Výskumne ladená koncepcia prírodovedného vzdelávania (Inquiry-based science education - IBSE) je inšpirovaná vedeckými výskumnými postupmi. Výskumné činnosti vo svojej tradičnej podobe sú využívané ako vzdelávacia aktivita. Detskému veku sa koncepcia prispôsobuje tým, že sú riešené jednoduché výskumné otázky, pričom vedecké postupy zostávajú podobné a dokonca niekedy totožné s reálnymi vedeckými metódami.

Proces hľadania odpovedí na identifikované otázky a proces hľadania vysvetlení vychádza z aktuálnych predstáv (teórií), ktoré sú postavené na predchádzajúcich skúsenostiach výskumníka – či už vedca alebo v našom prípade dieťaťa. Vedecká aktivita začína vtedy, keď sa pokúšame o vysvetlenie aktuálne pozorovaných skutočností aktuálnymi predstavami (teóriami) a zisťujeme, či novú skutočnosť dokážeme ich pomocou vysvetliť alebo nie. Vytváranie odpovede na túto otázku predstavuje proces zhromažďovania relevantných a dôveryhodných dôkazov. Dôkaz pritom chápeme ako súbor dát spolu s presvedčivým argumentom, ktorý spája dáta a vytvára možné vysvetlenie javu alebo udalosti v reálnom svete.

Proces hľadania odpovede na výskumnú otázku môže v sebe zahŕňať kontrolovaný experiment, podrobné a systematické pozorovanie alebo napríklad aj konzultáciu s odborníkom. Konkrétny dôkaz potom limituje vznik určitých myšlienok, interpretácií a vysvetlení. Ak sú poskytnuté nové dôkazy, môžu vznikať aj nové myšlienky a vysvetlenia. Vysvetlenia vytvorené na základe dôkazov sú potom hodnotené podľa toho, ako účinne dokážu vysvetliť realitu.

Principiálny význam má samotný spôsob dopracovávania sa k dôkazom a je označovaný ako algoritmus vedeckého skúmania. Ten začína (ako u vedcov, tak aj u detí) prostredníctvom skúmania, ktoré je iniciované a aj ďalej smerované výskumnou otázkou. Vyhľadávanie výskumných otázok, ktoré potom veľmi prirodzene spúšťajú výskumný proces, je vo výskumne ladenej koncepcii prírodovedného vzdelávania najdôležitejšie. Aby bolo dieťa do procesu skúmania skutočne kognitívne začlenené, musí samo otázku identifikovať (musí mu byť vlastná). Úlohou učiteľa je pomocou tzv. stimulujúcej situácie viesť dieťa k položeniu si otázky, ktorú má učiteľ viac-menej vopred pripravenú.

Stimulujúcou situáciou môže byť napríklad demonštrácia nového javu alebo anomálnej situácie. Otázka môže vzniknúť aj prostredníctvom podrobnejšieho, cieleného a učiteľom riadeného preskúmania určitého javu. Otázka však môže vzniknúť aj ako reakcia na diskusiu o určitej skutočnosti alebo jave. Podstatné je vzbudiť zvedavosť. Vzhľadom na vek detí je vhodné vytvárať stimulujúce situácie senzomotorického charakteru, v ktorých sú detské naivné teórie konfrontované s realitou.

Ak je vzniknutá otázka dieťaťu vlastná, samo je orientované (a samozrejme aj učiteľom v tomto smere podporované) k vyhľadávaniu informácií, pomocou ktorých by dokázalo vytvoriť primerané vysvetlenie. To znamená, že hľadá dôkazy, fakty. Vyhľadávanie informácií môže mať rôzny charakter. Môže ísť o:

  • klasický experiment (ako plánovaná intervencia),
  • pozorovanie,
  • priamu interakciu s javom alebo situáciou (získavanie empirického materiálu prostredníctvom pokusov a omylov)
  • alebo prostredníctvom konzultácie s odborníkom,
  • hľadaním v informačných zdrojoch.

