Nauczanie przez doświadczenie – wykorzystanie modelu lekcji 5E w nauczaniu stacjonarnym i zdalnym

To sposób organizacji lekcji promujący aktywne uczenie się, w ramach którego uczniowie współpracują w zespołach nad rozwiązywaniem problemu i weryfikacją własnych pomysłów poprzez obserwowanie, dociekanie, analizowanie, stawianie hipotez i ich weryfikowanie oraz wyciąganie wniosków. Opiera się on na konstruktywistycznej teorii uczenia się, w myśl której uczniowie rozwijają swoją wiedzę i umiejętności na podstawie doświadczeń i eksperymentowania. W trakcie zajęć prowadzonych zgodnie z modelem 5E uczniowie nie tylko angażują się w czytanie, słuchanie, obserwowanie poczynań nauczyciela i wykonywanie ćwiczeń pod dyktando nauczyciela, lecz także wykorzystują w procesie uczenia się znaną im już wiedzę i nabyte umiejętności, uczestniczą w doświadczeniach oraz prowadzą własne badania, aby uzyskać wyjaśnienia dotyczące opracowywanego problemu. Uczą się zadawać pytania, obserwować, modelować, analizować, wyjaśniać, wyciągać wnioski, uogólniać, argumentować oraz rozmawiać o własnych pomysłach i efektach ich realizacji. Uczniowie muszą ze sobą współpracować, aby rozwiązywać postawiony przed nimi problem. Doskonalą przy tym umiejętność planowania badań i realizacji zaplanowanych działań. Takie podejście jest pożądane do prowadzenia efektywnego procesu nauczania i uczenia się przedmiotów ścisłych.

Pięć etapów modelu 5E 

Nauczanie i uczenie się według modelu 5E przebiega w pięciu etapach (ryc. 1). Każdy z etapów tego modelu realizuje inny cel i w każdym z nich inne zadania stoją przed nauczycielem i uczniami.
 

ETAP 1: Celem etapu Engagement (Zaangażowanie) jest rozbudzenie zainteresowania uczniów oraz ustalenie poziomu ich wiedzy na dany temat, potrzebnej do rozwiązania problemu. Uczniowie skupiają się na problemie i dyskutują na jego temat. Pojawiają się pierwsze pomysły na jego rozwiązanie lub wykonanie eksperymentu. Ten etap jest wstępem do całej lekcji. Nie powinien być trudny, ale powinien być ciekawy, aby zainteresować uczniów lekcją. Problem, jaki nauczyciel postawi przed uczniami, nie może być dla nich ani za łatwy, ani za trudny. Musi być dostosowany do ich wieku, posiadanej wiedzy oraz możliwości rozwojowych. Czasami dorosłym wydaje się, że problem jest banalny, ale dla uczniów może to być nie lada wyzwanie. Każde wprowadzane na lekcji matematyki nowe zagadnienie jest dla nich takim wyzwaniem. Dobrze byłoby sprawić, aby uczniowie sami odkrywali reguły i twierdzenia. Przyniesie im to wiele satysfakcji. A ponadto jeśli sami coś odkryją lub uzasadnią, to zostanie im to w pamięci na dłużej, niż gdyby nauczyciel przekazał im tę samą wiedzę nawet w najbardziej atrakcyjny wizualnie sposób. 

ETAP 2: W etapie Exploration (Badanie) uczniowie, po dokładnym zapoznaniu się z problemem, współpracują ze sobą, próbując go rozwiązać i opisać własnymi słowami. Zanim przystąpią do czynności, które mają ich doprowadzić do rozwiązania problemu, będą zmuszeni do analizy posiadanych danych i poszukiwania dodatkowych informacji, które pomogą im zmierzyć się z postawionym przed nimi zadaniem. Potem mogą przystąpić do eksperymentowania lub wykonywania innych praktycznych czynności, aby sprawdzić własne pomysły (hipotezy). Na tym etapie ważne jest, aby uczniowie sami odkryli rozwiązanie postawionego przed nimi problemu i potrafili go wyjaśnić własnymi słowami, niekoniecznie z użyciem języka formalnego. Ważne jest przede wszystkim zrozumienie. Jest to zatem etap, na którym uczniowie uczą się w praktyczny sposób. Poprzez działania lub inne interakcje z materiałem rozwijają swoją wiedzę i umiejętności, a jednocześnie samodzielne lub we współpracy dokonane odkrycie przynosi im satysfakcję. Uczeń nabywa pewności siebie i przekonuje się, że jest w stanie sam lub z pomocą kolegów rozwiązać problem. Jest to również etap, w którym można ich zobowiązać do przestrzegania naukowej metody rozwiązywania problemów, opartej na stawianiu i weryfikowaniu hipotez. Aby uczniowie nauczyli się robić to prawidłowo, konieczne jest wcześniejsze zapoznanie ich z metodologią eksperymentu badawczego (ryc. 2). Definiowanie problemu badawczego, przebieg jego opracowywania i samo rozwiązanie zakończone wnioskiem końcowym jest ważnym elementem procesu nauczania i uczenia się przedmiotów matematyczno-przyrodniczych.
 

