Integrarea experimentului în orele de stiinte ale naturii

"Scoala trebuie sa-i inarmeze pe elevi cu

metoda de a invata ("a invata sa inveti"), prevenind asimilarea pasiva a cunostintelor si asigurand un invatamant activ."

INTEGRAREA EXPERIMENTULUI ÎN ORELE DE STIINTE ALE NATURII

Stiintele naturii ca disciplina de invatamant vizeaza observarea si perceperea lumii in intregul sau, cu componentele, procesele si fenomenele caracteristice, ca si invatarea prin intelegere si aplicare. Prin intermediul acestui obiect scolarul trece din lumea povestilor in lumea faptelor reale si a lucrurilor concrete, incepe sa cunoasca mediul in care traieste si procesele din jurul sau. Aceasta implica transformarea elevului din spectator, in actor al activitatii stiintifice. În acest fel se evidentiaza necesitatea pregatirii elevului nu ca pe un cercetator si om de stiinta, ci ca pe un cetatean care sa utilizeze demersul stiintific in vederea intelegerii si participarii active la viata sociala.

Reintroducerea obiectului "Cunoasterea mediului", la clasa I, corespunde unor nevoi de informare ale copilului si de dezvoltare a capacitatilor de observare, intelegerea mediului inconjurator si, de asemenea, de formare a unor atitudini pozitive fata de mediu.

Predarea Stiintelor naturii ridica niste probleme majore, cum ar fi: baza tehnico-materiala si necesitatea pregatirii permanente a invatatorului in cunoasterea metodelor moderne de predare si experimentare. Solutia primei probleme este recurgerea la experimentul simplu, nesofisticat, utilizand materiale din mediul familiar copilului. Pregatirea invatatorilor in abordarea corecta a acestei materii necesita un efort din punct de vedere al conceptiei, structurii si metodelor didactice de aplicare, cat si a compatibilizarii continutului stiintific cu particularitatile de varsta ale copiilor carora li se adreseaza.

Prin predarea stiintelor nu se urmareste o acumulare de fapte si informatii stiintifice care sa duca la insusirea de concepte ci, raportarea copilului la mediul in care traieste.

În cadrul lectiilor de stiinte se pot folosi metode variate cum ar fi: problematizarea si descoperirea, metode clasice cu valente participative (experimentul, observatia si conversatia euristica); metode stimulative, competitive (jocul didactic, concursul etc.).

Metodele active folosite pe parcursul lectiilor ilustreaza functia lor instrumentala: elevul insusi realizeaza obiectivele, le constientizeaza ca finalitati proprii.

Lucrarile experimentale - constau in observarea, provocata si dirijata, a unor fenomene ce urmeaza sa fie verificate experimental. Au un pronuntat caracter activ-participativ: in primul rand, elevii vor fi curiosi la desfasurarea experimentului, de catre invatator, iar apoi se vor implica, prin propriile actiuni, la realizarea acestuia.

Experimentul se defineste, conform Dictionarului de psihologie, autor Paul Popescu-Neveanu, "ca un procedeu de cercetare in stiinta, care consta in provocarea intentionata a unor fenomene in conditiile cele mai propice pentru studierea lor si a legilor care le guverneaza; observatie provocata; experienta."

Procesul de predare a disciplinei Stiinte ale naturii are la baza experimentul atat ca metoda de investigatie stiintifica, cat si ca metoda de invatare.

Experimentarea si observarea nemijlocita a realitatii constituie cei doi stalpi de sustinere ai unei metodologii active in predarea stiintelor, deziderat exprimat inca de la sfarsitul secolului al XIX-lea de adeptii "scolii active".

Conceput in corelatie cu principiile didactice moderne, experimentul de laborator urmeaza treptele ierarhice ale invatarii, conducand elevul de la observarea unor fenomene fizice sau chimice pe baza demonstratiei la observarea fenomenelor prin activitatea proprie (faza formarii operatiilor concrete), apoi la verificarea si aplicarea in practica a acestora (faza operatiilor formale) cand se cristalizeaza structura formala a intelectului si in continuare, la interpretarea fenomenelor observate care corespunde cu faza cea mai inalta din treptele ierarhice ale dezvoltarii (faza operatiilor sintetice).

