2019. október 14., hétfő , Helén

1055 Bp., Szalay u. 10–14.

Tel.: (+36-1) 235-7200

Fax: (+36-1) 235-7202

magyar english
Elfelejtett jelszó

Intézeti folyóiratok

Köznevelés
Új Pedagógiai Szemle
Educatio
Könyv és nevelés
Kattintson ide a rendeléshez!
Tudástár >> Új Pedagógiai Szemle 2002 október

A természettudományos problémamegoldó gondolkodás fejlesztése a középiskolákban

2009. június 17.

A különböző nemzetközi összehasonlító mérések eredményei arra utalnak, hogy a magyar diákok problémamegoldó gondolkodásának fejlettsége elmarad a nemzetközi átlagtól. A tanulmány összegzi, milyen gondolkodási műveletek gyakorlásával lehet fejleszteni a tanulók problémamegoldó képességeit a középiskolai biológiatanítás során. Konkrét módszertani eszközöket is bemutatnak a szerzők egyrészt a problémamegoldás szintjének mérésére, másrészt a képességek fejlesztésére.

Revákné Markóczi Ibolya – Máth János

A természettudományos problémamegoldó gondolkodás fejlesztése a középiskolában

A 21. század elején a magyar természettudományos oktatás egyik megoldatlan gondja a problémamegoldás és az ismeretek gyakorlati alkalmazásának nem megfelelő színvonala. A nemzetközi felmérések tanúsága szerint a magyar diákok megszerzett ismeretei és azok teljesítményképes tudás formájában történő megjelenése között meglehetősen nagy szakadék mutatkozik. Különösen a középiskolás korosztály problémás e téren. Az 1995-ös TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) felmérésben 18 éves tanulóink a természettudományos ismeretek alkalmazása terén 21 ország közül a 18. helyen végeztek. Ezzel összhangban – egy 1999-es hazai attitűdvizsgálat szerint, melyet általános és középiskolás tanulók reprezentatív mintáját (1351 tanuló) jelentő csoporttal végeztek – a természettudományos tárgyak népszerűsége a középiskolában csökkent. A fizika kettő, a biológia három, a kémia öt szinttel került alacsonyabb helyre a tantárgyak kedveltségét mutató hálóban (Takács 2001). A helyzet azóta sem javult, miközben a világban egyre nagyobb hangsúlyt kap korunk embereszménye, a rohanó élethez rugalmasan alkalmazkodó, kommunikatív, a problémákat felismerni és megoldani képes, gyors döntéskészséggel rendelkező személyiség.

Az iskola fontos feladata tehát, hogy a tanulókat felkészítse az életre, az ismeretek megszerzésén túl alakítsa ki azokat a személyiségjegyeket, amelyek képessé teszik őket az életben való helytállásra, a problémák megoldására.

A problémamegoldásban nyújtott teljesítmény vizsgálata sokrétű feladat, mely számos felmérést indukált, kiindulópontot keresve a hatékonyság növelését célzó fejlesztésekhez. Komoly megfontolást igényel azonban, hogy melyek azok a lehetőségek, amelyek oktatásunk jelenlegi keretei között, a mai pedagógustársadalom részéről is elfogadhatók és megvalósíthatók, ugyanakkor előremutatnak, s így a jövő tanárai számára rutinszerűen használhatókká válhatnak. Mindez az aktuális körülmények alapos elemzését igényli, beleértve tanítási-tanulási módszereinket a bennük rejlő lehetőségek figyelembevételével.

Problémamegoldás a biológiatanításban

A fizika, a kémia és a biológia tantárgyak – kísérleti-tudományos jellegükből adódóan – kiváló lehetőségeket kínálnak a természettudományos problémamegoldó gondolkodás fejlesztésére. Szaktárgyi logikájuk, tanulási-tanítási módszereik tekintetében sok hasonlóságot mutatnak, következésképp ismeretrendszereik, illetve az általuk elért képességek szintjének értékelésében is hasonló metodikákra hagyatkozhatunk. Jelen esetben a középiskolai biológia tantárgyból adódó lehetőségek elemzésére térünk ki.

A problémamegoldó gondolkodás fejlesztésére vonatkozó elképzelések számbavétele előtt fogalmi szinten érdemes röviden áttekinteni néhány alapvető elméleti meggondolást.

