrali błędną odpowiedź (20,2%) uważali, iż środki pochodzenia naturalnego nie mogą szkodzić, bez względu na ilość spożytej substancji. Jednak w wier-szu 3 nie pytano o to czy guarana jest szkodliwa, tylko o to czy przyjmowana w dużych dawkach ma jakikol-wiek wpływ na organizm. Nie można też wykluczyć, że część uczniów po prostu nie zauważyła zaprzeczenia w tym pytaniu („nie ma wpływu”). Wyniki wcześniej-szych badań wykazały, że uczniowie często nie widzą „nie” w pytaniu i nawet podkreślenie tego słowa nie poprawia znacząco wyników testu (patrz: „Nitro, czyli gaz do dechy”, Zadanie 2, http://www.bnd.ibe.edu.pl/ tool-page/305).
Odsetek uczniów, którzy w ogóle nie odpowiedzieli na pytania, w przypadku każdego wiersza wynosił po-nad 12%. W sumie całe zadanie poprawnie rozwiązało 38,0% uczniów biorących udział w badaniu. Taki wynik może trochę niepokoić – nie wszyscy uczniowie zdają sobie sprawę z tego, że każdy preparat, nawet zioło-wy, można przedawkować. Część z nich słabo kojarzy związek przyjmowanej dawki substancji chemicznej z jej działaniem na organizm, co może utrudniać zro-zumienie mechanizmu działania leków. Przypuszczal-nie, kombinacja wiadomości pochodzących z reklam środków energetycznych i innych preparatów
pobu-dzających oraz stron internetowych poświęconych substancjom pobudzającym wytworzyła u niektórych uczniów fałszywy obraz guarany jako środka całkowi-cie bezpiecznego, który można przyjmować nawet w ol-brzymich dawkach, bez szkody dla organizmu. Tego typu błędne przekonanie (ang. misconception) może utrudniać uczniom zrozumienie, od czego zależą lecz-nicze i toksyczne właściwości substancji, a także prowa-dzić do niewłaściwego przyjmowania leków i środków pobudzających. Niezależnie od tego, czy uczniowie re-alizowali już ten temat na lekcji, czy też ich wiedza po-chodziła z własnych doświadczeń, nauczyciele powinni zwracać uwagę na istnienie takich przekonań wśród uczniów i starać się je eliminować, realizując tematy do-tyczące chemii leków i środków spożywczych na IV eta-pie kształcenia.
Zadanie diagnozuje poziom umiejętności opisanych następującymi wymaganiami ogólnymi i szczegółowy-mi podstawy programowej chei szczegółowy-mii dla IV etapu eduka-cyjnego:
Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie, przetwarzanie i tworzenie in-formacji. Uczeń korzysta z chemicznych tekstów źródłowych, pozyskuje, analizuje, ocenia i prze-twarza informacje pochodzące z różnych źródeł, ze szczególnym uwzględnieniem mediów i Inter-netu.
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń zdobywa wie-dzę chemiczną w sposób badawczy – obserwu-je, sprawdza, weryfikuobserwu-je, wnioskuje i uogólnia; wykazuje związek składu chemicznego, budowy i właściwości substancji z ich zastosowaniami; posługuje się zdobytą wiedzą chemiczną w życiu codziennym w kontekście dbałości o własne zdrowie i ochrony środowiska naturalnego.
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Komentarz
W świecie, w którym zewsząd otaczają nas urzą-dzenia elektryczne, uczniowie nie powinni mieć prob-lemów z wyjaśnieniem zasady działania przynajmniej najprostszych z nich. Tymczasem okazuje się, że za-gadnienia dotyczące elektryczności postrzegane są przez uczniów jako bardzo skomplikowane i nie ma-jące związku z życiem codziennym. Prezentowane tu-taj zadanie pokazuje, że młodzież ma spore trudności z zastosowaniem wiedzy szkolnej w praktyce. W przy-kładzie opisanym w zadaniuużyta została żarówka na napięcie 4,5 V, zasilana przez trzy identyczne ogniwa, z których każde wytwarza napięcie 1,5 V. Przy prawid-łowym podłączeniu ogniw (w tym przypadku – szere-gowo) napięcia sumują się i pomiędzy końcami prze-wodów podłączonych do żarówki dostajemy napięcie wymagane do jej optymalnej pracy.
