ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Transcript

1 ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Κατερίνα Σάλτα ΔιΧηΝΕΤ

2 Ιστορία Φιλοσοφία Επιστημολογία 1. Φιλοσοφία των Φυσικών Επιστημών - Επιστημολογία 2. Ιστορία της Χημείας στην Εκπαίδευση 3. Έρευνες στο ΔιΧηΝΕΤ

3 Φιλοσοφία Απαντά ερωτήματα που εντάσσονται σε τρεις βασικές κατηγορίες: μεταφυσικά ή οντολογικά: τι υπάρχει; γνωσιολογικά τι μπορώ να γνωρίσω; πρακτικά (περί ηθικής, πολιτικής, αισθητικής): πώς πρέπει να πράττω;

4 Επιστημολογία Επιστημολογία (epistemology) είναι η θεωρία της γνώσης και των τρόπων με τους οποίους γνωρίζουμε (γνωσιολογία, φιλοσοφία της γνώσης, επιστημολογία, γνωσιοθεωρία) Απαντά ερωτήματα όπως: τι είναι γνώση; τι είναι συλλογισμός & σε τι μας χρησιμεύει; τι είναι αισθητηριακή αντίληψη & σε τι μας χρησιμεύει; τι είναι γλώσσα & σε τι μας χρησιμεύει; τι είναι συναίσθημα & σε τι μας χρησιμεύει; Που εδράζονται όλα αυτά; Στο νου ή στο σώμα;

5 Φιλοσοφία των Φυσικών Επιστημών Η Φιλοσοφία των Φυσικών Επιστημών (philosophy of science) απαντά σε ερωτήματα γενικά: πότε λέμε ότι κάτι είναι επιστήμη ή επιστημονικό ; ποια ερωτήματα είναι επιστημονικά; σε ποια ερωτήματα μπορεί να απαντήσει η επιστήμη; ποιες είναι έγκυρες μέθοδοι επιστημονικής έρευνας; πώς μπορεί να θεμελιωθεί η επιστημονική γνώση; ή ειδικότερα: τι ακριβώς αποδεικνύει ένα συγκεκριμένο πείραμα; πώς μπορώ να διερευνήσω μια συγκεκριμένη υπόθεση; πώς μπορώ να ερμηνεύσω τα αποτελέσματα μιας έρευνας;

6 Φιλοσοφία των Φυσικών Επιστημών Θεωρητικές προσεγγίσεις Η αρχή της επαληθευσιμότητας: λογικοί θετικιστές Η αρχή της διαψευσιμότητας: Karl Popper Οι θεωρίες ως δομές: Imre Lakatos & Thomas Kuhn Η θεωρία του αναρχισμού της γνώσης: Ρaul Feyerabend Οι θεωρίες ως ιστοί: Willard van Orman Quine

7 Φιλοσοφία της Χημείας 21ο αιώνας: η Χημεία θεωρείται ο μεγαλύτερος επιστημονικός κλάδος με πάνω από μισό εκατομμύριο δημοσιεύσεις ετησίως Ωστόσο, η Φιλοσοφία της Χημείας, προστέθηκε σχετικά πρόσφατα στη Φιλοσοφία των Φυσικών Επιστημών. Η φιλοσοφία της Χημείας έχει δύο σημαντικούς κλάδους: Α: διατυπώνονται και αναλύονται εννοιολογικά ζητήματα που προκύπτουν στην χημεία. Τέτοια ερωτήματα, εγγενή της Χημείας, αφορούν στη φύση της χημικής ουσίας, του ατομισμού, του χημικού δεσμού και της σύνθεσης Β: εντάσσονται στο πλαίσιο της Χημείας παραδοσιακά θέματα της Φιλοσοφίας των ΦΕ, όπως ο ρεαλισμός, η αναγωγή, η εξήγηση, η επιβεβαίωση και η μοντελοποίηση. (

8 Φιλοσοφία της Χημείας Scerri, E. R., & Fisher, G. (2016). Essays in the philosophy of chemistry. New York, NY, USA: Oxford University Press Van Brakel J., (2014), Philosophy of Science and Philosophy of Chemistry, HYLE, 20(1), Woody, A., Hendry, R. F., & Needham, P. (Eds.). (2012). Philosophy of chemistry (No. 6). Elsevier.