A problémamegoldás olyan helyzetnek tekinthető, ahol a cél elérésének útja ismeretlen. Stratégiai szempontból olyan folyamat, melynek során egy kiindulási állapotból (a probléma felismerése, megfogalmazása) egy meghatározott célállapotba (megoldás) kell eljutnunk. A megoldáshoz vezető út legtöbbször ismeretlen, akadályokkal teli lépéseket tartalmaz, ami próbálgatások sorát indukálja, míg végül következetesen vagy egy véletlen felismerés révén rájövünk a megoldásra (belátás).

A problémamegoldás csak akkor lehet sikeres, ha az adott individuum rendelkezik az ehhez szükséges valamennyi gondolkodási művelet (a problémamegoldás mikrostruktúrája) alkalmazási képességének megfelelő szintjével, illetve kreatív gondolkodása is fejlett.

Egy adott probléma megoldása mintaként szolgálhat más problémák megoldásához, melyek a megfelelő algoritmusok és transzfer erősítését szolgálják.

A problémamegoldás folyamatának alkalmazására ma a biológiaórán a különböző szervezeti formák eltérő arányban biztosítanak lehetőséget.

A fejlesztésre leginkább a tanítási órán kívüli foglalkozások alkalmasak, különösen a tanulók egyéni érdeklődésére, önálló aktivitására építő, kísérletezésre, kutatásra ösztönző fakultációs órák, versenyfelkészítők és versenyek, szakkörök, tehetséggondozó foglalkozások, de leginkább az iskolán kívüli kirándulások, erdei iskolák és szaktáborok. Sajnos a tanítási óra mint az oktatás alapvető szervezeti egysége nem az az alkalom, amikor a legtöbbet tudunk tenni a problémamegoldó képesség fejlesztése érdekében. Itt ugyanis eleget kell tennünk a tantervi követelményrendszernek mind mennyiségi, mind minőségi szempontból, s minderre 45 perc áll rendelkezésünkre. Felmerül a kérdés azonban, hogy nem lehet-e olyan módszereket alkalmazni, az órát úgy megszervezni, hogy az ismeretszerzés folyamatát egybekössük a problémamegoldó stratégiák alkalmazásával és az órán a tananyagot problémacentrikusan közelítsük meg.

A projekt, a kísérletezés, az alkalmazás problémamegoldással, a különböző csoportmetodikák, a feladatrendszerek, a problémafeladatok és a játék kiváló lehetőséget biztosítanak a fejlesztésre. A hagyományosnak mondható frontális megbeszélés, illetve előadás csak nyomokban tesz eleget e feladatnak. Következésképp a módszerek tárháza áll rendelkezésünkre, amellyel a megfelelő helyen élni kellene.

Problémafeladatok

A problémamegoldó gondolkodás fejlesztése tanulóink képességeinek szintjétől függetlenül általános érvényű feladatunk kell hogy legyen. A lehetőségek átgondolását, az alkalmazható módszerek leírását hazai oktatási rendszerünk alapvető és bárhol elérhető szervezeti egységénél, a tanítási óránál érdemes kezdenünk. Mielőtt bármilyen új megoldáson gondolkodnánk, érdemes a már meglévő, jól bevált eszközeinket, feladatainkat hatékonyságuk szempontjából a fejlesztés érdekében elemezni. Egy biológiaórán, legyen az új anyagot feldolgozó, gyakorló, ismétlő-rendszerező vagy számon kérő jellegű, mindig kéznél vannak a biológiafeladatokat tartalmazó feladatgyűjtemények, melyeket szívesen forgatunk a fakultációs órákon alkalmazás vagy versenyfelkészítés céljából is. Ugyanakkor ezek a feladatok hasonlítanak leginkább a nemzetközi felmérésekben szereplő, az ismeretek gyakorlati alkalmazására vonatkozó feladatokhoz, azzal a különbséggel, hogy azok sokkal inkább a mindennapi életünkhöz kötődő problémák természettudományos ismeretekre épülő magyarázatát igénylik és kevésbé „tudományízűek”.

