Διαδραστικές προσομοιώσεις PHET

ενσωματώνουν πρακτικές με βάση την έρευνα στην ενεργή διδασκαλία για να βελτιώσουν την εκμάθηση των εννοιών της επιστήμης και των μαθηματικών.

Οι Διαδραστικές προσομοιώσεις PhET, ένα έργο στο University of Colorado Boulder, είναι ένα μη κερδοσκοπικό [1] open educational resource (OER) έργο που ξεκίνησε το 2002 από τον κάτοχο του βραβείου Νόμπελ Carl Wieman. Το PhET ξεκίνησε με το όραμα του Wieman να βελτιώσει τον τρόπο με τον οποίο διδάσκεται και μαθαίνεται η επιστήμη. Η δηλωμένη αποστολή είναι "Να βελτιώσει την επιστήμη, τα μαθηματικά, τη μόρφωση και την εκπαίδευση παγκόσμια μέσα από ελεύθερες διαδραστικές προσομοιώσεις."

Διαδραστικές προσομοιώσεις PHET
Στιγμιότυπο από την προσομοίωση πακέτου κατασκευής κυκλώματος του PhET
Στιγμιότυπο από την προσομοίωση πακέτου κατασκευής κυκλώματος του PhET
ΔημιουργοίCarl Wieman
Αρχική έκδοση2002
ΈμβλημαΓια την πρόοδο της επιστήμης και των μαθηματικών καθώς της παγκόσμιας εκπαίδευσης μέσα από ελεύθερες διαδραστικές προσομοιώσεις.
ΕίδοςΔιαδικτυακή εκπαίδευση
Άδεια λογισμικούCreative Commons (CC-BY)
Ιστότοποςphet.colorado.edu
ΓλώσσεςΤουλάχιστον 32 (και Ελληνικά)

Το ακρωνύμιο του έργου "PhET" σήμαινε αρχικά "Τεχνολογία εκπαίδευσης φυσικής," αλλά το PhET σύντομα επεκτάθηκε και σε άλλους τομείς. Το έργο τώρα σχεδιάζει, αναπτύσσει και εκδίδει πάνω από 125 ελεύθερες διαδραστικές προσομοιώσεις για εκπαιδευτική χρήση στους τομείς Φυσικής, Χημείας, Βιολογίας, στις Επιστήμες γης και περιβάλλοντος και τα Μαθηματικά. Οι προσομοιώσεις έχουν μεταφραστεί σε πάνω από 65 διαφορετικές γλώσσες, συμπεριλαμβανομένων των ελληνικών και το 2011, ο ιστότοπος PhET δέχτηκε πάνω από 25 εκατομμύρια επισκέπτες.[2]

Τον Οκτώβριο του 2011, οι διαδραστικές προσομοιώσεις PhET επιλέχτηκαν για το Tech Award 2011 εκπαίδευσης της Microsoft.[3] Τα βραβεία τεχνολογίας, παρουσιάστηκαν από το The Tech Museum of Innovation, με τιμημένους καινοτόμους από όλον τον κόσμο.[4]