9 Η Φύση των Φυσικών Επιστημών Τα χαρακτηριστικά των Φυσικών Επιστημών που προσδιορίζουν τη Φύση τους (Nature of Science: NOS): Η επιστημονική γνώση προκύπτει, συχνά έμμεσα, από εμπειρικά δεδομένα και στηρίζεται πάνω στα δεδομένα αυτά. Οι επιστημονικές απόψεις είναι τεκμηριωμένες πάνω σε εμπειρικά στοιχεία, σε αντίθεση με άλλες απόψεις (πολιτικές, αισθητικές κ.λπ.). Η επιστημονική γνώση υφίσταται κατά διαστήματα σημαντικές αναθεωρήσεις (είναι προσωρινή) αλλά διάγει και μακρές περιόδους σταθερότητας. Οι αναθεωρήσεις επιβάλλονται κυρίως λόγω της εμφάνισης νέων εμπειρικών στοιχείων. Οι νέες γνώσεις, πέρα από τα παλιά στοιχεία, μπορούν να εξηγήσουν και τα νέα στοιχεία ή να εξηγήσουν τα παλιά στοιχεία με πιο κομψό, γενικό και οικονομικό τρόπο.

10 Η Φύση των Φυσικών Επιστημών Τα χαρακτηριστικά των Φυσικών Επιστημών που προσδιορίζουν τη Φύση τους (Nature of Science: NOS): Η επιστήμη κατακτά την επιστημονική γνώση με πολλές και διαφορετικές μεθόδους και πρακτικές. Οι πρακτικές όμως αυτές δεν είναι αλγοριθμικές σειρές προκαθορισμένων ενεργειών που οδηγούν στο αποτέλεσμα αλλά περίπλοκες δραστηριότητες που απαιτούν αρκετή δημιουργικότητα και φαντασία. Δεν υπάρχει, επομένως, μία μόνο επιστημονική μέθοδος. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι και πρακτικές, οι οποίες συχνά διαφέρουν από τον ένα επιστημονικό κλάδο στον άλλο, και από τη μία εξεταζόμενη κατάσταση στην άλλη, και χρησιμοποιούνται κατά περίπτωση.

11 Η Φύση των Φυσικών Επιστημών Τα χαρακτηριστικά των Φυσικών Επιστημών που προσδιορίζουν τη Φύση τους (Nature of Science: NOS) Η επιστήμη έχει εγγενώς δημόσιο χαρακτήρα. Τα αποτελέσματα της επιστημονικής έρευνας (και οι μέθοδοι της) κοινοποιούνται πάντοτε στην ερευνητική κοινότητα (στο δήμο), ώστε να συζητηθούν και να τους ασκηθεί δημόσια κριτική. Η επιστήμη είναι μια εγγενώς κοινωνική δραστηριότητα. Ακόμη και όταν ένας ερευνητής εργάζεται μόνος του - πολύ σπάνιο στη σημερινή εποχή - η ερευνητική του ατζέντα προσδιορίζεται είτε από την ευρύτερη κοινωνία είτε από τη μικροκοινωνία με την οποία συζητά και συνδιαλέγεται.

12 Η Φύση των Φυσικών Επιστημών Τα χαρακτηριστικά των Φυσικών Επιστημών που προσδιορίζουν τη Φύση τους (Nature of Science: NOS) Η επιστημονική δραστηριότητα είναι ένα ανθρώπινο εγχείρημα, τμήμα της κουλτούρας της κοινωνίας στην οποία ασκείται. Έχει σημασία επομένως κάποιες από τις αξίες και τις πρακτικές της επιστήμης (όπως η ελεύθερη διατύπωση απόψεων ή η ανοχή στην κριτική) να γίνουν, με την εκπαίδευση, κτήμα της καλλιέργειας των νέων, ακόμα και αν αυτοί δεν πρόκειται να γίνουν επιστήμονες.

