Φελλάς Χριστόφορος Πανεπιστήμιο Κύπρου. Παπαευριπίδου Μάριος. Ζαχαρία Ζαχαρίας Χ.

Transcript

1 Διερεύνηση της ανάπτυξης της ικανότητας μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα δωδεκάχρονων μαθητών μέσω δύο διαφορετικών παρεμβάσεων Φελλάς Χριστόφορος Πανεπιστήμιο Κύπρου Παπαευριπίδου Μάριος Πανεπιστήμιο Κύπρου Ζαχαρία Ζαχαρίας Χ. Πανεπιστήμιο Κύπρου Περίληψη Η παρούσα έρευνα είχε ως στόχο τη διερεύνηση της ανάπτυξης της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα και της ικανότητας μοντελοποίησης δωδεκάχρονων μαθητών μέσω της α) ρητής διδασκαλίας στις επιστημολογικές πτυχές της ικανότητας μοντελοποίησης και β) άδηλης διδασκαλίας στις επιστημολογικές πτυχές της ικανότητας μοντελοποίησης. Και στις δύο παρεμβάσεις χρησιμοποιήθηκε ως μέσο μοντελοποίησης το λογισμικό Stagecast Creator. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι οι μαθητές και στις δύο διδακτικές παρεμβάσεις βελτίωσαν την κατανόησή τους σε έννοιες που αφορούν το κυκλοφορικό σύστημα και ανέπτυξαν την ικανότητα μοντελοποίησης. Επιπρόσθετα, βρέθηκαν διαφορές στην ανάπτυξη ορισμένων πτυχών της ικανότητας μοντελοποίησης από τους μαθητές των δύο διαφορετικών παρεμβάσεων και ύπαρξη αλληλεπίδρασης μεταξύ της ικανότητας μοντελοποίησης των μαθητών και της εννοιολογικής τους κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα. 1. Εισαγωγή Τα τελευταία χρόνια η χρήση και δημιουργία μοντέλων από μέρους των μανθανόντων γίνεται ολοένα και περισσότερο δημοφιλής στην προσπάθεια μεταρρύθμισης της διδασκαλίας των φυσικών επιστημών. Η ανάπτυξη της ικανότητας των μαθητών να κατασκευάζουν επιστημονικά μοντέλα μπορεί να αποτελέσει ένα ισχυρό μέσο βελτίωσης της κατανόησής τους για έννοιες των Φυσικών Επιστημών (Constantinou, 1999). Μέσω της διδασκαλίας που στοχεύει στην ανάπτυξη δεξιοτήτων διερώτησης στους μαθητές, η μοντελοποίηση θα αποτελέσει για τους μαθητές μια πλατφόρμα ανάπτυξης ποικιλίας επιστημονικών διεργασιών, όπως η αναγνώριση ερωτήσεων, η παραγωγή επεξηγήσεων και η αιτιολόγηση (Fretz et al, 2002; Penner et al., 1998). Με βάση τα πιο πάνω, τα μοντέλα και η μοντελοποίηση θεωρούνται πλέον αναπόσπαστα κομμάτια του εγγραμματισμού στις φυσικές επιστήμες (Gobert & Buckley, 2000; Gilbert & Boulter, 1998). Ενισχύοντας την πιο πάνω άποψη, ο Gilbert, όπως αναφέρουν οι Grosslight et al. (1991), τόνισε πως θα ήταν χρήσιμο, από πλευράς διδασκαλίας των φυσικών επιστημών, να ορισθεί η επιστήμη ως μια διαδικασία κατασκευής προβλεπτικών εννοιολογικών μοντέλων. Αυτή η αυξανόμενη έμφαση στη διερώτηση, σε συνδυασμό με την ενσωμάτωση τεχνολογικών εργαλείων που θα υποστηρίζουν τις διαδικασίες μάθησης, οδήγησε σε πολλές καινοτομικές προσπάθειες έτσι ώστε τα σύγχρονα τεχνολογικά εργαλεία να τεθούν στα χέρια των μανθανόντων στις φυσικές επιστήμες με απώτερο στόχο τη βελτίωση της κατανόησής τους για τις διάφορες έννοιες στις Φυσικές Επιστήμες (Fretz et al., 2002). Διάφορα λογισμικά εργαλεία αναπτύχθηκαν με σκοπό να γίνει εφικτή η κατασκευή δυναμικών μοντέλων, όπως π.χ. το Stella (Stratford et al., 1998), το Stagecast Creator (Smith & Cypher, 1999), το Model-It (Metcalf, Krajcik & Soloway, 2000), κ.ά. Οι μανθάνοντες χρειάζονται υποστήριξη τόσο στην εκμάθηση των αντίστοιχων λογισμικών όσο και στη διαδικασία της μοντελοποίησης (Fretz et al., 2002). Πληθώρα ερευνών έχουν αποδείξει πως τα δυναμικά λογισμικά μοντελοποίησης έχουν τη δυνατότητα να ενισχύσουν τη μάθηση στις φυσικές 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 374

