Αναλύοντας κείμενα και εικόνες για την έννοια της περιοδικότητας στα σχολικά βιβλία

Transcript

1 Αναλύοντας κείμενα και εικόνες για την έννοια της περιοδικότητας στα σχολικά βιβλία Βασιλική Σπηλιωτοπούλου Παιδαγωγικό Τμήμα ΑΣΠΑΙΤΕ Μεταδιδάκτωρ ερευνήτρια: Χρυσαυγή Τριανταφύλλου

2 Οι άνθρωποι από πολύ παλιά κατέγραφαν τις εμπειρίες τους για να επικοινωνήσουν τις παρατηρήσεις τους για τον κόσμο

3 Η σημασία των κειμένων και της ανάγνωσή τους στη μάθηση Η επικοινωνία της επιστημονικής γνώσης γίνεται μέσα από λέξεις και εικόνες Η δόμηση, η σύνθεση και το περιεχόμενο λέξεων και εικόνων επιδρά στο τι κατανοεί ο αναγνώστης Οι προθέσεις του συγγραφέα ενός κειμένου δεν είναι πάντα σαφείς και γνωστές Οι μαθητές, αλλά και οι εκπαιδευτικοί διαβάζοντας ένα κείμενο δημιουργούν σημασίες Η ανάγνωση των κειμένων στη σχολική τάξη στόχο έχει την ανάπτυξη επιστημονικού τρόπους σκέψης και την απόκτηση γνώσης μέσα από κατανόηση και όχι από απομνημόνευση

4 Περί επιχειρημάτων Ο Toulmin (1958) πρώτος επεσήμανε ότι δεν έχει αξία μόνο η μαθηματική απόδειξη, αλλά σε πολλούς τομείς της ζωής αναπτύσσονται άτυποι συλλογισμοί και λογικά επιχειρήματα με βασικά συστατικά τον ισχυρισμό, τα δεδομένα, τις εγγυήσεις και τα υποστηρίγματα των εγγυήσεων. Επιχειρηματολογία είναι μια λεκτική (verbal), κοινωνική (social) και λογική (rational) δραστηριότητα με σκοπό την υπεράσπιση μιας θέσης ή έναν ισχυρισμού (Van Eemeren & Grootendorst (2004) Ένα επιχείρημα δεν εξηγεί ένα χαρακτηριστικό ή μια συμπεριφορά, αλλά υποστηρίζει λογικά έναν ισχυρισμό, μια θέση (Osborne & Patterson 2011)

5 Γιατί αναλύουμε την επιχειρηματολογία των σχολικών βιβλίων; Οι περιορισμένες έρευνες στον τομέα αυτό καταλήγουν ότι ο αναγνώστης/μαθητής καλείται να προβλέψει την κατεύθυνση της επιχειρηματολογίας που αναπτύσσεται από τον συγγραφέα (Palinscar & Brown, 1984). για να κατανοήσει ο μαθητής το κείμενο δημιουργεί μόνος του εξηγήσεις, καθώς ακόμα και τα πιο ποιοτικά βιβλία απαιτούν από τον αναγνώστη να καλύψει κενά στην επιχειρηματολογία τους (Chi, deleeuw, Chiu & LaVancher, 1994) σχετίζεται και με το θέμα της λογικής συνέπειας (coherence) των σχολικών βιβλίων, του οποίου η σημασία για τους μαθητές έχει μελετηθεί και έχουν αναγνωρισθεί τα οφέλη (Roseman, Stern & Koppal, 2010 ).

6 Υποθέσεις για τα επιχειρήματα στα σχολικά βιβλία Μαθ. & Φυσ. Επιστ. Τα κείμενα των θεματικών ενοτήτων στα σχολικά βιβλία αναπτύσσουν επιχειρηματολογία που μπορεί να διαφέρει από την επιστημονική Τα σχολικά βιβλία των Μαθηματικών και των Φυσικών Επιστημών συχνά διαπραγματεύονται ίδιες έννοιες από μια διαφορετική οπτική Υποθέσεις: Η επιχειρηματολογία αναπτύσσεται με βάση συλλογισμούς που δημιουργούνται από το περιεχόμενο και τη σύνθεση των σχολικών κειμένων Ο συλλογισμός είναι μια λογική ενέργεια (logical act) που μπορεί να ενεργοποιηθεί από την ανάγνωση ενός κειμένου Η ανάπτυξη συλλογισμών και επιχειρηματολογίας συμβαδίζει με τη συγκρότηση του εννοιολογικού πεδίου της Θεματικής Ενότητας