13 Ιστορία των ΦΕ Ιστορία της Χημείας

14 Η Ιστορία των ΦΕ στην Εκπαίδευση H Ιστορία των ΦΕ, η Κοινωνιολογία, τα νέα φιλοσοφικά ρεύματα και η επίδρασή τους στη Γνωστική Ψυχολογία έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση καινοτομικών προγραμμάτων σπουδών και διδακτικών προσεγγίσεων με υλικό από την Ιστορία των ΦΕ Harvard Project Physics (Rutherford, Holton & Watson)

15 Η Ιστορία των ΦΕ στην Εκπαίδευση Φυσική Α τάξης Ενιαίου Πολυκλαδικού Λυκείου, έκδοση ΟΕΔΒ 1984 Ιστορία των Επιστημών και της Τεχνολογίας Γ τάξης Γενικού Λυκείου, έκδοση ΟΕΔΒ 1999

16 Η Ιστορία των ΦΕ στην Εκπαίδευση Πρώτον, πως η φυσική επιστήμη δεν αποτελεί το μυστηριώδες εκείνο κατασκεύασμα που μόνο λίγοι έχουν το προνόμιο να καταλάβουν, και μάλιστα μετά από ιδιαίτερα επίπονες σπουδές. Δεύτερον, πως η σύγχρονη φυσική επιστήμη αποτελεί έργο όχι λίγων στενά εξειδικευμένων επιστημόνων, αλλά ιστορικό και πολιτισμικό αποτέλεσμα, το οποίο, άμεσα ή έμμεσα, στηρίχθηκε και, παρά τα φαινόμενα, συνεχίζει να στηρίζεται σε όλες, λίγο-πολύ, τις διαστάσεις του πολιτισμού. Τρίτον, πως αυτό το πολιτισμικό αποτέλεσμα είναι μεν γοητευτικό και πραγματικά θαυμαστό, αλλά τα χαρακτηριστικά που το καθιστούν τέτοιο δεν το θέτουν υπεράνω κριτικής. Με μια λέξη, η φυσική επιστήμη είναι έργο ανθρώπινο, έργο το οποίο, ως τέτοιο, μπορεί να καταστεί οικείο σε όλους. Με αυτήν την έννοια, το βιβλίο των Χόλτον και Μπρας συνιστά έργο πολιτισμού, έργο που μπορεί να επιφέρει σημαντικά πολιτισμικά οφέλη στους αναγνώστες που θα το διαβάσουν προσεκτικά.

17 Ιστορία της Χημείας στην εκπαίδευση Niaz, M. (2016). Chemistry Education and Contributions from History and Philosophy of Science. Springer International Publishing.

18 Ιστορία της Χημείας στην εκπαίδευση προωθεί την καλύτερη κατανόηση των χημικών εννοιών και μεθόδων είναι απαραίτητη για να γίνει κατανοητή η φύση της Χημείας καταδεικνύει τη σημασία της ατομικής σκέψης και της δημιουργικότητας στην ανάπτυξη της επιστήμης εξανθρωπίζει την Χημεία, καθιστώντας την λιγότερο αφηρημένη και πιο αξιαγάπητη στους μαθητές. δείχνει τη σχέση μεταξύ της Χημείας και των άλλων επιστημών

19 Ιστορία της Χημείας στην εκπαίδευση επιτρέπει στους εκπαιδευτικούς να επωφεληθούν από οποιοδήποτε παραλληλισμό μεταξύ της ανάπτυξης της ατομικής γνώσης Χημείας και της ιστορικής ανάπτυξης της γνώσης στη Χημεία και να επιλύουν εύκολα πρακτικά προβλήματα της διδασκαλίας, όπως η καλύτερη οργάνωση του περιεχόμενου του μαθήματος και η διευκόλυνση ενσωμάτωσης της γνώσης στη διδακτέα ύλη.

20 Ιστορία της Χημείας στην εκπαίδευση Περιορισμοί που εμποδίζουν την ενσωμάτωση της ιστορίας της Χημείας στο πρόγραμμα σπουδών Χημείας ανησυχίες που συνήθως εκφράζονται για κάθε είδους νέα προσέγγιση απροθυμία να δεσμευτεί πολύτιμος διδακτικός χρόνος σε κάτι που αντιμετωπίζεται ως περιφερειακό του υπό μελέτη περιεχομένου η δυνατότητα πρόσβασης των εκπαιδευτικών σε μέσα με τα οποία μπορούν να διδάξουν αποτελεσματικά την ιστορία των επιστημόνων και των ανακαλύψεων τους.

21 Ιστορία της Χημείας στην εκπαίδευση Η Ιστορία της Χημείας είναι πολύτιμο εργαλείο στα χέρια των εκπαιδευτικών για την οργάνωση και επεξεργασία της διδασκόμενης ύλης, και την πρόβλεψη των δυσκολιών που αντιμετωπίζουν οι μαθητές Παράδειγμα αποτελούν οι έννοιες του ατόμου και του μορίου. Οι επιστήμονες χρειάστηκαν περίπου 50 έτη για να διακρίνουν τις διαφορές μεταξύ των εννοιών του ατόμου και του μορίου Οι εκπαιδευτικοί χρειάζονται το πολύ 45 λεπτά που εισάγουν αυτές τις δύο βασικές θεωρητικές έννοιες στους μαθητές. (Lin, 1998) Lin H. (1998). The Effectiveness of Teaching Chemistry through the History of Science, Journal of Chemical Education, 75,

22 Ιστορία της Χημείας στην εκπαίδευση Προσεγγίσεις για την αξιοποίηση της Ιστορίας της Χημείας στη διδασκαλία της Χημείας Χρήση βιογραφικών ιστοριών και χιουμοριστικών ανέκδοτων ως μέσο «εξανθρωπισμού» της Χημείας για τους μαθητές. Ανάδειξη των επιστημονικών πρακτικών και την επίδραση της Χημείας και της χημικής τεχνολογίας στην κοινωνία. Οργάνωση εννοιών και τα μοντέλων της Χημείας, αποκαλύπτοντας ταυτόχρονα πολλές από τις αλληλεξαρτήσεις τους.

23 Ερευνητικές εργασίες ειδίκευσης Λυμπέρης Ν. Η θαυμαστή ιστορία του σιδήρου. Μια διεπιστημονική προσέγγιση στο πρόβλημα της εξέλιξης Πάπαρου Φ. Υφαίνοντας το αναλυτικό πρόγραμμα των Φυσικών Επιστημών με τη συνδρομή της Φιλοσοφίας και της Ιστορίας της Επιστήμης Καπασσά Μ. Η Ιστορία της Χημείας και η Χημεία της Ιστορίας. Μια πρόταση διαθεματικής προσέγγισης στη διδασκαλία της Χημείας Χριστοφίλης Θ. Ιστορικές και Φιλοσοφικές διαστάσεις των μοντέλων στις Φυσικές Επιστήμες. Η περίπτωση της Χημικής Κινητικής Καργόπουλος Α. Τα κυριότερα φιλοσοφικά ρεύματα, η έκφρασή τους στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών και στα σχολικά εγχειρίδια της Χημείας Φρατζή Π. Διερευνώντας τις φιλοσοφικές διαστάσεις των απόψεων που ιστορικά διαμορφώνονται για την ατομικότητα της ύλης, συνεισφέρουμε στον επιστημονικό αλφαβητισμό Λαζαρίδης Κ. Ταξιδεύοντας ιστορικά και παρεμβαίνοντας διδακτικά στην κατανόηση της δομής των ατόμων και των μορίων Λάμπρου Α. Η ηθική διάσταση προβλημάτων που αντιμετωπίζουν όσοι ακολουθούν την επιστήμη της Χημείας. Η εισαγωγή και η διδασκαλία ενός μαθήματος ηθικής σε φοιτητές Χημείας. Οικονόμου Ε. Αφηγηματικό διδακτικό μοντέλο εμπλουτισμένο με εικονογραφημένη δραματοποίηση αξιοποιώντας ιστορικά περιστατικά της Χημείας

24 Ερευνητικές εργασίες ειδίκευσης Αργύρης Κ. (2016). Ανάλυση του ιστορικού περιεχομένου και των αναπαραστάσεων των επιστημόνων στα σχολικά εγχειρίδια Χημείας Λαμπριανάκη Χ. (2016). Προσδιορισμός και ανάλυση των επιστημολογικών πεποιθήσεων σχετικών με τη Χημεία των μαθητών της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευση

25 Διδακτορικές διατριβές Πάπαρου Φ. (2012). Η αξιοποίηση της ιστορίας και της φιλοσοφίας της επιστήμης στη διδασκαλία των φυσικών επιστημών: διαμορφώνοντας δράσεις με κέντρο ιστορικά επιστημονικά όργανα (Επιβλέπουσα: Λυμπεροπούλου-Καραλιώτα Α.)