Jak rozwijać myślenie naukowe u małych dzieci?

Myślenie naukowe jest najbardziej cenione ze wszystkich umiejętności STEM, które będą w przyszłości konkurencyjne na zmechanizowanym rynku pracy.

Nie wiedza lecz myślenie

Wśród kolekcjonerów sztuki i marszandów krąży powiedzenie: Tu nie chodzi o produkt tylko o ceny.

To samo można powiedzieć o nauczaniu, szczególnie wczesnym. Tu nie chodzi o wiedzę ale o myślenie naukowe. We wczesnym dzieciństwie dzieci mogą nauczyć się podstawowych umiejętności procesowych, które odnoszą się do różnych dziedzin nauki i życia. Te umiejętności - obserwuj, porównuj, sortuj i organizuj, przewiduj, eksperymentuj, oceniaj i stosuj - to siedem podstawowych kroków metody naukowej.

Takie podejście do nauki krok po kroku jest elastyczne, ponieważ pozwala śledzić zainteresowania i odkrycia dzieci. Jeśli w tym momencie dziecko jest zafascynowane kolekcją skał i kamieni, które przynosi do domu, można użyć kamyków jako tematu procesu naukowego. Być może w przyszłym roku Twoje dziecko przyniesie do domu kolekcję nasion – wtedy można skupić się na nasionach i roślinach w zabawach w ,,naukę”. Po wdrożeniu metody naukowej dzieci odkryją, że mogą ją zastosować w każdej dziedzinie, którą chcą zbadać.

Nie bójcie się nauki!

Niektórzy nauczyciele i rodzice nie czują się zbyt dobrze w pracach badawczych. Ale jeśli poznacie naukowe myślenie jako proces, w którym uczycie się razem z dziećmi, nie ma się czego obawiać. Celem udanej zabawy jest utrzymanie otwartego umysłu i możliwość obserwowania nauki wszędzie. Dostarczając dzieciom interaktywnych doświadczeń, nauczymy je stosować kroki naukowego procesu we wszystkim, z czym się spotkają. Postępujmy zgodnie z punktami opisanymi poniżej :

Siedem kroków metody naukowej

Podstawowe kroki w tworzeniu wielkich badań naukowych są podobne do metody naukowej, ale rozszerzone, z naciskiem na umiejętności, które są najbardziej odpowiednie dla małych dzieci.

Omówmy każdy z nich:

Obserwuj

To proces uważnego patrzenia, zauważania rzeczy z różnych punktów widzenia - cichego oglądania i czekania bez podejmowania działań. Z natury dzieci często chcą w tym momencie wkroczyć i „zrobić” eksperyment. Musimy je zachęcić do poświęcenia więcej czasu na wykorzystanie wszystkich zmysłów, które zbliżają nas do działania.

Świetnym programem wielozmysłowej obserwacji są programy Metody Domana, szczególnie program owocowy i program ziołowy dla niemowląt i młodszych szkrabów.

Obserwacje możemy prowadzić na różnych poziomach. Starsze szkraby można poprosić, aby same zebrały więcej informacji i opisały kilka punktów widzenia. Co zauważyliście w tych roślinach? Co się dzieje, gdy patrzymy na nie z góry, z daleka lub bardzo, bardzo bliska? Poczekajmy i zobaczmy, co się stanie, gdy wiatr je powali, albo zmieni się światło słoneczne. Co teraz widzimy? Jak pachnie ta roślina?

Obserwacja pogody: sporządzamy kalendarz w formie tabeli, w której dziecko może rysować symbole pogody lub wklejać ikonki. Do stacji meteorologicznej dodajemy termometr, aby dziecko codziennie spisywało temperaturę.

Porównuj

Dokonywanie porównań zachęca dzieci, aby wykraczały poza cechy jednej rzeczy i zauważyły oraz wyraziły relacje pomiędzy nimi.

Czy te rośliny są takie same czy różne? Gdzie widziałeś podobne rośliny? A inne rośliny? Jak jedne rośliny różnią się od innych? Czy wszystkie pachną?

Czy te drapieżniki podobne są do siebie? Czy widziałeś już zwierzę, do którego podobny jest ten drapieżnik? Które z tych ptaków są do siebie podobne? Które mają podobny dziób, sylwetkę? Które z nich są podobne do kruka? Które z tych ptaków są podobne do kaczki? Jak różnią się od innych zwierzęta żyjące w klimacie arktycznym ? Jak kolorem piór i futer różnią się od innych zwierząt drapieżniki?

Sortuj i organizuj

Jest to proces grupowania rzeczy według rozpoznawalnych cech. Dzieci dopasowują, grupują i organizują materiały na wiele różnych sposobów. Zaczynają rozumieć, że obiekty mogą należeć do więcej niż jednej grupy naraz. To świetny moment, aby zaprosić dzieci do zapisania swoich ustaleń na zdjęciach i wykresach. Odnosząc się do tych zdjęć i wykresów, mogą dokonać dalszych porównań.

Na ile sposobów możemy sortować rośliny? (z kwiatami i bez, wysokie i niskie, duże liście i małe liście) Na ile sposobów możemy posortować liście? (okrągłe, długie, spiczaste, dwupłatowe, trzypłatkowe i tak dalej)

Które przedmioty pływają, a które toną? Które pokarmy lubi kot, a których nie znosi?

Wybieramy drapieżniki, które są podobne do psów. Teraz porządkujemy zwierzęta, które przypominają koty. Które z tych zwierząt żyją w klimacie arktycznym? Które ptaki to ziarnojady? Które zwierzęta żyją w lesie? Które z tych ciał niebieskich to planety? Które planety to gazowe olbrzymy? Planety skaliste? Księżyce? Które planety są bliżej Słońca niż Ziemia?

Które kości czaszki są parzyste, a które są nieparzyste? ( Zapraszamy do pobrania prezentacji) Które są częścią twarzoczaszki, a które chronią mózgoczaszkę?

Przewiduj

Jest to proces zadawania pytań i spekulacji, oparty na wcześniejszej wiedzy zdobytej w pierwszych trzech krokach. Dzieci robią postępy w przewidywaniu dzięki doświadczeniu, więc upewnijmy się, że mają wiele możliwości ćwiczenia tej umiejętności.

Co się stanie, jeśli włożymy mydło do szafy? Czy światło słoneczne prześwieca przez liść?

Ten krok pomaga również dzieciom uogólniać rzeczy. Jeśli zauważą, że światło wydaje się świecić przez liście paproci, ale nie przez gumową roślinę, mogą generalizować, że światło słoneczne nie będzie świecić przez gęste liście.

Skoro widelec i łyżka tonie, to czy metalowe monety będą unosić się na powierzchni wody? Czy gąbka zatonie jeśli napełnimy ją wodą? Skoro kot jest drapieżnikeim, który lubi mięso, co zrobi, jeśli damy mu pomarańczę do powąchania? Skoro planeta Wenus znajduje się blisko Słońca, to jak tam jest - ciepło czy gorąco? Czy człowiek przeżyje na Uranie? Zwizualizujcie sposób w jaki chodzi lub biega się po planecie, która ma słabsze przyciąganie od Ziemi? Zamknijcie oczy i wyobraźcie sobie niebo nad planetą, która znajduje się najdalej od Słońca. Pozwólcie dzieciom opisać wygląd nieba i Słońca z perspektywy tamtej planety.

Bawcie się w prognozowanie pogody, ale i w zabawy oparte na ,,jasnowidzeniu”. Do hazardu nie zachęcamy , ale możemy zadawać podobne pytania. Intuicja jest niezbędna w pracy badawczej. Pomogła badaczom dokonać wielu odkryć naukowych, ponieważ rzeczywistość w wąskiej perspektywie wydaje się często pozornie nielogiczna lub zbyt mało prawdopodobna.

Maria Skłodowska Curie kilka lat pracowała nad rozwiązaniem jednego problemu matematycznego, ale jej wysiłki nie przynosiły żadnego pozytywnego rezultatu. Pewnego wieczora zdecydowała, że zrezygnuje z dalszej pracy nad tym zagadnieniem i z poczuciem porażki położyła się spać. Kiedy obudziła się rano, zauważyła na stole kartkę z rozwiązaniem problemu zapisaną jej własnym pismem. Dopiero wtedy przypomniała sobie, że w nocy wstała z łóżka i napisała na kartce to, co przyszło jej do głowy w półśnie. Przeanalizowała rozwiązanie i stwierdziła, że choć odpowiedź była niewątpliwie prawidłowa, jest mało prawdopodobne, aby sama kiedykolwiek na nią wpadła.

Eksperymentuj

Gdy dzieci testują swoje prognozy i wypróbowują swoje pomysły, mamy do czynienia z eksperymentami naukowymi. Kluczem do tego kroku jest dostarczenie wielu różnych pomocy, eksponatów i materiałów oraz wystarczającej ilości CZASU do badania . Dostarczamy materiały do swobodnej eksploracji w danym obszarze nauki w taki sposób, aby dzieci mogły je wielokrotnie odwiedzać i ponownie sprawdzać - tak właśnie dzieci poprowadzą własną wersję „niezależnego badania”.

