W Warszawie budowana jest Pracownia Przewrotu Kopernikańskiego

Innowacje w edukacji są nie tylko możliwe, ale też oczekiwane przez polską szkołę. Powinny jednak powstawać jako efekt pracy zespołowej, w wyniku dialogu badaczy, edukatorów i projektantów oraz we współpracy z końcowymi użytkownikami, czyli nauczycielami i uczniami. Tak właśnie działa Centrum Nauki Kopernik, które rozbudowuje swój dział badawczo-rozwojowy.

Centrum Nauki Kopernik (dalej: CNK lub Kopernik) od kilku lat tworzy i testuje innowacje edukacyjne w postaci eksponatów, pomocy naukowych, nowych metod pracy z uczniami i scenariuszy lekcji. W 2018 r. pozyskało wsparcie unijne na utworzenie Pracowni Przewrotu Kopernikańskiego (PPK) oraz na zakup wyposażenia badawczo-rozwojowego. Zarząd Województwa Mazowieckiego przyznał na projekt ponad 16,7 mln zł dofinansowania z RPO WM 2014-2020. Całkowity koszt przedsięwzięcia wynosi ok. 82 mln zł.

Choć budynek przeznaczony na Pracownię będzie oddany do użytku dopiero pod koniec 2022 r., prace B+R już trwają, a zakupiona wcześniej część wyposażenia badawczego pojawi się w przestrzeni wystawowej Kopernika. – Zaczniemy od stacji badawczych, które są zainspirowane naszymi eksponatami. Będą one wzbogacone w system czujników, co pozwoli nam zbierać informacje o tym, jak za pomocą takich obiektów uczą się ludzie w różnym wieku, różnej płci, w różnym otoczeniu – zapowiada dr Ilona Iłowiecka-Tańska, kierownik obszaru badawczego w Koperniku. Równolegle pojawi się aparatura do analizy zachowań ludzi podczas interakcji z eksponatem czy w trakcie pracy ze stworzoną w PPK pomocą naukową. Jednym z celów takich analiz jest uzyskanie wiedzy o tym, jak ludzie dochodzą do zrozumienia zjawisk przyrodniczych.

Wizualizacja Pracowni Przewrotu Kopernikańskiego

Zaczęło się od pikników

Centrum Nauki Kopernik ma swoje źródło w piknikach naukowych, które odbywały się na rynku Nowego Miasta w Warszawie, a potem także w innych miastach Polski. To one pokazały, że zarówno dzieci, jak i dorośli uczą się, bo mają potrzeby zaspokojenia ciekawości i poznania. Ta naturalna skłonność jest podstawową siłą napędową w uczeniu się.

– Na wystawach, w warunkach, jakie tam tworzymy, ludzie poznają świat zjawisk przyrodniczych, które inspirowały naukowców. Nie musimy nikogo do tego namawiać. Matematyka i fizyka są postrzegane jako trudne, ale w sprzyjających warunkach człowiek dąży do zrozumienia otaczających go zjawisk. Ta naturalna gotowość do poznawania świata i uczenia się fascynowała Franka Oppenheimera, twórcę pierwszego centrum nauki Exploratorium, założonego w San Francisco. Oppenheimer był fizykiem, „wujkiem” bomby atomowej (podobnie jak jego starszy brat Robert, kierujący projektem Manhattan). Frank zauważył, że są pomoce naukowe (eksponaty), które sprawiają, że trudność staje się mniej istotna niż chęć zrozumienia i zaspokojenia ciekawości – mówi dr Ilona Iłowiecka-Tańska.

Jednym z największych wyzwań współczesnej edukacji jest pokazanie różnicy między wiedzą potoczną a naukową. Pierwszym krokiem do jej zrozumienia są samodzielnie wykonywane przez uczniów doświadczenia i badania. – Przekonaliśmy się, że niezbędne do tego wyposażenie wcale nie musi być drogie. Najważniejsze są kompetencje nauczyciela, zaangażowanie uczniów, umiejętnie dobrane pomoce i chęć wyjścia poza szkolne mury, do pobliskiego parku czy lasu („Nowa pracownia przyrody”, 2015) – uważa prof. Łukasz Turski, fizyk, popularyzator nauki i pomysłodawca utworzenia Centrum Nauki Kopernik.