Získané informácie poskytnú dôkaz (dôkazy), ktorý podporí logické (predtým hypotetické) vysvetlenie javu.

Výskumný proces dieťaťa je iniciovaný stimulujúcou situáciou (bod 1). Vhodné je, ak učiteľ naplánuje stimulujúcu situáciu a vedie v nej deti tak, aby boli schopné identifikovať taký problém na skúmanie, ktorý budú vedieť v rámci svojich možností riešiť. Výskumná otázka môže vzniknúť aj na základe učiteľovho zaujímavého výkladu. Vhodné je, keď učiteľ takéto náhodné situácie rozvedie a nenechá deti pasívne prijímať odpoveď, ak ide o otázku, ktorá je skúmateľná a na skúmanie z pedagogického hľadiska aj vhodná. Ak učiteľ stimulujúcu situáciu plánuje, mal by vytvoriť (vzhľadom na vek dieťaťa, žiaka) situáciu, v ktorej má dieťa možnosť manipulovať s realitou. Podporí sa tým využívanie vlastných skúseností pri tvorbe otázok a najmä pri tvorbe zmysluplných, argumentovateľných predpokladov.

Učiteľ by mal dieťa v samotnej stimulujúcej situácii viesť (bod 2) tak, aby identifikovalo vhodný problém na skúmanie. Často sa stáva, že deti v situácii identifikujú rôznorodé otázky. Čím je učiteľ v aplikácii koncepcie skúsenejší, tým jednoznačnejšie vie samotná vytvorená situácia dieťa viesť k identifikácii konkrétneho problému. K určeniu problému môže byť dieťa vedené učiteľom prostredníctvom kladenia rôzne náročných otázok. Výsledkom by mala byť identifikácia výskumného problému, ktorý je vhodné formulovať prostredníctvom jednej (prípadne viacerých) výskumnej otázky.

Deti (žiaci) sú učiteľom orientované k diskusii o probléme, pričom učiteľ sa snaží diskusiu moderovať udeľovaním slova, štrukturovaním pomocných otázok a vyzývaním detí k spresneniu vypovedaného, aby boli identifikované problémy rovnako pochopené všetkými žiakmi v triede. Okrem toho, že sa týmto spôsobom skupiny ľahšie dopracujú k identifikácii výskumného problému, učiteľ poskytuje deťom implicitný príklad argumentovania potrebného pri akejkoľvek prezentácii vlastných myšlienok. Výsledkom tohto ovplyvnenia je, že každé dieťa vie, čo presne chce ďalším skúmaním zisťovať.

Učiteľ požaduje primeranú argumentáciu aj pri prezentácii vlastných prekonceptov, ktorá je súčasťou tvorby výskumných predpokladov, či hypotéz (bod 3). Často je potrebné deťom pri tvorbe hypotéz pomáhať, čím dlhšie sa však koncepcia používa, tým prirodzenejšie u detí vznikajú hypotézy. Deti majú prirodzenú tendenciu presviedčať ostatné deti o „pravdivosti“ ich hypotézy. Keďže hypotézy sú zatiaľ teoretické odpovede na stanovenú výskumnú otázku, nie je chybou, ak sa jednotlivé pracovné skupiny v hypotézach nezhodnú. Učiteľovi sa však lepšie pracuje, ak všetky skupiny overujú tú istú hypotézu. Vhodné je, aby sa skupiny rôznili skôr v spôsobe overenia stanovenej hypotézy (bod 4).

Zo 4. bodu sa v prípade nepotvrdenia stanovenej hypotézy vraciame do bodu 2. Ak sa pôvodné hypotézy (či jednoduchšie predpoklady) skúmaním nepotvrdia, samotné výsledky skúmania nás vedú k stanoveniu alternatívnej hypotézy a jej overovaniu. Aj v prípade, že sa hypotéza potvrdí (získa pri overovaní dôkazy), nemusí byť ešte funkčná. Často sa stáva, že testom potvrdená hypotéza nie je podporená žiadnou aktuálnou vedomosťou a/alebo žiadnou skúsenosťou (bod 7). Takáto hypotéza je veľmi labilná a často podlieha novému preskúmaniu, ktorého výsledkom môže byť nová hypotéza (vraciame sa do bodu 2) alebo navrhovanie iného spôsobu overovania hypotézy (vraciame sa do bodu 3).

Spôsob overenia hypotézy vytvárajú deti kooperatívne v skupinách a postup si zaznačia tak, aby ho vedeli prezentovať. Vhodné je, ak učiteľ po dostatočnom čase poskytnutom deťom v skupinách organizuje konfrontáciu myšlienok k vypracovaným zvoleným spôsobom overovania hypotézy (bod 4). V rámci samotného riešenia zvoleného postupu je vhodné, ak učiteľ nevstupuje do postupu, ak ten nie je nelogický. Učiteľ by nemal vnucovať svoje hypotézy a svoje spôsoby overenia, aby sa vyhol nepochopeniu a odosobneniu výskumnej otázky. Vhodnejšie je, ak sa v tejto fáze venuje zabezpečeniu pomôcok pre realizáciu navrhovaného postupu overenia hypotézy. Počas realizácie overovania inšpiruje deti k dôslednému získavaniu dát a ich zapisovaniu, prípadne ich môže (vzhľadom na zvolený spôsob overovania hypotézy) otázkami inšpirovať aj k priebežným zmenám v naplánovanom výskumnom postupe.

Tvorba záverov (bod 5) je postavená predovšetkým na zhodnotení(reflexii) stanovenej hypotézy. Do záverov nestačí vložiť jednoduché tvrdenie o tom, či realizovaný postup potvrdil alebo nepotvrdil stanovenú hypotézu (aj keď toto tvrdenie by malo byť súčasťou záveru). Dôležité je aj zhodnotenie postupu, najmä jeho dôveryhodnosti. Ak majú deti pochybnosti o tom, že zvolený spôsob overenia im môže pomôcť overiť stanovenú hypotézu, mali by to vniesť do záveru. Dôležité je viesť deti tak, aby postupovali čo najobjektívnejšie, aby neskresľovali informácie v záujme potvrdenia pôvodnej hypotézy. Ponechanie si pôvodnej predstavy je celkom prirodzené, oveľa jednoduchšie ako hľadanie alternatívy, ktoré môže byť späté s rizikom pocitu neúspechu a neistoty. Akýkoľvek výsledok skúmania je správnym výsledkom, ak sa pridržiavame objektívneho uvažovania.

Súčasťou tvorby záveru je aj konfrontácia vlastných výsledkov s výsledkami ostatných skupín (bod 6).

Učiteľ pomáha deťom v skupinách formulovať výsledky tak, aby bolo ostatným skupinám zrejmé ako sa k nim dopracovali a mohli tak zvážiť hodnotu získaných záverov. Deti sa učia prezentovať podstatné informácie a to tak, aby poskytli do diskusie dostatok materiálu.

Je vhodné, ak sú deti po tvorbe jednoduchších záverov zo skúmania vedené k identifikácii širších súvislostí a zovšeobecňujúcim záverom. Získané poznanie konfrontujú s realitou (bod 7), pričom hlavným zámerom je ukotvenie nového poznatku v minulých skúsenostiach detí. Ak je nový poznatok podporený viacerými skúsenosťami, deti oveľa viac dôverujú vlastnému výskumnému šetreniu, ako keď výsledok skúmania zostane izolovaný od sveta, v ktorom žijú a dôverne vnímajú.

Na záver by mal učiteľ podnecovať deti k transferu (bod 8) a to tak, že ich priamo vovádza do situácií, ktoré transfer nadobudnutých informácií iniciujú. Transferu sú však deti schopné len ak majú dostatok skúsenosti s výskumným postupom a ak prebehne aj konfrontácia s realitou (bod 7) korektným spôsobom.

Aplikáciu koncepcie v praxi ukážeme na konkrétnom príklade vybranej aktivity.