ΠΕΡΙΛΗΨΗ. 1. Εισαγωγή

Transcript

1 Μοντελοποίηση Oικοσυστηµάτων Η ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΚΑΙ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΙΑΣ ΕΙ ΙΚΑ ΣΧΕ ΙΑΣΜΕΝΗΣ Ι ΑΚΤΙΚΗΣ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗΣ ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΞΙΟΤΗΤΩΝ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΚΑΙ ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΑ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΜΑΘΗΤΕΣ Ε ΤΑΞΗΣ ΤΟΥ ΗΜΟΤΙΚΟΥ ΣΧΟΛΕΙΟΥ Μάριος Παπαευριπίδου, Κωνσταντίνος Π. Κωνσταντίνου, Ζαχαρίας Ζαχαρία Ερευνητική Οµάδα Μάθησης στις Φυσικές και Περιβαλλοντικές Επιστήµες, Τµήµα Επιστηµών της Αγωγής, Πανεπιστήµιο Κύπρου ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα έρευνα είχε ως στόχο την καλλιέργεια δεξιοτήτων µοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για έννοιες που αφορούν στα οικοσυστήµατα µέσω της χρήσης του λογισµικού Stagecast Creator σε εντεκάχρονους µαθητές. Μέσα από τα αποτελέσµατα της έρευνας καταδεικνύεται ότι µετά από την εφαρµογή του διδακτικού υλικού που σχεδιάστηκε ειδικά για την ανάπτυξη της εν λόγω δεξιότητας, οι µαθητές ανάπτυξαν σε µεγάλο βαθµό όλες τις πτυχές που συναποτελούν τη δεξιότητα της µοντελοποίησης και παράλληλα βελτίωσαν την εννοιολογική τους κατανόηση σε σχέση µε πολλαπλές έννοιες που αφορούν στην ευρύτερη έννοια του οικοσυστήµατος. 1. Εισαγωγή Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται ένα ολοένα αυξανόµενο ενδιαφέρον διερεύνησης της αποτελεσµατικότητας ειδικά σχεδιασµένων διδακτικών παρεµβάσεων στο πλαίσιο της διδασκαλίας και µάθησης των Φυσικών Επιστηµών. Αυτό κρίθηκε αναγκαίο και επιτακτικό, αφού οι παραδοσιακές µέθοδοι διδασκαλίας αποδεικνύονται αναποτελεσµατικές στο να προωθήσουν ενιαία βασικές συνιστώσες που συναποτελούν τη µάθηση στις Φυσικές Επιστήµες (π.χ. εννοιολογική κατανόηση, συλλογιστικές στρατηγικές, εξοικείωση µε τη φύση της επιστήµης), γεγονός που δρα ως ανασταλτικός παράγοντας στην επίτευξη πραγµατικής µάθησης (Fort, 1993). Επιπρόσθετα, η χρήση εκπαιδευτικών λογισµικών στη διδασκαλία και µάθηση των Φυσικών Επιστηµών βρέθηκε µέσα από αρκετές έρευνες (π.χ. Barab et al., 2000; Hogan and Thomas, 2001) ότι µπορεί να υποστηρίξει αυτές τις προσπάθειες και να συµβάλει στη µεγιστοποίηση των µαθησιακών αποτελεσµάτων. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 351