Experimentul necesita o gandire formala, specifica varstei de 12 ani. Aceasta nu inseamna ca elevii de scoala primara nu pot fi angajati in activitati cu caracter experimental. Ei pot efectua activitati premergatoare

Metoda de explorare a realitatii - experimentul - direct sau indirect, folosita in predare si invatare, are o deosebita valoare formativa, intrucat dezvolta elevilor spiritul de observare, investigare, capacitatea de a intelege esenta obiectelor si fenomenelor, de prelucrare si interpretare a datelor experimentale, interesul de cunoastere etc.

Rolul invatatorului este de a dirija executarea unor actiuni de catre elevi, in scopul asigurarii unui suport concret-senzorial, care va facilita cunoasterea unor aspecte ale realitatii. Cu ajutorul acestei metode invatatorul reuseste sa aduca elevii in fata realitatii, sa studieze pe viu, sa fie in contact direct cu realitatea sau cu substitutele acesteia - ii determina pe elevi sa invete prin descoperire.

"Învatarea prin descoperire este metoda didactica in care cadrul didactic concepe si organizeaza activitatea astfel incat sa faciliteze elevului descoperirea prin efort propriu a cunostintelor, explicatiilor, prin parcurgerea identica sau diferita a drumului descoperirii initiale a adevarului."[1]

Descoperirea didactica se realizeaza prin metode didactice diferite: observarea dirijata; observarea independenta; invatarea prin incercari- experiente; studiul de caz; problematizarea; studiul individual etc. Deci, relatia experiment - invatare prin descoperire, de fapt relatia metoda - procedeu, este o  relatie dinamica: metoda poate deveni ea insasi procedeu, in cadrul altei metode, tot asa cum un procedeu poate fi ridicat la rang de metoda, la un moment dat.

Un rol important in cadrul experimentului il are si observarea care are o deosebita valoare euristica si participativa, deoarece permite o perceptie polimodala, pe baza a cat mai multor simturi, detectarea si extragerea unei informatii noi prin eforturi proprii. Prin intermediul ei se urmareste explicarea, descrierea si interpretarea unor fenomene printr-o sarcina concreta de invatare, totodata contribuind la formarea si dezvoltarea unor calitati comportamentale, precum: consecventa, rabdarea, perseverenta, perspicacitatea si imaginatia; a gandirii cauzale, a spiritului de observatie si de colaborare (observatie pe grupe).

Experimentele se folosesc de obicei integrate, in numar mai mare sau mai mic, in diferite etape ale lectiilor.

Acestea pot fi clasificate dupa mai multe criterii: in functie de locul in ierarhia invatarii, de participarea elevilor, de capacitatea umana si de locul de invatare in lectii.

Dupa locul pe care il ocupa in lectie, experimentele se pot clasifica in:

experimente pentru stimularea interesului fata de noile informatii, a motivatiei pentru invatare (se afla in momentul de introducere in lectie).

experimente pentru invatarea noilor informatii, aprofundarea sau extinderea lor (in lectia propriu-zisa)- experimentele demonstrative - pregatite de invatator inainte de ora si apoi prezentate clasei in vederea demonstrarii, explicarii, confirmarii unor adevaruri;

experimente pentru fixarea cunostintelor (se introduc pe parcursul lectiei in momentele de feed-back sau de recapitulare)

experimente pentru evaluare.

Locul lor este variat, putand fi utilizate la inceputul invatarii, pe parcursul ei sau la sfarsitul pocesului de invatare.

Experimentul poate fi clasificat si in functie de durata desfasurarii sale:

experimente imediate a caror desfasurare nu necesita mult timp (experimentul incepe, se desfasoara si se incheie in cadrul orei de curs);

experimente de durata a caror desfasurare se intinde pe parcursul unei perioade mai lungi de timp (ex. influenta factorilor de mediu asupra plantelor - realizarea lui necesita o observare a modificarilor pe parcursul catorva saptamani) si care necesita notarea intr-o fisa de observatie a modificarilor produse de-a lungul intregii perioade.

