Допринос примене лабораторијско-експерименталне методе квалитету знања ученика разредне наставе о природним појавама и процесима

Abstract

Досадашања истраживања указују на позитиван допринос примене ЛЕМ, односно сваке врсте експеримената (ученичких – УЕ и демонстрационих - ДЕ) знању ученика разредне наставе из интегрисаних природних наука. УЕ подразумевају примену имплицитне инструкције, док демонстрациони експерименти подразумевају примену експлицитне инструкције при њиховом извођењу. Међутим, није довољно истражено када при обрађивању одговарајућег садржаја интегрисаних природних наука, у одређеној старосној доби ученика, треба дати приоритет одређеној врсти екперимената, односно којој врсти инструкција за њихову реализацију. Ово је нарочито значајно када се одређени садржаји, које су ученици учили у претходним разредима (вертикално повезани) усложњавају по квалитету, квантитету и обиму. Једни од таквих садржаја су и садржаји о кретању и особинама материјала у трећем разреду. Основни циљ истраживања у овој докторској дисертацији јесте да се испита: допринос примене ЛЕМ, односно УЕ и ДЕ квалитету и трајности знања ученика трећег разреда о кретању и особинама материјала у односу на традиционалну методу (ТМ), као и разлика у доприносу између примене УЕ и ДЕ на истој варијабли (когнитивни домен); мишљење ученика о доприносу примене ЛЕМ (УЕ и ДЕ) стицању тих знања (афективни домен) као и; корелација између квалитета и трајности знања ученика о одабраним садржајима са њиховим мишљењем о доприносу примене ЛЕМ (УЕ и ДЕ) стицању тих знања (когнитивно-афективни домен). У истраживању је учествовао N = 141 ученик трећег разреда из три основне школе са територије Општине Темерин, који су били подељени у три групе: Е1 (која је одабране садржаје учила уз примену УЕ – имплицитна инструкција), Е2 (која је одабране садржаје учила уз примену ДЕ – експлицитна инструкција) и К (која је исте садржаје учила уз примену ТМ – експлицитна инструкција). Методе итраживања су: метода теоријске анализе, експериментална метода, дескриптивна метода и статистичка метода. Примењене технике су тестирање и анкетирање. Тестирање знања ученика о кретању и особинама материјала спроведено је помоћу теста (пре-теста, пост-теста и ре- теста). Анкетирње је реализовано помоћу анкете (пре-анкете и пост-анкете). Питања у обе анкете су креирана према петостепеној скали Ликертовог типа. Пре-анкетом испитано је мишљење ученика Е1 и Е2 групе пре реализације садржаја о кретању и особинама материјала, како би се стекао увид у њихово мишљење о значају примене ЛЕМ у стицању њихових знања у претходним разредима. Пост-анкетом је испитано мишљење ученика Е1 и Е2 групе после реализације ових садржаја, како би се утврдило да ли је дошло до промене у њиховом мишљењу о значају примене ЛЕМ у стицању њихових знања. Резултати пост- анкете су коришћени и за анализу корелације између знања ученика Е1 и Е2 групе на пост-тесту и ре-тесту са њиховим мишљења о доприносу примене ЛЕМ. ЛЕМ више (у већој мери УЕ, него ДЕ) у односу на ТМ доприноси укупном квалитету и трајности знања ученика о кретању и особинама материјала. Ученици Е1 групе остварили су квалитетнија знања (на нивоу евалуације) у односу на ученике Е2 групе, као и квалитетнија знања (на нивоу анализе, евалуације и синтезе) у односу на ученике К групе. Ученици Е2 групе остварили су квалитетнија знања (на нивоу примене евалуације и синетезе) у односу на ученике К групе. Трајност знања ученика Е1 групе о приближна је трајности знања ученика Е2 групе на свим когнитивним нивоима. Међутим, ученици Е1 групе показали су знатно боље задржавање наученог о одабраним садржајима у односу на ученике К групе на нивоу разумевања, примене и евалуације. Ученици Е2 групе остварили су приближна знања ученицима К групе по трајности на свим когнитивним нивоима. Када се упореде резултати пре-анкете и пост-анкете закључује се да су после реализације садржаја о кретању и особинама материјала помоћу ЛЕМ ученици обе групе показали позитивније мишљење (на пост- анкети) о доприносу примене ЛЕМ стицању њихових знања. Поред наведеног