2 Μ. Παπαευριπίδου κ.ά.. Η αναγκαιότητα της προτεινόµενης έρευνας στηρίζεται στο γεγονός ότι πολλά θέµατα των αναλυτικών προγραµµάτων των Φυσικών Επιστηµών αφορούν στη µελέτη συστηµάτων (π.χ. βιότοποι στην οικολογία, χαµηλό βαροµετρικό στην κλιµατολογία, το κυκλοφορικό στη βιολογία, οι κοινωνικές δοµές στην ανθρωπολογία, κτλ.) και για να επιτευχθεί η κατανόηση της λειτουργίας αυτών των πολυσύνθετων συστηµάτων είναι ενδεχοµένως χρήσιµη η δηµιουργία, ο χειρισµός και η επεξεργασία µοντέλων για αυτά τα συστήµατα. Επιπρόσθετα, όπως επισηµαίνουν οι Stratford et al. (1998), η δηµιουργία δυναµικών µοντέλων εµπλέκει τους µαθητές στη λειτουργική αξιοποίηση αποσπασµατικών και αποµονωµένων κοµµατιών γνώσης που δεν οικοδοµήθηκε ορθά και τους επιτρέπει να αναπαραστήσουν, να αναδοµήσουν και να προεκτείνουν αυτή την αναξιοποίητη γνώση µε τη χρήση πληροφορικών εργαλείων µοντελοποίησης. 2. Ανασκόπηση βιβλιογραφίας Η µοντελοποίηση ορίζεται ως η παραγωγή και βελτιωτική ρύθµιση µοντέλων και αποτελεί τη σπονδυλική στήλη των διεργασιών της ανάπτυξης της κατανόησής µας για τις Φυσικές Eπιστήµες (Constantinou, 1999; Louca and Constantinou, in press). Επιπρόσθετα, όπως τονίζουν οι Harrison and Treagust (1998), η µοντελοποίηση θεωρείται ως η ουσία των δυναµικών και µη γραµµικών διεργασιών που περιλαµβάνονται στην επιστηµονική γνώση. Μέσα από την προσέγγιση της µοντελοποίησης, ο µανθάνοντας γνωρίζει τη φύση, το σκοπό και τους περιορισµούς θεµελιωδών πτυχών της επιστηµονικής δραστηριότητας. Tα µοντέλα που οικοδοµούνται στο µαθησιακό περιβάλλον αναπαριστούν την εκάστοτε κατανόηση της οµάδας ή της κοινότητας της τάξης στη συγκεκριµένη στιγµή και µπορεί να προσεγγίζουν τα αντίστοιχα επιστηµονικά µοντέλα είτε αυτά περιλαµβάνουν τα ευρέως αποδεκτά µοντέλα που αποτελούν τη βάση της σύγχρονης έρευνας στο συγκεκριµένο πεδίο είτε αυτά είναι ιστορικά µοντέλα, τα οποία υπήρξαν χρήσιµες, έγκυρες, παρότι εσφαλµένες, επιστηµολογικές οντότητες. Η µελέτη οικοσυστηµάτων µπορεί να αποτελέσει µια πολυθεµατική πλατφόρµα ανάπτυξης των δεξιοτήτων µοντελοποίησης, αφού τα οικοσυστήµατα είναι εκ φύσεως δυναµικές οντότητες που περιλαµβάνουν οργανωµένες ενότητες έµβιων όντων και αβιοτικών στοιχείων, καθώς και σχέσεις και αλληλεπιδράσεις µεταξύ των βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων. Τα συστατικά µέρη ενός οικοσυστήµατος καθορίζουν, ρυθµίζουν και τροποποιούν τη λειτουργία του συστήµατος. Εξαιτίας αυτής της πολυπλοκότητας που παρουσιάζουν τα οικοσυστήµατα, η διδασκαλία και η κατανόησή τους καθίσταται σχετικά δύσκολη, ειδικότερα στις µικρότερες βαθµίδες της εκπαίδευσης, διότι προϋποθέτει από τους µαθητές την κατανόηση της φύσης, της δοµής και της λειτουργίας του περιβάλλοντος (Stratford et al., 1998). Χρειάζεται επίσης οι µαθητές να γνωρίζουν ότι είναι συχνά δύσκολο ή απίθανο να προβλεφθούν οι επιπτώσεις που είναι δυνατό να επιφέρει 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 352

