Bevezetés
„A földrajzi gondolkodás fejlesztése az iskolában” doktori kurzus során sok hasznos tudást kaptam a gondolkodási készségek fejlesztése terén, a földrajz mint iskolai tárgy kapcsán, a problémamegoldó gondolkodás mikéntjéről és a természet- és társadalomtudományos gondolkodás összetevőiről. Ez utóbbi téma ragadta meg legjobban a figyelmemet, hiszen a természettudomány végigkísérte az életemet egészen az általános és középiskolai érdeklődésemtől kezdve a felsőoktatási képzéseimen át a jelenlegi doktori tanulmányaimig. Az egyetemi életben aktívan dolgozó munkatársként sajnos én is látom azt a csökkenő érdeklődést, ami a természettudományos képzéseket övezi. Azonban szerencsésnek mondhatom magam, hogy a Térképtudományi és Geoinformatikai Intézetben volt lehetőségünk több tudománynépszerűsítő eseményen megragadni a legkisebbek, a középiskolások és a felnőttek érdeklődését is, még akkor is, ha ez nem azonnal jár akkora sikerrel, mint szeretnénk.
Írásomban próbálva feldolgozni a természettudományos gondolkodás lényegét, összekötöttem a természettudományok fontosságát a kiindulópontját képező természettudományos gondolkodással, utóbbival összekapcsolva pedig kiemelem a téri képességek főbb jellemzőit.
A természettudományos oktatás
A természettudományok fontosságáról sajnos általában túl kevés szó esik, pedig egy olyan összetett rendszert próbál leírni (hol könnyebben, hol nehezebben érthető) fogalmakkal, amiben nap mint nap élünk. Ennek ellenére napjainkban azt tapasztaljuk, hogy egyre kevesebb fiatalt érdekelnek a természettudományok, és inkább nyűgnek élik meg a vele való ismerkedést, mintsem kiaknázandó lehetőségnek. A felsőoktatásban a természettudományi területen a jelentkezők és felvettek száma folyamatosan csökken, sőt, a jelentkezők a túljelentkezés alacsony aránya miatt nem is motiváltak a jobb felvételi eredmények elérésében. Ugyanakkor a természettudományok az egyik leggyorsabban fejlődő tudományterület, aminek kézzelfogható eredményei folyamatosan kerülnek át az elméleti síkról a gyakorlati megvalósításba. Így lehet az, hogy az újabb és újabb innovációk nagyban befolyásolják a társadalom életének minőségét is. Idilli lenne, ha a társadalomban tudatosítani lehetne a természettudományos tudás nélkülözhetetlenségét a tudományos és technológiai műveltség részeként.
Úgy gondolom, a természettudományos műveltség formálásának már kisiskolás kortól az oktatás alapvető részét kell képeznie. Egyrészt könnyebb lenne a gyerekeknek megérteni a globális folyamatokat a természetben, a társadalomban és a gazdaságban is, ha a tanárok ezekkel kapcsolatban releváns tudást adnának át számukra. Nem mellékes szempont az sem, hogy a pályaválasztást, a későbbi karrierjüket is segíthetné a diszciplináris szemlélet és tudásanyag, még abban az esetben is, ha a későbbiekben a diákok nem a tudományos életben vállalnak szerepet. A mai modern világban egyre fontosabb szerepet kapnak azok, akik képesek gyorsan és hatékonyan felismerni és megoldani a munkájuk során felmerülő problémákat. Ezzel kapcsolatban jön szóba annak szükségessége, hogy a tanítás-tanulás folyamatában az iskola ne a fogalmak és a tények túlzott mennyiségére helyezze a hangsúlyt, hanem abban is segítse a tanulókat, hogy megtanulják és tudják alkalmazni a problémamegoldás módszereit. Fontos lenne azt is tudatosítani a diákokban, hogy a tanulás során elsajátított képességekkel később hatékonyan tudnak helyt állni az életben. Azoknak pedig, akik az oktatás során megismert módszerek nyomán kedvet kapnak a jövőbeni tudományos szerepvállaláshoz, sokkal több lehetőséget kellene kapniuk az elméletek gyakorlatba ültetésében. Ráadásul a tudományos érdeklődésű diákok jelentősége nyilvánvaló, hiszen azok, akik ma még a középiskolában tanulnak, a most megszerzett tudásra alapozva befolyásolhatják az elkövetkező évek technológiai fejlődését. Ha csak a jelenkor problémáit nézzük, láthatjuk, hogy többek között a természetvédelem, az űrtudomány és az informatikatudomány területén is vannak megoldatlan feladatok, amiket lehet, hogy egy ma még csak éppen az oktatásba csöppenő diák lesz képes megoldani, és ehhez meg kell adnunk nekik a megfelelő alapokat.
