Veres Gábor

Integrált természettudományos oktatás – szemlélet és módszer

Bevezetés

A természettudományos tantárgyak helyzetéről az utóbbi években sok vita folyt. A hazai kutatások, nemzetközi mérések és a szakmai elemzések is arra utalnak, hogy a sikerek (pl. TIMMS eredmények) viszonylagosak, a válságjelenségek viszont valósak. Az Országos Köznevelési Tanács által megbízott munkacsoport felmérése alapján az Oktatási és Kulturális Minisztérium megfogalmazott egy fejlesztési stratégiát, amely a lehetőségek határain belül igyekszik kezelni a problémákat. A természettudományos nevelésben (és nem csak abban) élenjáró országok példája bizonyítja, hogy valódi megoldások akkor születhetnek, ha a felelősök és érdekeltek nem álvitákba bonyolódva harcolnak, hanem együttműködve keresik a bizonyíthatóan jól működő megoldásokat. A természettudományos tantárgyak integrált oktatásáról a közelmúltban folytatott vita lényegi kérdése nem a tanulásszervezés módja, hanem az a megújult szemlélet és módszer, amely segíthet népszerűbbé tenni a természettudományos tantárgyak (vagy tantárgy) tanulását, korszerű műveltséget, használható tudást biztosít mindenkinek, és nagyobb számban nyer meg tehetséges tanulókat a tudomány és a műszaki pályák számára.

I. Természettudományos nevelés a 21. században – Kényszerek és lehetőségek integrációja

A 20. század soha nem látott fejlődést hozott a természettudományokban és a technológiában, elég csak az atomenergia felszabadítására, a genetikai információ felfedezésére, vagy a mikroelektronikai eszközök térhódítására gondolnunk. A tudományos-technikai forradalom lendülete a 21. századra fordulva kissé alábbhagyott, és az elért eredmények mellé a kételyek, új nézőpontok is sorakozni kezdtek. A 20. század második felében az iskolákban is megerősödtek a természettudományos tantárgyak. A ’70-es években a hazai tantervi reformot követően magas óraszámban, sok elméleti ismeretet tartalmazó tantervek jelentek meg. Ezek oktatása a tankönyvekre alapuló, tanár központú, ismeret átadó módszerekkel, a továbbtanulás szempontjait mindenek fölé helyezően alakult. Az akkori gazdasági, társadalmi berendezkedésben az elérhető tudományos és műszaki pályák kellő vonzerőt jelentettek a tanulók számára. Az iskola világában sem kérdőjeleződött meg a tanári tekintély, hiszen a társadalom maga is tekintélyelvű volt.

Az ezredforduló idején a modern korból a posztmodern felé fordult a világ. A változások elérték azt a kritikus tömeget, amely már az élet számos területén vethet fel alkalmazkodási kényszereket, de egyben megújulási lehetőségeket is. A problémák egy része globális szinten is jelentkezik, mások a hazai helyzetet jellemzik, vagy az intézményi működés zavarait sejtetik. Az iskola világában érzékelhetővé vált a tanulók érdeklődésének irányváltása, a hagyományos tartalmak és tanulási módok iránti érdektelensége. Még kritikusabb a tanári tekintélyre épülő módszerek tarthatatlansága, ez gyakran forrása az osztálytermi konfliktusoknak. Furcsa kettősség jellemzi a szülők, mint „megrendelők” iskolához fűződő viszonyát. A család válsága, a felbomlott értékrend részben közömbösségre, részben túlzott elvárásokra vezetheti a szülőket. Világos, hogy a problémák megoldásához érdemi együttműködés, mindkét fél részéről több idő és energia befektetés lenne szükséges. A változások részben az előbbivel is kapcsolatba hozható jellegzetessége az oktatás kiszélesedése, részben a benne résztvevők számának és a részvétel időtartamának növekedése. A formális, iskolarendszerű oktatás mellett, jelentősen bővültek a nem formális és az informális tanulási lehetőségek. A gazdaság, a munkaerőpiac igénye eközben a rugalmasan alakítható tudás, az élethosszig tartó tanulás elvárása felé fordult. A fenntartható társadalom érdeke ennél is többet kíván, az iskolának erősítenie kell a humán értékek, az emberi minőség képviseletét, erősítését.

Új pedagógiai paradigma

A világban zajló változások a pedagógiában is paradigmaváltásra vezettek. Ahogyan azonban lenni szokott, a változáshoz, az új rend kialakulásához át kell esni az egyensúlyvesztés kaotikus állapotán. A régi és az új pedagógiai szemlélet és módszer egyszerre lehet jelen az oktatási rendszerekben, az intézményekben és a szereplők fejében. Ha néhány kulcselemében összevetjük a korábbi és a formálódó új pedagógiát, az alábbiakat láthatjuk:

Régi:	Új:
Évfolyamok, osztályok	Rugalmasan szerveződő tanulói közösségek
Tanórákra szabdalt, merev időkeretek	Tanulási módokhoz igazított időkeretek
Tanulás formalizált iskolai környezetben	Iskolán kívüli tanulási környezetek
Tartalom központú, előíró tanterv	Probléma alapú, nyitott tantervek
Tankönyv központú tanítás	Feladat központú tanulás
Régi:	Új:
Osztályozó értékelés	Strukturált, szöveges értékelés
Az átlageredmény értékelése	Az egyéni fejlődés értékelése
A tanítás hatalomgyakorlás	A tanulás partnerség

A tanulás új felfogása

A nevelésről azt gondoljuk, hogy ahhoz végül is mindenki ért. A nevelés, mint tudomány sokak számára szokatlan, de az utóbbi évtizedek sikeres pedagógiai reformjai éppen ezen az alapon szerveződtek. Ebben olyan társtudományok is segítséget nyújtottak, mint a kognitív pszichológia, vagy az agykutatás. Középpontba került a tanulás, a tudás kialakulásának folyamata. Az új tanulásfelfogást, a konstruktivizmust az alábbiak jellemzik:

• A tudásépítés egyéni módon megy végbe, közösség együttműködésen és tapasztalatokon alapszik.
• A tanulók központi szerepet játszanak a tanulási folyamat kialakításában és ellenőrzésében.
• A tanulási helyzetek valóságosak, hitelesek és a világ természetes bonyolultságát tükrözik.
• A tudás komplexitása az elméletek kapcsolódásainak keresésével és az interdiszciplináris tanulással áll összefüggésben.
• A problémamegoldás, a magasabbrendű gondolkodási képességek és a mély megértés hangsúlyozottak.
• A kutatás kedvelt módszer a tanulók önálló ismeretszerzésének bátorítására és saját célok keresésére.
• A tanulók előzetes tudáskonstrukcióit, hiedelmeit és magatartásformáit figyelembe kell venni a tudásépítés során.
• A hibák lehetőséget adnak a tanuló előzetes tudásába való bepillantásra.
• A tanulási környezet az önellenőrzést, önszabályozást, önvizsgálatot és tudatosítást, a metakogníció erősítését szolgálja.
• A kollaboratív és a kooperatív tanulás kedvelt és alkalmas eszköze lehet a tanulók alternatív nézőpontokkal való szembesülésének.
• Az értékelés hiteles és a tanítási folyamathoz kapcsolódik.

A tanári szerep változása

Az átalakuló iskolában a tanár sem maradhat a régi szerepben. A változáshoz azonban számos belső és külső feltétel teljesülése szükséges, mint pl.:

Belső feltételek

• Dominancia helyett háttérben maradás, segítő szerep.
• Demokratikus meggyőződés és attitűdök.
• A tanulási folyamat, személyes tanulás diagnosztizálása.
• Önmagára figyelés helyett másokra figyelés, empátia.
• Tanulási motiváció és képesség, önfejlesztés.
• Kreativitás, ambíció.
• Önállóság és a csoportmunka képessége.
• Sokoldalú felelősségviselés, felelősségtudat.

Külső feltételek:

• Minőségszemlélet alkalmazása az iskolában.
• Magasabb társadalmi és szakmai presztízs.
• Organikusan fejlett szakmai közélet.
• A társadalmi környezet megváltozása (tudás alapú társadalom).

A kompetencia értelmezése

A sikeres tanulás eredménye a megszerzett, fejlesztett tudás. Azt, hogy az iskolában mit kell tanítani, illetve megtanulni, korábban szigorúan szabályozó tantervek írták elő. A Nemzeti Alaptanterv jelenleg érvényes szabályozása nem a tartalmi elemeket, hanem a fejlesztési követelményeket fogalmazza meg. A 2007-es felülvizsgálat során a NAT is átvette az EU ajánlott kulcskompetencia rendszerét, amely az alábbi területeket különíti el:

• anyanyelvi kommunikáció,
• idegen nyelvi kommunikáció,
• matematikai kompetencia,
• természettudományos kompetencia,
• digitális kompetencia,
• hatékony, önálló tanulás,
• szociális és állampolgári kompetencia,
• kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetencia,
• esztétikai-művészeti tudatosság és kifejezőképesség.

A kompetencia fogalma három elem egységében értelmezhető: ismeretek, készségek és képességek, valamint attitűdök alkotják. A korábbi paradigmában szinte kizárólagos volt az ismeretek szerepe, ez egyensúlyba került az alkalmazhatóságát biztosító tudástípusokkal. A természettudományos oktatásnak irányt adó kulcskompetencia értelmezésben a NAT az alábbiakban jeleníti meg a három részterületet:

Ismeretek:

• A természeti világ alapelvei
• Alapvető tudományos fogalmak, módszerek
• A tudományos elméletek társadalmi folyamatokban játszott szerepe
• A technológiák előnyei, korlátai és társadalmi kockázatai
• Az emberi tevékenység természetre gyakorolt hatásai

Készségek, képességek:

• Természettudományos és műszaki műveltség alkalmazása
• Természettudományos és műszaki műveltséget igénylő döntések meghozatala
• Új technológiák, berendezések megismerése és működtetése

Attitűdök:

• Szándék és képesség a fenntartható fejlődés érdekében lokálisan és globális vonatkozásban való cselekvésre
• Etikai kérdések iránti érdeklődés
• Kritikus és kíváncsi attitűd
• Biztonság és a fenntarthatóság tisztelete a tudományos és technológiai fejlődés hatásaival kapcsolatban

A NAT implementációja, a szemléletének megfelelő programok kialakítása a kompetenciák más oldalú megközelítését is megkívánja. A tanulási helyzetek, feladatok, értékelési eszközök tervezése során a műveltségterületek és tantárgyak közös (kereszttantervi) kompetenciái, mint fejlesztési területek jelennek meg. Ilyenek pl.:

Kognitív kompetenciák:

• Problémakezelés
• Rendszerszemlélet
• Alkotóképesség
• Kreativitás
• Alternatívaállítás
• Kritikus gondolkodás
• Valószínűségi szemlélet
• Történeti szemlélet
• Osztályozás, rendszerezés
• Oksági gondolkodás
• Modellalkotás
• Lényeg kiemelése

Szociális kompetenciák:

• Nyitottság
• Normaismeret
• Empátia
• Együttműködési képesség
• Pozitív gondolkodás
• Egészségtudatosság
• Környezettudatosság
• Etikai érzék
• Felelősségérzet
• Szervezőképesség
• Döntésképesség
• Harmóniára törekvés

A természettudományos műveltség

A tudáskép változásával, az oktatás hatékonyságának növelésével együtt erősödött fel a korszerű műveltség, illetve a műveltség fogalmának korszerű értelmezése iránti igény. Az elit, a szakemberek tudása mellett mit kell tudni a mindennapokban boldogulni igyekvő embereknek? Mi legyen a tanulás tartalma, ha nem készül valaki természettudományos vagy műszaki pályára? A korábbi szabályozás ezekre a kérdésekre nem adott választ, mindenkinek azt és úgy kellett tanulni, mint a szakirányú felvételire készülőknek, legfeljebb a számonkérés volt lazább. Ebből a tanulók többsége esetében túlterhelés, rosszabb esetben teljes közöny és lázadás lett az eredmény. Mindeközben a társadalom igényt tartott volna olyanokra, akik bár nem szakemberek, de birtokában vannak a természettudományos gondolkodás alapjainak, képesek azt alkalmazni a mindennapokban, nyitottak az új technológiák befogadására és értő kritikával képesek viszonyulni azokhoz. A műveltségnek ez a fajta meghatározása (literacy) új szemléletű tantervek és taneszközök után kiállt. A természettudományos műveltség ugyanis nem határozható meg tartalmi követelmények listájával. Sokkal inkább jelenti az ismeretek rugalmasan változó halmazán túl az egyén képességét új tudományos ismeretek megszerzésére, alkalmazására és értékelésére. Ennek elemei a következők lehetnek:

• megfigyelés,
• mérés,
• kísérletezés,
• adatkezelés,
• osztályozás,
• változók vizsgálata,
• következtetés,
• kommunikáció,
• modellek és elméletek kidolgozása,
• előfeltevések és előrejelzések megfogalmazása,
• ellenőrzés.

Társadalomközpontúság

Az új műveltségképnek lényegi jellemzője a társadalomközpontúság. A természettudományoknak a társadalom problémáitól nem elszakadva, sőt éppen azok megoldásán kell fáradozni. Ennek megfelelően a tudomány, a technológia és a társadalom viszonyrendszere nem megkerülhető szempont. A természettudományos nevelést eszköznek kell tekintenünk a hatékony és tudatos társadalmi cselekvésre való felkészítésben. Mindehhez olyan új tudásterületek tantervbe emelésére, erősítésére van szükség, mint pl.:

• környezeti nevelés,
• egészségnevelés,
• tudatos fogyasztói nevelés,
• etikai, filozófiai problémák,
• technikai alkalmazás, kutatás-fejlesztés,
• tudománytörténet,
• „hétköznapi természettudomány”.

Kiemelt szempontként kell kezelni a tudás alkalmazásának kérdéseit, be kell mutatni a problémák különböző megközelítési lehetőségeit, a vitatható kérdéseket, a tanulókat fel kell készíteni a véleményalkotásra, vitára, a konfliktusok kezelésére és döntések meghozatalára. Ennek megfelelően a tanulási módszereknek a tanulók tevékenységén, egymással való együttműködésén kell alapulni. Az integrált szemléletnek és tanulásszervezési módszereknek éppen az előnye: életközeli, komplex problémákat dolgozhat fel, ezzel a társadalomközpontúságot, a mindennapi élettel való szoros kapcsolatot erősítheti.

Fenntarthatóság, globális nevelés

A társadalomközpontúság talán legfontosabb ismérve a fenntarthatóság komplex problémájának kiemelt kezelése. A korszerű, integrált szemléletű természettudományos oktatás a környezettel minél harmonikusabb és minél tudatosabb együttélést szorgalmazza, az értékrendszer és az életmód fejlesztése áll a középpontjában. A „környezet” fogalmát tágabban, nemcsak természeti környezetként értelmezi, hanem az épített, mesterséges környezetre, a kulturális környezetre és az egyén saját maga által megélt, kialakított környezetére is vonatkoztatja. Hangsúlyozza azokat a globális eseményeket, amelyek befolyásolják mindennapjainkat. Az egyedi, egyéni, lokális és globális jelenségeket, illetve problémákat összefüggéseiben mutatja be. Toleráns szemléletet közvetít, a világ sokszínűségét láttatja, az előítéleteket tompítja és relativizálja. Ide kívánkozó példa a PISA vizsgálatok kontextus hálója, amely egymásra épülő szinteken tervezi a fenntarthatósággal összefüggő kérdéseket:

Alkalmazási terület	Egyéni szint	Társadalmi szint	Globális szint
Egészség	egészségmegőrzés,	betegségek/kórokozók terjedésének kontrollálása	járványok, fertőző betegségek terjedése
Természeti erőforrások	az egyén anyag- és energiafogyasztása	a népesség ellátása, termelés és elosztás, energiaellátás	megújuló és nem megújuló energiaforrások, népességnövekedés
Környezet	anyagok használata, hulladéktermelés	népességeloszlás, hulladékkezelés, környezeti hatások	biodiverzitás, fenntarthatóság, levegőszennyezés ellenőrzése
Veszélyek	a természet vagy az ember által előidézett kockázatok	termékbiztonság	klímaváltozás
A természet- tudomány és a technika határterületei	a természeti jelenségek iránti érdeklődés	új anyagok, új műszerek és eljárások, szállítás	fajok kihalása, űrkutatás,

Probléma (kutatás) alapú tanulás (PBL, IBSL)

A pedagógiai paradigmaváltás a tanulási módszerek terén is új lehetőségeket kínál, illetve tesz szükségessé. A tanulók motiválása, minél aktívabb bevonása a tanulási folyamatba, a tudás alkalmazhatóságának növelése a probléma alapú tanulási módszerek felé mutat utat. Az ilyen tanterv, illetve általa a tanulási folyamat a tanár központúságtól a tanuló központú, interdiszciplináris megközelítések felé mozdul el. Olyan tanulási környezetet kínál, amelyben a tanulók feltárhatják az előzetes tudásukat, életközeli összefüggésekben tanulhatnak. Jellemzője, hogy a tanulók kisebb csoportokban dolgoznak, a problémák többféle megoldását dolgozzák ki. Összehasonlítva más tanulási stratégiákkal:

Előíró, tartalom alapú tanulás	Fejlesztő, probléma alapú tanulás
Tanár középpontú	Tanuló középpontú
Részletes tartalmi követelmények	Strukturált kérdések, problémák
A résztől az egész felé tartó	Az egésztől a rész felé tartó
A tanítás tudásátvitel	A tanítás a tanulás elősegítése
A tanulás tudásátvétel	A tanulás konstrukció
Merev tanulási környezet	Rugalmas tanulási környezet

A probléma alapúság különféle tanulási projektekben valósítható meg a legjobban. A projektmódszer nem feltétlenül kívánja meg a probléma alapú tanulást, az utóbbi viszont éppen nyílt jellegénél fogva feltételezi az előzőt. A módszer számos előnnyel bír, pl. a diákok esetében:

• az előzetes tudás közreadása,
• megértéses tanulás,
• ismereteket szereznek a saját tanulásukról,
• kommunikálnak és meghallgatják egymást,
• társadalmilag tájékozottabbá válnak, növekszik a tantárgyi tudásuk,
• a különbözőségükön alapuló tanulási munkamegosztást alakítanak ki.

A tanárok esetében:

• aktív tanulási modell alkalmazása,
• szakterületek megosztása a kollégák között,
• személyes tudásépítés gyakorlati megvalósítása, szervezése,
• lényegi, alapkérdésekre fókuszálás,
• elsődleges forrásként technológiai eszközök használata,
• gyakorlati irányítás, mentori szerep felvállalása.

A probléma alapú tanulás szakaszai:

Elképzelések	Információk	Tanulási tartalmak	Munkaterv	Értékelés
Ötletroham Kérdések, előfeltevések megfogalmazása	Milyen adatok, információk állnak rendelkezésre?	A probléma kielégítő feldolgozásához szükséges további adatok, ismeretek összeállítása.	A probléma megoldásához vezető cselekvési sor összeállítása.	Megoldottnak tekinthető-e a probléma? Meg kell-e ismételni az eljárást?

A módszer alkalmazásánál felmerül a kérdés: milyen mértékben irányítsa a tanár a tanulók önálló kutatását? Néhány vizsgálat alapján bebizonyosodott, hogy a probléma alapú módszerrel azok a tanulók képesek önállóan és hatékonyan tanulni, akiknek elegendő meglévő tudása van a helyes problémakezeléshez. Akik nem rendelkeznek ezzel, azok összezavarodhatnak, illetve több időt töltenek a megfelelő kiindulási pontok keresésével. Szükséges tehát a problémamegoldás megfelelő előkészítése és tanári segítése, de ennek differenciált módon, a tanulók meglévő tudását figyelembe véve, a továbblépést elősegítő módon és mértékben kell történni.

Az életet átfogó tanulás

Az életközeli helyzetek legjobbika maga az élet. Az iskolán belül ezt csak szimulálhatjuk, de hogy a tanulók valóban átéljék, ahhoz ki kell lépni a falakon kívülre. Az életet átfogó tanulás (life-wide learning) olyan stratégia, amely a tanulókat az ilyen tanulási helyzetekhez juttatja. A tanárok és tanulók széleskörűen felhasználják az iskolában és a helyi közösségben (társadalmi-, gazdasági környezetben rendelkezésükre álló forrásokat és lehetőségeket a tanulási célok elérése érdekében összekapcsolva időt, helyet és embereket). Az életközeli, tapasztalatokon alapuló tanulás hozzásegíti a tanulókat a tantermieknél összetettebb tanulási célok vállalásához (segíti a tanulók személyiségfejlődését és növeli az élethosszig tartó tanulás képességét). Az iskola a helyi adottságok figyelembe vételével tervezhet együttműködést az önkormányzati szakemberekkel, civil szervezetekkel, gazdasági szereplőkkel, nemzetközi szervezetekkel, egyházakkal. Ennek során kihasználhatja a természeti környezet, a gazdasági élet kínálta lehetőségeket. Az ilyen programok lehetséges előnyei:

A tanulók szintjén:

• növekvő tanulási kedv,
• hatékonyabb tanulás,
• önszabályozó tanulás,
• növekvő felelősségérzet,
• a mindennapi élethez szükséges készségek megszerzése.

A tanárok szintjén:

• jobb tanár–diák viszony,
• a tanulás új módjai tárulnak fel.

Az iskolafejlesztés szintjén:

• javul a tanulási kultúra,
• elősegíti az iskola tanuló közösséggé válását.

A helyi közösség szintjén:

• növekvő szociális tőke és bizalom,
• a hátrányok csökkentése,
• az élethosszig tartó tanulás kultúrájának növekedése,
• a tanuló társadalom kialakulásának elősegítése.

Differenciált fejlesztés

A tanulás konstruktivista szemlélete szerint a tudásépítés egyéni módon megy végbe, abban kulcsszerepet játszik a tanuló meglévő tudása, személyisége. Mivel a tanulócsoportok általában heterogének, a gyerekek különböznek egymástól a tanulási stílusukban, szükségleteikben, szociokulturális hátterükben is. Az intelligencia típusuk is eltérhet, de mindenki lehet valamiben tehetséges. Az oktatás hatékonyságának emelése nem képzelhető el e sokféleség valamilyen módon való figyelembe vétele, kezelése nélkül. A nyitottabb, nem mereven előíró tantervben megjelenő problémák sokfélesége lehetővé teszi a tanár számára, hogy azokból válogatva, megfelelően kiegészítve, személyre szabott tanulási környezetet alakítson ki. A többféle információforráson, a kutatás lehetőségén alapuló tanulás kedvezhet az eltérő intelligenciatípusoknak, és módot ad az elmélyedésre. A differenciált fejlesztéshez nélkülözhetetlen a pozitív, ösztönző tanulási légkör. Bátorítani kell a tanulók kezdeményezéseit, pl. a problémaleírások, kutató kérdések alapján további kérdések megfogalmazását.

Fejlesztő értékelés

Az oktatási innovációk egyik visszatérő buktatója az értékelési dimenziók mellőzése, kidolgozatlansága. A probléma alapú, nyitott és önszabályozó tanulási módok alkalmazásának elengedhetetlen feltétele az értékelési módok és eszközök megtervezése. A paradigmaváltás ezen a területen is érzékelhető, így pl. a fejlesztő értékelés térnyerésében. Ennek jellemzői:

• a diákok bevonása a tanulási célok meghatározásába, részvételük az értékelés megtervezésében, kivitelezésében,
• életszerű, reális, vagyis az iskolán kívüli helyzetekre utaló, valós problémahelyzetekben történik,
• segíti a diákokat megismerni és megérteni a követelményeket, ezzel is segítve, hogy azok az ő céljaikká is váljanak.
• a tanulók ösztönzése az önértékelésre,
• rendszeres visszajelzések, amelyek ráirányítják tanulók figyelmét a továbblépés lehetséges formáira,
• diákok megerősítése abban, hogy mindenki képes fejlődni,
• a visszatekintés, reflektálás alapvető elem az értékelés folyamatban tanárok, diákok részéről egyaránt.

A fejlesztő értékelés visszajelzést ad a tanulónak arról, hogy hol tart, mit tud már, és milyen további tudásra kell szert tennie. A projekt alapú tanulásszervezés a cél eléréséhez vezető út nyitottsága miatt fokozottan igényli és a kötetlen munkaformákkal lehetővé is teszi az ilyen szemléletű értékelés folyamatos alkalmazását. Fontos azonban, hogy a tanulók és a szülők is tisztában legyenek a fejlesztési célokkal, és világosan lássák az értékelési területeket, ezeken belül a jól elkülöníthető és értékelhető kompetencia elemeket. Az sem árt, ha ez iskolai szinten egységes szempontok és követelmények szerint történik, de figyelembe véve a műveltségterületek sajátosságait.

II. A természettudományos közoktatás problémái – A szereplők integrációja

A hazai természettudományos oktatás színvonaláról, helyzetéről és problémáiról, már a ’90-es évek vége felé is bőségesen lehetett hallani, olvasni. A vita időnként nem volt mentes az indulatoktól sem, így pl. a tantárgyi integráció kötelező bevezetésének ötlete borzolta a kedélyeket. Elemzések (pl. Csapó és mtsai) és mérési eredmények (PISA vizsgálatok) is alátámasztották a problémák létezését. A természettudományos oktatás magyarországi helyzetének felmérésére 2008-ban az Országos Köznevelési Tanács egy ad hoc bizottságot kért fel. A kérdőívekre több mint ezer pedagógus válaszolt. A bizottság összefoglaló jelentésében válságban lévőnek minősíti a természettudományos közoktatást, mivel:

• a természettudományos közoktatás a tanulók széles rétegei számára nem elég hatékony, a természettudományos műveltség nem kielégítő színvonalú;
• a természettudományos tanári pályák vonzereje csekély, a fizika és a kémia területén válságos helyzet alakult ki;
• a műszaki-természettudományos pályákra jelentkező hallgatók száma és általános felkészültsége nem kielégítő.

Az Oktatási és Kulturális Minisztérium a jelentés alapján intézkedési tervet dolgozott ki, amelynek főbb elemei a következők:

• Pedagógiai rendszerfejlesztés (motiválás, differenciálás, tehetséggondozás).
• Kerettantervek, oktatási programok, tananyagok kidolgozása (integrált szemléletű, paradigmaváltást jelentő szaktárgyi kerettantervek, alapfokú oktatásban egyszintű, középfokú oktatásban 3 szintű: humán, általános, reál).
• Pedagógus továbbképzés fejlesztése, szaktanácsadó rendszer kialakítása.
• Kutatások indítása a természettudományi nevelés vizsgálatára.
• Eszközfejlesztés (természettudományos kísérleti eszközök, hagyományos és digitális eszközök.
• Természettudományos pályák népszerűsítése.
• Felsőoktatás és gazdasági szereplők bevonása.
• Felvételi rendszer változtatása.

A szaktárgyi kerettantervekre kiírt pályázat alapján két munkacsoport (Nyugat-magyarországi Egyetem, ELTE) dolgozik, az új tantervek várhatóan 2010 elején jelenhetnek meg. Ezekben a természettudományos oktatás megújításának fent részletezett szempontjainak tükröződniük kell. Olyan életközeli problémákra kell felfűzniük a tananyag tartalmakat, amelyek alkalmasak a tanulói érdeklődés felkeltésére, a természettudományos műveltség kialakítására. A kísérletek tervezésével támogatniuk kell a természettudományos gondolkodás fejlesztését. Integrált szemléletet kell képviselniük, megjelenítve a természettudományok egymásra épülését. A pedagógiai módszerekre tett ajánlásokkal meg kell alapozzák a későbbi programfejlesztéseket. Alkalmasnak kell lenniük a differenciált fejlesztés támogatására, mindenekelőtt a humán, általános és reál programok átfedő, de mégis karakteresen eltérő kialakításával.

Az Oktatás és Gyermekesély Kerekasztal 2008-ban kiadott „Zöld könyv a magyar közoktatás megújításáért” –című tanulmánykötetében olyan megállapításokat tesz, amelyeket nem lehet figyelmen kívül hagyni a természettudományos oktatás problémáinak megoldása során sem. Így pl.: „a bemeneti különbségek kezelésének, a kimenet felfelé nivellálásának egyik módja a fejlettségbeli különbségeknek a tanulásra fordított idő különbségeire való átváltása. …Egyesek hosszabb, mások rövidebb idő alatt jutnak el ugyanazokhoz a követelményekhez. …Egyértelműen meg kell határozni azokat a szinteket, amelyeket minden tanulónak el kell érnie. Mindenkit addig kell fejleszteni, amíg a kívánatos szintet el nem éri (kritériumorientált fejlesztés). Ez egyes tanulók esetében rövidebb, mások esetében hosszabb ideig tart. …Ne az egyes témák vagy készségek elsajátítására szánt idő legyen azonos mindenki számára, hanem az a szint, amit el kell érni.”

Ezek a megállapítások, illetve javaslatok túlmutatnak a differenciált fejlesztés keretein, a jelenlegihez képest egészen más szemléletet jelentenek, tükrözik a pedagógiai paradigmaváltást. Jó lenne, ha mihamarabb a pedagógusok rendelkezésére állnának azok a taneszköz rendszerek amelyek az értékelési kritériumokat és differenciált fejlesztési eszközöket is magukban foglalva lehetővé tennék a természettudományos nevelés problémáinak megoldását.

III. A természettudomány tantárgy kerettanterve – A tantárgyak integrációja

Az Oktatási és Kulturális Minisztérium 2008-ban létrehozott egy szakértői bizottságot, amelynek feladata az egységes természettudomány tantárgy fejlesztési szempontrendszerének kialakítása volt. A bizottság tagjai voltak: Dr. Hadházy Tibor, Nyíregyházi Főiskola (OKNT tag), Dr. Kertész János, BME Fizikai Intézet (OKNT tag), Dr. Nahalka István, ELTE Neveléstudományi Intézet, Dr. Polonkai Mária, Oktatási Hivatal, Veres Gábor, Közgazdasági Politechnikum. A kerettanterv kidolgozásával az OKM a természettudományi integrációban sokéves gyakorlati tapasztalattal rendelkező Közgazdasági Politechnikum munkacsoportját bízta meg. A kerettantervi fejlesztés és az OKNT ad hoc bizottság munkája között közvetlen kapcsolat nem volt, de a munka lényegében ugyanazoknak a problémáknak a megoldására irányult, még ha pl. az integráció értelmezésében eltérőek is a nézőpontok.

Pedagógiai célok

A szakértői bizottság a kerettanterv pedagógiai céljait az alábbiakban fogalmazta meg:

• A korszerű természettudományos nevelést kívánja támogatni.
• Egységes természetismeret jellegű tantárgy oktatására tesz ajánlást.
• Integrált, komplex jellegével az egységes természettudományos műveltséget, világképet, gondolkodás- és szemléletmódot formálva az egységes természettudományos tudás kialakulását segíti elő.
• Kiemelt hangsúlyt kapnak a természeti folyamatok megértése során központi szerepet játszó általános fogalmak, mint az anyag, az energia, információ, tér, idő, kölcsönhatás, változás, folyamat, egyensúly, valamint az általános alapelvek, mint a világ anyagi egysége, a megmaradási elvek, az evolúció, a folyamatokban bekövetkező változások alapelvei.
• A tudományos megismerésnek, mint folyamatnak a bemutatására törekszik, célja a tudósokkal, a tudományos munkával kapcsolatos reális elképzelések kialakítása és a tudományos alkotások társadalmi szerepének, jelentőségének bemutatása.
• A társadalmi cselekvéshez szükséges kompetenciák és tudás kialakulását segíti elő: nagy szerepet kap benne a hétköznapi életben előforduló problémákhoz való kapcsolódás, az alkalmazható tudás közvetítése, és kiemelten foglalkozik a környezeti, egészségnevelési vonatkozásokkal.
• Támogatja a tanulók tudásának a fenntarthatóság alapelveinek megfelelő formálását, a természeti értékek, az egyensúlyok védelmére, megóvására, az ezzel kapcsolatos felelős viselkedésre nevelést.
• Segíti a tudatos és felelősségteljes állampolgári magatartás kialakítását, bemutatva a technikai alkalmazások pozitív és negatív társadalmi hatásait.
• Alapul szolgál az áltudományos, tudományellenes, az emberek megtévesztését célzó megnyilvánulásokkal szembeni kritikus magatartás formálásához.
• Az egymáshoz közel álló tartalmi elemeket (tudásterületeket, fejlesztendő kompetenciákat, képességeket) egy oktatási folyamatba szervezi, ezzel a tantervi építkezés új lehetőségeit kínálja.
• Rugalmasságával, a tartalmak átcsoportosíthatóságával segít enyhíteni a nevelési folyamatnak a diszciplináris keretek között folyó oktatásban az alacsony óraszámok miatti általános töredezettségén.
• Az alkalmazott újszerű megközelítés, a javasolt korszerű pedagógiai módszerekkel társítva jelentősen növeli a tanulók motivációját.

A természettudomány tantárgy elsősorban azon tanulók számára nyújt megfelelő keretet a természettudományos műveltség fejlesztésére, akik nem kívánnak természettudományos diszciplináris vizsgatárgyakból (biológia, fizika, kémia) érettségizni, azonban a diszciplináris képzési formákhoz való sokoldalú kapcsolódása (tartalom és ütemezés szinkronizáltsága) teret biztosít a természettudományos-műszaki pályákra készülők felkészítéséhez is. Utóbbit jól támogathatják a természettudományos pályák iránt érdeklődővé vált tanulók számára a 11-12. évfolyamokon szervezett szaktárgyi fakultációk.

Ebben az integrált tanulásszervezési módban nem szelektálódnak külön csoportokba a humán és reál érdeklődésű tanulók, hanem a differenciálás módszereivel lehetőséget kapnak a szükségleteiknek megfelelő tanulásra. Mivel az integrált tantárgy óraszáma valamennyi évfolyamban magas, a tanár, vagy tanárok lehetőséget kapnak a tanulók megismerésére, személyközpontú módszerek alkalmazására. Így a fejlesztő értékelésre reális lehetőség nyílik, ezzel növekedhet a tanulás hatékonysága.

A kerettanterv alkalmazása

A kerettanterv teljes egészében lefedi a Nemzeti alaptanterv Ember a Természetben műveltségi területének fejlesztési feladatait, valamint részben a Földünk és környezetünk, valamint az Életvitel és gyakorlati ismeretek műveltségi területek fejlesztési feladatait is. Felhasználható az általános iskolák, a szakközépiskolák, a gimnáziumok és a többcélú intézmények helyi tanterveinek összeállítása, módosítása során. Az érintett évfolyamokon a természettudományos tantárgyak (fizika, kémia, biológia) helyébe léphet az iskolák helyi tanterveinek átdolgozásakor, változatlanul hagyva az e helyettesítéssel nem érintett tantárgyak óraszámát, valamint a teljes óraszámot. Az 5.-8. évfolyamokon jellemző lehet a teljes bevezetés, míg a középiskolai évfolyamokon várhatóan a következő tantervi változatok születhetnek meg:

• Az osztályok, tanulócsoportok egyik részében már 9. évfolyamtól kezdődően a diszciplináris tantárgyak oktatása folyik, miközben egy vagy több osztály, tanulócsoport a Természettudomány tantárgy szerint sajátítja el a természettudományos műveltséget.
• 10. évfolyam végéig minden tanuló számára a „Természettudomány” tantárgy tanítása, majd a tanulók olyan csoportjainak kialakítása, amelyek közt lehet az integrált tantárgyat továbbra is tanuló csoport, de lehet egy vagy több, diszciplináris szervezésű tantárgyakat tanuló csoport is.
• a 9.-12. évfolyamokon mindegyik osztályban a „Természettudomány” tantárgy tanítása, illetve a 11. és 12. évfolyamokon a szabadon választható órakeretben az ezt választó tanulók számára a természettudományos ismeretek szaktárgyi keretek között történő tanítása.

A tantárgyat tanításának feltételei

A természettudomány tantárgyat taníthatják:

• természettudományi vagy természetismereti, integrált jellegű tanári végzettséggel (mesterszak) rendelkező tanárok.
• természettudományi (biológia, fizika, földrajz és kémia), diszciplináris szakon vagy szakokon, valamint technika szakon szerzett végzettséggel és szakképzettséggel rendelkező tanárok, amennyiben
  • az iskola a tanítás tervezésében, megszervezésében, lebonyolításában és a pedagógiai értékelési folyamatokban biztosítja a tanárok együttműködését, vagyis a csoporttanítást (team-teaching),
  • biztosítja minden egyes, a Természettudomány tantárgyat tanuló osztályban több tanár – csoporttanítás keretei között történő – közös tanítását, mely során minden tanár a végzettségeinek és szakképesítéseinek leginkább megfelelő tematikájú tanórákat tartja meg.

A Természettudomány tantárgy akkor alkalmazható sikeresen, ha a tanárok módszertani felkészültsége megfelel az új pedagógiai elvárásoknak. Képesnek kell lenniük a kooperatív tanulás, a projekt alapú tanulás, a differenciált tanulásszervezés megvalósítására, a segítő értékelés alkalmazására és a digitális eszközök, tananyagok használatára. Felkészültnek kell lenniük a tanulói kompetenciák fejlesztésének és értékelésének gyakorlati megvalósítására. A tanítás során fokozott szerepet kap a csoportmunka, amely az együttműködési készség magasabb szintjét kívánja meg. A kerettanterv helyi alkalmazása hosszabb távú előzetes tervezést és naprakész felkészülést igényel. Mindezek a tanári kompetenciák képzéssel, továbbképzéssel és folyamatos önképzéssel alakíthatók ki.

Tudás és képességterületek (TKT-k)

A kerettanterv alapvető jellemzője a tanulói logisztikus jellegű fejlesztése. Az egymást követő pedagógiai szakaszokban a kulcselméletek visszatérően megjelennek, a meglévő tudást bővítő tanulási tevékenységek folynak, melyek során a témák többoldalú megközelítésére nyílik mód. A modulok között a természettudományos diszciplínákhoz közelebb állók, integrált személetűek és szabadabb kutatást lehetővé tevők is megtalálhatók. A helyi alkalmazás során ezek az elemek újraszerkeszthetők. A továbbfejlesztés azonban megkívánja a helyi sajátosságok figyelembevételét, a tanulók, a tanárok, a családok és a helyi közösség ismeretét.

A kerettanterv felépítése

A kerettanterv szerkezetének kialakításakor fő szempont volt, hogy tükrözze a tanulási folyamatról alkotott korszerű elképzelést. Ezért a tartalmi szabályozás nem ismereteket előíró, hanem probléma alapú, nyitott. Ez a struktúra egy alapkérdésre és az ahhoz illeszthető további kutató kérdésekre épül. Mivel a bizottság állásfoglalása szerint a tanítási gyakorlat fokozatos módosítása a cél, ezért a témakörök és problémák lehetőség szerint követik a jelenlegi OKM kerettantervek főbb fejezeteit, de esetenként ezektől való lényeges eltávolodás is megfigyelhető.

 
A táblázatos forma szerkezete:

Modul:	A modul címe, amely jelzi a témakört, és érdeklődést igyekszik kelteni.
Óraszám:	Ajánlott óraszám, amellyel a modul beilleszthető az évfolyam órakeretébe. A helyi alkalmazás során azon belül megváltoztatható.
Cél:	A modul röviden megfogalmazott tanulási célja.
Probléma:	Tanulási tevékenység:	Meglévő tudás:	Új tudás:
A tudásépítés során vizsgálandó témák, problémák, kérdések formájában	A problémák vizsgálatához és a megoldások kereséséhez ajánlott gyakorlati tanácsok	Naiv elképzelések, „gyermeki tudomány”, mindennapi életben szerzett tapasztalatok, korábbi tanulmányokban szerzett tudás	A tanulási tevékenységek során az előzetes tudás módosulásával, új ismeretek megszerzésével és a képességek, attitűdök fejlődésével építhető fel.

Tudás és képességterületek

Alapok

A tudásrendszer építését a természettudományok közös fogalmainak, szemléletmódjának értelmezésével és vizsgálati módszereinek gyakorlásával alapozzuk meg. A tudás és képességterület két fő témaköre a rendszerelméleti jellegű alapozás, illetve a tudomány és technika bemutatása. Ezeken belül további alapelméletek fejlesztése történik:

• Rendszerek;
• Változások;
• Felépülés;
• Tudománytörténet;
• Kutatás és fejlesztés.

Modulok:

Alapozó szakasz: Honnan tudod; Van benne rendszer; Állandóság és változás; Forma és funkció; Tudások és tudósok; Tudomány és technika az ókortól napjainkig.

Fejlesztő szakasz: Tudomány elméletben és gyakorlatban; Kutatás, fejlesztés.

Megszilárdító szakasz: A változások világa.