3 Μοντελοποίηση Oικοσυστηµάτων οποιαδήποτε αλλαγή σε πολύπλοκα συστήµατα. Αυτό συµβαίνει είτε γιατί υπάρχουν πολλοί παράγοντες που αλληλεπιδρούν ταυτόχρονα είτε γιατί η φύση αυτών των αλληλεπιδράσεων είναι αβέβαιη είτε γιατί δεν υπάρχει ολοκληρωµένη γνώση για τις συνθήκες αυτού του συστήµατος (Boohan & Brosnan, 1994). Πέρα από την περιγραφή και πρόβλεψη της συµπεριφοράς διάφορων πολυσύνθετων συστηµάτων, καθώς και τις στατικές δοµικές απεικονίσεις των σχέσεων αιτίας/αποτελέσµατος µεταξύ των µεταβλητών µερών του συστήµατος, είναι αναγκαίο να δώσουµε τη δυνατότητα στους µαθητές να παρατηρήσουν και να κατανοήσουν τα αποτελέσµατα και τις επιπτώσεις που προκύπτουν, όταν όλα τα µεταβλητά συστατικά µέρη του συστήµατος αλληλεπιδρούν ταυτόχρονα (Hogan and Thomas, 2001). Αυτό µπορεί να επιτευχθεί µε τη χρήση δυναµικών υπολογιστικών εργαλείων µοντελοποίησης. Η ανάλυση των συστηµάτων στα συστατικά τους µέρη και στα είδη των σχέσεων που υφίστανται µεταξύ τους µέσα από τη δηµιουργία δυναµικών υπολογιστικών µοντέλων µπορεί να εµπλουτίσει την κατανόηση των µαθητών για τα οικολογικά συστήµατα, καθώς τους προσφέρουµε νέα εννοιολογικά εργαλεία που βοηθούν τα είδη των συλλογισµών τους για τα φαινόµενα που σχετίζονται µε συστήµατα του περιβάλλοντός τους (Jackson et al., 1996). 3. Ερευνητικά ερωτήµατα H παρούσα έρευνα αποσκοπεί στην απάντηση των ακόλουθων ερευνητικών ερωτηµάτων: Σε ποιο βαθµό η εφαρµογή ειδικά σχεδιασµένων διδακτικών παρεµβάσεων µπορεί να λειτουργήσει ως µέσο ανάπτυξης δεξιοτήτων µοντελοποίησης σε µαθητές πέµπτης τάξης του δηµοτικού; Ειδικότερα, είναι µεταφέρσιµες οι δεξιότητες µοντελοποίησης για τη µελέτη άγνωστων συγκειµένων; Η µοντελοποίηση ως διδακτική προσέγγιση µπορεί να λειτουργήσει ως µέσο καλλιέργειας εννοιολογικής κατανόησης της έννοιας του οικοσυστήµατος; 4. Μεθοδολογία Το δείγµα της έρευνας αποτέλεσαν 16 µαθητές πέµπτης τάξης (8 αγόρια και 8 κορίτσια) ενός δηµοτικού σχολείου στην επαρχία Λάρνακας. Η διεξαγωγή της έρευνας ολοκληρώθηκε σε δύο φάσεις (βλέπε ιάγραµµα 1). 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 353

4 Μ. Παπαευριπίδου κ.ά.. ιάγραµµα 1. Στάδια δράσεων της έρευνας Αρχικά, καταρτίστηκαν διαγνωστικά δοκίµια αρχικής αξιολόγησης των µαθητών ως προς τη δεξιότητα µοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης σε έννοιες που αφορούν τα οικοσυστήµατα. Το συγκείµενο του κάθε δοκιµίου κρίθηκε σκόπιµο να είναι διαφορετικό από αυτό που επιλέγηκε για την ανάπτυξη των δραστηριοτήτων κατά τη διδακτική παρέµβαση για σκοπούς µηδενισµού της επίδρασης του συγκείµενου της διδασκαλίας κατά την αξιολόγηση των µαθητών µετά από την παρέµβαση και άρα απόδοσης της βελτίωσης των αποτελεσµάτων που πιθανόν να παρατηρηθεί στην ικανότητα των µαθητών να µεταφέρουν τις δεξιότητες και έννοιες που ανέπτυξαν στα µαθήµατα σε άγνωστα προς αυτούς συγκείµενα. Οι πτυχές της δεξιότητας της µοντελοποίησης και της έννοιας του οικοσυστήµατος που εξέταζε το κάθε δοκίµιο φαίνονται στον Πίνακα Ι. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 354