Jak możemy sprawdzić, czy światło będzie świecić przez liść? Ile różnych liści możemy przetestować? W jakich miejscach możemy umieścić nasiona, aby sprawdzić, czy będą rosły? Co jeszcze chcecie wiedzieć o roślinach? Jak pachną te rośliny, kiedy potrzemy je palcem? Czy zabarwią skórę ? Jak po ugotowaniu smak rośliny się zmieni? Co się z nią stanie, kiedy włożymy gałązkę między kartki książki? Co się z nią stanie, jeśli ją zamrozimy i rozmrozimy? Czy widelec lub łyżka potrafi pływać? Czy kubek pływa? Co się stanie, kiedy napełnimy go wodą? Czy łabędź polubi gotowane ziemniaki ? Czy kot zje pomarańczę i inne owoce? Które zioła ładnie pachną dla mojego kota?

Oceń

To jest punkt, w którym dzieci przekazują wyniki swoich eksperymentów innym, werbalizują swoje konkretne doświadczenia i przedstawiają abstrakcyjne informacje za pomocą wykresów, rysunków i statystyk. Na przykład:

Sporządzamy tabelę, które pokarmy jada kot, a których ten domowy drapieżnik nie lubi.

Na podstawie tabeli obserwacji pogody rysujemy wykres najwyższych i najniższych temperatur oraz sporządzamy statystyki: ile dni było słonecznych, a ile razy padał deszcz?

Jakie były najlepsze miejsca w domu do uprawy rzeżuchy? Które miejsca nie są dobre do uprawy roślin? Ile liści na raz można prześwietlić światłem? Jak możemy pokazać te informacje na wykresie?

Zastosuj

Ten krok polega na zastosowaniu rozumienia zdobytego w jednym eksperymencie do większego zakresu doświadczeń. Zachęcamy dzieci do poszerzenia zakresu eksperymentów, wypróbowania ich ponownie przy użyciu nowych materiałów i sprawdzenia, czy ich rozumienie jest spójne.

To czas na otwarte pytania i zajęcia, które pomogą dzieciom myśleć w sposób wykraczający poza daną dziedzinę! Co by się stało, gdyby...? Czy to się uda? Co byś zrobił gdyby....?

Nauka wokół dziecka

Na tym etapie można wyprowadzić eksperymenty poza ,,centrum naukowo-badawcze” do innych ,,ośrodków szkoleniowych”. Oto kilka przykładów, w jaki sposób dzieci mogą wziąć udział w badaniach natury w domu lub w przedszkolu:

Biblioteka małego czytelnika

Zbierajcie książki z bibliotek oraz bity inteligencji, które pokazują piękne zdjęcia świata przyrody. Cały tydzień może mieć własny specjalny eksponat jako centralny element tematyczny w pokoju/klasie - kwiat, ładną gałąź lub drzewko bonsai.

Opowiedzcie z dziećmi niekończącą się historię. Potrzebujemy dużą torbę lub kosz pełen owoców, orzechów i nasion. Rozpoczynamy opowiadanie „Dawno, dawno temu, była szczęśliwa mała pomarańcza, która chodziła po polach w poszukiwaniu swoich przyjaciół. Kiedy nagle…” Teraz wspólnie z dziećmi kontynuujmy śmieszną historyjkę.

Stwórzcie słownik obrazkowy (również z pomocą bitów inteligencji ze strony metodadomana.org) nowych słów naukowych poznanych i używanych w tej jednostce. Dodajcie rysunki i zdjęcia, które zilustrują każde słowo. Stwórzcie centrum piśmiennicze pisania książek lub czasopism naukowych dla dzieci.

Sztuka

Na ścianie/tablicy w miejscu przeznaczonym na ekspozycję prac plastycznych wieszamy znak - ikonę pytającą dziecko/dzieci, jak można wykorzystać nasiona i cebulki w projekcie artystycznym?

Prezentujemy obrazy roślinne wielkich artystów jako inspirację na sztaludze. (np. dzieła Giuseppe Arcimboldo)

Zabieramy pędzle i zastępujemy je eksponatami z natury.

Temat badania: Jak można malować liściami, kwiatami, konarami, szyszkami sosnowymi lub kaczanami kukurydzy?

Manipulanty

Zapewnijcie dzieciom narzędzia do manipulacji z wykresami matematycznymi, aby mogły rejestrować wzrost sadzonek, cebulek i roślin na wiele różnych sposobów, mierzyć temperaturę, rejestrować pogodę i tworzyć statystyki pogodowe. Przygotujcie z dziećmi własnej roboty naklejki i wycinanki oparte na małych ikonkach przedstawiających rodzaje pogody.

Stwórzcie witaminowo-kolorystyczne zestawienia owoców i warzyw, używając zdjęć bitów inteligencji. Wykonujcie inne atlasy z wyciętych z katalogów nasion lub zdjęć pobranych z Internetu. Zaproście dzieci, aby pomogły wykonać „części ” przedstawiające roślinę od korzeni po kwiat. Mogą wycinać kawałki z plakatów lub katalogów lub samodzielnie je rysować. Twórzcie sekwencję zdjęciowe wzrostu nasion, korzystając z własnych ujęć przedstawiających np. wzrost nowych cebulek kwiatowych.

Stolik z wodą / piaskiem

Przy stole z wodą można powiesić napis – temat pracy badawczej : Czy nasiona pływają? Dostarczamy dzieciom różnorodność orzechów i nasion do testowania oraz tabelę lub wykres do zapisywania wyników.

Na stole z piaskiem zakopujemy w wilgotnym piasku kilka dużych nasion i orzechów.

Temat badania: Jak można odznaleźć nasiona za pomocą wody?

Muzyka

Temat badania: Jakich obiektów przyrodniczych można użyć do stworzenia instrumentów?

Przygotujcie tykwy, strąki fasoli, orzechy kokosowe i inne przedmioty do badania przez dzieci. Używajcie ich potem do dodania efektów dźwiękowych i zorkiestrowania ulubione piosenki lub książki!

Śledźcie zainteresowania dzieci

Najskuteczniejszym sposobem wyboru tematu prac badawczych jest rozpoczęcie od tego, czym interesują się dzieci. Zaobserwujcie na co dzieci zwracają uwagę. Wiosną jedna z grup zerówki zafascynowała się rdzą, która zrobiła się na urządzeniach do zabawy na świeżym powietrzu. Nauczyciel zaprosił dzieci do poszukiwania i obserwowania rdzy, a następnie przeprowadził burzę mózgów o tym, co dzieci wiedzą na temat rdzy. Na następnych zajęciach dzieci sporządziły tabelę tego, co chciałyby się dowiedzieć na temat rdzy. W niektórych pojemnikach z wodą i na zestawie wspaniałych „śmieci” dzieci przeprowadziły serię eksperymentów, aby dowiedzieć się, co rdzewieje w wodzie, a co nie. Później zdecydowały się przetestować inne płyny, aby sprawdzić, czy znane im rdzewiejące przedmioty również w nich rdzewieją. Chciały wiedzieć: czy rdza rozwinie się w mydle w płynie lub w wodzie mineralnej w taki sam sposób, jak w wodzie. Z pewnością rdzy nie było w planie pracy, ani nawet w umyśle nauczyciela w formie planu zajęć, ale dzięki inicjatywie dzieci i metodzie siedmiu kroków, stworzyli razem niesamowite badanie naukowe!

Bity inteligencji czyli rozpięte karty encyklopedii dla dzieci

Bity inteligencji są zabawą stworzoną przez Glenna Domana, która rośnie wraz z dzieckiem, a wszystko dzięki genialnemu rozwiązaniu (w przenośni i dosłownie), które umożliwia rozwój naukowego myślenia. To właśnie luźne karty tej wyjątkowej encyklopedii dla dzieci umożliwiają zabawy i manipulacje kolekcją, aranżowanie galerii, porównywanie, sortowanie, organizowanie i klasyfikowanie obiektów od nowa. Cechą wspólną tych wszystkich tych wszystkich zabaw jest podejście naukowe, które można rozwijać u maluchów od najmłodszych lat.

Kolekcje dzieci

Dzieci są naturalnymi kolekcjonerami. Wystarczy zajrzeć im do kieszeni lub do plecaków, a znajdziemy tam niesamowity asortyment „rzeczy specjalnych ”. Możemy wykorzystać kolekcje dziecięce jako punkt wyjściowy do nauki. Poprośmy dzieci, aby udostępniły swoje kolekcje i przedyskutowały, co o nich wiedzą. Sprawdzamy, czy mają jakieś pytania dotyczące swoich zbiorów, na które chciałyby poznać odpowiedź. Rozważmy eksperymenty (używając kroków metody naukowej), które można przeprowadzić za pomocą tych przedmiotów. Pamiętajmy, aby zacząć od obserwacji i porównania. Co dzieci zauważyły w przedmiotach ze swojej kolekcji? Czy przedmioty są takie same czy różne? Możemy zaprezentować narzędzie naukowe, takie jak lupa lub waga kuchenna: Jak możemy użyć tego narzędzia, aby dowiedzieć się czegoś więcej o przedmiotach z Twojej kolekcji? Następnie bawcie się w badania naukowe i sprawdźcie, gdzie poprowadzą Was wyniki!

Pytania naukowe to najlepsze drogowskazy dla rodziców: