Prace badawczo-rozwojowe

Agenda badawcza

Podstawowym przedmiotem prac B+R będzie rozwój edukacji STEAM, wspierającej kształtowanie kompetencji XXI wieku.

Pracownia Przewrotu Kopernikańskiego – wyposażona w nowoczesną infrastrukturę B+R z czterema przestrzeniami badawczymi interdyscyplinarna przestrzeń eksploracji naukowej, badawczej i kreacyjnej – połączy działalność służącą rozwojowi wiedzy z bezpośrednią praktyką edukacji oraz rozwojem przedsiębiorczości.

Agenda Badawcza PPK to program oryginalnych prac badawczych prowadzonych przez zespół badawczy, zorientowanych na osiąganie praktycznych rezultatów, podejmowanych w celu zdobycia nowej wiedzy i stworzenia rozwiązań w obszarze edukacji nauk przyrodniczych i ścisłych oraz systematycznie realizowanych prac rozwojowych. Rozwiązania powstałe w wyniku kompleksowych badań nad procesami i mechanizmami uczenia się będziemy wprowadzać na rynek we współpracy z instytucjami edukacyjnymi i podmiotami komercyjnymi.

Prace w czterech przestrzeniach badawczych PPK synergicznie się przenikają, tworząc nową wiedzę i rozwiązania. Prowadzone badania będą dotyczyły trzynastu obszarów badawczych – przyporządkowanych do odpowiednich przestrzeni.

1. Laboratorium Rozwoju Kompetencji XXI wieku
Przestrzeń odkrywania mechanizmów i uwarunkowań rozwoju kluczowych kompetencji, uzupełnionych o wiedzę o mechanizmach gier i zabaw, których przeniesienie do rozwiązań edukacyjnych i komunikacji naukowej podnosi ich atrakcyjność i zwiększa potencjał angażowania osób uczących się.

2. Warsztat Rozwiązań Edukacyjnych
Przestrzeń kreacji i prototypowania, w której – w oparciu o wiedzę, dane, doświadczenia i rekomendacje Laboratoriów – powstają nowe produkty i rozwiązania edukacyjne oraz formaty komunikacji naukowej z obszaru STEAM.

3. Laboratorium Danych i Analiz
Przestrzeń prac analitycznych, w których prowadzone będą badania w warunkach kontrolowanych i rozwijane miary, procedury i narzędzia badawcze.

4. Living Lab
Strefa prototypowania i weryfikacji założeń rozwiązań i produktów edukacyjnych, a jednocześnie przestrzeń zbierania danych kwestionariuszowych i ankietowych w badaniach, w których można, jako źródło danych, wykorzystać zróżnicowanie demograficzne trafficu.

Struktura laboratoriów w PPK
kwadrat
Laboratorium Rozwoju Kompetencji XXI wieku

Badania prowadzone w Laboratorium mają charakter badań przemysłowych i prac rozwojowych. Ich celem jest dostarczenie wiedzy o mechanizmach, prawidłowościach i wskaźnikach, które pozwalają projektować rozwiązania i produkty edukacyjne skutecznie wspierające rozwój kompetencji XXI wieku w edukacji STEAM.

Prace realizowane będą w trzech jednostkach:

kwadrat
Warsztat Rozwiązań Edukacyjnych (WRE)

WRE jest przestrzenią prac badawczo-rozwojowych, w których będą odbywać się procesy nabywania, łączenia, kształtowania i wykorzystywania aktualnie dostępnej wiedzy i umiejętności (m.in. z dziedziny nauki, technologii i działalności gospodarczej) do planowania produkcji oraz tworzenia i projektowania nowych, zmienionych lub ulepszonych produktów i rozwiań edukacyjnych oraz usług badawczych w obszarze edukacji STEAM (z wyłączeniem prac obejmujących rutynowe i okresowe zmiany wprowadzane do produktów, linii i procesów wytwórczych, istniejących usług oraz innych operacji w toku, nawet jeżeli takie zmiany mają charakter ulepszeń), w szczególności:

  • opracowywanie prototypów i projektów pilotażowych;
  • demonstracje, testowanie i walidację nowych lub ulepszonych produktów i rozwiązań edukacyjnych w otoczeniu stanowiącym model warunków rzeczywistego funkcjonowania, których głównym celem jest dalsze udoskonalenie techniczne produktów i rozwiązań edukacyjnych, których ostateczny kształt nie został określony;
  • opracowywanie prototypów i projektów pilotażowych, które można będzie wykorzystać do celów komercyjnych, w przypadku gdy prototyp lub projekt pilotażowy stanowi produkt końcowy gotowy do wykorzystania komercyjnego, a jego produkcja wyłącznie do celów demonstracyjnych i walidacyjnych jest zbyt kosztowna.

W procesach będzie tu stosowana metodologia Design Based Research – rozwoj prototypów w oparciu o dynamiczny proces badań ad hoc. WRE wspiera, poprzez rozwój produktów edukacyjnych, prace Laboratorium Rozwoju Kompetencji XXI wieku.

