Cinematica descrie mișcarea obiectelor prin numere, diagrame, cuvinte și ecuații și este predată în școlile din întreaga lume ca parte a unui curriculum de fizică.
Cercetările noastre actuale din Mauritius arată că persoanele care trebuie să predea cinematică în clasă - profesori de fizică - nu înțeleg conceptele care o susțin. Aceasta reflectă cercetările efectuate în altă parte, care au examinat modul în care profesorii de fizică se luptă cu o serie de concepte cheie, cum ar fi anotimpurile.
Studiul nostru contribuie la un corp mai larg de cercetări privind importanța cunoștințelor profesorilor pentru o învățare eficientă. Dacă un profesor nu înțelege conceptele de bază cheie din materia sa, elevii săi nu vor învăța bine. Profesorul poate fi capabil să definească viteza, dar dacă nu înțelege concepte conexe - cum ar fi deplasarea și timpul - va încerca să predea eficient.
Poate suna ca și cum această cercetare vorbește despre ceea ce este evident. Colectarea datelor și testarea cunoștințelor profesorilor le permite cercetătorilor să dezvolte orientări bazate pe științe pentru instituțiile de formare a profesorilor. Acest lucru este important, deoarece concepțiile greșite despre fizică sau știință în general, cu excepția cazului în care profesorii adoptă o abordare complet diferită a dezvoltării lor profesionale.
Acest lucru este adevărat atât în ceea ce privește propriile cunoștințe, cât și abordarea lor de predare. Profesorii au datoria de a cunoaște bine cunoștințele de conținut și metodele de predare. Acest lucru le va permite să transmită elevilor cunoștințe, abilități și valori în timpul și în afara procesului de predare.
Dacă profesorii nu înțeleg conceptele pe care trebuie să le predea, există riscul ca tot mai mulți studenți să evite știința, în special fizica.
Înțelegerea conceptuală a profesorilor
Studiul nostru face parte dintr-un proiect de cercetare mai amplu care examinează modul în care tehnologiile pot fi integrate în predarea și învățarea eficientă a fizicii în școlile secundare din Mauritius.
Am lucrat cu 26 de profesori de fizică din 26 de licee. Au predat în medie cinci ani. Elevii lor au variat între 16 și 17 ani.
Studiul a constat dintr-un test preliminar, trei ateliere de instruire și un test post-atelier. Testele au fost efectuate folosind un chestionar bine stabilit, numit Testul de Înțelegere a Graficului în Cinematică. Este utilizat pe scară largă pentru a testa cunoștințele studenților despre cinematică. Cu toate acestea, este rar folosit pentru a testa cunoștințele profesorilor cu privire la conținutul fizic pe care îl împărtășesc studenților.
Chestionarul standard îmbunătățit constă din 26 de întrebări cu răspunsuri multiple. Am adăugat alte două elemente legate de gândire: o explicație a abordării care a fost utilizată pentru a obține răspunsul și gradul de încredere al profesorilor în răspunsul lor.
Rezultatele pre-test au fost extrem de îngrijorătoare. Niciun profesor nu a răspuns corect la toate întrebările. În majoritatea cazurilor, greșelile lor au cauzat concepții greșite. O întrebare, de exemplu, le-a cerut respondenților să determine cea mai mare schimbare de viteză din relația grafică de accelerație și timp. 38% dintre profesori au considerat că „timpul” este o cantitate fizică constantă în loc de o variabilă separată. Acest lucru i-a condus la o concluzie greșită.
Când profesorii nu înțeleg conceptele care stau la baza oricărei teorii științifice, ei nu pot preda această teorie în mod eficient. Acesta este motivul pentru care următorul nostru pas după pre-test a fost îmbunătățirea cunoștințelor profesorilor.
Ateliere de înțelegere
26 de profesori au fost obligați să participe la trei ateliere profesionale - o săptămână pe trei săptămâni - ca parte a intervenției noastre.
Atelierele, care s-au axat pe concepte în cinematică, au fost conduse de cercetătorul principal în cooperare cu membrii echipei de cercetare. Multimedia a fost folosită, forțând profesorii să abandoneze abordările educaționale tradiționale. Acest lucru le-a permis să-și dezvolte înțelegerea conceptuală și gândirea critică.
Același chestionar a fost trimis după ateliere, iar rezultatele au arătat o îmbunătățire semnificativă. Datele arată un câștig mediu de aproximativ 22% în răspunsurile pre-test și post-test ale profesorilor. Acest lucru sugerează o puternică corelație pozitivă între atelierele creative și performanța post-test a profesorilor. Capacitatea lor de a lucra prin concepte și de a rezolva probleme a fost clar întărită.
Desigur, câteva ateliere sau un curs unic de dezvoltare profesională nu vor aborda concepțiile greșite ale tuturor profesorilor. Eliminarea concepțiilor greșite ferm menținute este un proces continuu și va avea loc numai printr-un efort comun continuu.
De aici provin instituțiile de învățământ ale profesorilor. Ei trebuie să reevalueze modul în care formează profesorii pentru a înțelege conceptul și se asigură că utilizează cele mai bune abordări posibile pentru a pregăti profesorii pentru predarea fizicii.