Przedstawiony w zadaniu problem wydaje się banal-ny – należy ocenić, dlaczego w opisanej sytuacji latarka świeci bardzo słabo. Sprowadza się to do znalezienia odpowiedzi na pytanie, dlaczego warunki do optymal-nej pracy żarówki nie zostały spełnione. Potrzebna jest do tego jedynie umiejętność budowania i analizowania prostych obwodów elektrycznych. Wystarczy dokład-nie obejrzeć rysunek, aby stwierdzić, że Tomek włożył odwrotnie środkowe ogniwo do latarki (odpowiedź A.). Przydaje się też odrobina spostrzegawczości – na rysunku widać, że biegun dodatni środkowego ogniwa styka się ze sprężynką, która powinna być podłączona do jego bieguna ujemnego. Dzięki temu rysunek wier-nie odwzorowuje sytuację, z jaką możemy się spotkać na co dzień w trakcie podłączania baterii do dowolnego urządzenia. Bardzo łatwo pomylić przez nieuwagę bie-guny i stanąć wobec problemu: dlaczego urządzenie nie działa?
Fizyka – dlaczego latarka nie świeci?
Zadanie
Tomek włożył trzy ogniwa do latarki. Latarka świe-ciła jednak bardzo słabo. Tomek wyjął ogniwa i żarów-kę z latarki, a następnie połączył żarówi żarów-kę przewodami kolejno z każdym ogniwem. Za każdym razem żarówka świeciła tak samo słabo, jak w przypadku zasilania trze-ma ogniwami w latarce. Sposób połączenia przez Tom-ka ogniw w latarce poTom-kazano na rysunku.
Przyczyną słabego świecenia żarówki w latarce było: A. odwrotne włożenie do pojemnika środkowego
ogniwa
B. użycie prawie całkowicie wyczerpanych ogniw C. odwrotne podłączenie przewodów do żarówki D. użycie żarówki o napięciu 4,5 V do ogniw
o na-pięciu 1,5 V Treści nauczania – wymagania szczegółowe:
3. Chemia wspomaga nasze zdrowie. Chemia w kuchni.
3.1. Uczeń tłumaczy, na czym mogą polegać i od czego zależeć lecznicze i toksyczne właściwości substancji chemicznych (dawka, rozpuszczal-ność w wodzie, rozdrobnienie, sposób przenika-nia do organizmu) (…).
3.2. Uczeń wyszukuje informacje na temat działania składników popularnych leków (…).
3.3. Uczeń wyszukuje informacje na temat składni-ków napojów dnia codziennego (kawa, herbata, (…) napoje typu cola) w aspekcie ich działania na organizm ludzki.
[1] http://osuplementach.pl/guarana
[2] http://www.doz.pl/leki/p1780-Guarana_Walmark
[3] Ministerstwo Edukacji Narodowej: Podstawa programowa z ko-mentarzami, T.5. Edukacja przyrodnicza w szkole podstawowej, gimnazjum i liceum; przyroda, geografia, biologia, chemia, fizy-ka, MEN, 2009. www.men.gov.pl/images/stories/pdf/Reforma/ men_tom_5.pdf
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Ponieważ zadanie ma bardzo mocny kontekst prak-tyczny, wydawałoby się, że wybranie prawidłowej odpo-wiedzi spośród czterech proponowanych rozwiązań nie powinno przysporzyć uczniom większych trudności. Zadanie badano w dwóch cyklach Laboratorium Myśle-nia i w obu przypadkach uzyskano podobne rezultaty. W pierwszym cyklu badania prawidłowo rozwiązało je 46% badanych osób, a w drugim 48%. Ponadto, zacho-dzi wyraźna korelacja pomiędzy wynikiem uzyskanym przez ucznia w całym teście, a prawdopodobieństwem udzielenia przez niego poprawnej odpowiedzi. Popraw-ną odpowiedź najczęściej wybierali uczniowie, uzysku-jący najwyższe wyniki z całości.
Uczniowie uzyskujący najniższe wyniki w teście wyraźnie preferowali jako wyjaśnienie zjawiska odpo-wiedź B lub C. Jeśli chodzi o odpoodpo-wiedź B, to była ona sprzeczna z podaną wyraźnie informacją, iż żarówka świeciła przy pojedynczym podłączeniu każdego z og-niw. Z treści zadania wynikało, że żarówka świeciła jed-nakowo słabo – zarówno gdy Tomek zasilał ją z jednego ogniwa, jak i z trzech, połączonych jak na rysunku. Ta informacja pełniła rolę ważnej wskazówki: skoro ogni-wa były identyczne, to jedno z nich musiało być odwrot-nie podłączone i w efekcie wypadkowe napięcie wynosi-ło tyle samo, co napięcie wytwarzane przez pojedyncze ogniwo.
