Planning & Teaching Strategies

Inquiry-based learning (även förfrågningsbaserat lärande på brittisk engelska) börjar med att ställa frågor, problem eller scenarier-snarare än att bara presentera etablerade fakta eller skildra en smidig väg till kunskap. Processen assisteras ofta av en facilitator. Inquirers kommer att identifiera och undersöka frågor och frågor för att utveckla sin kunskap eller lösningar. Förfrågningsbaserat lärande är nära relaterat till problembaserat lärande och används vanligtvis i småskaliga undersökningar och projekt samt forskning. Förfrågningsbaserad instruktion gör det möjligt för eleverna att utveckla och öva kritiska tänkande färdigheter.

historia

Förfrågningsbaserat lärande är främst en pedagogisk metod, utvecklad under discovery learning-rörelsen på 1960 – talet som ett svar på traditionella former av undervisning-där människor var tvungna att memorera information från instruktionsmaterial. Filosofin om utredningsbaserat lärande finner sina föregångare i konstruktivistiska inlärningsteorier, såsom bland annat Piaget, Dewey, Vygotsky och Freire, och kan betraktas som en konstruktivistisk filosofi. Att generera information och göra mening av den baserat på personlig eller samhällelig erfarenhet kallas konstruktivism. Deweys erfarenhetslärande pedagogik (det vill säga lärande genom erfarenheter) omfattar eleven som aktivt deltar i personliga eller autentiska upplevelser för att göra mening av det. Förfrågan kan genomföras genom erfarenhetsinlärning eftersom förfrågan värderar samma begrepp, som inkluderar att engagera sig i innehållet/materialet i frågan, samt att undersöka och samarbeta för att göra mening. Vygotsky närmade sig konstruktivismen som att lära av en upplevelse som påverkas av samhället och underlättaren. Betydelsen konstruerad av en upplevelse kan ingås som individ eller inom en grupp.

på 1960-talet krävde Joseph Schwab att utredningen skulle delas in i fyra olika nivåer. Detta formaliserades senare av Marshall Herron 1971, som utvecklade Herron-skalan för att utvärdera mängden utredning inom en viss labbövning. Sedan dess har ett antal revideringar föreslagits och utredningen kan ta olika former. Det finns ett spektrum av undersökningsbaserade undervisningsmetoder tillgängliga.

egenskaper

specifika inlärningsprocesser som eleverna engagerar sig i under förfrågningsinlärning inkluderar:

• skapa egna frågor
• skaffa stödjande bevis för att svara på frågorna
• förklara de insamlade bevisen
• ansluta förklaringen till den kunskap som erhållits från undersökningsprocessen
• skapa ett argument och motivering för förklaringen

Förfrågningsinlärning innebär att utveckla frågor, göra observationer, göra forskning för att ta reda på vilken information som redan registrerats, utveckla metoder för experiment, utveckla instrument för datainsamling, samla in, analysera och tolka data, beskriva möjliga förklaringar och skapa förutsägelser för framtida studier.

nivåer

det finns många olika förklaringar till förfrågningsundervisning och lärande och de olika undersökningsnivåer som kan existera inom dessa sammanhang. Artikeln med titeln The Many Levels of Inquiry av Heather Banchi och Randy Bell (2008) beskriver tydligt fyra undersökningsnivåer.

Nivå 1: Bekräftelseförfrågan
läraren har undervisat ett visst vetenskapstema eller ämne. Läraren utvecklar sedan frågor och ett förfarande som guidar eleverna genom en aktivitet där resultaten redan är kända. Denna metod är utmärkt för att förstärka begrepp som lärs ut och att introducera eleverna i att lära sig att följa procedurer, samla in och spela in data korrekt och för att bekräfta och fördjupa förståelsen.

nivå 2: strukturerad förfrågan
läraren ger den första frågan och en översikt över förfarandet. Eleverna ska formulera förklaringar av sina resultat genom att utvärdera och analysera de data som de samlar in.

nivå 3: Guidad förfrågan
läraren ger endast forskningsfrågan för eleverna. Studenterna ansvarar för att utforma och följa sina egna rutiner för att testa den frågan och sedan kommunicera sina resultat och resultat.