A hazai feladatgyűjteményekben megjelenő probléma-feladatsor „Egy biológiai problémakört hagyományos tesztekkel feldolgozó feladattípus. Fontos eleme az ismertetés (instrukció), amely kísérletleírás, táblázat, diagram vagy ábra is lehet. Az instrukciót pontosan el kell olvasni és meg kell érteni, majd ezután meg kell oldani a hozzá rendelt feladatot. Ezután újabb tájékozódás következhet a hozzá rendelt feladatokkal. Lényeges szempont, hogy egy későbbi ismertetés feladatainál a korábbiakból nyilvánvaló ismereteket tudottnak tételezzük. Másrészt az is előfordulhat, hogy egy előbbi helyes kérdésre a helyes válasz csak egy későbbi ismertetésből válik nyilvánvalóvá. A probléma-feladatsor számítási feladatot is tartalmazhat, természetesen tesztesített formában.” (Berend, Berendné, Kovács 1998)

A feladatsorok a jelenleg ismert szinte valamennyi feleletválasztós feladattípust tartalmazzák. A legújabb feladatgyűjteményekben már olyan számítási feladattal is találkozhatunk, melyre nem tesztek formájában kérik a választ.

Milyenek is valójában ezek a feladatok, mennyire hatékonyak a fejlesztés szempontjából? E kérdést a feladatokban szereplő kérdéstípusok, valamint a problémamegoldás makro- és mikrostruktúrája szempontjából kell megközelítenünk.

A problémafeladatokban szereplő kérdéstípusok formailag alapvetően három nagy csoportba oszthatók:

  • Az ismeretek felidézésére vonatkozó kérdések: mint például struktúra-funkció feladatok, rajzos ábrák elemzése, melyek többnyire az analízisre, szintézisre, illetve a felépítés és működés kapcsolatának ismeretére épülnek.
  • A feladattípust tipizáló útmutató kérdés: „Melyik igaz a következő állítások közül?” stb. Sajnos a legtöbb tanuló egy ilyen kérdés láttán nem a probléma megértésére koncentrál, hanem rögtön a lehetséges válaszokat tanulmányozza, ami behatárolja számára a lehetséges megoldások számát, a megadott lehetőségek közül próbálja kiválasztani a legmegfelelőbbet, azt is sokszor találomra.
  • A tartalomra, problémára közvetlenül vonatkozó kérdés: „Hány táplálkozási kapcsolat lehet a legkevesebb táplálkozási szintet tartalmazó társulásban?” A helyesen gondolkodó, a megoldás menetére helyesen nevelt tanuló a kérdés elolvasása után megáll, nem nézi meg előre a megoldásokat, hanem felidézi az odavágó ismereteket, szabadjára engedi fantáziáját, mely révén a tesztben megadottnál több megoldást is felvázolhat, azaz jobban fejlődik kreativitása. A megerősítés érdekében természetesen megnézi a válaszlehetőségeket, egyezteti azokat saját elképzeléseivel, és végül ki kell hogy válaszsza azt, amely az ő megoldásai között is szerepel.

A tesztesített problémafeladatok megoldásának helyes menete a következő.

  • A probléma elolvasása, megértése, mely a feladat megoldásához szükséges információkat tartalmazza.
  • A kérdés elolvasása, mely gyakran a fő probléma részproblémájaként jelenik meg. A válaszadáshoz alaposan át kell gondolni ismételten a fő problémát, az azzal kapcsolatos feltételezéseket, lehetséges megoldásokat, melyek száma több is lehet a tesztben megadottnál.
  • A helyes válasz megkeresése, kiválasztása.
  • Megerősítés. A megoldókulcsban szereplő helyes megoldás átgondolása, mérlegelés, újragondolás helytelen válasz esetén.

A feladatok makrostruktúrája azokat a stratégiai lépéseket jelenti, melyeken a tanulónak végig kell haladnia ahhoz, hogy eljusson a megoldáshoz. A megoldási stratégiákra vonatkozóan több nézet vált ismertté (Dewey 1910; Rossmann 1931; Osborne 1963; Pólya 1979); melyek közül Pólya György elmélete ma is helytálló. Eszerint a problémamegoldás fő lépései:

  • a feladat megértése;
  • tervkészítés;
  • a terv végrehajtása;
  • a megoldás vizsgálata.

A problémafeladatok megoldási stratégiájára lefordítva ez a következőket jelenti.

  • Problémafelvetés és megértés, mely egybeesik a szükséges információk bemutatásával.
  • Részproblémák megfogalmazása, megértése a szükséges háttérinformációk analízisével.
  • A cél, a megoldás eléréséhez szükséges gondolkodási műveletek mozgósítása, amely egy feltételezett, hipotetikus megoldáshoz vezet, s amely megerősítés hiányában az is marad. Ebben a stádiumban a találgatások, a flexibilis gondolkodás szerepe jelentős.
  • A cél elérése, a megoldás, melyben a belátásnak fontos szerepe van.
  • Megerősítés, igazolás, mely vagy megelégedettséggel jár, vagy egy újabb folyamatot indít be, ahol az analógiák és a transzfer, valamint a belátás szerepe fontos.

A problémamegoldási folyamat mikrostruktúráján azokat a gondolkodási műveleteket értjük, melyeket a megoldónak a cél elérése érdekében kell alkalmaznia. Ezek közül a leggyakrabban előfordulók az analízis, szintézis, absztrakció, összehasonlítás, elvont adatok összehasonlítása, összefüggések felfogása, kiegészítés, általánosítás, konkretizálás, rendezés és analógia. A gondolkodási műveletek ezen sora egyben összetettségük sorrendjét is mutatja, mivel azok nagyrészt egymásra épülnek, magukban foglalnak több más műveletet is. Így például az analógia az összefüggések felfogását és a kiegészítés gondolkodási műveleteit egymás után alkalmazza, amikor is valamely jelenséget összefüggésbe hozunk egy már régebben ismert tárggyal vagy jelenséggel azon az alapon, hogy a két tárgy vagy jelenség hasonló tulajdonságokkal rendelkezik (Lénárd 1963). Erre egy példa a biológiából: gyűrűsférgek: zárt keringési rendszer; puhatestűek: nyílt keringési rendszer. Itt az alapvető közös tulajdonság a keringési rendszer típusa, mely a két állattörzs esetében különböző.

A biológiai problémafeladatok ilyen szempontból is jól elemezhetők, melyek vizsgálatára a továbbiakban térünk ki.

Mérés

A biológiai feladatgyűjtemények problémafeladatainak vizsgálatára vonatkozóan 1998– 1999-ben méréseket végeztünk két szakaszban. Az előmérésre Sárospatakon került sor, ahol 120 gimnáziumi tanulóval oldattunk meg egyenként egy 50 pontos probléma-feladatsort (6 feladat, ezen belül 50 item). A felmérés során az életkori sajátosságokból adódó különbségek miatt ragaszkodnunk kellett ugyanahhoz a korosztályhoz az összehasonlíthatóság végett. Így a 15-16 éveseket céloztuk meg és a 9–10. osztályban mértünk. Ez behatárolta azt a témakört is, melynek keretén belül a problémamegoldó gondolkodást vizsgáltuk. A legkézenfekvőbb az ökológia témakör volt, melyet valamennyi vizsgált tanuló akkoriban tanult. Arra is gondolni kellett, hogy az alternatív tankönyvek használata miatt olyan ismeretekre építsük ezeket a feladatokat, melyek minden tanuló számára ismertek. Megengedtük a tankönyvhasználatot is a megoldás során, ami a nagymintás méréshez szükséges feladatlap elkészítését megkönnyítette azáltal, hogy könnyebben kiszűrhetőkké váltak azok az itemek, melyek csupán az ismeretek felidézését igényelték, így gyakorlatilag az ismeret szintjén a könyvből „kiolvashatók” voltak. Ezen itemek a nagymintás mérésben már nem szerepeltek.

A feladatok kiválasztásakor ügyeltünk arra, hogy azok ne egy feladatgyűjteményből kerüljenek ki, illetve típusaikat tekintve általában reprezentálják a meglévő összes feladatot. Így a problémafeladatsor elkészítéséhez a Fazekas György és Szerényi Gábor: Problémafeladatok biológiából (1994), valamint a Berend Mihály, Berend Mihályné és Kovács Október által szerkesztett Biológiai feladatgyűjtemény középiskolásoknak (1998) példatárakat használtuk, és a következő szempontokat vettük figyelembe.

  • A feladat megoldásához minél kevesebb információra legyen szükség.
  • A feladatok között minél kevesebb relációanalízis legyen, melynek mint feladattípusnak a megoldása önmagában is problémás, így elvonhatja a gyerek figyelmét a tulajdonképpeni problémáról.
  • A problémák megfogalmazása minél egyszerűbb legyen, hogy a tanuló ne a szövegértéssel foglalkozzon.

