Kutatási készségek fejlesztése a kémiaórán
Authors: Orosz Gábor 
Published: September 2024

A Nemzeti alaptanterv (2012), a kémia kerettantervek és az érettségi vizsgakövetelmények elemzése azt mutatta, hogy a kémiaoktatás fontos célja a kutatási készségek fejlesztése, de az újgenerációs kémiatankönyvek vizsgálata során kiderült, hogy hiányoznak a kérdésfeltevéssel, hipotézisalkotással, a kísérlettervezéssel és a változókkal kapcsolatos tankönyvi feladatok. Ezért további feladatokra és a tanításban közvetlenül alkalmazható, kipróbált és bevált fejlesztő programokra van szükség (Szalay et al., 2020; Szalay et al., 2021). Kutatásunkban a „Karbonsavak és észterek” című tanegység tanításához kapcsolódóan dolgoztunk ki egy fejlesztő programot tizedik évfolyamos tanulók számára. A program célja a kísérleti változókkal kapcsolatos készségek (control of variables strategy – CVS) fejlesztése. Ezek a készségek elengedhetetlenek a megfelelő kísérlettervezéshez és a bizonyítékokon alapuló következtetések levonásához (Chen & Khlar, 1999). Ezek nélkül a tanulók nem tudják megkülönböztetni a helyes és a helytelen kísérleti elrendezéseket, és így megbízhatatlan következtetésekre jutnak (Kuhn, 2007). A CVS fejlesztése segíthet a tanulóknak a kritikai gondolkodás és a problémamegoldás fejlesztésében is (Kuhn, 2008). A program elsősorban a kutatásalapú tanuláson alapul, amelyről egy korábbi esettanulmányunkban (Orosz et al., 2023) megállapítottuk, hogy hatékony, ha megfelelő támogatást biztosítunk a tanulók számára. A fejlesztő kísérletre 2019 tavaszán került sor. A beavatkozás kontroll- és kísérleti csoportos, elő-utóméréses kutatási elrendezést követett. A minta városi középiskolák 10. évfolyamos diákjaiból tevődött össze. A kísérleti csoport öt osztályból állt (N = 121; életkor = 16,7 év, szórás = 0,4 év; fiú 42,1%, lány 57,9%), a kontrollcsoport hat osztályt tartalmazott (N = 151; életkor = 16,8 év, szórás = 0,4 év; fiú 50,3%, lány 49,7%). A kutatási készségeket egy számítógépes teszttel (Kutatási készségek teszt), a CVS-t pedig papír alapú tesztekkel (Kísérleti változók I-II. tesztek) mértük. Ezen kívül kérdőívekkel vizsgáltuk a kémiatanulási motivációt (Chemistry Motivation Questionnaire II – CMQ II, Glynn et al., 2011 alapján) és a kémia tantárgyi attitűdöket. Az eredmények azt mutatják, hogy a fejlesztésnek csekély hatása volt a diákok teljesítményére a Kutatási készségek utóteszten (Cohen d = 0,315). A kísérleti csoport átlagpontszáma nagyobb volt, mint a kontrollcsoporté, de a különbség nem volt szignifikáns. A Kísérleti változók teszten az utómérésben azonban a kísérleti csoport szignifikánsan jobb átlagteljesítményt ért el, mint a kontrollcsoport. A hatásméret közepes (parciális eta-négyzet = 0,159), ha a modellbe kovariánsként bevonjuk a Kutatási készségek előteszt, a Kísérleti változók előmérés és a CMQ II előmérés eredményeit. Így a program hatékonynak bizonyult a tanulók kísérleti változókkal kapcsolatos készségeinek fejlesztésében. Nem találtunk szignifikáns különbséget a tanulók fejlődésében a Kísérleti változók előmérés eredményei alapján képzett képességszintek és a nemek szerint, ami arra utal, hogy a gyenge, a közepes és a jó képességszintű tanulók, illetve a fiúk és a lányok is egyformán profitáltak a fejlesztésből. A beavatkozás során mind a kísérleti, mind a kontrollcsoportban csökkent a kémiatanulás motivációja, ami összhangban van Salta és Koulougliotis (2015) eredményeivel. A varianciaelemzés és a hatásméret-számítások alapján a beavatkozás nem befolyásolta a tanulási motivációt és a kémiatantárgyi attitűdöt. A diákok visszajelzései azt mutatják, hogy a kísérleti csoportban lévők élvezték a témákat, és úgy érezték, hogy jobban megértették azokat. A kutatásalapú tanulás volt a legnépszerűbb a beavatkozás során alkalmazott módszerek közül, amelyet a játékok és a feladatlapok követtek. Mindezek alapján megállapítható, hogy a fejlesztő program eredményesen alkalmazható a tizedikes diákok kísérleti változókkal kapcsolatos készségeinek fejlesztésére.