Prace rozwojowe Warsztatu Rozwiązań Edukacyjnych

  • Tworzenie prototypów produktów edukacyjnych STEAM (eksponaty, zestawy edukacyjne, pomoce dydaktyczne, gry i zabawki edukacyjne) oraz prototypów rozwiązań edukacyjnych w obszarze STEAM (scenariusze, pokazy, instrukcje, rekomendacje, opisy przestrzeni edukacyjnych)
  • Tworzenie prototypów obiektów i procesów Art&Science
    • Instalacje, pokazy, wydarzenia
  • Tworzenie prototypów formatów komunikacji naukowej w obszarze STEAM
    • Obiekty, modele, scenariusze pokazów, formaty wydarzeń, filmów i prezentacji
  • Tworzenie know-how projektowania i budowy produktów i  rozwiązań edukacyjnych
    • Podręczniki, przewodniki, opisy, filmy, raporty, scenariusze kursów i programów kształcenia
  • Rozwój standardów i systemów certyfikacji rozwiązań i produktów edukacyjnych w obszarze STEAM
    • Wartości, wskaźniki, procedury i miary ewaluacji oraz certyfikacji rozwiązań i produktów edukacyjnych
    • Narzędzia ewaluacji i certyfikacji rozwiązań i produktów edukacyjnych
  • Rozwój i systematyzacja procesów badań UX (User Experience, doświadczeń użytkownika)
    • Podręczniki, przewodniki, opisy, filmy, scenariusze kursów i programów kształcenia z wykorzystaniem nowych technologii (np. VR, IoT)
  • Analiza danych, Big datamachine learning w obszarze edukacji STEAM
    • Metodologie, zbiory danych i modele procesów uczenia się

Planowane główne projekty, w których Warsztat Rozwiązań Edukacyjnych odgrywa rolę wiodącą

IX obszar badawczy
Wpływ przestrzeni i kontekstu na efektywność uczenia się

  1. Opracowanie prototypu sali ruchomej do zastosowania w edukacji wczesnoszkolnej do różnych form pracy wspierających zaangażowanie, współpracę, rozwój relacji, efektywność procesów
  2. Opracowanie prototypu przestrzeni odpoczynku i ćwiczeń śródlekcyjnych
  3. Opracowanie prototypów kącików edukacyjnych, sprzyjających rozwojowi kompetencji XXI wieku
  4. Opracowanie prototypu sali lekcyjnej/przedszkolnej z wyciszającymi elementami wyposażenia
kwadrat
Laboratorium Danych i Analiz (LDiA)

Przestrzeń prac analitycznych, w której prowadzone są badania w warunkach kontrolowanych (w odróżnieniu od przestrzeni warsztatowych i Living Labu), diagnozy i interpretacje danych uzyskiwanych w pozostałych Laboratoriach oraz opracowania danych zastanych.

LDiA wspiera prace prowadzone w Laboratorium Rozwoju Kompetencji XXI wieku. Podstawowymi produktami prac LDiA są raporty i publikacje dotyczące:

  • kluczowych mechanizmów uczenia się STEAM;
  • stymulacji procesów rozwoju kompetencji;
  • zmienności sytuacyjnej i efektywności rozwiązań i produktów edukacyjnych STEAM;
  • czynników zaangażowania i atrakcyjności zabawy.

Prace analityczne Laboratorium Analiz i Danych

  • Rozwój miar w diagnozie efektywności oddziaływania rozwiązań i produktów edukacyjnych

    • Wartości, miary, wskaźniki
  • Tworzenie narzędzi i procedur badawczych dotyczących rozwoju kompetencji XXI wieku
    • Procedury, protokoły, scenariusze, kwestionariusze, testy
  • Tworzenie diagnoz, analiz i interpretacji danych dotyczących mechanizmów rozwoju kompetencji XXI wieku
    • Raporty, publikacje

Planowane główne projekty, w których LDiA odgrywa rolę wiodącą

X obszar badawczy
System wartości i uwarunkowania społeczne i kulturowe a procesy uczenia się i rozwoju kompetencji

  1. Opracowanie strategii przezwyciężania bezradności intelektualnej w zróżnicowanych sytuacjach i kontekstach edukacyjnych – wpływ rozwiązań edukacyjnych z zastosowaniem nowych technologii.
  2. Badanie wpływu kapitału naukowego na rozwój kluczowych kompetencji XXI wieku
     

XI obszar badawczy
Rozwój metodologii badań procesów uczenia się

  1. Rozwój miar w diagnozie i badaniu efektywności oddziaływania rozwiązań edukacyjnych.
  2. Tworzenie narzędzi i procedur badawczych dotyczących mechanizmów rozwoju kompetencji XXI wieku.
  3. Tworzenie diagnoz, analiz i interpretacji danych dotyczących mechanizmów rozwoju kompetencji XXI wieku.
  4. Badanie atrakcyjności testowanych obiektów edukacyjnych: miary i procedury ewaluacji.
  5. Badanie zgodności zachowań spontanicznych z założeniami prototypowanych lub testowanych obiektów edukacyjnych: miary, procedury ewaluacji.
  6. Badanie wrażliwości obiektów edukacyjnych na kontekst: miary i procedury ewaluacji
kwadrat
Living Lab