Ważne partnerstwo

Ponieważ praca z eksponatami ułatwia poznawanie nauk przyrodniczych, CNK podjęło współpracę ze szkołami i nauczycielami. Kluczowe są pytania: jak pracować i w co wyposażyć szkołę, by rozbudzić w uczniach chęć poznawania świata? Ale próba odpowiedzenia na nie musi być pracą zespołową.

– Praca poprzez partnerstwa określa styl naszego działania. Realizujemy na przykład duży konkurs „Nauka dla Ciebie”, którego część jest skierowana do środowiska nauczycielskiego. Przyjeżdża do nas grupa 20 nauczycieli i przez tydzień tworzą prototypy pomocy naukowych. My im w tym pomagamy technicznie. Podpowiadamy, jak można coś zaprojektować, by zjawisko czy proces, które chcą pokazać, było lepiej widoczne – mówi dr Ilona Iłowiecka-Tańska.

Później z prototypami swoich pomocy naukowych nauczyciele wychodzą w przestrzeń wystawową i je testują. W ten sposób można zaobserwować, jak to działa w praktyce. Taki sposób pracy daje dobre rezultaty. Zespół CNK zapowiada, że w tym roku prawdopodobnie rozpocznie się produkcja pomocy edukacyjnej stworzonej przez nauczyciela. Tu nikogo nie trzeba przekonywać, że wśród dydaktyków jest ogromna grupa osób zaangażowanych i kreatywnych. – Jeżeli chcemy tworzyć rozwiązania, które działają w szkole, musimy w to włączać nauczycieli – dodaje dr Ilona Iłowiecka-Tańska.

To działa

Nauczyciele dostrzegają korzyści w stosowaniu metody badawczej i chętnie sięgają po doświadczenia zdobyte podczas pracy warsztatowej z prototypami. Barbara Zegrodnik, nauczycielka fizyki i przyrody z Zespołu Szkół nr 1 w Tychach, w 2018 r. wystartowała wraz z uczniami w konkursie „Nauka dla Ciebie” organizowanym przez CNK. – Opracowaliśmy i zbudowaliśmy układ pomiarowy służący do badania oddziaływań magnetycznych. Udało się nam jako szkole znaleźć w gronie laureatów. To spowodowało, że wzięłam udział w Letniej Szkole Prototypowania CNK – wspomina. Warsztaty organizowane przez Kopernika i jej własne obserwacje dowodzą, że warto dawać uczniom więcej przestrzeni do działania. – Wolą, jak sami mogą coś zrobić. Od lekcji w formie wykładu dużo bardziej angażuje ich dyskusja, stawianie własnych hipotez, a potem ich sprawdzanie – podkreśla Barbara Zegrodnik.

Aneta Kołton-Janiga, nauczycielka fizyki w szkole podstawowej (ZSO nr 5) w Sosnowcu, kilka lat temu założyła Klub Młodego Odkrywcy (międzynarodowa inicjatywa koordynowana w Polsce przez CNK). Uczniowie należący do klubu przy wsparciu opiekuna zgłębiają wybrane zagadnienia, posługując się metodą badawczą. Potem był udział w konkursie „Nauka dla Ciebie” (nagroda za prototyp roller coastera do badania zasady zachowania energii) i Letniej Szkole Prototypowania. – Dzięki współpracy z CNK poznałam nowe podejście do nauczania. Zauważyłam, że kiedy sami coś prototypujemy, to nie tylko uczniowie, ale i my, nauczyciele, rozumiemy więcej. Projektowanie i testowanie świetnie rozwija kreatywność i angażuje. Uczniowie przyswajają wiedzę nie na siłę, ale niejako przy okazji – mówi pani Aneta. Jej zdaniem program szkolny jest za bardzo nastawiany na metody podające. – Chcę na lekcjach wplatać więcej metod badawczych, bo to daje dobre rezultaty, ale jednocześnie muszę uważać, by „nie zgubić” podstawy programowej – dodaje. Jest przekonana, że gdyby szkoły powszechnie stosowały metody badawcze, więcej uczniów chciałoby się kształcić na kierunkach ścisłych i przyrodniczych.