уочено је и то да су ученици Е1 групе показали и знатно позитивније мишљење од ученика Е2 групе о доприносу примене ЛЕМ разумевању одабраних садржаја, њиховој заинтересованости на часовима и развоју социјалне интеракције. Постоји позитивна корелација између квалитета (на нивоу знања, разумевања, примене, анализе и евалуације) и трајности знања (на нивоу знања, разумевања и примене) ученика Е1 групе о одабраним садржајима и њиховог мишљења о доприносу примене ЛЕМ стицању тих знања. Позитивна корелација уочена је и између квалитета (на свим нивоима) и трајности знања (на нивоу знања, разумевања, примене, анализе и евалуације) ученика Е2 групе о одабраним садржајима и њиховог мишљења о доприносу примене ЛЕМ тим знањима. Јача корелација између испитиваних варијабли код ученика Е2 групе у односу на ученике Е1 групе само је производ тога колико су остварене вредности у оквиру сваке варијабле приближне. С обзиром на то да су ученици Е2 групе остварили слабији успех у односу на ученике Е1 групе у оквиру свих испитиваних варијабли (квалитет и трајност знања о одабраним садржајима и мишљење ученика о доприносу примене ЛЕМ тим знањима), важно је нагласити да су остварене вредности (резултати) између њиховог знања и мишљења приближније (што је проузроковало и јачу корелацију), него код ученика Е1 групе (што је проузроковало нешто слабију корелацију). Сугерише се да би садржаје о кретању и особинама материјала у трећем разреду требало реализовати уз примену једноставних експеримената (УЕ и ДЕ), при чему би предност требало дати УЕ, који се реализују уз примену имплицитне инструкције. Већом применом УЕ, у односу на ДЕ; утицало би се не само на квалитет и трајност знања ученика разредне наставе о природи, природним процесима и појавама, него и на њихово позитивно мишљење (ставове) о значају примене ЛЕМ у стицању тих знања, али и на сам развој експерименталних вештина и навика, које су ученицима касније неопходне за што самосталнију примену комплекснијих лабораторијских експеримената (у настави диференцираних природних наука).

Dosadašanja istraživanja ukazuju na pozitivan doprinos primene LEM, odnosno svake vrste eksperimenata (učeničkih – UE i demonstracionih - DE) znanju učenika razredne nastave iz integrisanih prirodnih nauka. UE podrazumevaju primenu implicitne instrukcije, dok demonstracioni eksperimenti podrazumevaju primenu eksplicitne instrukcije pri njihovom izvođenju. Međutim, nije dovoljno istraženo kada pri obrađivanju odgovarajućeg sadržaja integrisanih prirodnih nauka, u određenoj starosnoj dobi učenika, treba dati prioritet određenoj vrsti ekperimenata, odnosno kojoj vrsti instrukcija za njihovu realizaciju. Ovo je naročito značajno kada se određeni sadržaji, koje su učenici učili u prethodnim razredima (vertikalno povezani) usložnjavaju po kvalitetu, kvantitetu i obimu. Jedni od takvih sadržaja su i sadržaji o kretanju i osobinama materijala u trećem razredu. Osnovni cilj istraživanja u ovoj doktorskoj disertaciji jeste da se ispita: doprinos primene LEM, odnosno UE i DE kvalitetu i trajnosti znanja učenika trećeg razreda o kretanju i osobinama materijala u odnosu na tradicionalnu metodu (TM), kao i razlika u doprinosu između primene UE i DE na istoj varijabli (kognitivni domen); mišljenje učenika o doprinosu primene LEM (UE i DE) sticanju tih znanja (afektivni domen) kao i; korelacija između kvaliteta i trajnosti znanja učenika o odabranim sadržajima sa njihovim mišljenjem o doprinosu primene LEM (UE i DE) sticanju tih znanja (kognitivno-afektivni domen). U istraživanju je učestvovao N = 141 učenik trećeg razreda iz tri osnovne škole sa teritorije Opštine Temerin, koji su bili podeljeni u tri grupe: E1 (koja je odabrane sadržaje učila uz primenu UE – implicitna instrukcija), E2 (koja je odabrane sadržaje učila uz primenu DE – eksplicitna instrukcija) i K (koja je iste sadržaje učila uz primenu TM – eksplicitna instrukcija). Metode itraživanja su: metoda teorijske analize, eksperimentalna metoda, deskriptivna metoda i statistička metoda. Primenjene tehnike su testiranje i anketiranje. Testiranje znanja učenika o kretanju i osobinama materijala sprovedeno je pomoću testa (pre-testa, post-testa i re- testa). Anketirnje je realizovano pomoću ankete (pre-ankete i post-ankete). Pitanja u obe ankete su kreirana prema petostepenoj skali Likertovog tipa. Pre-anketom ispitano je mišljenje učenika E1 i E2 grupe pre realizacije sadržaja o kretanju i osobinama materijala, kako bi se stekao uvid u njihovo mišljenje o značaju primene LEM u sticanju njihovih znanja u prethodnim razredima. Post-anketom je ispitano mišljenje učenika E1 i E2 grupe posle realizacije ovih sadržaja, kako bi se utvrdilo da li je došlo do promene u njihovom mišljenju o značaju primene LEM u sticanju njihovih znanja. Rezultati post- ankete su korišćeni i za analizu korelacije između znanja učenika E1 i E2 grupe na post-testu i re-testu sa njihovim mišljenja o doprinosu primene LEM. LEM više (u većoj meri UE, nego DE) u odnosu na TM doprinosi ukupnom kvalitetu i trajnosti znanja učenika o kretanju i osobinama materijala. Učenici E1 grupe ostvarili su kvalitetnija znanja (na nivou evaluacije) u odnosu na učenike E2 grupe, kao i kvalitetnija znanja (na nivou analize, evaluacije i sinteze) u odnosu na učenike K grupe. Učenici E2 grupe ostvarili su kvalitetnija znanja (na nivou primene evaluacije i sineteze) u odnosu na učenike K grupe. Trajnost znanja učenika E1 grupe o približna je trajnosti znanja učenika E2 grupe na svim kognitivnim nivoima. Međutim, učenici E1 grupe pokazali su znatno bolje zadržavanje naučenog o odabranim sadržajima u odnosu na učenike K grupe na nivou razumevanja, primene i evaluacije. Učenici E2 grupe ostvarili su približna znanja učenicima K grupe po trajnosti na svim kognitivnim nivoima. Kada se uporede rezultati pre-ankete i post-ankete zaključuje se da su posle realizacije sadržaja o kretanju i osobinama materijala pomoću LEM učenici obe grupe pokazali pozitivnije mišljenje (na post- anketi) o doprinosu primene LEM sticanju njihovih znanja. Pored navedenog uočeno je i to da su učenici E1 grupe pokazali i znatno pozitivnije mišljenje od učenika E2 grupe o doprinosu primene LEM razumevanju odabranih sadržaja, njihovoj zainteresovanosti na časovima i razvoju socijalne interakcije. Postoji pozitivna korelacija između kvaliteta (na nivou znanja, razumevanja, primene, analize i evaluacije) i trajnosti znanja (na nivou znanja, razumevanja i primene) učenika E1 grupe o odabranim sadržajima i njihovog mišljenja o doprinosu primene LEM sticanju tih znanja. Pozitivna korelacija uočena je i između kvaliteta (na svim nivoima) i trajnosti znanja (na nivou znanja, razumevanja, primene, analize i evaluacije) učenika E2 grupe o odabranim sadržajima i njihovog mišljenja o doprinosu primene LEM tim znanjima. Jača korelacija između ispitivanih varijabli kod učenika E2 grupe u odnosu na učenike E1 grupe samo je proizvod toga koliko su ostvarene vrednosti u okviru svake varijable približne. S obzirom na to da su učenici E2 grupe ostvarili slabiji uspeh u odnosu na učenike E1 grupe u okviru svih ispitivanih varijabli (kvalitet i trajnost znanja o odabranim sadržajima i mišljenje učenika o doprinosu primene LEM tim znanjima), važno je naglasiti da su ostvarene vrednosti (rezultati) između njihovog znanja i mišljenja približnije (što je prouzrokovalo i jaču korelaciju), nego kod učenika E1 grupe (što je prouzrokovalo nešto slabiju korelaciju). Sugeriše se da bi sadržaje o kretanju i osobinama materijala u trećem razredu trebalo realizovati uz primenu jednostavnih eksperimenata (UE i DE), pri čemu bi prednost trebalo dati UE, koji se realizuju uz primenu implicitne instrukcije. Većom primenom UE, u odnosu na DE; uticalo bi se ne samo na kvalitet i trajnost znanja učenika razredne nastave o prirodi, prirodnim procesima i pojavama, nego i na njihovo pozitivno mišljenje (stavove) o značaju primene LEM u sticanju tih znanja, ali i na sam razvoj eksperimentalnih veština i navika, koje su učenicima kasnije neophodne za što samostalniju primenu kompleksnijih laboratorijskih eksperimenata (u nastavi diferenciranih prirodnih nauka).

Recent studies indicate that there is a positive contribution of the application of LEM, i.e. of every kind of experiments (student - UE and demonstration - DE) to the knowledge of students of classroom teaching in integrated natural sciences. UEs imply implicit instruction, while demonstration experiments imply explicit instruction in their application. However, it has not been sufficiently investigated when, in addressing the appropriate content of integrated natural sciences, at a given age of the student, priority should be given to a particular type of experiment or to what type of instruction for their realization. This is especially important when certain content which students have learned in previous classes (vertically connected) is complicated on the basis of its quality, quantity and scope. One of these is content about the movement and properties of materials in third grade. The main aim of the research in this doctoral dissertation is to examine the contribution of LEM application i.e. the UE and DE quality and durability of knowledge of third grade students about the movement and properties of materials in relation to the traditional method (TM). Furthermore, it will also look into the difference in contribution between UE and DE application on the same variable (cognitive domain) and students' opinion on the contribution of the application of LEM (UE and DE) to the acquisition of this knowledge (affective domain), as well as the correlation between quality and durability of students' knowledge of selected content with their opinion on the contribution of LEM (UE and DE) application to the acquisition of that knowledge (cognitive-affective domain). This research included N = 141 third grade students from three elementary schools from the territory of Temerin Municipality which were divided into three groups: E1 (which learned selected content using UE - implicit instruction), E2 (which learned selected content using DE - explicit instruction) and K (which learned the same content using TM - explicit instruction). The research methods are as follows: theoretical analysis method, experimental method, descriptive method and statistical method. The used techniques are testing and interviewing. Testing of students' knowledge of movement and material properties was conducted using a test (pre-test, post-test and re-test). Surveys were implemented through a questionnaire (presurvey and post-survey). The questions in both surveys were designed according to a five-point Likert-type scale. Pre-survey examined the opinion of E1 and E2 group students before the realization of the content on movement and material properties, in order to gain insight into their opinion on the importance of applying LEM in acquiring their knowledge in the previous grades. The post-survey examined the opinion of E1 and E2 students after the realization of these contents, in order to determine whether there was a change in their opinion about the importance of applying LEM in acquiring their knowledge. Post-survey results were also used to analyze the correlation between E1 and E2 group students' knowledge on post-test and re-test with their opinions on the contribution of LEM implementation. Compared to TM, LEM contributes more (more UE than DE) to the overall quality and durability of students' knowledge of movement and material properties. E1 group students achieved higher quality (at the level of evaluation) compared to E2 group students, as well as better knowledge (at the level of analysis, evaluation and synthesis) than the K group students. The students of the E2 group achieved higher quality knowledge (at the level of application of evaluation and synthesis) than the students of the K group. The durability of knowledge of E1 group students is approximate to that of E2 students at all cognitive levels. However, the E1 group students showed significantly better retention of the selected content compared to the K group students at the level of understanding, application and evaluation. The E2 group students gained an up-to-date knowledge of the K group students in durability at all cognitive levels. When comparing the results of the pre-survey and the post-survey, it is concluded that after the realization of the content about the movement and the material properties with the LEM, students from both groups showed a more positive opinion (at the post-survey) about the contribution of the application of the LEM to the acquisition of their knowledge. In addition, it was noted that E1 group students showed significantly more positive opinions than E2 group students about the contribution of LEM application to understanding of selected content, their interest in classes and the development of social interaction. There is a positive correlation between the quality (at the level of knowledge, understanding, application, analysis and evaluation) and the durability of knowledge (at the level of knowledge, understanding and application) of E1 group students on selected content and their opinion on the contribution of LEM application to the acquisition of that knowledge. Furthermore, a positive correlation was noticed between the quality (at all levels) and the permanence of knowledge (at the level of knowledge, understanding, application, analysis and evaluation) of E2 group students on selected content and their opinion on the contribution of LEM application to this knowledge. The stronger correlation between the examined variables in the E2 group students compared to the E1 group students is only a product of how the values are close to each variable. Considering that the students of the E2 group achieved less success than the students of the E1 group within all the examined variables (quality and durability of knowledge about the selected contents and students' opinion on the contribution of applying LEM to this knowledge), it is important to emphasize that the achieved values (results) between their knowledge and opinion are closer (which also caused a stronger correlation) than for E1 group students (which caused a slightly weaker correlation). It is suggested that the contents about the movement and properties of the materials in the third class should be realized using simple experiments (UE and DE), with preference given to UEs, which are realized using implicit instruction. Greater use of UEs than DEs; would affect not only the quality and durability of students' knowledge of the classroom teaching about nature, natural processes and phenomena, but also their positive opinion (attitudes) about the importance of applying LEM in acquiring this knowledge, but also to the development of experimental skills and habits itself, which are later necessary for students to apply complex laboratory experiments as independently as possible (in teaching differentiated natural sciences).