Living Lab to miejsce prototypowania i weryfikacji założeń oddziaływania rozwiązań i produktów edukacyjnych. To częściowo wyodrębniona przestrzeń wystaw w budynku CNK – zwiedzający mają tu swobodny dostęp, a ich obecność jest wykorzystywana w procesach szybkiego prototypowania. Zachowania zwiedzających – rodzaj podejmowanych interakcji z obiektem, związane z tym emocje i czas trwania, profil użytkowników i jego wpływ na sposób korzystania z obiektu – poddane są obserwacji z wykorzystaniem zaawansowanego sprzętu umożliwiającego rejestrację i analizę.

Procesy i działania prowadzone w Living Labie:

  • badanie atrakcyjności testowanych obiektów edukacyjnych;
  • badania zgodności zachowań spontanicznych z założeniami prototypowanych lub testowanych obiektów edukacyjnych;
  • badanie wrażliwości obiektów edukacyjnych na kontekst;
  • badania nad zachowaniami poznawczymi i procesami uczenia się.

Living Lab to także przestrzeń zbierania danych kwestionariuszowych i ankietowych w badaniach, w których jako źródło danych można wykorzystać zróżnicowanie demograficzne trafficu CNK. Koncepcja tej przestrzeni jest inspirowana pracami realizowanymi w Exploratorium w San Francisco oraz Living Labie w Bloomfield Science Museum w Jerozolimie.

Planowane główne projekty, w których LL odgrywa rolę wiodącą

XII obszar badawczy
Rozwój metodologii badań procesów uczenia się

  1. Badanie atrakcyjności testowanych obiektów edukacyjnych: weryfikacja założeń w strefie prototypowania.
  2. Badanie zgodności zachowań spontanicznych z założeniami prototypowanych lub testowanych obiektów edukacyjnych.
  3. Wrażliwość obiektów edukacyjnych na kontekst sytuacyjny.

Będą ją tworzyć cztery przestrzenie badawcze. Naukowcy i eksperci, z dziedzin tak zróżnicowanych jak psychologia, pedagogika, kulturoznawstwo, socjologia, matematyka, fizyka, biologia i chemia, będą tu badać relacje między prototypowanymi formatami zajęć, pomocami naukowymi, technikami i metodami nauczania przedmiotów przyrodniczych i ścisłych a procesami uczenia się i rozwoju kompetencji pożądanych w XXI w.

Bogaty program działalności badawczej PPK wymaga wyposażenia wielofunkcyjnej przestrzeni w zróżnicowany specjalistyczny sprzęt, w tym narzędzia umożliwiające wytwarzanie prototypów i aparaturę do gromadzenia, przetwarzania oraz analizowania danych ilościowych i jakościowych.

Badacze zyskają niedostępne obecnie warunki umożliwiające obserwację procesów uczenia się w otoczeniu stanowiącym model warunków rzeczywistego funkcjonowania (np. szkoły lub klasy).

Wśród wyposażenia i narzędzi znajdą się m.in.:

  • meble laboratoryjne;
  • zintegrowany system do analizy i przeprowadzania badań;
  • przenośny system do przeprowadzania badań obserwacyjnych;
  • aparaty do badania sprawności poznawczej i ruchowej;
  • aparat do badania emocji;
  • stanowiska mechatroniczne;
  • roboty przemysłowe z oprogramowaniem, oraz niezbędnymi akcesoriami;
  • mikroskopy stereoskopowa;
  • okulograf mobilny ze śledzeniem obuocznym;
  • znakowarka laserowa;
  • tokarka CNC;
  • frezarka CNC do drewna;
  • wycinarka laserowa „przemysłowa”.

Z przestrzeni badawczych korzystać będą CNK i pozostali członkowie Konsorcjum oraz podmioty współpracujące. Pomieszczenia w budynku PPK, kompleks badawczo-biznesowy, będą wynajmowane zewnętrznym podmiotom gospodarczym, do wytwarzania produktów i rozwiązań edukacyjnych oraz prowadzenia badań własnych lub we współpracy z CNK.


Zadanie „Budowa budynku Pracowni Przewrotu Kopernikańskiego w ramach rozbudowy Centrum Nauki Kopernik” jest współfinansowane ze środków Miasta Stołecznego Warszawy – Umowa w sprawie dotacji celowej ze środków M. St. Warszawy nr C/OM/VII/P3/99/U-263/2018-2021 z dnia 31 października 2018 roku. Kwota dofinansowania: 27 690 101,00 PLN.

Pracownia Przewrotu Kopernikańskiego - zakochaj się w Warszawie

Pracownia Przewrotu Kopernikańskiego - partnerzy