5 Μοντελοποίηση Oικοσυστηµάτων Πίνακας Ι. Σύνοψη των διαγνωστικών δοκιµίων Σχεδιασµός και ανάπτυξη διδακτικού υλικού Μετά από τη φαινοµενογραφική ανάλυση των δεδοµένων που συλλέχθηκαν µέσα από τα προπειραµατικά δοκίµια, αναπτύχθηκε διδακτικό υλικό µε ειδικά σχεδιασµένες ακολουθίες δραστηριοτήτων για καλλιέργεια της δεξιότητας µοντελοποίησης στο πλαίσιο µελέτης ενός θαλάσσιου οικοσυστήµατος. Η ανάπτυξη του διδακτικού υλικού έγινε µε βάση τις αρχές και τη φιλοσοφία της προσέγγισης του προγράµµατος Φυσική µε ιερώτηση (McDermott, 1996). Η προσέγγιση αυτή υποστηρίζει την ενεργητική µάθηση µέσα από οµάδες συνεργασίας των τριών ή τεσσάρων ατόµων, των οποίων τα µέλη εµπλέκονται σε µια συνεχή διαπραγµάτευση ιδεών. Το διδακτικό υλικό που αναπτύσσεται µε βάση την προσέγγιση αυτή προωθεί την ενιαία ανάπτυξη εννοιολογικής κατανόησης και δεξιοτήτων 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 355

6 Μ. Παπαευριπίδου κ.ά.. συλλογισµού µε απαρχή τις παρατηρήσεις φαινοµένων και την καθοδηγούµενη επεξεργασία δεδοµένων, ώστε να οικοδοµούνται οι απαραίτητες έννοιες και τα επιδιωκόµενα µοντέλα. Επιλέξαµε ως εργαλείο ανάπτυξης της δεξιότητας της µοντελοποίησης το λογισµικό Stagecast Creator, το οποίο χρησιµοποιήθηκε επιτυχώς για την καλλιέργεια δεξιοτήτων µοντελοποίησης σε µαθητές µέσης εκπαίδευσης στο συγκείµενο της οπτικής σε δύο άλλες έρευνες (Constantinou, 1999; Louca & Constantinou, in press). Oι λόγοι για τους οποίους επιλέγηκε το συγκεκριµένο λογισµικό για την καλλιέργεια των δεξιοτήτων µοντελοποίησης και προγραµµατισµού είναι οι εξής: 1. Επιτρέπει την κατασκευή µικροκόσµων και άρα δυνητικά την κατασκευή µοντέλων παρόλο που δεν σχεδιάστηκε ειδικά γι αυτό το σκοπό, 2. Για τη δηµιουργία εντολών / κανόνων δεν απαιτείται από τον χρήστη η εκµάθηση µιας πολύπλοκης αλγοριθµικής γλώσσας προγραµµατισµού. Οι οδηγίες / κανόνες διατυπώνονται εξ ολοκλήρου µε γραφικό τρόπο και, κατά συνέπεια, µπορεί ο προγραµµατισµός να γίνεται από µαθητές σχετικά µικρών ηλικιών. Πριν από τη διδακτική παρέµβαση, εφαρµόστηκε µε τους µαθητές της έρευνας ειδικά σχεδιασµένο διδακτικό υλικό που αφορά στην εξοικείωση µε το λογισµικό Stagecast Creator και στην ανάπτυξη της δεξιότητας του προγραµµατισµού. Αυτό κρίθηκε αναγκαίο, ώστε οι µαθητές κατά τη διδακτική παρέµβαση να είναι σε θέση να δηµιουργήσουν υπολογιστικά µοντέλα οικοσυστηµάτων στο εν λόγω λογισµικό, εφαρµόζοντας γνώσεις και δεξιότητες προγραµµατισµού που θα είχαν αναπτύξει προηγουµένως. Ανάλυση δεδοµένων Για την ανάλυση των δεδοµένων που συλλέχθηκαν µέσα από τα διαγνωστικά δοκίµια (προπειραµατικά και µεταπειραµατικά) χρησιµοποιήθηκε η φαινοµενογραφική µέθοδος ανάλυσης (Marton and Booth, 1997). Όλες οι απαντήσεις των µαθητών σε κάθε ερώτηµα ή οµάδα ερωτηµάτων που αφορούν στο ίδιο θέµα διαβάστηκαν και καταρτίστηκε στη συνέχεια ένας ιεραρχηµένος κατάλογος µε τις απαντήσεις που προσεγγίζουν το αναµενόµενο πρότυπο απάντησης να βρίσκονται στην κορυφή και τις πιο αποµακρυσµένες να διαβαθµίζονται προς τη βάση του καταλόγου. Στη συνέχεια οι ιεραρχηµένες απαντήσεις οµαδοποιήθηκαν σε κατηγορίες ανάλογα µε την οµοιότητα που παρουσίαζαν ως προς το είδος του συλλογισµού που χρησιµοποίησε ο κάθε µαθητής για να δικαιολογήσει την απάντησή του. Ακολούθως, υπολογίστηκε ο αριθµός των µαθητών που κατατάσσονταν σε κάθε κατηγορία απάντησης πριν και µετά από την παρέµβαση. Για την ποσοτικοποίηση των δεδοµένων που προέκυψαν µέσα από τη φαινοµενογραφική ανάλυση, στηριχτήκαµε στις κατηγορίες απαντήσεων υιοθετώντας κριτήρια βαθµολόγησης 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 356