A természettudományos gondolkodás
A gondolkodás alapvetően egy egységes folyamat, azonban az arra irányuló kutatások legtöbbször a folyamatnak csak egy-egy szeletével foglalkoznak. A tudományos gondolkodás nem egyértelműen különbözik a gondolkodás más területeitől, habár van néhány különleges vonása. A tudományos gondolkodás alkalmazása mindannyiunknak segíthet megérteni a bennünket körülvevő világot. De mit is jelent a természettudományos gondolkodás? Olyan mentális folyamatok összességét, amelyek során természettudományos témákkal, problémákkal foglalkozunk. Az általános gondolkodási képességek és a természettudományos gondolkodás között szoros összefüggés van (Nagy L.-né et al. 2015). Sőt, Jean Piaget és munkatársai az áltanos intellektuális folyamatok megnyilvánulásának tekintették a tudományos gondolkodást (Piaget, J. – Inhelder, B. 1975). Piaget kognitív fejlődéselméletét megalapozó vizsgálatait is természettudományos jelenségeken keresztül tanulmányozták (Csapó B. 2002).
Valószínűleg a természettudomány tanítása a legjobb eszköz a tanulók értelmének fejlesztéséhez (Adey, Ph. és Csapó B. 2012), hiszen a természettudományok művelése veszi igénybe legösszetettebben a gondolkodásunkat. A tudományos gondolkodás egy komplex folyamatsort foglal magában: a megfigyelést, a megfigyelt problémával kapcsolatos kérdések feltevését, az előrejelzéseket, a megoldáshoz közelebb juttató ötletek tesztelését, ezen adatok dokumentálását, végül pedig minden mozzanat összegyűjtését és közlését. A tudományos gondolkodás fejlesztésének folyamatában fontos szerepet játszanak már gyermekkortól kezdve az egyéni tanulási képességek. Természetesen nincs két ember, aki teljesen egyformán gondolkodik, hiszen minden életkorban erősen eltérőek lehetnek a kognitív fejlettségi szintek, amivel sajnos nem mindig tudnak lépést tartani az oktatási rendszer keretei. Ahogy tanulunk, fejlődünk és különféle feladatokkal találkozunk – amik más és más megoldást igényelnek – gondolkodásunk egyedi fejlődési utat jár be, hiszen mindannyian különböző látásmódokon keresztül tapasztaljuk meg a világot. A szülők mellett a tanároknak is nagy szerepük van abban, hogy milyen irányba terelik, segítik a tudományos gondolkodási formafejlődését, hiszen tőlük függ, hogy milyen gyakorlatokon keresztül ismerkednek meg a gyermekek a problémamegoldás módszereivel. Ahhoz mindenképpen hasznos a természettudományos gondolkodás átadása és ezen keresztül a problémamegoldás különböző módszereinek megtapasztalása, hogy a diákok egyfajta keretet kapjanak a gondolkodás rendszeréhez. Értelemszerűen a természettudományos gondolkodás fejlődését azok a saját ismeretek és tapasztalatok is befolyásolták, amiket a gyerekek a saját környezetükben éltek meg az adott jelenséggel kapcsolatban (Revákné Markóczi I. 2010).
Téri képességek szerepe a természettudományos oktatásban
A mindennapjainkat egy háromdimenziós térben éljük, ahol elengedhetetlen a térbeli tájékozódás és a téri képességek rendszere. Az orientációs képesség minden tantárgy nélkülözhetetlen képessége, legyen szó az olvasás során történő sorok közötti tájékozódásról, vagy a matematikai műveletek közötti haladási irányról (Fazekasné Fenyves M. 2013). A térszemlélet több tudományterületen átívelő jellegével túlnyúlik a tantárgyi kereteken, és számos iskolai fejlesztési területet kapcsol össze (Babály B. – Kárpáti A. 2015). Az oktatás hatékonyságának mérésében egyre több feladat megoldásához szükségesek a téri képességek, hiszen például a nemzetközi PISA és az országos kompetenciamérések feladatainak közel egyharmad része igényel térlátást. Habár nincs egyértelmű definíció ezen készségekre, többféleképpen körülírható, hogy mit is foglal magába ez a tudásterület.
Térbeli képesség alatt értjük azt a kvalitást, mikor egy ember meg tudja érteni a tárgyak közötti térbeli viszonyt, segítségével képes akár kognitív modellt alkotni az őt körülvevő fizikai világról. Ezt tekinthetjük egyfajta vizuális intelligenciának is, ami különbözik a verbális, az érzelmi vagy akár a matematikai intelligenciától. Az biztos, hogy egy nagyon összetett képesség, amit egész életünk során lehetőségünk van fejleszteni. Ráadásul, ez a képesség a tanulás és az élet megannyi területén szükséges számunkra. Bizonyítottan használjuk többek között az orvostudományok, a természettudományok és a mérnöki tudományok területén is. A természettudományos oktatásban főleg a modellalkotási szegmense fontos, hiszen ott találkozhatunk legtöbbször olyan problémával, amelyben egy szöveg alapján a tanulóknak magunknak kell összeállítanunk a teljes megértéshez szükséges kognitív modellt. A fejlett térbeli intelligenciával rendelkező gyerekek képesek a tanulás során mentális térképet alkotni, terveiket vizuálisan rendezni (Makádi M. 2012). Manapság már egyre több tankönyvben és oktatási segédanyagban építenek arra, hogy kifejezetten a térbeli képességek használatával álljon össze a tananyag a diákok fejében.
Természetesen a mindennapokban is sokszor használjuk, például amikor egy ismeretlen városban próbálunk navigálni, vagy egy számunkra ismeretlen épületben keresünk egy termet. Ezeken a nyilvánvaló példákon kívül azonban olyan feladatok is ehhez a készséghez kapcsolódnak, amelyekben nem a tágabb környezetünkben van szükségünk koordinációra, hanem a saját testünk mozgásához. A virtuális világ megjelenésével kapott egy új komponenst a minket körülvevő tér, ami jelenleg is egyre csak tágul. A kiterjesztett valóságok már nemcsak a számítógépes játékokban jelennek meg, hanem a mindennapi életben is kísérletek folynak velük, ezenkívül az oktatásban is hasznos segédeszközt jelentenek. Ahhoz, hogy a virtuális világ adta lehetőségek fejlődésével lépést tarthassunk, és ebben a térben is képesek legyünk tájékozódni, fontos szerepe lehet annak, hogy a térbeli képességeinket ne hagyjuk elsorvadni, még akkor sem, ha némelyik technológiai vívmány már elvégzi helyettünk a modellek megalkotását vagy éppen a tájékozódást.
Összegzés
A természettudományok összessége szerintem kétségkívül az egyik legfontosabb tudományterület, hiszen segít megérteni azt a nálunk sokkalta nagyobb és összetettebb rendszert, amit a bolygónk jelent. A biológiai, a kémiai, a fizikai és a földrajzi folyamatok meghatározzák teljes életünket, ezért csak profitálhatunk belőle, ha megpróbáljuk ezt minél jobban megérteni, megláttatni a rendszer összetettségét, kiszámítani a működését. Ha olyan jövőt szeretnénk magunknak, ahol mi irányítjuk a technológiai fejlődés menetét, miközben megvédjük a bolygónk adta életteret, ahhoz feltétlenül szükséges egy olyan oktatási alapozás, ami megadja a lehetőséget a tanulók számára, hogy megérthessék ennek a rendszernek a működését. Az, hogy e rendszer tanulmányozása közben olyan képességeket szereznek a diákok, amiket az élet más területén is használhatnak, mindenképpen pozitívum, vigye őket az élet bármilyen messzire a természettudománytól. Mindazonáltal, ha messzire is kerülnek, fontos, hogy az őket körülvevő világot – bármennyire is összetett – a lehető legjobban érthessék.