Elmélyítő szakasz: Egymásba épülő rendszerek; Tudományos és technikai életpályák.

Jelenségek

Célja a környezetünkben előforduló jelenségek tanulmányozása, a változások és a folyamatok megértése, az okok feltárása, problémák elemzése. Lényegében a fizika tantárgyhoz köthető problémákkal foglalkozik. Néhány alapelmélet összehangolt, egymást kiegészítő és átszövő fejlesztésére épül, mint:

• Mozgás;
• Mozdulatlanság: szerkezetek;
• Információ: hang, fény, elektromágneses jelek;
• Energia, hő;
• Töltések világa;
• Világegyetem kutatása.

Modulok:

Alapozó szakasz: Hol a helyem?; Mozgásban vagyunk!; Idő van!; Mindennapi energiánk; Hővé változott energia; Jönnek a hírek.

Fejlesztő szakasz: Gyorsabban, erősebben, magasabbra!; Szerkezetek; Hideget! Meleget!; A hajam is égnek áll!; Csináljuk a feszültséget!; Vonzás és taszítás; Zaj és zene; Fény űzés.

Megszilárdító szakasz: Mozgás – Hogyan? Miért?; Menjen a munka!; Hő sok(k); Elektromos energia; Elektronikus információ.

Élet

Célja az élet fogalmának, rendszerekbe és szintekbe szerveződésének, valamint fejlődésének a vizsgálata. Szemléletmódját az Alapok moduljai is alakítják, pl. a rendszer–környezet kapcsolat jelentőségének kiemelése által. Az egyed szintjén szoros kapcsolódásban áll az Ember TKT moduljaival. A Környezet TKT-vel való kapcsolódás a magasabb szerveződési szintek, a komplex környezeti rendszerek, élő természeti értékek tanulmányozását teszi lehetővé.

Alapelméletek:

• Sejtek;
• Szervezet;
• Kapcsolatok;
• Öröklődés;
• Sokféleség;
• Evolúció.

Modulok:

Alapozó szakasz: Együtt élő világ; A baktériumoktól az emberig; Szülők és utódok.

Fejlesztő szakasz: Élet a mikroszkóp alatt; Az élővilág országai; Az élőlények alkalmazkodása; Életközösségek.

Megszilárdító szakasz: Egy sejt élete; Élet sejtről sejtre; Mikrobák; Növényi élet; Növénykert; Állati élet; Állatkert.

Elmélyítő szakasz: Öröklődés és változékonyság; Az élet története.

Ember

Célja, hogy  a diákok megismerjék testük felépítését, szervezetük anyag és energiaforgalmát, szabályozó működését,  az emberi egyedfejlődés szakaszait,  kiemelve a serdülőkor és a kamaszkor testi és lelki változásait. Kiemelt fejlesztési cél az egészségmegőrzés elősegítése ismeretek nyújtásával és képességek, attitűdök kialakításával. A modulok az alábbi alapelméleteket fejlesztik:

• Testünk és életműködéseink;
• Szaporodás, fejlődés;
• Tudat, képességek;
• Evolúció;
• Egészség, életmód.

Modulok:

Alapozó szakasz: Fogantatástól elmúlásig; Sokféleség és sokaság; Életmód

Fejlesztő szakasz: Az emberi test; Életben maradni; Mozgás, biomechanika, sport; Életet adni; Tükör előtt.

Megszilárdító szakasz: Az életfolyamatok és szabályozásuk; Gondolatok, érzelmek, viselkedés; A kamaszkor.

Elmélyítő szakasz: Az emberré válás útja; Szexualitás a felnőttkorban; Gyermekvállalás, család; Útravalónk az egészség; Adottságaink, képességeink.

Környezet

Célja a környezeti rendszerek komplex megismertetése és az emberi tevékenységgel, emberi társadalmakkal való kapcsolatának elemzése. Alapot ad az aktív állampolgárságra való neveléshez, elősegíti a lokális identitás erősödését és a globális folyamatokkal kapcsolatos érzékenység továbbfejlődését. Tudatosítja a természeti környezethez kötődő egyéni és társadalmi felelősség jelentőségét, és elősegíti a környezetetikai kérdésekkel kapcsolatos érzékenység kialakulását, fejlődését.

• Környezeti rendszerek;
• Élet a környezetben;
• Környezet- és természetvédelem;
• Mesterséges környezet;
• Kozmikus környezet;
• Társadalmi környezet, kulturális antropológia.

Modulok:

Alapozó szakasz: Amikor minden elkezdődött; Földünk arcai; Tárgyaink titkai; Építsünk házat!; Derült idő várható?; Hazai tájakon; Élő természeti értékeink; Miénk itt a tér!; Gazdálkodjunk okosan!; Környezetünk állapota.

Fejlesztő szakasz: Helyünk a végtelenben; Szférák zenéje; Lakóhelyünk.

Megszilárdító szakasz: A Naprendszer; A földi környezet nagy rendszerei; Erdei Iskola.

Elmélyítő szakasz: Technikai környezetünk; Alkalmazkodási stratégiák a kultúrák világában; Fenntartható fejlődés; A Világegyetem kutatása; A jövő tervezése.

Összegzés

Az integráció a természettudományos oktatásban részben mint tanulásszervezési mód, részben mint szemlélet és módszer a szaktárgyakban is megjelenhet. Nem a szaktárgyak megszűnését jelenti, hanem olyanfajta (soros vagy párhuzamos) kapcsolódásukat, amely segít a tanulóknak felismerni és megoldani az életükben előforduló, természettudományosan vizsgálható problémákat. Az integráció tágabb értelemben jelenti mindazon elvek és módszerek egységes pedagógiai rendszerbe szervezését, amelyek a pedagógiai paradigmaváltást megvalósítva hatékonyabbá, versenyképesebbé tehetik nem csak a hazai természettudományos nevelést, hanem ezáltal a nemzetgazdaságot is. A válságjelenségek felszámolása és az előrelépés azonban nem képzelhető el az oktatás és tágabb környezete szereplőinek összefogása nélkül.