Dialog jako metoda

Znany niemiecki grafik Otl Aicher w książce „Świat jako projekt” pisał: „kto poszukuje, ten dochodzi do otwartych, strukturalnych rozwiązań”. Zespół Pracowni Przewrotu Kopernikańskiego jest bardzo konsekwentny w takim podejściu: – Chcę podkreślić, że nie prowadzimy badań, ale procesy badawczo-rozwojowe. Projektowanie to taniec badaczy, inżynierów, praktyków, naukowców, konstruktora i użytkownika. Czasem prowadzenie obejmuje jeden partner, czasem przejmuje je drugi. To nie jest linearny proces: projektant – badacz – produkt. My jesteśmy cały czas w dialogu. Proces badawczo-rozwojowy w takiej dziedzinie jak uczenie się jest nieustającą rozmową i wspólnym projektowaniem. Polega na stałej obserwacji użytkowników i ich reakcji na dany przedmiot. Na końcu powstaje coś, co jest wynikiem szeregu zmian, poprawek, ulepszeń – objaśnia dr Ilona Iłowiecka-Tańska.

Innowacje powstają tu na styku wyników najnowszych badań, doświadczeń i wciąż pojawiających się potrzeb i pomysłów. Dialog i działanie zespołowe charakteryzują także sposób realizacji budowy PPK. Budynek powstaje w technologii BIM (Building Information Modeling), którą okrzyknięto – nomen omen – „przewrotem kopernikańskim” w budownictwie. Modelowanie budynku w 3D pozwoliło na ścisłą współpracę między architektem, wykonawcą i inwestorem.

Przestrzeń współpracy

Pracownia będzie się mieścić w nowoczesnym czterokondygnacyjnym budynku należącym do kompleksu Centrum Nauki Kopernik. – W nowym budynku, od parteru po drugie piętro, będziemy się zajmować tworzeniem eksponatów, zestawów edukacyjnych, scenariuszy zajęć i wiedzy na temat rozwoju kompetencji. Tutaj połączymy naszą wiedzę o uczeniu się z pasją do odkrywania świata i przetworzymy je w nowe produkty, które pomagają doświadczać, poznawać i rozumieć – zapowiada dr Ilona Iłowiecka-Tańska.

Powstaną m.in. dwa pomieszczenia przypominające typowe klasy szkolne i laboratoria edukacyjne, w których zespoły będą testować pomoce dla nauczycieli i ich uczniów. W warunkach pandemii duża część nauki odbywa się w domu, więc w nowym budynku zaprojektowano także przestrzeń domową. W kuchni połączonej z jadalnią będzie można sprawdzać, jak pewne rozwiązania edukacyjne funkcjonowałyby poza szkołą i zajęciami. Część rozwiązań powstanie w studiu nagraniowym. Poza tym zespół CNK pracuje nad stacjami badawczymi pozwalającymi analizować eksperymentowanie zdalne. Obok profesjonalnych laboratoriów biologiczno-chemicznych i fizyczno-mechatronicznych w Pracowni będzie m.in. nowoczesna stolarnia, w której stworzone zostaną warunki do budowania prototypów.

– W nowej Pracowni chcemy zbierać doświadczenia, które są wokół nas, a także gromadzić ludzi, którzy dają napęd do pracy. Myślę tu przede wszystkim o nauczycielach wymyślających w szkole fajne rzeczy pozwalające odkrywać i rozumieć świat – mówi kierownik badań.

Konsorcjanci

Pracownia Przewrotu Kopernikańskiego jest przedsięwzięciem powstającym w konsorcjum. Partnerem głównym PPK jest Samsung, jedna z czołowych firm technologicznych, która – poza Koreą – drugi największy ośrodek badawczo-rozwojowy ma w Polsce. Samsungowi zależy m.in. na współpracy przy rozwoju rozwiązań i produktów edukacyjnych, w tym obejmujących zdalny tryb nauczania, czy też przy sposobach wdrażania rozwiązań z zakresu sztucznej inteligencji.

Wśród członków konsorcjum są polskie firmy: Moje Bambino i BeCREO Technologies. Będą pomagać m.in. w komercjalizacji wyników prac B+R. Moje Bambino to największa w Polsce firma, która zapewnia wyposażenie szkołom. – Mamy kilka konkretnych korzyści ze współpracy z tym partnerem. Jeśli chcemy dzielić się innowacjami ze szkołami, musimy mieć możliwość skalowania wypracowanych rozwiązań. Moje Bambino daje nam rozmach i skalę w dystrybucji produktów – podkreśla dr Ilona Iłowiecka-Tańska. Dodaje, że firma ma doświadczenie w sprzedaży produktów szkolnych i może zapewnić spojrzenie rynkowe, którego badaczom często brakuje. BeCREO z kolei swoimi technologiami uzupełni kompetencje nietechnologiczne zespołów PPK.

Pracują z najlepszymi na świecie

Wizję, jaką funkcję ma pełnić PPK, pozwoliły wypracować rozmowy z wybitnymi ekspertami. W konsultacjach uczestniczyło kilka osób z krajów, gdzie badania nad uczeniem się są najlepiej rozwinięte. Do najważniejszych partnerów – a było ich wielu – należy prof. Maartje Raijmakers z Wolnego Uniwersytetu w Amsterdamie. Prowadzi ona część badań w Centrum Nauki NEMO w Amsterdamie: projektuje eksperymenty, wykorzystując tamtejsze eksponaty. Dzięki temu doskonale rozumie, co się dzieje w Centrum Nauki Kopernik.

Radą służył także prof. Dor Abrahamson, zajmujący się „poznaniem ucieleśnionym”, w którym istotnym elementem jest ruch. Głównym przedmiotem jego zainteresowań naukowych są poznawcze aspekty myślenia matematycznego. Pracuje w Graduate School of Education na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Wiele dylematów dotyczących projektowanych prac pomogli rozstrzygnąć prof. Maciej Karwowski z Uniwersytetu Wrocławskiego oraz prof. Wojciech Pisula z PAN.

– Podczas kilku lat rozmów z nimi dookreślaliśmy własną tożsamość. Trudno przygotować tak duże przedsięwzięcie, opierając się jedynie na własnym doświadczeniu. Potencjał partnerów nas wzmacnia. Tworząc wystawy w Koperniku, uczyliśmy się od najlepszych – uśmiecha się dr Ilona Iłowiecka-Tańska.

Jerzy Gontarz

Współpraca: Andrzej Szoszkiewicz

Centrum Nauki Kopernik ma kilkunastoletnią historię. Jako instytucja kultury zostało powołane w 2005 r. Kilka lat później zyskało nowoczesny obiekt nad Wisłą, w sąsiedztwie Biblioteki Uniwersytetu Warszawskiego, wybudowany przy współudziale funduszy europejskich (koszt powstania obiektu to ponad 305 mln zł, w tym dotacja z UE: 207 mln zł). Pierwszy jego moduł został otwarty dla publiczności 5 listopada 2010 r. wraz z pięcioma wystawami: „Świat w ruchu”, „Człowiek i środowisko”, „Korzenie cywilizacji”, „Strefa światła” i „Bzzz!”.

CNK zajmuje się popularyzacją i rozwijaniem nauki. Na co dzień współpracuje z naukowcami i nauczycielami, by lepiej wypełniać swoją misję, jaką jest inspirowanie do doświadczania, rozumienia świata i odpowiedzialnego działania. Realizuje wiele przedsięwzięć edukacyjnych i badawczych współfinansowanych ze środków Unii Europejskiej, w tym z programu Horyzont 2020 („BLOOM” – poświęcony upowszechnianiu wiedzy na temat biogospodarki, „RETHINK” – stworzony po to, by przyjrzeć się aktualnej komunikacji naukowej i wypracować metody jej ulepszenia).

Centrum blisko współpracuje z nauczycielami i szkołami. Jednym z dziesiątek przykładów jest projekt „Szkoła bliżej nauki” (współfinansowany z RPO WM). Jego celami były rozwój kompetencji uczniów (informatyka i przedmioty matematyczno-przyrodnicze), kształtowanie postaw kreatywności i pracy zespołowej, promowanie aktywności naukowej, a także stworzenie warunków do nauczania metodą badawczą.

W 2015 r. Kopernik uzyskał status instytucji B+R. Wśród celów strategicznych jest wspieranie rozwoju kompetencji przyszłości oraz zapewnienie miejsca na działalność badawczo-rozwojową. Budowa zaplecza dla Pracowni Przewrotu Kopernikańskiego (PPK) wraz z wyposażeniem to konsekwencja tego kierunku rozwoju. PPK jest pierwszym w kraju ośrodkiem B+R, w którym prowadzone są badania nad procesami uczenia się (learning sciences) oraz społecznego zaangażowania w naukę. Podstawowym przedmiotem prac B+R jest rozwój edukacji w zakresie STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics), wspierającej kształtowanie kompetencji kluczowych w XXI w. Budowa Pracowni ma się zakończyć pod koniec 2022 r.

Powrót Następny artykuł