Nivå 4: Open/True Inquiry
studenter formulerar sina egna forskningsfrågor, designar och följer upp med ett utvecklat förfarande och kommunicerar sina resultat och resultat. Denna typ av utredning ses ofta i vetenskapliga rättvisa sammanhang där eleverna driver sina egna utredningsfrågor.

Banchi och Bell (2008) förklarar att lärare bör börja sin undersökningsinstruktion på lägre nivåer och arbeta sig för att öppna förfrågan för att effektivt utveckla elevernas undersökningsförmåga. Öppna utredningsaktiviteter är bara framgångsrika om eleverna motiveras av inneboende intressen och om de är utrustade med färdigheter att genomföra sin egen forskningsstudie.

Open / true inquiry learning

en viktig aspekt av undersökningsbaserat lärande (och vetenskap) är användningen av Öppet lärande, eftersom bevis tyder på att endast användning av lägre nivåförfrågan inte räcker för att utveckla kritiskt och vetenskapligt tänkande till fullo. Öppet lärande har inget föreskrivet mål eller resultat som människor måste uppnå. Det finns en betoning på individen manipulera information och skapa mening från en uppsättning av givna material eller omständigheter. I många konventionella och strukturerade inlärningsmiljöer får människor veta vad resultatet förväntas bli, och sedan förväntas de helt enkelt ‘bekräfta’ eller visa bevis för att så är fallet.

Öppet lärande har många fördelar. Det betyder att eleverna inte bara utför experiment i en rutin som mode, utan faktiskt tänker på resultaten de samlar in och vad de menar. Med traditionella icke-öppna lektioner finns det en tendens för eleverna att säga att experimentet ‘gick fel’ när de samlar resultat i motsats till vad de får höra att förvänta sig. I öppet lärande finns inga felaktiga resultat, och eleverna måste utvärdera styrkorna och svagheterna i de resultat de samlar in själva och bestämma deras värde.

Open learning har utvecklats av ett antal vetenskapslärare, inklusive amerikanen John Dewey och tyska Martin Wagenschein.Wagenscheins ideer kompletterar särskilt både öppet lärande och utredningsbaserat lärande i undervisningsarbetet. Han betonade att eleverna inte bör läras Kala fakta, men bör förstå och förklara vad de lär sig. Hans mest kända exempel på detta var när han bad fysikstudenter att berätta för honom vad hastigheten på ett fallande föremål var. Nästan alla elever skulle producera en ekvation, men inga elever kunde förklara vad denna ekvation innebar. Wagenschien använde detta exempel för att visa vikten av förståelse över kunskap.

Förfrågningsbaserad vetenskapsutbildning

vetenskapsutbildningens historia

Förfrågningsinlärning har använts som ett undervisnings-och inlärningsverktyg i tusentals år, men användningen av förfrågan inom offentlig utbildning har en mycket kortare historia.Forntida grekiska och Romerska utbildningsfilosofier fokuserade mycket mer på konsten att jordbruks-och inhemska färdigheter för medelklassen och oratoriska för den rika överklassen. Det var inte förrän upplysningen, eller Age of Reason, under slutet av 17th och 18th century att ämnet vetenskap ansågs vara en respektabel akademisk kropp av kunskap. Fram till 1900-talet hade studiet av vetenskap inom utbildning ett primärt fokus på att memorera och organisera fakta. Tyvärr finns det fortfarande bevis för att vissa studenter fortfarande får denna typ av vetenskapsinstruktion idag.

John Dewey, en välkänd filosof av utbildning i början av 20-talet, var den första som kritiserade det faktum att vetenskapsutbildning inte lärdes på ett sätt att utveckla unga vetenskapliga tänkare. Dewey föreslog att vetenskapen skulle läras ut som en process och sätt att tänka – inte som ett ämne med fakta som ska memoreras.Medan Dewey var den första som uppmärksammade denna fråga följde mycket av reformen inom vetenskapsutbildning Joseph Schwabs livslånga arbete och ansträngningar. Joseph Schwab var en pedagog som föreslog att vetenskapen inte behövde vara en process för att identifiera stabila sanningar om den värld vi lever i, utan snarare kan vetenskapen vara en flexibel och flerriktad undersökningsdriven process för tänkande och lärande. Schwab trodde att vetenskapen i klassrummet borde närmare återspegla praktiserande forskares arbete. Schwab utvecklade tre nivåer av öppen utredning som stämmer överens med uppdelningen av undersökningsprocesser som vi ser idag.

1. studenter är försedda med frågor, metoder och material och utmanas att upptäcka relationer mellan variabler
2. studenter är försedda med en fråga, men metoden för forskning är upp till eleverna att utveckla
3. fenomen föreslås men eleverna måste utveckla sina egna frågor och metod för forskning för att upptäcka relationer mellan variabler

idag vet vi att studenter på alla nivåer av utbildning kan framgångsrikt uppleva och utveckla djupare nivå tänkande genom vetenskaplig undersökning. De graderade nivåer av vetenskaplig undersökning som beskrivs av Schwab visar att eleverna behöver utveckla tänkande färdigheter och strategier innan de utsätts för högre nivåer av utredning. Effektivt måste dessa färdigheter ställas av läraren eller instruktören tills eleverna kan utveckla frågor, metoder och slutsatser på egen hand. En katalysator för reformer inom nordamerikansk vetenskapsutbildning var 1957-lanseringen av Sputnik, Sovjetunionens satellit. Detta historiska vetenskapliga genombrott orsakade en hel del oro kring vetenskap och teknik utbildning de amerikanska studenterna fick. 1958 den amerikanska kongressen utvecklat och passerade National Defense Education Act för att ge matematik och naturvetenskap lärare med adekvat undervisningsmaterial.

America ‘ s National Science Education Standards (NSES) (1996) beskriver sex viktiga aspekter som är avgörande för undersökningsinlärning i vetenskapsutbildning.

1. studenter ska kunna inse att vetenskap är mer än att memorera och veta fakta.
2. studenter ska ha möjlighet att utveckla ny kunskap som bygger på deras förkunskaper och vetenskapliga ideer.
3. studenter kommer att utveckla ny kunskap genom att omstrukturera sina tidigare förståelser av vetenskapliga begrepp och lägga till ny information som lärt sig.
4. lärande påverkas av elevernas sociala miljö där de har möjlighet att lära av varandra
5. eleverna kommer att ta kontroll över sitt lärande.
6. i vilken utsträckning eleverna kan lära sig med djup förståelse kommer att påverka hur överförbar deras nya kunskap är till verkliga sammanhang.

i andra discipliner/program

vetenskapen lämpar sig naturligtvis för undersökning och insamling av data, men det är tillämpligt inom andra ämnesområden där människor utvecklar kritiskt tänkande och utredningsförmåga. I historien beskriver till exempel Robert Bain i sin artikel I How Students Learn hur man “problematiserar” historien. Bains IDE är att först organisera en inlärningsplan kring centrala begrepp. Därefter ges personer som studerar läroplanen en fråga och primära källor som ögonvittneshistoriska konton, och uppgiften för förfrågan är att skapa en tolkning av historien som kommer att svara på den centrala frågan. Det hävdas att genom utredningen människor kommer att utveckla färdigheter och faktiska kunskaper som stöder deras svar på en fråga. De kommer att bilda en hypotes, samla in och överväga information och se över sin hypotes när de utvärderar sina data.

Ontario ‘s kindergarten program

efter Charles Pascals rapport 2009 beslutade Ontario’ s Ministry of Education att genomföra ett heldagsprogram för dagis som fokuserar på utredning och lekbaserat lärande, kallat Early Learning Kindergarten Program. Från och med September 2014 startade alla grundskolor i Ontario programmet. Läroplandokumentet skisserar filosofin, definitionerna, processen och kärninlärningskoncepten för programmet. Bronfenbrenners ekologiska modell, Vygotskys zon för proximal utveckling, Piagets barnutvecklingsteori och Deweys erfarenhetsinlärning är hjärtat i programmets design. Som forskning visar lär sig barn bäst genom lek, oavsett om det är självständigt eller i grupp. Tre former av spel noteras i läroplandokumentet, låtsas eller “låtsas” spela, Socio-dramatisk lek och konstruktivt spel. Genom lek och autentiska upplevelser interagerar barn med sin miljö (människor och/eller föremål) och ifrågasätter saker; vilket leder till förfrågningsinlärning. Ett diagram på sidan 15 beskriver tydligt undersökningsprocessen för små barn, inklusive inledande engagemang, utforskning, utredning, och kommunikation. Det nya programmet stöder helhetssyn på lärande. För ytterligare detaljer, se läroplandokumentet.

eftersom programmet är extremt nytt finns det begränsad forskning om dess framgång och förbättringsområden. En regeringsforskningsrapport släpptes med de första grupperna av barn i det nya dagisprogrammet. slutrapport: Utvärdering av genomförandet av Ontario Full-Day Early Learning Kindergarten Program från Vanderlee, Youmans, Peters och Eastabrook (2012) avslutar med primär forskning att barn med hög behov förbättrades mer jämfört med barn som inte deltog i Ontario nya dagisprogram. Som med förfrågningsbaserat lärande inom alla avdelningar och ämnesområden behövs longitudinell forskning för att undersöka den fulla omfattningen av denna undervisnings-/inlärningsmetod.

missuppfattningar om förfrågan

det finns flera vanliga missuppfattningar om förfrågningsbaserad vetenskap, den första är att förfrågningsvetenskap helt enkelt är instruktion som lär eleverna att följa den vetenskapliga metoden. Många lärare hade möjlighet att arbeta inom ramen för den vetenskapliga metoden eftersom eleverna själva och figurförfrågningsinlärningen måste vara densamma. Förfrågningsvetenskap handlar inte bara om att lösa problem i sex enkla steg utan mycket mer fokuserat på de intellektuella problemlösningsförmåga som utvecklats under en vetenskaplig process. Dessutom kan inte varje praktisk lektion betraktas som förfrågan.

vissa lärare tror att det bara finns en sann undersökningsmetod, som skulle beskrivas som nivå fyra: öppen förfrågan. Medan öppen förfrågan kan vara den mest autentiska formen av förfrågan, finns det många färdigheter och en nivå av konceptuell förståelse som eleverna måste ha utvecklat innan de kan lyckas på denna höga nivå av förfrågan. Medan undersökningsbaserad vetenskap anses vara en undervisningsstrategi som främjar högre ordningstänkande hos studenter, bör det vara en av flera metoder som används. En mångfacetterad inställning till vetenskap håller eleverna engagerade och lärande.

inte varje elev kommer att lära sig samma belopp från en förfrågningslektion; eleverna måste investeras i ämnet för studier för att autentiskt nå de uppsatta inlärningsmålen. Lärare måste vara beredda att ställa eleverna frågor för att undersöka sina tänkande processer för att kunna bedöma exakt. Förfrågan-vetenskap kräver mycket tid, ansträngning och expertis, men fördelarna uppväger kostnaden när sant autentiskt lärande kan äga rum.

Neuroscience complexity

litteraturen säger att förfrågan kräver flera kognitiva processer och variabler, såsom kausalitet och samtidig förekomst som berikar med ålder och erfarenhet.Kuhn, et al. (2000) använde explicita träningsverkstäder för att lära barn i årskurs sex till åtta i USA Hur man frågar genom en kvantitativ studie. Genom att slutföra en undersökningsbaserad uppgift i slutet av studien demonstrerade deltagarna förbättrade mentala modeller genom att tillämpa olika undersökningsstrategier. I en liknande studie avslutade Kuhan och Pease (2008) en longitudinell kvantitativ studie efter en uppsättning amerikanska barn från betyg fyra till sex för att undersöka effektiviteten av ställningsstrategier för utredning. Resultaten visade att barn gynnades av ställningen eftersom de överträffade kontrollgruppen för klass sju på en undersökningsuppgift. Att förstå undersökningens neurovetenskap att lära sig ställningsprocessen relaterad till den bör förstärkas för Ontario ‘ s primära lärare som en del av deras utbildning.

anteckningar för lärare

Förfrågningsbaserat lärande är grundläggande för utvecklingen av högre ordningens tänkande. Enligt Blooms taxonomi indikerar förmågan att analysera, syntetisera och utvärdera information eller nya förståelser en hög nivå av tänkande. Lärare bör uppmuntra divergerande tänkande och ge eleverna frihet att ställa sina egna frågor och lära sig de effektiva strategierna för att upptäcka svaren. De högre ordningens tänkande färdigheter som eleverna har möjlighet att utveckla under förfrågningsaktiviteter kommer att bidra till de kritiska tänkande färdigheter som de kommer att kunna överföra till andra ämnen.

som visas i avsnittet ovan om neuroscience of inquiry learning är det viktigt att byggnadsstudenter lär dem hur man frågar och frågar genom de fyra nivåerna. Det kan inte antas att de vet hur man frågar utan grundläggande färdigheter. Byggnadsställningar eleverna i en yngre ålder kommer att resultera i berikat frågande lärande senare.

Förfrågningsbaserat lärande kan göras i flera format, inklusive:

• fältarbete
• fallstudier
• undersökningar
• enskilda och gruppprojekt
• forskningsprojekt

kom ihåg att tänka på…

• vänta inte på den perfekta frågan
• placera ideer i centrum
• arbeta mot gemensamt mål för förståelse
• släpp inte klassen
• förbli trogen på elevernas undersökningslinje
• undervisa direkt på en behovsbasis

nödvändighet för lärarutbildning

det finns en nödvändighet för professionell samarbete vid genomförande av ett nytt förfrågningsprogram (Chu, 2009; Twigg, 2010). Lärarutbildningen och processen med att använda förfrågningsinlärning bör vara ett gemensamt uppdrag för att säkerställa att maximal mängd resurser används och att lärarna producerar de bästa inlärningsscenarierna. Den vetenskapliga litteraturen stöder detta begrepp. Twiggs (2010) utbildningspersonal som deltog i hennes experiment betonade professionella utvecklingssessioner året runt, såsom workshops, veckomöten och observationer, för att säkerställa att utredningen genomförs korrekt i klassen. Ett annat exempel är Chu: s (2009) studie, där deltagarna uppskattade det professionella samarbetet mellan lärare, informationstekniker och bibliotekarier för att ge mer resurser och expertis för att förbereda strukturen och resurserna för utredningsprojektet. För att etablera ett professionellt samarbete och undersökta utbildningsmetoder krävs administrationsstöd för finansiering.

kritik och forskning

Kirschner, Sweller, and Clark (2006) litteraturöversikt fann att även om konstruktivister ofta citerar varandras arbete, är empiriska bevis inte ofta citerade. Ändå fick den konstruktivistiska rörelsen stor fart på 1990-talet, eftersom många lärare började skriva om denna inlärningsfilosofi.

Hmelo-Silver, Duncan, & Chinn citerar flera studier som stöder framgången för de konstruktivistiska problembaserade och undersökande inlärningsmetoderna. Till exempel beskriver de ett projekt som heter GenScope, en förfrågningsbaserad vetenskapsprogramvara. Studenter som använde GenScope-programvaran visade betydande vinster över kontrollgrupperna, med de största vinsterna som visas hos studenter från grundkurser.

i kontrast, Hmelo-Silver et al. citera också en stor studie av Geier om effektiviteten av undersökningsbaserad vetenskap för gymnasieelever, vilket framgår av deras prestanda på standardiserade tester med höga insatser. Förbättringen var 14% för den första kohorten av studenter och 13% för den andra kohorten. Denna studie fann också att undersökningsbaserade undervisningsmetoder kraftigt minskade prestationsgapet för afroamerikanska studenter.

baserat på deras forskning från 2005 drog Thomas B. Fordham Institute slutsatsen att även om undersökningsbaserat lärande är bra till viss del, har det förts till överskott.

Richard E. Mayer från University of California, Santa Barbara, skrev 2004 att det fanns tillräckliga forskningsbevis för att göra någon rimlig person skeptisk till fördelarna med upptäcktsinlärning—praktiserad under sken av kognitiv konstruktivism eller social konstruktivism—som en föredragen instruktionsmetod. Han granskade forskning om upptäckten av problemlösningsregler som kulminerade på 1960-talet, upptäckten av bevarandestrategier som kulminerade på 1970-talet och upptäckten av LOGOTYPPROGRAMMERINGSSTRATEGIER som kulminerade på 1980-talet. I varje fall var guidad upptäckt effektivare än ren upptäckt för att hjälpa eleverna att lära sig och överföra.

det bör varnas att förfrågningsbaserat lärande kräver mycket planering före genomförandet. Det är inte något som kan sättas på plats i klassrummet snabbt. Mätningar måste sättas på plats för hur elevernas kunskaper och prestanda kommer att mätas och hur standarder kommer att införlivas. Lärarens ansvar under undersökningsövningar är att stödja och underlätta elevernas lärande (Bell et al., 769–770). Ett vanligt misstag lärare gör saknar visionen att se var elevernas svagheter ligger. Enligt Bain kan lärare inte anta att eleverna kommer att hålla samma antaganden och tänkande processer som en professionell inom den disciplinen (s. 201).

medan vissa ser förfrågningsbaserad undervisning som alltmer vanlig, kan den uppfattas som i konflikt med standardiserad testning som är vanlig i standardbaserade bedömningssystem som betonar mätning av studentkunskap och möte av fördefinierade kriterier, till exempel övergången till “faktum” i förändringar i den nationella bedömningen av Utbildningsframsteg som ett resultat av det amerikanska No Child Left Behind-programmet.

program som International Baccalaureate (ib) Primary Years Program kan kritiseras för sina påståenden att vara ett undersökningsbaserat inlärningsprogram.Även om det finns olika typer av undersökningar (som nämnts ovan) utesluter den styva strukturen i denna typ av undersökningsbaserat inlärningsprogram nästan helt något verkligt undersökningsbaserat lärande i de lägre klasserna. Varje “undersökningsenhet” ges till studenterna, strukturerad för att vägleda dem och tillåter inte eleverna att välja sökväg eller ämne för deras förfrågan. Varje enhet är noggrant planerad att ansluta till de ämnen som eleverna måste lära sig i skolan och lämnar inte utrymme för öppen förfrågan i ämnen som eleverna väljer. Vissa kan känna att tills utredningen inlärningsprocessen är öppen förfrågan då är det inte sant förfrågan baserat lärande alls. I stället för möjligheter att lära sig genom öppen och studentledd förfrågan ses IB-programmet av vissa för att helt enkelt vara en extra uppsättning inlärningskrav för eleverna att slutföra.

ytterligare vetenskaplig forskningslitteratur

Chu (2009) använde en blandad metoddesign för att undersöka resultatet av ett undersökningsprojekt som slutförts av studenter i Hong Kong med hjälp av flera lärare. Chus (2009) resultat visar att barnen var mer motiverade och akademiskt framgångsrika jämfört med kontrollgruppen.

Cindy Hmelo-Silver granskade ett antal rapporter om olika studier av problembaserat lärande.

Edelson, Gordin och Pea beskriver fem viktiga utmaningar för att genomföra undersökningsbaserat lärande och presentera strategier för att ta itu med dem genom design av teknik och läroplan. De presenterar en Designhistoria som täcker fyra generationer av programvara och läroplan för att visa hur dessa utmaningar uppstår i klassrum och hur designstrategierna svarar på dem.

Se även

• Action learning
• Jerome Bruner
• Designbaserat lärande
• Discovery learning
• McMaster integrerad vetenskap
• nätverksinlärning
• Jean Piaget
• pogil
• problembaserat lärande
• progressiv undersökning
• projektbaserat lärande
• vetenskaplig utbildning
• vetenskaplig läskunnighet
• tredelad lektion

referenser och vidare läsning