ΙστορικόΕπεξεργασία

Το 2001, ο Wieman κέρδισε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής, μαζί με τους Eric Cornell και Wolfgang Ketterle για βασικές μελέτες στο συμπύκνωμα Bose-Einstein.[5] Μετά τη λήψη του βραβείου Νόμπελ, ο Wieman ενεπλάκη έντονα στις προσπάθειες βελτίωσης της Διδακτικής των φυσικών επιστημών και διεξήγαγε εκπαιδευτικές έρευνες στην εκπαίδευση της επιστήμης. Βοήθησε στη συγγραφή του Φυσική 2000[6] όπου παρείχε προσομοιώσεις που εξηγούσαν την εργασία του στη δημιουργία του συμπυκνώματος Bose-Einstein. Καθώς έδινε δημόσιες διαλέξεις, [7] παρατήρησε ότι "συχνά οι προσομοιώσεις ήταν το πρώτο πράγμα που θυμόντουσαν τα άτομα από την ομιλία μου. Με βάση τις ερωτήσεις και τα σχόλια τους, φάνηκε ότι μάθαιναν σύμφωνα με τις παρουσιαζόμενες προσομοιώσεις φυσικής."[8] Έπειτα διέθεσε χρήματα από μια χορηγία του διακεκριμένου προγράμματος σχολικών διδασκαλιών του National Science Foundation, του ιδρύματος Kavli και ένα μέρος από τα χρήματα του βραβείου Νόμπελ για να χρηματοδοτήσει το PhET ώστε να βελτιωθεί ο τρόπος που διδάσκεται και μαθαίνεται η φυσική. Οι προσομοιώσεις PhET διαφέρουν από τις προσομοιώσεις Φυσικής 2000, επειδή οι χρήστες μπορούν να αλληλεπιδράσουν με την προσομοίωση για να αλλάξουν τις συνθήκες, ενώ οι προσομοιώσεις Φυσικής 2000 είναι απλά βίντεο.[9]

ΟργάνωσηΕπεξεργασία

Οι διαδραστικές προσομοιώσεις PhET είναι μέρος του University of Colorado Boulder που είναι μέρος της Association of American Universities.[10] Η ομάδα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου και έχει περίπου 16 μέλη από από καθηγητές, μεταδιδακτορικούς σπουδαστές, ερευνητές, ειδικούς της εκπαίδευσης, μηχανικούς λογισμικού (κάποιες φορές εργολαβικά), εκπαιδευτικούς και διοικητικούς βοηθούς.[11]

Σχεδίαση και εκπαιδευτική επίδρασηΕπεξεργασία

Οι διαδραστικές προσομοιώσεις PhET ενσωματώνουν πρακτικές με βάση την έρευνα στην ενεργή διδασκαλία για να βελτιώσουν την εκμάθηση των εννοιών της επιστήμης και των μαθηματικών.[12] Οι προσομοιώσεις σχεδιάζονται ώστε να είναι ευπροσάρμοστες για να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως επιδείξεις σε διαλέξεις, σε εργαστήρια ή σε οικιακές δραστηριότητες.[13] Οι προσομοιώσεις χρησιμοποιούν ένα διαισθητικό περιβάλλον, παρόμοιο με παιχνίδι, όπου οι σπουδαστές μπορούν να μάθουν μέσα από μια απλοποιημένη επιστημονική προσέγγιση, όπου οι δυναμικές οπτικές αναπαραστάσεις κάνουν το αόρατο ορατό και οι επιστημονικές ιδέες συσχετίζονται με τα πραγματικά φαινόμενα.

Μια προσομοίωση PhET ξεκινά με τρία έως πέντε άτομα συμπεριλαμβάνοντας έναν ειδικό του εξεταζόμενου θέματος, έναν δάσκαλο, έναν εκπαιδευτικό ερευνητή και έναν επαγγελματία ανάπτυξης λογισμικού. Η σχεδίαση ξεκινά με την ταυτοποίηση των συγκεκριμένων εκπαιδευτικών σκοπών που έχουν αποδειχθεί εννοιολογικά δύσκολες με βάση την εμπειρία των δασκάλων στην τάξη. Η σχεδίαση της προσομοίωσης, ή εμφάνιση και η αίσθηση είναι ταξινομείται, συζητείται και τελικά "κωδικοποιείται." Κάθε προσομοίωση εξετάζεται από τους χρήστες μέσα από συνεντεύξεις με σπουδαστές και στις τάξεις, ξαναδουλεύεται όταν χρειάζεται και ξαναδοκιμάζεται, πριν εμφανιστεί στον ιστότοπο του PhET.[14]

Μαζί με τον έλεγχο κάθε προσομοίωσης, η ομάδα PhET εκτελεί εκπαιδευτική έρευνα στις προσομοιώσεις τους. Έχουν δείξει στις έρευνές τους ότι όταν οι σπουδαστές εξερευνούν τις προσομοιώσεις πέρα από τα παραδοσιακά εργαστήρια, βελτιώνεται η κατανόηση των εννοιών από τους σπουδαστές.[15]

Η χρήση του PhET από εκπαιδευτικούςΕπεξεργασία

Ενώ οι προσομοιώσεις PhET αναπτύσσουν τις προσομοιώσεις, είναι βασικά οι δάσκαλοι που αναπτύσσουν τις εκπαιδευτικές δραστηριότητες που χρησιμοποιούν τις προσομοιώσεις, μοιράζοντας τες με την κοινότητα. Οι συντελεστές στον ιστότοπο PhET ακολουθούν τις ανοιχτές εκπαιδευτικές πρακτικές (OEP), δίνοντας στους δασκάλους τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσουν ή να προσαρμόσουν τις δραστηριότητες ελεύθερα.[16]

 
Προσομοίωση PhET σε μια σειρά διαλέξεων
 
Μαθητές Λυκείου που χρησιμοποιούν το PhET για ένα εργαστήριο

Άλλοι οργανισμοί ανοικτών πηγών εκπαίδευσης που παρέχουν ιδέες και επιθεωρήσεις περιλαμβάνουν και τους εξής:

  • Η National Science Digital Library (NSDL) παρέχει διαδραστικές επιστημονικές απεικονίσεις[17] προσαρμοσμένες στις αξιολογήσεις της American Association for the Advancement of Science (AAAS) με συνδέσμους σε σχετικούς δικτυακούς πόρους. Το NSDL ερευνά για μεταδεδομένα συλλογών για να βρει διαδικτυακές πηγές που ταιριάζουν με τις αξιολογήσεις.[18] Οι ερευνόμενες συλλογές επιλέγονται με βάση τα κριτήρια που προτάθηκαν από την εθνική οργανωτική επιτροπή συμβουλίου έρευνας για την ανάπτυξη μιας ψηφιακής εθνικής βιβλιοθήκης για την προπτυχιακή επιστήμη, τα μαθηματικά, τη μηχανική και την τεχνολογική εκπαίδευση[19] και η εγκυρότητα τους ελέγχεται συχνά.[20] Οι δάσκαλοι βρίσκουν τις προσομοιώσεις PhET που είναι κατάλληλες για συγκεκριμένα θέματα αναζητώντας τα διαγράμματα.
  • Η φυσική MERLOT [21] χρησιμοποιεί μια βαθμιαία διαδικασία εξέτασης για να αξιολογήσει το περιεχόμενο της ψηφιακής μάθησης.[22] Στο PhET[23] οι δάσκαλοι μπορούν να βρουν πηγές διδασκαλίας και μάθησης που περιλαμβάνουν: Συνδέσμους σε υλικά μάθησης επιλεγμένα από τα μέλη, επιθεωρήσεις με υψηλής ποιότητας υλικό και διδακτικές εμπειρίες από μέλη του MERLOT.[24]
  • Το Physics Front[25] είναι μια "ελεύθερη υπηρεσία που παρέχεται από το AAPT σε συνεργασία με το NSF/NSDL"[26] που έχει περίπου 100 ιδέες χρήσης του PhET[27] με επεξεργασίες, προτεινόμενα θέματα, επίπεδα, τύπους πηγών, κατάλληλα τμήματα, κατηγορίες και αξιολογήσεις· ιδέες για χρήση σε μονάδες, συσχέτιση με πρότυπα AAAS και σχετικές δραστηριότητες.
  • Η παιδαγωγική σε δράση[28] παρέχει πρόσβαση σε μια βιβλιοθήκη με τρία στοιχεία: Μεθόδους διδασκαλίας, δραστηριότητες μάθησης και έρευνα στη βιβλιογραφία μάθησης.[29] Η παιδαγωγική σε δράση περιέχει ένα άρθρο "Πηγές για χρήση στις προσομοιώσεις PhET στην τάξη – Βάση δεδομένων δραστηριοτήτων PhET"[30] που περιλαμβάνει περίληψη, στόχους μάθησης, περιεχόμενο για χρήση, περιγραφή και υλικά διδασκαλίας, σημειώσεις διδασκαλίας και συμβουλές, εκτιμήσεις και οδηγούς για ανάπτυξη νέων δραστηριοτήτων χρησιμοποιώντας PhET.
  • Το iNACOL, την διεθνή ένωση για δικτυακή μάθηση K-12[31] με στρατηγικές προτεραιότητες που περιλαμβάνουν υποστήριξη πολιτικών, έργα εξασφάλισης ποιότητας, και πρότυπα μάθησης. Οι δημοσιεύσεις τους και ο ιστότοπος υποστηρίζουν μια πλατιά ποικιλία ομάδων που βελτιώνει την προσωπική μάθηση των μαθητών και τις συνθήκες των δασκάλων υποστηρίζοντας την επαγγελματική ανάπτυξη.[32] Μια παραπομπή παρέχει ιδέες για χρήση πηγών OER ειδικά για δικτυακή μάθηση που περικλείει χρήσεις για προσομοιώσεις PhET.[33]


