Кинематиката описва движението на обектите чрез числа, диаграми, думи и уравнения и се преподава в училища по целия свят като част от учебната програма по физика.
Нашите текущи изследвания в Мавриций показват, че хората, които трябва да преподават кинематика в класната стая - учители по физика - не разбират концепциите, които я подкрепят. Това отразява изследвания, проведени другаде, които са изследвали как учителите по физика се борят с редица ключови понятия, като сезоните.
Нашето проучване допринася за по-широк набор от изследвания за значението на знанията на учителите за ефективното обучение. Ако учителят не разбира основните основни понятия в предмета си, учениците му няма да учат добре. Учителят може да е в състояние да определи скоростта, но ако не разбира свързани понятия - като изместване и време - той ще се опита да преподава ефективно.
Може да звучи така, сякаш това изследване говори за очевидното. Събирането на данни и проверката на знанията на учителите дава възможност на изследователите да разработят научно обосновани насоки за институциите за обучение на учители. Това е важно, защото погрешните схващания за физиката или науката като цяло, освен ако учителите не възприемат съвсем различен подход към професионалното си развитие.
Това е вярно както по отношение на собствените им знания, така и техния подход към преподаването. Учителите са длъжни да бъдат добре запознати със знанията за съдържанието и методите на преподаване. Това ще им позволи да предадат знания, умения и ценности на учениците по време и извън учебния процес.
Ако учителите не разбират понятията, които трябва да преподават, съществува риск все повече ученици да избягват науката, особено физиката.
Концептуално разбиране на учителите
Нашето проучване е част от по-широк изследователски проект, който изследва как технологиите могат да бъдат интегрирани в ефективното преподаване и изучаване на физика в средните училища в Мавриций.
Работихме с 26 учители по физика от 26 гимназии. Те преподаваха средно пет години. Техните ученици бяха на възраст от 16 до 17 години.
Проучването се състоеше от предварителен тест, три семинара за обучение и тест след уъркшоп. Тестовете бяха извършени с помощта на утвърден въпросник, наречен тест за разбиране на графика в кинематиката. Той се използва широко за проверка на знанията на учениците по кинематика. Рядко обаче се използва за проверка на знанията на учителите относно физическото съдържание, което споделят с учениците.
Стандартният подобрен въпросник се състои от 26 въпроса с множествен избор. Добавихме още два елемента, свързани с мисленето: обяснение на това какъв подход е използван за постигане на отговора и степента на доверие на учителите в отговора им.
Резултатите преди теста бяха изключително тревожни. Нито един учител не отговори правилно на всички въпроси. В повечето случаи грешките им причиняваха заблуди. Например, един от въпросите, зададени на респондентите, да определят най-голямата промяна в скоростта от графичната връзка на ускорението и времето. 38% от учителите смятат, че "времето" е постоянна физическа величина вместо отделна променлива. Това ги доведе до грешен извод.
Когато учителите не разбират концепциите, залегнали в основата на която и да е научна теория, те не могат да преподават тази теория ефективно. Ето защо следващата ни стъпка след предварителния тест беше да подобрим знанията на учителите.
Разбиране на семинари
26 учители трябваше да участват в три професионални семинара - една седмица в продължение на три седмици - като част от нашата намеса.
Семинарите, фокусирани върху концепциите в кинематиката, бяха водени от водещия изследовател в сътрудничество с членове на изследователския екип. Използвана е мултимедия, принуждаваща учителите да изоставят традиционните образователни подходи. Това им позволи да развият своето концептуално разбиране и критично мислене.
Същият въпросник беше изпратен след семинарите и резултатите показаха значително подобрение. Данните показват средна печалба от приблизително 22% в отговорите на учителите преди теста и след теста. Това предполага силна положителна връзка между творческите работилници и представянето на учителите след теста. Способността им да работят чрез концепции и да решават проблеми е ясно засилена.
Разбира се, няколко семинара или еднократен курс за професионално развитие няма да отговорят на заблудите на всички учители. Премахването на твърдо поддържаните заблуди е непрекъснат процес и ще се осъществи само чрез непрекъснати съвместни усилия.
Оттам идват образователните институции за учители. Те трябва да преоценят как обучават учителите да разбират концепцията и да гарантират, че използват най-добрите възможни подходи за подготовка на учителите за преподаване на физика.