Ez az előmérés csupán azért történt, hogy ki tudjuk választani azokat az itemeket, amelyek inkább szolgálják a problémamegoldó gondolkodást, s reálisabb véleményt mondhassunk az abban nyújtott teljesítményekről, a feladatok jellegéről.

A nagymintás mérésben, melybe 302, 9–10. osztályos tanulót vontunk be Debrecenben és Sárospatakon, az előmérésben szereplő feladatsor 50 iteme helyett már csak 27 itemet kellett a tanulóknak megoldaniuk. Ez időben (45 perc) is kényelmesebb volt, több idejük maradt a gondolkodásra. A nagymintás mérésben természetesen nem az előmérésben szereplő tanulók vettek részt, akiknek a teljesítménye alapján mélyrehatóbb és reálisabb elemzésre nyílt lehetőség.

Eredmények

A mérés egyik kiindulópontja az a tapasztalatunk volt, hogy a tanulók ezeket a feladatokat nehezen, kis teljesítményszázalékban tudják csak megoldani.

Az egyes itemek átlagai alapján a 27-ből 17 itemet 60% alatt teljesítettek a diákok. Ez az összes itemszám 63%-a. A feladatlap összpontszáma alapján a teljesítményátlag 55,38%, mely szintén alatta marad a minimumkövetelmény-szintnek. (Minden helyesen megoldott itemre 1, míg a helytelenekre 0 pontot adtunk.)

Az egyes itemekben nyújtott teljesítmények értékeléséhez azok gondolkodási művelettartalmát választottuk. Feltevésünk szerint minél összetettebb gondolkodási műveletet tartalmaz egy feladat, annál több problémát okoz a megoldása.

Az alapvető műveletek tekintetében a legegyszerűbb az analízis és szintézis. A mi feladatsorunkban tisztán az analízisre vonatkozó kérdés csak egy volt (5. item), melyben egy táblázat adatai közül kellett megállapítani, hogy melyik adatsor növekvő, illetve csökkenő tendenciájú, azaz analizálni kellett azokat. Kifejezetten szintézis jellegű példa nem volt, melynek jelenléte a teszt formátumú feladatokra egyébként sem jellemző.

Egy következő gondolkodási művelet az elvonás vagy absztrakció, mely valamely egész tárgy, jelenség olyan sajátságát emeli ki, amely nem tekinthető az egész részének, önálló egységnek, és mintegy következményként jelenik meg. Feladatsorunkban erre tipikus példa egy olyan item (12. item), amelyben arra kellett választ adni, hogy hány táplálkozási kapcsolat lehet a legtöbb kapcsolódást tartalmazó társulásban. Az analízis során tisztázni kellett, mit jelent a tápláléklánc, a táplálkozási kapcsolat, a kapcsolódás, majd ezek szintetizálása után a tápláléklánctípusok alapján elvonatkoztatásként meg lehetett keresni azt az esetet, melyben mindenféle táplálkozási szint jelen van (lebontó, termelő, fogyasztók). Ez a gondolkodási művelet ily módon már magában foglalja az egyszerűbb műveleteket.

Az összehasonlítás az azonosságok és különbségek feltárása révén szintén egy összetettebb szintet jelöl, melynek során az adott jelenséget, tárgyat részleteiben analizálva kell vizsgálni. Tiszta összehasonlítás jellegű feladat a biológia probléma-feladatsorokban ritkán fordul elő, a többi művelettel kombinálva azonban gyakran találkozunk vele. Feladatlapunkon egy korrelációs vizsgálat arra kérdez rá, hogy milyen arányosság áll fenn a rókák fülkagylójának mérete és a testtömeg között (4. item). Ennek elméleti háttere az, hogy a sarkok felé haladva a hőmérséklet csökkenésével az állatok relatív testtömege nő a fokozottabb hőtermelés miatt, míg a testfelület a minél kisebb hőleadás érdekében csökken. Ennek a törvényszerűségnek az ismerete, számbavétele jelenti az analízist és szintézist, majd ezt követi az összehasonlítás, miszerint a fülkagyló mérete vagy a testtömeg a kisebb, míg végül az öszszefüggés elemzése és elvonatkoztatás: minél északabbra megyünk, annál kisebb a testfelület, és annál nagyobb a testtömeg, azaz a kettő között fordított arányosság van. Ezzel a példával azt is bemutattuk, hogy az összefüggések felfogása mint gondolkodási művelet hogyan építkezik az alatta lévő szintekre.