7 Μοντελοποίηση Oικοσυστηµάτων των απαντήσεων των µαθητών για το καθένα από τα έργα των διαγνωστικών δοκιµίων. Ακολούθως, εφαρµόστηκε η Πολυµεταβλητή Ανάλυση ιακύµανσης (MANOVA, General Linear Model: Repeated Measures) για να διαπιστωθεί κατά πόσο οι διαφορές στην επίδοση των µαθητών στο σύνολο των κριτηρίων που υιοθετήθηκαν για κάθε διαγνωστικό δοκίµιο, πριν και µετά από την παρέµβαση, είναι στατιστικά σηµαντικές. Λόγω των περιορισµών στην έκταση του άρθρου, θα παρουσιαστούν τα αποτελέσµατα που προέκυψαν µετά από την ποσοτική ανάλυση των δεδοµένων που συλλέχθησαν. Για περισσότερες πληροφορίες σε σχέση µε την έκταση της ανάλυσης, ο αναγνώστης µπορεί να απευθυνθεί στη συνολική µελέτη (Παπαευριπίδου, 2004). 5. Αποτελέσµατα Στον Πίνακα ΙΙ παρουσιάζονται συνοπτικά τα αποτελέσµατα από τη στατιστική ανάλυση των δεδοµένων που αφορούν στη δεξιότητα της µοντελοποίησης. Πίνακας ΙΙ. Συνοπτικός πίνακας αποτελεσµάτων από τη στατιστική ανάλυση των δεδοµένων που αφορούν στη δεξιότητα της µοντελοποίησης Τα αποτελέσµατα από τη στατιστική ανάλυση των δεδοµένων που αφορούν στην εννοιολογική κατανόηση πτυχών της ευρύτερης έννοιας του οικοσυστήµατος παρουσιάζονται στον Πίνακα ΙΙΙ. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 357

8 Μ. Παπαευριπίδου κ.ά.. Πίνακας ΙΙΙ. Συνοπτικός πίνακας αποτελεσµάτων από τη στατιστική ανάλυση των δεδοµένων που αφορούν στην έννοια του οικοσυστήµατος Και στους δύο πίνακες αποτελεσµάτων προκύπτει ότι η διαφορά στην επίδοση των µαθητών σε όλες τις πτυχές της δεξιότητας της µοντελοποίησης και της έννοιας του οικοσυστήµατος πριν και µετά από την παρέµβαση είναι στατιστικά σηµαντική. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 358

9 Μοντελοποίηση Oικοσυστηµάτων 6. Συζήτηση Το πρώτο ερώτηµα της έρευνας αφορούσε στο κατά πόσο η εφαρµογή ειδικά σχεδιασµένων διδακτικών παρεµβάσεων µπορεί να λειτουργήσει ως µέσο ανάπτυξης της δεξιότητας µοντελοποίησης σε µαθητές πέµπτης τάξης δηµοτικού σχολείου και ειδικότερα στο κατά πόσο οι δεξιότητες µοντελοποίησης είναι µεταφέρσιµες για τη µελέτη άγνωστων συγκειµένων Τα αποτελέσµατα της έρευνας συνηγορούν υπέρ της θέσης ότι οι µαθητές, µέσα από το ειδικά σχεδιασµένο διδακτικό υλικό, το οποίο υλοποιήθηκε στο πλαίσιο της παρέµβασης, ανέπτυξαν σε µεγάλο βαθµό όλες τις πτυχές της δεξιότητας µοντελοποίησης και τις µετέφεραν στα άγνωστα συγκείµενα του κάθε διαγνωστικού δοκιµίου που χορηγήθηκε µετά από τις παρεµβάσεις. Το εύρηµα αυτό ενισχύει τη θέση ότι η ανάπτυξη των δεξιοτήτων µοντελοποίησης που προωθούνταν µέσα από το διδακτικό υλικό που αναπτύξαµε δεν παρέµεινε συνυφασµένη µε το αρχικό συγκείµενο, αφού οι µαθητές µετά από την παρέµβαση φάνηκε να µπορούν να τις µεταφέρουν σε άγνωστα, σε σχέση µε την παρέµβαση, συγκείµενα. Το συµπέρασµα αυτό ενισχύει τις προσδοκίες αρκετών ερευνητών (Clement, 1989; Halloun and Hestenes, 1987; White, 1993), οι οποίοι χαρακτηρίζουν τις δεξιότητες µοντελοποίησης ως γενικεύσιµες (generic), εννοώντας ότι οι µαθητές µπορούν µε επιτυχία να αφαιρεθούν από το αρχικό συγκείµενο και να τις µεταφέρουν σε νέες καταστάσεις, τόσο εντός όσο και εκτός του συγκειµένου της παρέµβασης. Το δεύτερο ερώτηµα της έρευνας αφορούσε στο κατά πόσο η µοντελοποίηση ως διδακτική προσέγγιση µπορεί να λειτουργήσει ως µέσο καλλιέργειας εννοιολογικής κατανόησης της έννοιας του οικοσυστήµατος. Τα αποτελέσµατα της έρευνας καταδεικνύουν ότι οι µαθητές, µέσα από το ειδικά σχεδιασµένο διδακτικό, το οποίο ενοποιούσε την εννοιολογική κατανόηση εννοιολογικών πτυχών της ευρύτερης έννοιας του οικοσυστήµατος µε την ανάπτυξη της δεξιότητας της µοντελοποίησης, ανέπτυξαν σε µεγάλο βαθµό έννοιες σχετικές µε την έννοια του οικοσυστήµατος και τις µετέφεραν σε άγνωστα συγκείµενα για να απαντήσουν στα ερωτήµατα των άγνωστων συγκειµένων του κάθε διαγνωστικού δοκιµίου που χορηγήθηκε µετά από την παρέµβαση. Μέσα από τα αποτελέσµατα της έρευνας φάνηκε ότι οι µαθητές ανέπτυξαν σε µεγάλο βαθµό βασικές έννοιες που αφορούν στα οικοσυστήµατα, π.χ. κατανόηση των βασικών αναγκών των ζωντανών οργανισµών, κατανόηση του τροφικού πλέγµατος ως µοντέλου αναπαράστασης τροφικών σχέσεων και µεταφοράς ενέργειας στους οργανισµούς, κατανόηση της τροφικής πυραµίδας ως µοντέλου αναπαράστασης πληθυσµιακών και τροφικών σχέσεων, κατανόηση της έννοιας της οικολογικής ισορροπίας. Επιπλέον, οι µαθητές ανέπτυξαν τη δεξιότητα της πρόβλεψης και αξιολόγησης των επιπτώσεων που επιφέρει µια πληθυσµιακή αλλαγή ενός οργανισµού στους υπόλοιπους οργανισµούς του οικοσυστήµατος, καθώς και της εξέλιξης µε την πάροδο του χρόνου πυραµίδων που είτε βρίσκονται είτε όχι σε οικολογική ισορροπία. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 359

