Резюме. Прилагането на методи, базирани на изследване и учене чрез опит, дава много нови възможности за по-качествено образование. Благодарение на своята иновативност те привличат учениците към природните и техническите науки, което е положителна тенденция, която трябва да продължи.

Ключови думи: inquiry-based science education, IBSE, interactive education, computer-based learning, e-learning

През последните години се наблюдава тревожен спад на интерес сред младите хора за изучаване на природни и инженерни науки и математика. Намалява придобиването на основни умения, които са от важно значение във всички области на живота. Добро решение е да има бърз достъп до всички инициативи, ноу-хау и добри практики (GPs) и промени по отношение на обучението, което може да доведе до увеличаване на интереса на младите хора към научни изследвания. Една от добрите практики (GPs) е научно образование, основано на изследвания (IBSE).

Новият начин на обучение е различен от традиционните. Той позволява на учениците да търсят информация от голям брой източници, включително книги, интернет, преподаватели и учени. Те могат да изследват различни явления и да правят изводи въз основа на разсъждаване. Ролята на учителя е основна, насочвайки учениците чрез въпроси и аргументи за техните изследвания.

Достъп до добри практики и обучителни курсове има в платформата „Scientix“. Някои от добрите европейски проекти и практики, които могат да се използват в обучението по физика и астрономия, са:

ITEMS, EU-HOU, Cosmos, Spice, Unischoollab, Establish, Odysseus, Phet и др.

Изследването на електрична верига дава възможност да се тестват различни начини за свързване на вериги, използвайки симулатора на Phet. Той може да се свали безплатно от: http://phet.colorado.edu/en/simulation/circuitconstruction-kit-dc

Учителят трябва предварително да подготви план за изследванията, които учениците да направят, и те да бъдат съпроводени с изводи. Могат да се изследват различни варианти на веригата. Например да се убедят, че ток не тече, докато не включат източник:

Във веригата могат да включат и амперметър и волтметър и да се тества какъв ток ще протече, ако се включат различен брой източници и съпротивления.

Това изследване може да предхожда преподаването на последователно и успоредно свързване на източници и съпротивления. Учениците сами достигат до зависимостите между ток, напрежение и съпротивление при по-следователно и успоредно свързване. Те могат да променят стойността на съпротивлението и да наблюдават как се променят съответно токът и напрежението.

Интересно е и изследването на Закона на Ом:

Подобни идеи за тези изследвания може да се видят в проекта ITEMS. По този проект има и подготвен обучителен курс към програма „Коменски“: http:// itemspro.net/?page_id=411

Чрез друга симулация може да се изследват магнитно поле с магнитна стрелка, електромагнитната индукция и принципът на действие на генератора:

Впечатлениe правят и идеите за преподаване на звук с използване на методи на изследване в проекта Establish: http://establish-fp7.eu/

По астрономия може да се направи на анимация, показваща въртенето на Слънцето, използвайки софтуера SalsaJ с направени снимки на Слънцето. Това е анимация с този софтуер, направена от моя ученик Цветослав Николов с негови снимки по време на лятната школа в „Белите брези“:

http://www.youtube.com/watch?v=ppSvpJxcM-s

Този софтуер може да се свали безплатно от:

http://www.euhou.net/index.php/salsaj-software-mainmenu-9

За по-големите ученици и студенти софтуерът SalsaJ предоставя големи възможности за изследване на променливи звезди, за определяне на разстояния, за измерване на големини на обекти и др. Учениците могат да правят различни изследвания, като използване на Excel таблици и графики за сравняване на размери на различни астрономични обекти, като Голямото червено петно на Юпитер, слънчеви петна, планетите, спътниците на различни планети, разстоянията спрямо Слънцето, размерите на планетите и обекти на Луната и др.

Подобни изследвания правихме във връзка със състезанието „Одисей“: http://www.odysseus-contest.eu/ и „Хвани звезда“: http://www. innovativeteachersbg.org/EAAE_CAS_2013/Winners.html

Интересни ресурси по астрономия могат да се видят в проектите

Cosmos: http://www.cosmosportal.eu/ и Spice: http://spice.eun.org

Изследвания по астрономия могат да се правят с използването на демонстратора за въртенето на небесната сфера: http://download.pomagalo. com/1015414/demonstrator+na+nebesnata+sfera/ и програмния продукт „Stellarium“, който може да се свали безплатно от тук:

http://www.stellarium.org/

Проектът Unischoollab http://unischoolabs.eun.org/ предоставя възможност за достъп до различни лаборатории и поръчване на онлайн наблюдения. Необходима е предварителна подготовка както от учениците, така и насочващи инструкции от преподавателя.

В състезанието по проекта ISWA учениците преоткриват връзката между модерните танци, изкуството и физиката: http://www.iswaproject.eu/.

Интересни идеи за това как игра на футбол може да се използва за усъвършенстване на знанията по физика и математика, как да се изследват различни ресурси, свързани с енергията, енергийната ефективност и екологията, и за връзката на науката и технологиите с индустрията има в проекта InGenius:

http://www.ingenious-science.eu/web/guest

По време на онлайн чатовете по този проект учениците имат възможност да комуникират помежду си и да задават въпроси на професионалисти от различни области, които те предварително са подготвили, използвайки различни източници. С интерес учениците участваха в онлайн чатовете за земетресенията, планетни системи около други звезди, Deforest action и др.

Знанията по физика могат да намерят приложение и в роботиката с използването на софтуера „Ардуино“. Подробности за него на:

http://www.ingenious-science.eu/web/guest/ingenious-workshop-4

За конструирането на кола, движеща се с дистанционно управление, моите ученици използваха както знанията си по физика, така и уменията си да програмират.

Подробности и информация за качествени проекти, свързани с учене чрез изследване, има в уеб базираната информационна платформа за научно образование в Европа – „Scientix“. Нейната цел е да се осигури редовно разпространение и споделяне на постигнатия напредък, ноу-хау и най-добрите практики в областта на научното образование и да обезпечи механизъм за обратна връзка. „Scientix“ е тригодишен проект, управляван от Европейската училищна мрежа (EUN) от името на ГД „Изследвания“ и финансиран по 7. Рамкова програма.

Порталът http://scientix.eu дава достъп до стотици учебни материали от европейски проекти, научни съобщения и възможности за подаване на заявка за превод на учебни материали на всеки от 23 езика на Европейския съюз. Освен това предлага онлайн общуване, включително във форум и чат стаи, онлайн новини по международни научни теми, свързани с образованието, и календар на предстоящите събития. Има възможност за редовно получаване на месечен бюлетин за регистрирани потребители.

Използването на методите на изследване и обвързването на обучението по физика с роботиката помага за възвръщане на интереса към физиката и астрономията и за подобряване на обучението. Това е многостранен процес, включващ както институциите, така и обучаваните и обучаващите.

ЛИТЕРАТУРА

http://scientix.eu

http://itemspro.net/courses/elec/electricity.html

http://www.euhou.net/

http://www.cosmosportal.eu/

http://spice.eun.org

http://unischoolabs.eun.org/

http://www.establish-fp7.eu

http://www.odysseus-contest.eu/

http://phet.colorado.edu/