Egy összefüggés-elemzéshez hasonló bonyolultságú gondolkodási művelet a kiegészítés, melynek során valamely tárgy, jelenség saját relációja alapján megtalálja a megnevezett tárgy, jelenség másik relációját. Feladatlapunk az 12. itemben azt szeretné megtudni, hogy milyen típusú szervezet állhat egy maximális táplálkozási kapcsolatokat tartalmazó társulás csúcsán. A fogalmak tisztázása után (analízis, szintézis) az összefüggések keresése következik, mely alapján világossá válik, hogy mikor rendelkezhet egy társulás maximális szintezettséggel. Ezt kell kiegészíteni az odavágó „mindenevő” megnevezéssel, amely olyan szervezet, mely valamennyi szintről táplálkozhat, tehát valóban a legtöbb kapcsolatot eredményezi. Ebben a feladatban jelen volt az általánosítás és konkretizálás is, lévén, hogy konkrét fogalmak felhasználásával kellett eljutni egy általános következtetéshez, hogy minden mindenevőt tartalmazó társulásnak a többihez képest több táplálkozási kapcsolata van, míg a konkretizálás az ilyen jellegű társulások tényleges példákban történő átgondolását, bizonyítását jelenti.

Az általunk kiemelt gondolkodási műveletek sorában talán a legösszetettebbnek számít az analógiás gondolkodás, melynek kutatására az utóbbi években jelentős hangsúlyt fektetnek. A problémamegoldásban az adja a jelentőségét, hogy egy adott probléma sikeres megoldása után egy következő ismeretlen helyzet az előző alapján, annak analógiájára könnyebben megoldható. Az összes itt említett gondolkodási műveletet tartalmazza. Esetünkben az utolsó számítási feladat itemjeire volt leginkább jellemző (pl. 27. item), ahol egy növény fotoszintézisének oxigén- és fénytermelésére vonatkozó adatokat kellett kiszámolni kémiai és matematikai ismeretek birtokában. Itt a korábban már megtanult matematikai műveletek és kémiai számítások analógiájára lehetett a feladatokat megoldani, melynek felismerése meglehetősen nehéz a tanulók számára.

Az itt említett elméleti megfontolások alapján elmondhatjuk, hogy minél összetettebb gondolkodási műveletet tartalmaz egy feladat, megoldása annál nehezebb. Ennek tényszerű alátámasztását szemlélteti az alábbi ábra, mely az itt bemutatott itemek megoldási gyakoriságára vonatkozik, és azt jelenti, hogy az adott itemet a tanulók hány százaléka oldotta meg. Mint látható, a legtöbb problémát az analógiát (pl. 27. item), összefüggéseket, absztrakciókat, összehasonlítást, kiegészítést (pl. 12., 4. itemek) tartalmazó feladatok okozzák, ahol a diákok teljesítménye minden esetben 50% alatt van. A 27-es item (számítási feladat része) aránya a 20%-ot is alig haladja meg. A rangsorban a tisztán általánosítást, konkretizálást, analízist (pl. 5. item), szintézist kívánó itemek következnek, melyekben akár 60% fölötti teljesítmény is előfordul, de az összes item tekintetében ez igen ritka. Egy másik megközelítésben azt is elmondhatjuk, hogy azok a feladatok a legnehezebbek, amelyek ezek közül minél többet tartalmaznak, de ez esetben is az analógiás gondolkodás vezető szerepéhez jutunk, mely az itt említettek közül a legtöbb gondolkodási műveletet foglalja magában.

Az eredmények alapján elmondhatjuk, hogy a problémafeladatok megoldásának sikeressége érdekében a magasabb rendű gondolkodási műveleteket egyenként is fejleszteni kell, külön az erre vonatkozó feladatok segítségével. Nem szabad rögtön komplex problémafeladatokat adni, elő kell készíteni azokat. Ezt a fejlesztő munkát már az általános iskolában el kell kezdeni attól a pillanattól kezdve, amikor a gyerek gondolkodási szintje ezt lehetővé teszi. Ezt az analitikus munkát a középiskolában is fenn kell tartani, fel kell mérni a gondolkodási műveletek szintjét, majd ezután bátran nekifoghatunk a komplex problémafeladatok megoldásának, melynek sikerességébe természetesen beleszólnak a tanulók kreativitásában és ismereteiben mutatkozó különbségek is.