7 Ερευνητικά ερωτήματα Πώς όμως τα σχολικά βιβλία παρουσιάζουν σήμερα στους μαθητές τα περιοδικά φαινόμενα και επιχειρηματολογούν για μια συγκεκριμένη έννοια, πχ την περιοδικότητα; Ποιοι συλλογισμοί υιοθετούνται για να πείσουν τους μαθητές για την αλήθεια της επιστημονικής γνώσης στη Φυσική και στα Μαθηματικά και για την άσκηση της σκέψης τους; Με ποιο τρόπο μπορούμε να μελετήσουμε την επιχειρηματολογία των κειμένων που αναφέρονται στην περιοδικότητα;

8 Ας παρακολουθήσουμε ένα παράδειγμα ανάλυσης περιεχομένου μιας Θεματικής Ενότητας και των αντίστοιχων Μονάδων Ανάλυσης Βιβλίο Φυσικής Γ Γυμνασίου

9 Μονάδες ανάλυσης Εμπειρικός συλλ. ανάκλησης εμπειριών Εμπειρικός συλλ. συστηματικής περιγραφής Εμπειρικός συλλ. ανάκλησης εμπειριών Εμπειρικός συλλ. συστηματικής περιγραφής Νομολογικός συλλ. /τελικός Λογικο-εμπειρικός συλλ./ γενικό-ειδικό Επιχειρηματολογία Θεματικής Ενότητας Θεματική Ενότητα: Ανάλυση συλλογισμών Είδη συλλογισμών

10 Δεδομένα ανάλυσης Σχολικά βιβλία Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών που αναλύθηκαν 2 Μαθηματικών 4 Φυσικής 4 (Ηλεκτρονικής, Ηλεκτρολογίας και Πληροφορικής) 1 Αστρονομίας 71 Θεματικές Ενότητες, που αφορούν την έννοια της Περιοδικότητας

11 Συστημικό δίκτυο με τις κατηγορίες των συλλογισμών

12 Πόσες θεματικές ενότητες περιέχουν ένα τουλάχιστον είδος κάθε συλλογισμού Εμπειρικοί / Ανάκληση εμπειριών (E1) Εμπειρικοί / Συστηματική περιγραφή (E2) Λογικό-εμπειρικοί / Γενικό - Ειδικό (εφαρμ.) Λογικό-εμπειρικοί / Ειδικό - Γενικό / Μαθηματικά δεδομένα (math) Λογικό-εμπειρικοί / Ειδικό - Γενικό / Πειραματικά δεδομένα (exper.) Λογικό-εμπειρικοί / Επεξηγηματικοί (επεξ.) Νομολογικοί / Αρχικοί (Ν1) Νομολογικοί / Κύριος ισχυρισμός (Ν2) Νομολογικοί / Ταξινόμησης (ταξ.) Μαθηματικοί / Τεχνικές (τεχν.) Μαθηματικοί / Αποδείξεις (proofs)

13 Παράδειγμα σύγκρισης ορισμών στα Μαθηματικά και στη Φυσική Ορισμός της περιόδου Τ σε σχολικά κείμενα Β Λυκείου με στόχο τη μελέτη ενός περιοδικού φαινομένου Μαθηματικά Φυσική Εμ συ πε ι Συ λλο ρικό πε στη γισ ς ριγ μα μό ρα τικ ς φή ής ς( Ε2 ) γικός ο λ ο Νομ γισμός ο συλλ (Ν 1). συλλ ς ό ικ ηματ 3) θ α Μ (Ε ικ έ ς ν χ ε τ /

14 Παράδειγμα σύγκρισης συλλογισμών σε διαφορετικές τάξεις : Σχέση δύναμης F - απομάκρυνσης x στην ΑΑΤ Φυσική Γ Γυμνασίου Ε2 Φυσική Γ Λυκείου Ν1 Ν1 Μ2 Ν2 ΛΕ3 ΛΕ2 Κεφ. 4: Ταλαντώσεις, Γ Γυμνασίου (σελ.90) Ν2 Κεφ. 1: Ηλεκτρικές και Μηχανικές Ταλαντώσεις, Γ Λυκείου, Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης (σελ.11)

15 Παράδειγμα συγκρότησης επιχειρηματολογίας, άλγεβρα, β λυκείου

16 Νομολογικός, αρχικός συλλογισμός Λογικοεμπειρικός, ειδικό-γενικό, μαθηματικά δεδομένα

17 Μαθηματικός συλλογισμός με βάση μαθ. τεχνικές Νομολογικός, κύριος συλλογισμός Λογικοεμπειρικός, επεξηγηματικός