Οι επαγγελματικές οργανώσεις επίσης δίνουν ιδέες για χρήση προσομοιώσεων PhET. Στο JCE Chemical Education Xchange (ChemEd X), τα μέλη έχουν ιστολόγια για το πώς η χρήση του PhET μπορεί να βοηθήσει με συγκεκριμένα θέματα όπως πηγές στοιχειομετρίας[34] First Week Excitement,[35] PHYSICS 2000,[36] και προσθήκη ερωτήματος στην ατομική θεωρία.[37]

ΠαραπομπέςΕπεξεργασία

  1. Support PhET
  2. Guttenplan, D.D. (December 11, 2011). «Web Tutors Become Stars Far from Classroom». New York Times. http://www.nytimes.com/2011/12/12/world/americas/12iht-educLede12.html?pagewanted=all&_r=1&. 
  3. «The Tech Award 2011». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 9 Νοεμβρίου 2012. Ανακτήθηκε στις 17 Αυγούστου 2014. 
  4. McCracken, Harry (October 21, 2011). «Meet the Winners of This Year's Tech Humanitarian Awards». Time. http://techland.time.com/2011/10/21/meet-the-winners-of-this-years-tech-humanitarian-awards/. 
  5. http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2001/public.html
  6. «Physics 2000». University of Colorado Boulder. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 24 Σεπτεμβρίου 2014. Ανακτήθηκε στις 22 Αυγούστου 2013. 
  7. Cornell, E.A.; C.E. Wieman (2002). «Nobel Lectures in Physics 2001». Rev. Mod. Phys 74 (3): 875–893. doi:10.1103/revmodphys.74.875. 
  8. Wieman, Carl; Katherine K. Perkins; Wendy K. Adams (April 2008). «Oersted Medal Lecture 2007: Interactive simulations for teaching physics: What works, what doesn't, and why». American Journal of Physics 76 (4): 393. doi:10.1119/1.2815365. http://ajp.aapt.org/resource/1/ajpias/v76/i4/p393_s1?isAuthorized=no. 
  9. «Reviews Web Watch- Interactive Simulations» (PDF). 2005 Phys. Educ. 40 81. IOP Publishing. Ανακτήθηκε στις 22 Αυγούστου 2013. 
  10. «Association of American Universities». 
  11. «About PhET». 
  12. Bryan, Joel (June 2006). «Technology for Physics Instruction». Contemporary Issues in Technology and Teacher Education 6 (2): 230. http://www.editlib.org/p/21004. 
  13. Ash, Katie. «Programming Digital Fun Into Science Education». Education Week Digital Directions. 
  14. Maki, Peggy (2004). Assessing for Learning: Building a Sustainable Commitment Across the Institution. Sterling, VA: Stylus Publishing. ISBN 1579224407. 
  15. Wieman, Carl; Wendy, K. Adams, Katherine K. Perkins (October 2008). «PhET Research: Simulations that Enhance Learning». Science 31: 682. http://www.sciencemag.org/content/322/5902/682.summary?sid=fcec2d9d-af26-454d-adfc-ed0ec290ad39. 
  16. «PhET For Teachers». PhET Interactive Simulations. Ανακτήθηκε στις 23 Ιουνίου 2013. 
  17. «National Digital Science Literacy Maps». Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  18. Dushay, Naomi (2003). Analyzing metadata for effective use and re-use. Proceedings of the International Conference on Dublin Core and Metadata Applications. 
  19. Developing a Digital National Library for Undergraduate Science, Mathematics, Engineering and Technology Education: Report of a Workshop. Washington, DC: The National Academies Press. 1998. σελίδες 53–57. ISBN 978-0-309-05977-0. 
  20. Kyrillidou, Martha (2005). Developing the DigiQUAL protocol for digital library evaluation. In Proceedings of the 5th ACM/IEEE-CS Joint Conference on Digital Libraries: ACM Press. σελίδες 172–173. 
  21. «MERLOT Physics». MERLOT at California State University. Ανακτήθηκε στις 21 Ιουνίου 2013. 
  22. Advances in Web-Based Learning - ICWL 2004: Third International Conference, Beijing, China, August 8–11, 2004, Proceedings, Volume 3 (Google eBook)
  23. «MERLOT Physics Showcase». MERLOT at California State University. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 15 Σεπτεμβρίου 2015. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  24. «MERLOT Physics». MERLOT at California State University. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  25. «Physics Front». AAPT and NSF-NSDL. Ανακτήθηκε στις 21 Ιουνίου 2013. 
  26. «The Physics Front». AAPT and NSF-NSDL. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  27. «Physics Front». search for phet activities. AAPT and NSF-NSDL. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  28. «Pedagogy in Action». Science Education Resource Center @ Carlton College. Ανακτήθηκε στις 21 Ιουνίου 2013. 
  29. «Pedagogy in Action Library». Science Education Resource Center @ Carlton College. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  30. «Resources for Using PhET in class». Science Educatio Resource Center @ Carlton College. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  31. «The International Association for K-12 Online Learning». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 3 Οκτωβρίου 2019. Ανακτήθηκε στις 23 Ιουνίου 2013. 
  32. Vander Ark, Tom (June 17, 2013). «10 Ways Smart Cities Develop & Support Teachers». Education Week. http://blogs.edweek.org/edweek/on_innovation/2013/06/10_ways_smart_cities_develop_support_teachers.html. Ανακτήθηκε στις 23 June 2013. 
  33. «Open Educational Resources and Collaborative Content Development – A Practical Guide for State and School Leaders» (PDF). iNACOL. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 25 Φεβρουαρίου 2015. Ανακτήθηκε στις 23 Ιουνίου 2013. 
  34. Cullen, Deanna. «Stoichiometric Resources». Division of Chemical Education. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 1 Φεβρουαρίου 2014. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  35. Cullen, Deanna. «First Week Excitement». Division of Chemical Education. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 5 Σεπτεμβρίου 2015. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  36. Cullen, Deanna. «PHYSICS 2000». Division of Chemical Education. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 14 Οκτωβρίου 2013. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 
  37. Cullen, Deanna. «Adding Inquiry to Atomic Theory». Division of Chemical Education. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 5 Σεπτεμβρίου 2015. Ανακτήθηκε στις 16 Ιουνίου 2013. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοιΕπεξεργασία