Najważniejsze wiadomości - Nauczanie fizyki w oparciu o zajęcia praktyczne
Nowy zestaw edukacyjny, stworzony przez naukowców zajmujących się fotoniką, nauczycieli oraz specjalistów ds. pedagogiki, pochodzących z 11 krajów UE, umożliwia przeprowadzanie ciekawych i wciągających eksperymentów w salach lekcyjnych. Zestaw ten jest obecnie dostarczany za darmo do europejskich szkół. Twórcy zestawu Photonics Explorer mają nadzieję, że przed rokiem 2015 będzie on używany przez 2,5 miliona europejskich licealistów, podczas przeprowadzania eksperymentów z dziedziny fotoniki, będącej kluczową gałęzią współczesnej fizyki i techniki. Autorzy zestawu mają także nadzieję, że rozwiązanie Photonics Explorer zwiększy zainteresowanie uczniów fizyką i naukami ścisłymi. Docelowo oczekuje się, że Photonics Explorer pozwoli zachęcić uczniów do rozwijania kariery w naukach ścisłych, co pomoże Europie stawić czoła niedoborowi pracowników w branży nowych technologii. "Fotonika to nauka o świetle oraz technologiach z nim związanych. Obecnie fotonika stanowi fundament praktycznie każdego rozwiązania technologicznego, zarówno w łączności, jak i opiece zdrowotnej, a także odgrywa kluczową rolę w rozwiązaniach używanych na co dzień przez uczniów, takich jak Internet, telefony komórkowe itd.", tłumaczy Hugo Thienpont, pracownik Uniwersytetu Vrije w Brukseli, posiadający ponad dwudziestoletnie doświadczenie w tej dziedzinie wiedzy. "Co więcej, fotonika jest bardzo atrakcyjna wizualnie, a eksperymenty bazujące na promieniach świetlnych ciekawią uczniów, pobudzają ich wyobraźnię oraz zwiększając stopień ich zainteresowania". Prof. Thienpont nadzorował proces opracowywania zestawu Photonics Explorer, a także towarzyszących mu materiałów edukacyjnych, przeznaczonych dla nauczycieli, będąc jednocześnie koordynatorem inicjatywy "Photonics Explorer: opracowywanie zestawu służącego do nauczania fotoniki w europejskich szkołach średnich" ('Photonics Explorer: developing a photonics educational kit for Europe's secondary schools' - Expekt), wspartej przez Komisję Europejską kwotą 550\;000 euro. Dzięki wsparciu ze strony władz państw członkowskich UE oraz przedstawicieli przemysłu, uczestnicy projektu Expekt stworzyli organizację non-profit o nazwie "EYESTvzw", która będzie odpowiedzialna za dystrybucję zestawu edukacyjnego. Długoterminowy wpływ powyższego podejścia na nauczanie fizyki w Europie może być znaczący, powodując upowszechnienie się nauczania opartego na eksperymentach, które jest bardziej wydajne i interesujące, niż stosowane obecnie podejścia teoretyczne. "Niewielkie zainteresowanie nauką i technologią jest ściśle związane z jakością nauczania przedmiotów ścisłych, której poziom często zniechęca uczniów do wiązania swej przyszłości zawodowej z naukami ścisłymi, a zwłaszcza z fizyką. W czasie lekcji uczniowie rzadko mają do czynienia z prawdziwie naukowymi metodami i eksperymentami, pomimo tego, że eksperymenty stanowią integralną część pracy naukowej. Teoretyczne podejście do omawianych zagadnień, a także stosunkowo przestarzały sprzęt i podręczniki, często przyczyniają się do budowania negatywnego wizerunku fizyki, którą uczniowie postrzegają jako nudny i nietrakcyjny przedmiot, a w konsekwencji zaprzestają uczenia się go tak szybko, jak to tylko możliwe", zauważa prof. Thienpont. Jednocześnie dowiedziono, że metody nauczania bazujące na eksperymentach znacząco podnoszą stopień zainteresowania i motywację uczniów, jednak metody te nie są powszechnie stosowane ze względu na wymagania czasowe i programowe. W związku z powyższym uczestnicy projektu Expekt pragnęli opracować prostą, łatwą i skuteczną metodę zastosowania podejścia opartego na eksperymentach w salach lekcyjnych. W ramach ścisłej współpracy z pedagogami uczestnicy inicjatywy Expekt stworzyli zestaw Photonics Explorer, a także szkolili nauczycieli w zakresie jego użytkowania. Co bardziej istotne, członkowie zespołu projektowego sprawili, że powyższe rozwiązanie może być łatwo integrowane ze zróżnicowanymi programami i sposobami nauczania, stosowanymi na obszarze Europy, bez konieczności inwestowania dużej ilości czasu i energii ze strony nauczycieli i uczniów. Lepsze kształcenie w szkołach dzięki laserom Każdy zestaw edukacyjny zawiera szereg uniwersalnych komponentów służących do przeprowadzania eksperymentów, takich jak lasery, diody elektroluminescencyjne, oraz lustra, umożliwiające prowadzenie w typowych klasach, obejmujących około 30 uczniów, praktycznych zajęć grupowych (w parach lub w trójkach). Zestaw zaprojektowano pod kątem uczniów w wieku 12-14 oraz 16-18 lat. Umożliwia on kształcenie w dziedzinie podstaw fotoniki i optyki, poprzez badanie tak zróżnicowanych zjawisk, jak dyfrakcja, efekty kolorystyczne oraz interferencja, które ujęte są w programach nauczania fizyki obowiązujących we wszystkich krajach Europy. Uczniowie mogą na przykład przesyłać krótkie komunikaty używając diod LED oraz światłowodów, obliczać długość fali świetlnej emitowanej przez energooszczędną żarówkę, dzięki zbudowaniu własnego spektrometru, a także stworzyć własny "polarymetr", w celu zbadania stężenia cukru w cieczy, w oparciu o zjawisko polaryzacji. "Nie chodzi jedynie o poszczególne elementy zestawu", podkreśla prof. Thienpont. "Pakiet Photonics Explorer oferuje nauczycielom ramy dydaktyczne, będące efektem nieodpłatnej pracy 35 pedagogów oraz specjalistów z zakresu nauczania przedmiotów ścisłych. Photonics Explorer udostępniany jest nauczycielom całkowicie za darmo, jednak wyłącznie wraz z towarzyszącym mu programem szkoleniowym. Ramy dydaktyczne mają modularną strukturę, dzięki czemu są elastyczne i mogą być dopasowywane przez nauczycieli do stosowanego przez nich sposobu kształcenia, a także do uwarunkowań panujących w danej szkole. Jak dotychczas zestaw przetestowano przy udziale ponad 1 500 uczniów z Belgii, Bułgarii, Francji, Niemiec, Polski, Hiszpanii oraz Wielkiej Brytanii, natomiast towarzyszące mu materiały edukacyjne przetłumaczono na osiem języków, a kolejne tłumaczenia są obecnie planowane. Zarówno uczniowie jak i nauczyciele ocenili zestaw bardzo pozytywnie, twierdzi prof. Thienpont. "Zastosowanie pakietu Photonics Explorer podczas zajęć lekcyjnych przynosi pozytywne efekty krótkoterminowe, w postaci większej samodzielności i silniejszego zaangażowania uczniów. Im więcej metod IBL stosują nauczyciele podczas zajęć, tym bardziej uczniowie stają się samodzielni i zainteresowani przedmiotem, a w konsekwencji tym lepiej postrzegają fizykę", zauważa profesor. "W przypadku chłopców poziom zainteresowania fizyką zwiększa się podczas korzystania z zestawu Photonics Explorer, natomiast w przypadku dziewczynek wzrost poziomu zainteresowania wynika ze zdobywania nowej wiedzy ścisłej oraz ze zwiększonej samodzielności". Co istotne, wzrost zainteresowania fizyką wiąże się także ze wzrostem zainteresowania innymi przedmiotami ścisłymi. "Z rozmów z nauczycielami i uczniami wynika, że uczniom podobały się eksperymenty praktyczne, natomiast nauczyciele zaobserwowali znaczną zmianę w podejściu swych podopiecznych do ogółu nauk ścisłych", twierdzi prof. Thienpont. Jak dotychczas członkowie organizacji non-profit EYESTvzw udostępnili 300 gotowych zestawów Photonics Explorer, a obecnie dystrybucją obejmowane są kolejne kraje UE, natomiast organizacja EYESTvzw poszukuje wsparcia finansowego ze strony firm, władz państwowych, ministerstw edukacji oraz fundancji. Zespół projektowy planuje aktualizować zestaw Photonics Explorer, w celu podążania za rozwojem technologii, a także rozważa stworzenie podobnych zestawów przeznaczonych dla szkół podstawowych i uniwersytetów. Dzięki powyższej metodzie promowania nauczania w oparciu o eksperymenty, zestaw Photonics Explorer pozwoli nie tylko usprawnić nauczanie przedmiotów ścisłych, ale także, w perspektywie długoterminowej, zapewni Europie przewagę konkurencyjną, jeśli, jak się oczekuje, skutkiem jego stosowania będzie zachęcenie uczniów do rozwoju zawodowego w naukach ścisłych. "Korzystanie z zestawu stymuluje kreatywność naukową i motywuje do pracy w grupie, a także rozwija umiejętności z zakresu rozwiązywania problemów oraz myślenia krytycznego, które są niezbędne w przypadku pracy w dziedzinach ścisłych. Co więcej, zestaw Photonics Explorer umożliwia uczniom wcielanie się w rolę naukowców i inżynierów już na etapie edukacji szkolnej, tworząc doskonałe podwaliny pod rozwój zawodowy w nauce i technologii", podkreśla prof. Thienpont. Projekt Expekt uzyskał wsparcie finansowe w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR). Odnośniki do projektów na stronie CORDIS: - informacje na temat 7PR w bazie danych CORDIS - informacje na temat projektu Expekt w bazie danych CORDIS Odnośnik do strony internetowej projektu: - strona internetowa projektu "Photonics Explorer: opracowywanie zestawu służącego do nauczania fotoniki w europejskich szkołach średnich" - 'Photonics Explorer: developing a photonics educational kit for Europe's secondary schools' Odnośniki do powiązanych materiałów audiowizualnych: - filmy dotyczące projektu Expekt Pozostałe odnośniki: - strona internetowa Agendy Cyfrowej Komisji Europejskiej