Összefoglalás

A biológiai feladatgyűjteményekben megjelenő problémafeladatok vizsgálatára vonatkozó felmérésünkben a tanulók teljesítménye a nemzetközi eredményekkel összhangban nem bizonyult megnyugtatónak. A feladatok többsége nehéz a tanulók számára, különösen a számítási példák okoznak gondot. Következésképp szükséges lenne több ilyen jellegű tevékenységet végeztetni tanulóinkkal nemcsak a fakultációs órákon, versenyfelkészítőkön, hanem a tanítási órákon is. A legtöbb pedagógus azonban oly módon reagál erre, hogy nincs rá elegendő idő, a 45 perc az alapkövetelmény-rendszer teljesítéséhez szükséges. Másrészt nem minden gyerek bírja el az ilyen jellegű feladatokat. Pedig képességet fejleszteni csak akkor lehet, ha tanulóinkat egyre nagyobb megpróbáltatások elé állítjuk, még akkor is, ha az kezdetben nem jár sikerrel. Kiváló lehetőség a problémafeladatok megoldására egy-egy szóbeli feleltetés közbeni idő, amikor is az osztály annak megoldásával foglalkozhat, vagy az óravégi összefoglalás, mely ily módon alkalmazó jellegűvé válhat. Kiadhatók szorgalmi feladatnak, rendezhetünk belőle versenyt stb. Mivel ezek a feladatok valóban nehezebbek a megszokottnál, fontos, hogy a megoldási képességek kialakítását tudatosan és fokozatosan végezzük.

A gondolkodási műveletek alkalmazásának megfelelő szintje fontos feltétele a problémafeladatok sikeres megoldásának. Első lépésként (amikor a biológiát felső tagozatban tanítani kezdjük) az egyes gondolkodási műveletekre vonatkozó biológiai tartalmú feladatsort készíthetünk. Kezdhetjük az analízisre, szintézisre vonatkozó feladatokkal, majd fokozatosan bevezethetjük a műveletek magasabb szintjét tartalmazó példákat is.

A problémamegoldás makrostruktúráját is fejleszthetjük (elsősorban középiskolában) azáltal, hogy megtanítjuk gyerekeinknek a megoldáshoz vezető út metakognícióját (problémafelvetés, hipotézisalkotás, tervezés és kivitelezés, a hipotézisek igazolása). Ennek egyik lehetséges módja, hogy minden egyes tananyagot, melynek logikai felépítése erre lehetőséget ad, problémacentrikusan, egy fő problémából kiindulva tanítunk. Ez a tanulási motivációt is erősíti, még inkább akkor, ha az adott tananyag ismereteit mindennapi életünkhöz köti. Például a vér sejtes alkotóinak tanítása során kiinduló probléma lehet valamely személy laboratóriumi lelete, melyet a tanítási óra végén a tanultak alapján tudatosan elemeztetni a gyerekekkel. A középiskolás biológia-tankönyvekhez íródott néhány munkafüzet (még kísérleti céllal) a problémamegoldás stratégiáját óráról órára következetesen alkalmazza. Minden egyes tananyagot egy, a hétköznapi élethez kapcsolódó problémával indítanak, melynek magyarázatára a tanulónak hipotézist kell felállítania, és azt le is kell írnia. Ezt követi az aznapi tananyag feldolgozása „ismeretszerzés” címen a gondolkodási műveleteket igénybe vevő kérdések segítségével, míg végül az „igazolás” rovatban a hipotézist kell igazolni a tanultak alapján. Ha a feltételezés nem volt helyes, korrekciós javaslatot kell tenni a probléma újraértelmezésére.

A makro- és mikrosruktúra együttes fejlesztése után van igazán értelme a problémafeladatok megoldásának.