10 Μ. Παπαευριπίδου κ.ά.. Με βάση την προηγούµενη συζήτηση, συµπεραίνουµε ότι η µοντελοποίηση ως διδακτική προσέγγιση µπορεί να λειτουργήσει ως µέσο καλλιέργειας εννοιολογικής κατανόησης εννοιών που αφορούν στα οικοσυστήµατα και βοηθά τους µαθητές να µετασχηµατίσουν τις αρχικές ιδέες, τις οποίες είχαν οικοδοµήσει πριν από την παρέµβαση είτε µέσω της καθηµερινής τους εµπειρίας (Halloun & Hestenes, 1985) είτε στο πλαίσιο της τυπικής διδασκαλίας και να υπερβούν τις οποιεσδήποτε εννοιολογικές, συλλογιστικές ή επιστηµολογικές δυσκολίες που τυχόν παρεµπόδιζαν την οικοδόµηση πραγµατικής κατανόησης και µάθησης. Στο ίδιο συµπέρασµα κατέληξαν κι άλλες έρευνες (Zhang et al., 2002; Stratford et al., 1998; Penner et al., 1997; Louca and Constantinou, in press), στις οποίες χρησιµοποιήθηκε η προσέγγιση της µοντελοποίησης για τη διδασκαλία εννοιών από τις Φυσικές Επιστήµες. Αναφορές Παπαευριπίδου, Μ. (2004), Η χρήση του λογισµικού Stagecast Creator στην ανάπτυξη δεξιοτήτων µοντελοποίησης και προγραµµατισµού σε εντεκάχρονους µαθητές µέσα από τη µελέτη πολυσύνθετων οικοσυστηµάτων, Αδηµοσίευτη Μεταπτυχιακή ιατριβή, Πανεπιστήµιο Κύπρου, Τµήµα Επιστηµών της Αγωγής, Λευκωσία Barab, S. A., Hay, K. E, Barnett, M. & Keating, T. (2000), Virtual Solar System Project: Building Understanding through Model Building, Journal of Research in Science Teaching, 37(7), Boohan, R. & Brosnan, T. (1994), Reasoning with a quantitative modelling tool, in Mellar, H., Bliss, J. Boohan, R. Ogborn, J. & Tompsett, C. (Eds.), Learning with Artificial Worlds: Computer Based Modelling in the Curriculum, Falmer Press, Washington, DC, Clement, J. (1989), Learning via model construction and criticism, in Glover, G., Ronning, R. & Reynolds, C. (Eds). Handbook of creativity, assessment, theory and research. New York, NY: Plenum Constantinou, C. P. (1999), The Cocoa Microworld as an environment for modeling physical pheonomena, International Journal of Continuing Education and Life- Long Learning, 9 (2), Fort, D. (1993), Science shy, science savvy, science smart, Phi Delta Kappan, 74, Gilbert, S.W. (1991), Model building and a definition of science, Journal of Research in Science Teaching, 28, Harrison, A. G. & Treagust, D. F. (1998), Modeling in science lessons: Are there better ways to learn with models? School Science and Mathematics, 98(8), ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 360

11 Μοντελοποίηση Oικοσυστηµάτων Halloun, I. & Hestenes, D. (1987), Modeling instruction in mechanics. American Journal of Physics, 55(5), Hogan, K. & Thomas, D. (2001), Cognitive Comparisons of Students Systems Modeling in Ecology, Journal or Science Education and Technology, 10(4), Hodson, D. (1992), In search of a meaningful relationship: an exploration of some issues relating to integration in science and science education, International Journal of Science Education, 14, Jackson, S. L., Stratford, S. L, Krajcik, L S., & Soloway, E. (1996), Making Dynamic Modeling Accessible to Pre- College Science Students, Interactive Learning Environments, 4(3), 1994, pp Justi, R. S. & Gilbert, J. K. (2002), Modelling, teachers views on the nature of modeling, and implications for the education of modelers, International Journal of Science Education, 24(4), Louca, L. & Constantinou, C.P. (in press), The use of computer-based microworlds for developing Modeling skills in Physical Science: an example from light, Journal of Research in Science Teaching Marton, F. & Booth, W. (1997), Learning and Awareness, N.Y.: Lawrence Erlbaum McDermott, L.C. (1996), Physics by Inquiry (Volumes I& II), John Willey & Sons, Inc: New York Penner, D. E., Giles, N. D., Lehrer, R., & Schauble, L. (1997), Building functional models: Designing an elbow, Journal of Research in Science Teaching, 34(2), Stratford, S. J., Krajcik, J., Soloway, E. (1998), Secondary students' dynamic modeling processes: analyzing, reasoning about, synthesizing, and testing models of stream ecosystems, Journal of Science Education and Technology, 7(3), White, B.Y. (1993), Intermediate causal models: A missing link for successful science education?, in Glaser, R. (Ed.), Advances in Instructional Psychology, 4, Zhang, B., Wu, H., Fretz, E. B., Krajcik, J. S. Marx, R. & Davis, E. A. (2002), Comparison of modelling practises of experts and novice learners using a dynamic, learnercentered modelling tool, Paper presented at the annual meeting of the National Association of Research in Science Teaching, New Orleans, Louisiana, April ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 361

12 Μ. Παπαευριπίδου κ.ά.. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 362