ETAP 3: Explanation (Wyjaśnianie) to etap, który składa się z dwóch części. W pierwszej części uczniowie prezentują efekty swojej pracy. Przedstawiają wyniki, jakie otrzymali, wnioski z prowadzonej pracy badawczej oraz swoje interpretacje postawionego przed nimi problemu. Nadal mogą posługiwać się językiem nieformalnym. Ta część pozwala nauczycielowi poznać, na jakim etapie zrozumienia tematu są uczniowie. Nauczyciel może prosić uczniów o dodatkowe wyjaśnienia poprzez zadawanie pytań otwartych. Uczniowie mogą dyskutować ze sobą i z nauczycielem. Mogą porównywać swoje pomysły rozwiązania problemu z pomysłami innych uczniów. W drugiej części etapu uaktywnia się nauczyciel. Wyjaśnia uczniom niezrozumiałe pojęcia i uzupełnia ich wiedzę oraz wprowadza formalny język.

ETAP 4: Etap Elaboration (Opracowywanie i Rozszerzenie) skupia się na utrwaleniu w sytuacjach typowych tego, czego uczniowie się nauczyli, na zastosowaniu nabytej wiedzy w nowych sytuacjach oraz na jej rozszerzeniu i zgłębieniu. Na tym etapie ważne jest, aby uczniowie nauczyli się wykorzystywać zdobytą wiedzę. 

ETAP 5: Ostatni etap Evaluation (Ocenianie) to dla ucznia etap refleksji nad własną nauką, zdobytymi umiejętnościami i zrozumieniem opracowywanego zagadnienia. Natomiast dla nauczyciela to etap dokonania formalnej lub nieformalnej oceny wiedzy i umiejętności uczniów oraz przekazywania im informacji zwrotnej o efektach ich pracy.

Jakie działania podejmuje nauczyciela jakie uczeń?

Pracując z uczniami zgodnie z modelem lekcji 5E, ciężar uczenia się zostaje przeniesiony z nauczyciela na uczniów. Uczniowie są badaczami i odkrywcami, zaś nauczyciel stwarza im odpowiednie warunki do eksperymentowania i uczenia się w praktyce. W różnych etapach modelu nauczyciel pełni różne funkcje. Nie jest już osobą decyzyjną, lecz jest inicjatorem, trenerem, pomocnikiem, konsultantem, moderatorem i ewaluatorem. Tabela 1 prezentuje działania, jakie podejmują nauczyciel i uczniowie w poszczególnych etapach lekcji.
 