A jelenleg forgalomban lévő problémafeladatok formája, illetve tartalma megfelelő. Változatosak a gondolkodási műveletek tekintetében is. Kiválóan alkalmasak a problémamegoldó képesség mérésére, objektívan értékelhetők a tanulmányi versenyeken és az írásbeli felvételi vizsgákon. A gond azonban az, hogy a sikeres megoldáshoz vezető úton a tanulónak egy fejlődési folyamaton kell keresztülmennie, amihez nem biztos, hogy rögtön kész feladattípusokat kellene alkalmazni.

Ezek a feladatok több olyan elemet is tartalmaznak, amelyek a tanulóktól csupán az ismeretek felidézését igénylik, feladatuk a probléma megoldásához szükséges információk felidézése, rögzítése, melynek azonban később már rákérdezés nélkül „fejben” kell megtörténnie. Így a gyakorlás során célszerű olyan problémafeladatokat szerkeszteni, melyekből ezek az elemek fokozatosan kimaradnak.

A problémamegoldás további fontos momentuma a kreativitás, a flexibilis gondolkodás, mely a megoldás sikerének érdekében minél több ötlet felvetését igényli a gyerektől. A feladatgyűjteményekben szereplő „kész” feladatok tesztjellegüknél fogva A, B, C, D, esetleg E (azaz 5 megoldás) választás lehetőségét kínálják. A legtöbb tanuló – mivel nem jártas ezen feladatok megoldásában – a probléma megfogalmazása után, anélkül hogy átgondolná a lehetséges megoldási variációkat, rögtön elolvassa a kész válaszokat, és így tulajdonképpen passzívvá válik olyan értelemben, hogy nem hagyatkozik saját ötleteire, gondolkodására, hanem a már meglévők között mérlegel. Valójában ilyenkor kimarad a gondolkodásnak az ötleteket nyújtó fázisa, így nem fejlődik kellőképpen a kreativitás sem. A fejlesztés stádiumát szolgáló feladatok között tehát több olyannak kell lennie, amelyben megfogalmazzuk a kérdést, de nem adjuk meg a lehetséges válaszokat tesztesített formában. Mindenképpen hasznos, ha egyre nagyobb számban csempésszük be a problémafeladatok közé a számítási feladatokat, melyek nemcsak a biológiai, hanem a matematikai ismeretek és gondolkodási mód alkalmazását is igénylik egy bonyolultabb összefüggésrendszerben.

Nem lenne tehát haszontalan egy előkészítő jellegű feladatokat is tartalmazó feladatgyűjtemény megszerkesztése.

Az itt felvázolt elemzés egy lehetőséget kínál, mely kipróbálható (illetve részleteiben már kipróbált), de elemeiben el is vethető. Egy ötlet arra vonatkozóan, hogy jelenlegi kereteink és lehetőségeink közepette mit tehetünk e téren a hatékonyság növelése érdekében. Alapjában véve csupán szemléletváltást és a problémamegoldó képesség fejlesztését célzó tudatosabb magatartást igényel, mely nem haladja meg jelenlegi oktatatási rendszerünk kereteit sem.

Irodalom

Berend Mihály – Berendné Németh Mária – Kovács Október (1998): Biológiai feladatgyűjtemény középiskolásoknak. Budapest, Nemzeti Tankönyvkiadó.

Dewey, J. (1910): How we think. New York, Holt, Rinehart and Winston.

Fazekas György – Szerényi Gábor (1994): Problémafeladatok biológiából. Budapest, Calibra Kiadó.

Lénárd Ferenc (1963): A problémamegoldó gondolkodás. Budapest, Akadémiai Kiadó.

Osborne, A. (1963): Applied imagination. New York, Scribner.

Pólya György (1979): A problémamegoldás iskolája. Budapest, Tankönyvkiadó.

Rossman, J. (1931): The psychology of the inventor. Washington, Inventor's Publishing Co.

Takács Viola (2001): Tantárgyi attitűdök struktúrája. Magyar Pedagógia, 3. sz. 301–318.

 

A honlapon található tanulmányok, egyéb szellemi termékek, illetve szerzői művek (a továbbiakban: művek) jogtulajdonosa az Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet. A jogtulajdonos egyértelmű forrásmegjelölés mellett felhasználást enged a művekkel kapcsolatban oktatási, tudományos, kulturális célból. A jogtulajdonos a művekkel kapcsolatos anyagi haszonszerzést azonban kifejezetten megtiltja.