Din punct de vedere al participarii / neparticiparii sau implicarii / neimplicarii elevilor in efectuarea experimentului, acesta poate se poate desfasura:

► pe grupe (2-3 elevi) - se realizeaza experimentul intr-un timp scurt, sarcinile fiind impartite- asigurandu-se astfel participarea tuturor elevilor chiar daca activatatea lor s-ar desfasura pe diferite planuri (unii fac experimentul, altii deseneaza, altii scriu observatiile etc.)

► individual - atunci cand elevii sunt antrenati in mod egal, lucreaza concomitent cu invatatorul, fiecare elev lucreaza independent

frontal (forma combinata) - efectuat de fiecare dintre elevi, in acelasi timp si acelas ritm, pe aceeasi tema sub indrumarea directa a invatatorului; necesita aparatura pentru fiecare dar are un efect instructiv sporit.

Astfel, la lectia "Schimbarea starii de agregare a apei" se va organiza urmatoarea experienta:

Învatatorul va pune o eprubeta cu apa deasupra unei flacari; in scurt timp elevii vor observa ca incep sa iasa aburi si ca incet, incet cantitatea de apa se micsoreaza. În continuare se vor pune doua vase cu aceeasi cantitate de apa pe o plita: un vas este ingust celalalt mai larg; li se va cere elevilor sa precizeze din care vas se va evapora apa mai repede. Prin intrebari invatatorul ii va ajuta pe elevi sa descopere lucruri noi: "Ce se aude la un moment dat in vasul de pe flacara? De ce? Ce se intampla daca vom pune un capac pe o vasul care fierbe? Ce vom observa pe capac dupa aceea? Ce s-a intamplat cu aburii?"

Astfel elevii isi vor lamuri cunostintele despre evaporare, fierbere, condensare.

Învatatorul va scoate dintr-un congelator un cub de gheata.Va pune cubul in mana unui elev: "Ce se intampla cu cubul? De ce?" - elevii vor intelege mai usor notiunile de topire si inghetare.

Ca tema pentru acasa li se va cere elevilor sa realizeze singur un experiment: sa puna o sticla plina cu apa in congelator si sa noteze ce s-a intamplat cu ea dupa un timp.

Învatarea prin descoperire poate fi si rezultatul unui experiment. De exemplu, fiecare elev are in fata cate un pahar cu apa in care s-a turnat putina cerneala. În acest vas elevii vor pune o narcisa. Dupa cateva minute, elevii vor observa ca s-a schimbat culoarea tulpinii, mai apoi petalele narcisei s-au colorat in albastru. Antrenati printr-o conversatie euristica de genul: "Ce observati la tulpina? De ce credeti ca s-a albastrit? Ce s-a intamplat cu petalele? De unde provine culoarea albastra?" si manati de o curiozitate ardenta, elevii vor descoperi ca apa este condusa de tulpina la toate partile componente ale plantei.

Astfel ca la ora de stiinte, chiar si in etapa de evaluare, elevii vor avea de parcurs un experiment si apoi sa noteze concluziile. Fiecare elev are in fata pregatit cate un pahar cu apa, miere si ulei; fiecare pahar fiind prevazut cu cate un pai. Obiectivul acestei teme practice este: sa indice asemanari si deosebiri dintre corpurile din natura, pe baza unor observatii proprii.  

Suflati cu putere prin paiele care se afla introduse in paharele ce contin lichidele indicate. Apoi completati spatiile punctate:

Prin pai, va patrunde in substantele din pahar . . Acesta va iesi mai repede la suprafata din paharul care contine . Va trebui sa suflati cu mai multa putere in paharul care contine . . Puneti in paharul cu apa si in cel cu ulei cate o lingurita de zahar. Amestecati bine! Observam ca in paharul cu apa zaharul .. , iar in cel cu ulei .. . Gustati apa! Apa are acum gust ., iar zaharul s-a .. .

Evaluarea prin probe practice se realizeaza prin experimente simple, urmate de intrebari la care elevii raspund in scris /oral, apoi se noteaza datele experimentale si se interpreteaza rezultatele.

Experimentul este calea fundamentala de predare a stiintelor, fiind considerat un "pilon" de sustinere al metodelor active. Învatatorul trebuie sa antreneze elevii nu numai in observarea directa a unui experiment, ci si in executarea individuala a experimentelor.