Uczniowie, którzy wybrali odpowiedź C. nie wzię-li pod uwagę faktu, że przyczyną świecenia żarówki jest nagrzewanie się włókna wolframowego na skutek przepływu prądu. Wobec tego nie ma znaczenia biegu-nowość podłączonej do wolframowego żarnika baterii. Niezależnie od tego jak podłączymy żarówkę, będzie ona świecić dokładnie tak samo. Zmieni się jedynie kie-runek przepływu elektronów przez włókno wolframo-we, co w najmniejszym stopniu nie wpływa na inten-sywność świecenia żarówki.
Warto tu zauważyć, że coraz częściej stosowane la-tarki wyposażone w diodę LED nie mają takiej cechy – kierunek przepływu prądu jest w nich istotny.
Ciekawe wyniki uzyskano dla odpowiedzi D, która okazała się drugą pod względem popularności wśród uczniów biorących udział w badaniu (21% w pierwszym i 19% w drugim cyklu). W tym przypadku, korelacja pomiędzy wynikiem ucznia w całym teście, a prawdo-podobieństwem wybrania przez niego tej konkretnej odpowiedzi była bardzo słaba. Być może odpowiedź ta była losowo wybierana przez osoby, które nie potrafiły zdecydować się na inne opcje. Możliwe jest też, że za-równo wśród uczniów osiągających lepsze wyniki, jak i tych słabszych, istnieje dosyć podobny odsetek osób, które nie znają podstawowych reguł łączenia źródeł na-pięcia (co zresztą nie jest wprost zapisane w podstawie programowej, choć trudno nie uznać tego typu latarki za “prosty obwód elektryczny”).
Prezentowane zadanie zgodne jest z następującymi wymaganiami zawartymi w podstawie programowej dla III etapu edukacyjnego:
Cele kształcenia – wymagania ogólne:
I. Wykorzystanie wielkości fizycznych do opisu po-znanych zjawisk lub rozwiązanie prostych zadań obliczeniowych.
Treści nauczania – wymagania szczegółowe: 4.12. Uczeń buduje proste obwody elektryczne
i rysu-je ich schematy.
Sprawdź inne zadania z komentarzami
Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE
w Bazie Narzędzi Dydaktycznych
SZK
OŁA
NA
UK
A
KR
Ó
TK
O
Chemia jest dyscypliną podstawową. Innych nauk przyrodniczych (zarówno teoretycznych, jak i stosowa-nych, np. biologii czy medycyny) nie można dobrze zro-zumieć bez znajomości prawideł rządzących procesami chemicznymi.
Jednak nauczanie chemii w wielu krajach, również w Polsce napotyka na liczne problemy, w szczególno-ści na brak zainteresowania i motywacji ze strony ucz-niów i studentów. Uczniowie, studenci i absolwenci szkół wyższych uważają często, że chemia jest nudna i trudna. Większość uczniów nie planuje swojej kariery zawodowej w tej dziedzinie. Ich kontakt z chemią jest spowodowany jedynie wymogami programowymi obo-wiązującymi w szkole lub na wyższej uczelni, a ich brak motywacji jest dużą barierą dla przyswajania wiedzy i rozwijania umiejętności chemicznych. Jednak chemia jest rzeczywiście nauką trudną ponieważ:
• posługuje się własnym, specyficznym językiem, na
który składają się symbole pierwiastków, wzory
Czy chemia da się lubić?
Zapowiedź
Enzo Arevalo, Urszula Poziomek
mgr Urszula Poziomek: specjalista ds. badań i analiz
Pracowni Przedmiotów Przyrodniczych IBE, nauczycielka dyplomowana biologii w LXXV LO im. Jana III Sobieskiego w Warszawie; współautorka podręczników szkolnych do nauki biologii na III i IV etapie edukacyjnym, współautorka raportu Eurydice Science Education in Europe, 2011.
związków i symbole stosowane w zapisach reakcji chemicznych;
• zawiera ogromną liczbę abstrakcyjnych i czysto
teoretycznych pojęć, których opanowanie wymaga dużo czasu, wysiłku i poświęcenia ze strony ucz-niów i studentów;
• traktuje o procesach i strukturach, które są
niedo-stępne ludzkim zmysłom, nie można ich zobaczyć czy usłyszeć, można jedynie obserwować ich rezul-taty ich zachodzenia i przemian;
• jest na tyle abstrakcyjna, że nie widać
bezpośred-nio jej powiązania z otaczającą człowieka rzeczy-wistością, a przez to dla wielu pragmatycznych osób jest nauką nieprzydatną a nawet bezwartoś-ciową.
Rozbieżność między wysokimi wymaganiami, jakie stawia nauka chemii, a brakiem motywacji i zaintereso-wania ze strony uczniów i studentów skutkuje niezado-walającymi wynikami po stronie studentów i frustracją po stronie nauczycieli.
Nie da się zaprzeczyć, że chemia nie jest niezbędna, aby żyć szczęśliwie i produktywnie, ale warto uświado-mić sobie, że dzięki niej można żyć szczęśliwiej i pełniej.
Z doświadczeń edukacyjnych wiadomo, że wiele razy uczniowie czy studenci są zaskoczeni i zafascyno-wani chemią na zajęciach, na których wreszcie rozu-mieją tematy, które wydawały im się naprawdę trudne. Objawieniem staje się dla nich prostota zagadnień, któ-re nagle stają się sensowne i zrozumiałe. Rozważanie, dlaczego jedzenie smakuje ostro, czym są tłuszcze na-sycone czy nienana-sycone i dlaczego pierwsze są zdrowe, a drugie niezdrowe, dlaczego jedne cząsteczki są cis a drugie trans i co to zmienia w ich właściwościach, albo w jaki sposób hel sprawia, że głos człowieka staje się piskliwy, może sprawić, że chemia stanie się po prostu ciekawa. Często to sami nauczyciele chemii (i szkolni, i akademiccy) nie pamiętają, że przy pierwszym
kon-takcie z chemią zostali zauroczeni nie zaawansowaną teorią lub spektroskopią, ale drobnymi rzeczami, taki-mi jak efekty reakcji chetaki-micznych w postaci pojawienia się niezwykłych barw, kontrolowanych „wybuchów” czy „nietypowych” zapachów. Istnieje wiele małych i dużych tajemnic wokół nas, które mogą być odkryte tylko wtedy, gdy skorzystamy z wiedzy i umiejętności chemicznych.
Może zatem warto zamiast autorytarnie i bez polotu uczyć chemii jedynie jako zbioru wzorów, zasad i rów-nań nie zawsze czytelnie zapisanych na tablicy przypo-mnieć sobie, co zachęciło nas do stania się chemikiem/ chemiczką i zastosować tę samą zachętę wobec uczniów czy studentów?
W polskich szkołach wyższych zajęcia z chemii (i nie tylko) zwykle prowadzone są przez osoby, których głównym celem i zadaniem nie jest edukacja, lecz praca badawcza. Mają oni zatem tendencję do przedstawiania zagadnień bez odnoszenia się i wyjaśniania ich pod-staw. Lubią też wysoki poziom abstrakcji i najbardziej złożone aspekty chemii, do których przywykli w pra-cy naukowej. Czasami zapominają przy tym, że wiele problemów chemicznych można wyjaśnić prosto, bez zbędnych analiz i rozważań. Dość często pomijają też przykłady, dzięki którym uczniowie czy studenci mogą zrozumieć zagadnienie, a skupiają się na czystej teorii, wzorach i równaniach, co pogłębia zniechęcenie od-biorców ich zajęć do nauki chemii.
Podsumowując, istnieje w Polsce i na świecie prob-lem z uczeniem się i tworzeniem warunków do nauki chemii, zarówno na poziomie szkolnym jak i akade-mickim. Mając to na uwadze i doceniając wagę tego problemu Pracownia Przedmiotów Przyrodniczych IBE rozpoczyna w EBiŚ cykl publikacji, które – w oparciu o literaturę badawczą polską i światową – szerzej i głę-biej zdiagnozują ten problem i wskażą możliwe drogi i sposoby jego rozwiązywania.
dr Enzo Arevalo: specjalista ds. badań i analiz Pracowni
Przedmiotów Przyrodniczych IBE, neurochemik/chemik organik (UW, PAN), współautor i rezencet podręczników uniwersyteckich do nauki chemii
Dlaczego uczniowie i
studenci nie mają motywacji do ucze
nia się chemii? Dlaczego chemia jes
t trudna? Co może motywowa
ć a co zniechęcać uczniów i studentów d