18 Παράδειγμα συγκρότησης επιχειρηματολογίας, φυσική, β λυκείου

19 Εμπειρικός συλλογισμός, συστηματική περιγραφή

20 Μαθηματικός συλλογισμός, μαθηματικές τεχνικές

21 Λογικόεμπειρικός συλλογισμός, ειδικό-γενικό, πειραματικά δεδομένα Νομολογικός, κύριος συλλογισμός Εμπειρικός, συστηματικής περιγραφής Λογικοεμπειρικός συλλογισμός, επεξηγηματικός

22 Διαφορές στη ανάπτυξη επιχειρηματολογίας Και τα δυο κείμενα μελετούν περιοδικές κινήσεις και έχουν κύρια ιδέα την ημιτονοειδή καμπύλη Μαθηματικό κείμενο Η περίοδος εκλαμβάνεται ως κάτι δεδομένο που προκύπτει από τον ορισμό του ημιτόνου ως περιοδικής συνάρτησης Κύριος στόχος: ο σχεδιασμός της ημιτονοειδούς καμπύλης που προκύπτει ως προϊόν μαθηματικών συλλογισμών από τη μελέτη της μεταβολής του ψ, καθώς το Μ κινείται στον τριγωνομετρικό κύκλο (μαθηματική θεωρητική κατασκευή) Κείμενο Φυσικής Η περίοδος πρέπει να μετρηθεί εμπειρικά Κύρια ιδέα: η γραφική συνάρτηση είναι απαραίτητη συνθήκη για τον ορισμό της γραμμικής αρμονικής ταλάντωσης, προκύπτει από εμπειρικά βασισμένους συλλογισμούς από τη μελέτη ενός ιδανικού ελατηρίου. Ο ορισμός της γραμμικής αρμονικής ταλάντωσης επιβεβαιώνεται με ένα πρόσθετο πείραμα, μέσω του οποίου οι μαθητές/ αναγνώστες πείθονται για τον επιστημονικό ισχυρισμό Τα τεκμήρια (evidence) στα δυο κείμενα είναι διαφορετικής φύσης

23 Η επιχειρηματολογία στα κείμενα της Περιοδικότητας στα Μαθηματικά και στις ΦΕ Παρόλο που τα είδη των συλλογισμών συναντώνται και στα δυο πεδία, η επιχειρηματολογία διαφέρει Τα κείμενα των βιβλίων των ΦΕ οδηγούν τους μαθητές από την αναφορά πραγματικών εμπειριών, στη διατύπωση και αποδοχή της νέας γνώσης Τα κείμενα των Μαθηματικών αξιοποιούν ως βάση τόσο ισχυρές μαθηματικές παραδοχές, όσο και εμπειρίες για να επαληθεύουν τις κυρίως μαθηματικο-λογικές διατυπώσεις της γνώσης, αλλά συχνά οι εμπειρίες είναι έμμεσες. Η επικοινωνία ανάμεσα στο περιεχόμενο των κειμένων των δυο πεδίων για την περιοδικότητα δεν είναι εμφανής. Αποσιωπείται στα βιβλία. Οι υποθέσεις για έννοιες, που θεωρούνται γνωστές, συχνά λειτουργούν ως κενά στην επιχειρηματολογία, αλλά συνδέονται με δυσκολίες στην ανάπτυξη κατανόησης του εννοιολογικού πεδίου (Stacey & Vincent, 2009; Stylianides, 2009)

24 Διδακτικές συνέπειες Η αξία μιας τέτοιας ερευνητικής προσέγγισης για τη διδακτική πράξη είναι ότι αποκαλύπτει Η επίγνωση του πως τα κείμενα λειτουργούν, των πρακτικών επιχειρηματολογίας και συλλογισμών των βιβλίων μπορεί να τόσο τα κενά που εμπεριέχονται στα σχολικά κείμενα, όσο και τις συμβάσεις των γνωστικών αντικειμένων και της διδασκαλίας τους όσο και την από κοινού ανάπτυξη κατά την παρουσίαση επιχειρημάτων και εννοιών αξιοποιηθεί στο διδακτικό σχεδιασμό και να διευκολύνει τελικά τη σκέψη των μαθητών στηρίξει την εκπλήρωση επιστημικών (epistemic) διδακτικών στόχων Τέλος, η υιοθέτηση μιας στρατηγικής για την ανάγνωση μπορεί να στηρίξει τους μαθητές στη γρηγορότερη δημιουργία νοημάτων και στην απόκτηση γνώσης μέσα από κατανόηση και όχι από απομνημόνευση

25 Άρθρο που προέκυψε από την α φάση του μεταδιδακτορικού προγράμματος Triantafillou, C., Spiliotopoulou, V., & Potari, D. (2015). The Nature of Argumentation in School Mathematics and Physics Texts: The Case of Periodicity. International Journal in Mathematics and Science Education, DOI /s y.

26 Σας ευχαριστούμε