Tabela 1. Działania podejmowane przez nauczyciela i uczniów

Etap modelu 5E	Działania nauczyciela	Działania uczniów
Engagement (Zaangażowanie)	Zapoznaje uczniów z problemem Rozbudza zainteresowanie uczniów Organizuje wstępną dyskusję Doprowadza uczniów do zastanowienia się na stanem swojej wiedzy Zachęca uczniów do wyrażania tego, co myślą Zachęca uczniów do stawiania własnych pytań Może doprowadzić do generowania wstępnych pomysłów, ale ich nie ocenia ani nie wyraża opinii na ich temat – pozostawia to do wykonania uczniom w kolejnym etapie	Próbują zrozumieć, na czym polega postawiony przed nimi problem Przypominają sobie, co już wiedzą na ten temat Zastanawiają się, jakiej wiedzy lub jakich umiejętności im brakuje, aby rozwiązać problem Stawiają pytania typu: „Dlaczego tak jest?”, „Z jakiej wiedzy mogę skorzystać, aby rozwiązać problem?”, „Co już wiem na ten temat?”, „Czego mogę się na ten temat dowiedzieć?”, „Co mi może pomóc?”, „Gdzie mogę poszukać informacji na ten temat?” Dzielą się własnymi obserwacjami i spostrzeżeniami
Exploration (Badanie)	Nie podaje gotowych rozwiązań, lecz stwarza sytuacje, w których uczniowie mogą sami je wypracować. Na przykład proponuje: przedyskutowanie problemu w grupie obejrzenie filmu zapoznanie się z materiałem źródłowym zbudowanie modelu poeksperymentowanie z obiektami matematycznymi Obserwuje i słucha uczniów podczas ich pracy Jest dla swoich uczniów konsultantem Zachęca uczniów do działania i testowania swoich pomysłów Może zadawać uczniom naprowadzające pytania, aby im (w razie potrzeby) pomóc	Współpracują ze sobą Dyskutują i wymieniają poglądy, omawiają problem Szukają odpowiedzi na postawione pytania Analizują posiadane dane Generują własne pomysły rozwiązania problemu Porównują własne pomysły z pomysłami innych członków grupy Stawiają hipotezy i je weryfikują Decydują, czy postawiona hipoteza jest prawdziwa, czy też należy ją odrzucić Wyciągają wnioski Uczą się nowych rzeczy i poznają nowe procedury i algorytmy Opisują problem własnymi słowami
Explanation (Wyjaśnianie)	W pierwszej części: Dokładnie słucha uczniów Zachęca uczniów do wyjaśniania pojęć, definicji i twierdzeń swoimi słowami Prosi o uzasadnienia i ewentualne wyjaśnienia Akceptuje wszystkie rozsądne odpowiedzi Zapewnia uczniom czas na porównanie swoich pomysłów z pomysłami innych uczniów Wykorzystuje ewentualny błąd jako okazję do uczenia się na błędach W drugiej części: Uzupełnia wiedzę uczniów Wyjaśnia wątpliwości i niezrozumiałe pojęcia Odnosi się do błędów popełnionych przez uczniów Wprowadza formalną terminologię, wprowadza definicje, twierdzenia, zależności lub algorytmy	W pierwszej części: Prezentują własną interpretację problemu, wyniki swojej pracy badawczej oraz ustalony wniosek Uzasadniają swój wniosek, podając rzeczowe argumenty Mogą zadawać dodatkowe pytania, które pojawią się w trakcie prezentacji efektów pracy przez inne grupy Słuchają wyjaśnień innych uczniów Porównują swoje pomysły z pomysłami innych uczniów W drugiej części: Dyskutują z nauczycielem Słuchają dodatkowych wyjaśnień nauczyciela Wprowadzają poprawki do błędnych interpretacji Uczą się formalnej terminologii, definicji, twierdzeń, zależności, algorytmów itp.
Elaboration  (Opracowanie i Rozszerzenie)	Stawia przed uczniami podobne i nowe zadania w celu utrwalenia nowej wiedzy i umiejętności Dba, aby uczniowie stosowali poprawny język formalny Obserwuje uczniów, jak stosują nową wiedzę i umiejętności Zadaje pytania zmuszające uczniów do rozszerzania swojej wiedzy i umiejętności	Pogłębiają swoje umiejętności Stosują w typowych i nietypowych sytuacjach to, czego się nauczyli Używają nowej terminologii, definicji, twierdzeń i zależności Stosują nową wiedzę w praktyce Poszukują nowych zastosowań dla posiadanej wiedzy
Evaluation (Ocena)	Słucha uczniów lub zapoznaje się z informacją zwrotną przekazaną przez uczniów Dokonuje oceny formalnej lub/i nieformalnej efektów pracy uczniów oraz ich wiedzy i umiejętności Przekazuje uczniom informację zwrotną na temat jakości i efektów ich pracy Zadaje pytania otwarte typu: „Jak myślisz, dlaczego…?”, „Jak byś to uzasadnił?”, „Dlaczego tak myślisz?”	Odpowiadają na pytania nauczyciela Dokonują samooceny lub/i oceny koleżeńskiej Dokonują refleksji na temat tego, czego się nauczyli Przekazują nauczycielowi informację zwrotną

W nauczaniu zgodnie z modelem 5E zmotywowanie i zaciekawienie uczniów sprzyja skupieniu ich uwagi na problemie. Natomiast ich zaangażowanie w poszukiwaniu rozwiązania problemu rozwija umiejętności samodzielnego uczenia się. Sprzyja to nabywaniu przez uczniów wielu umiejętności, które powinny być rozwijane na lekcjach matematyki, w szczególności tych najcenniejszych, takich jak: nabywanie przez uczniów umiejętności analizowania, stawiania i weryfikowania hipotez, umiejętność uogólniania, wnioskowania i argumentowania oraz umiejętność prezentowania własnych pomysłów (tabela 2). Ważne jest również to, że pracując w taki sposób, uczniowie rozwijają swoją kreatywność i krytyczne myślenie. Uczą się uczyć i rozwijają samodzielność w zdobywaniu wiedzy.
 

...