2 επιστήμες και μπορούν να συμβάλουν στην επίτευξη εννοιολογικής κατανόησης (Hennessy et al., 2006; Schwarz & White, 2005; Sins et al., 2005; Schwarz, 2002; Riley, 1993). Ειδικότερα, στο συγκείμενο του κυκλοφορικού συστήματος τα τελευταία χρόνια έχουν διεξαχθεί διάφορες έρευνες οι οποίες στόχευαν στη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας ειδικά σχεδιασμένων διδακτικών παρεμβάσεων σε σχέση με τη βελτίωση της κατανόησης των μανθανόντων για το κυκλοφορικό σύστημα. Συγκεκριμένα, οι παρεμβάσεις αυτές περιλάμβαναν προσομοιώσεις (Windschitl & Andre, 1998), περιβάλλοντα πλούσια σε οπτικοακουστικές πληροφορίες και ερεθίσματα (Vick et al., 2005; Azevedo & Gromley, 2003), χρήση υπολογιστών με συνεργατική μάθηση (Jeong & Chi, 1997), χρήση λογισμικών καταγραφής εννοιολογικών χαρτών κατανόησης (Osmundson et al., 1999) και υιοθέτηση της μοντελοποίησης ως διδακτικής προσέγγισης μέσω της χρήσης διαφόρων λογισμικών (Buckley, 2000). Ως επί το πλείστον, οι παρεμβάσεις αυτές είχαν ως αποτέλεσμα τη βελτίωση της εννοιολογικής κατανόησης των μαθητών για το κυκλοφορικό σύστημα. Σκοπός της έρευνας αυτής είναι να εξετάσει αν η διδασκαλία μέσω της προσέγγισης της μοντελοποίησης, σε περιβάλλον ηλεκτρονικών υπολογιστών, μπορεί να συμβάλει στην ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης των μαθητών και ταυτόχρονα να συνδράμει στην εννοιολογική κατανόηση εννοιών που αφορούν στο συγκείμενο του κυκλοφορικού συστήματος. Επιπρόσθετα, θα εξεταστεί κατά πόσο η ικανότητα μοντελοποίησης και η εννοιολογική κατανόηση για το κυκλοφορικό σύστημα αναπτύσσονται τόσο μέσα από διδασκαλία που περιλαμβάνει ρητή (explicit) γνώση σε επιστημολογικές πτυχές που αφορούν στη διαδικασία μοντελοποίησης όσο και μέσα από διδασκαλία που περιλαμβάνει άδηλη (implicit) γνώση σε επιστημολογικές πτυχές που αφορούν στη διαδικασία μοντελοποίησης. Με βάση το σκοπό που τέθηκε και αναλύθηκε πιο πάνω, η έρευνα προσπαθεί να δώσει απαντήσεις στα πιο κάτω ερευνητικά ερωτήματα: 1. Σε ποιο βαθμό η εφαρμογή ειδικά σχεδιασμένων διδακτικών παρεμβάσεων στηριζόμενων στην προσέγγιση της μοντελοποίησης μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο ανάπτυξης της ικανότητας μοντελοποίησης σε μαθητές έκτης τάξης του δημοτικού; Ειδικότερα, πώς συγκρίνεται η ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης των μαθητών που θα δεχθούν ρητή διδασκαλία σε επιστημολογικές πτυχές που αφορούν στη διαδικασία μοντελοποίησης με την ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης των μαθητών που θα δεχθούν άδηλη διδασκαλία σε επιστημολογικές πτυχές που αφορούν στη διαδικασία μοντελοποίησης; 2. Σε ποιο βαθμό η μοντελοποίηση ως διδακτική προσέγγιση μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο καλλιέργειας εννοιολογικής κατανόησης εννοιών που αφορούν στο κυκλοφορικό σύστημα; Ειδικότερα, πώς συγκρίνεται η ανάπτυξη της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα των μαθητών που θα δεχθούν ρητή διδασκαλία σε επιστημολογικές πτυχές που αφορούν στη διαδικασία μοντελοποίησης με την ανάπτυξη της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα των μαθητών που θα δεχθούν άδηλη διδασκαλία σε επιστημολογικές πτυχές που αφορούν στη διαδικασία μοντελοποίησης; 3. Υπάρχει αλληλεξάρτηση μεταξύ της ικανότητας μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα; 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 375

3 Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, έχουν διεξαχθεί αρκετές έρευνες οι οποίες αποδεικνύουν πως η χρήση της μοντελοποίησης από τους μαθητές σε περιβάλλον ηλεκτρονικών υπολογιστών μπορεί να επιφέρει την εννοιολογική κατανόηση και αλλαγή. Παρόλα αυτά, όπως αναφέρουν οι Schwarz & White (2005), κάποιες άλλες έρευνες έχουν δείξει αποτυχία των μαθητών τόσο στην κατανόηση της φύσης των μοντέλων, όσο και στην κατανόηση της ίδιας της διαδικασίας της μοντελοποίησης, παρά τη διδασκαλία μέσω μοντελοποίησης κατά την οποία οι μαθητές κατασκεύαζαν και βελτίωναν μοντέλα (Grosslight et al., 1991). H αναγκαιότητα και σημαντικότητα αυτής της έρευνας έγκειται στο γεγονός πως επιχειρεί να διαπιστώσει τόσο την ανάπτυξη ή μη της ικανότητας μοντελοποίησης των μαθητών (μέσα από τη διδασκαλία με τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών του κυκλοφορικού συστήματος), όσο και την επίδραση της μοντελοποίησης στην εννοιολογική κατανόηση των μαθητών. 2. Ανασκόπηση της Βιβλιογραφίας Ο Hestenes όρισε το μοντέλο ως «ένα υποκατάστατο αντικειμένου, μια εννοιολογική αναπαράσταση μιας πραγματικής οντότητας» (Hestenes, 1987). Οι Ingham και Gilbert (1991) όρισαν ως μοντέλο την απλοποιημένη αναπαράσταση ενός συστήματος, το οποίο επικεντρώνεται σε συγκεκριμένες πτυχές του συστήματος αυτού και οι Gilbert και Boulter (1998) όρισαν ως μοντέλο την αναπαράσταση ενός αντικειμένου, φαινόμενου, διαδικασίας ή ακόμη και συστήματος. Οι White & Frederiksen (1998) όρισαν το μοντέλο ως ένα απλοποιημένο σύστημα το οποίο αναπαριστά μια διαδικασία ή αλληλεπίδραση. Αποτελείται από μια σειρά κανόνων και αναπαραστάσεων οι οποίοι επιτρέπουν την πρόβλεψη και επεξήγηση φαινομένων (Gilbert & Boulter, 1998). O Constantinou (1999), κάνοντας ανασκόπηση της βιβλιογραφίας, όρισε το μοντέλο ως ένα υποκατάστατο σύστημα, μια εννοιολογική αναπαράσταση μιας δομής σε ένα φυσικό σύστημα ή διαδικασία. Αυτό το σύστημα μπορεί να αποτελείται από ένα ή περισσότερα αντικείμενα ή ακόμη και από οντότητες χωρίς μάζα όπως είναι το φως. Επιπρόσθετα, όπως γίνεται αναφορά και στους Gobert και Buckle (2000), τα μοντέλα εμπεριέχουν πτυχές του συστήματος, όπως π.χ. αντικείμενα, γεγονότα και ιδέες, τα οποία είτε είναι σύνθετα είτε είναι σε διαφορετική κλίμακα από ότι γίνονται αντιληπτά στην πραγματικότητα είτε ακόμη απομονώνονται για να γίνουν περισσότερο ορατά (Gilbert, 1995). Οι Justi & Gilbert (2003) στην προσπάθειά τους να δώσουν ένα ορισμό για τα μοντέλα, περιγράψανε τέσσερα χαρακτηριστικά τα οποία πρέπει να παρουσιάζει κάθε μοντέλο: α) να είναι μια μερική μη-μοναδική αναπαράσταση ενός αντικειμένου, γεγονότος, διαδικασίας ή ιδέας, β) να μπορεί να αλλάξει, γ) να χρησιμοποιείται για να ενισχύσει την οπτικοποίηση, να αναπτύξει ταυτόχρονα τη δημιουργικότητα και την κατανόηση, να κάνει προβλέψεις για τυχόν συμπεριφορές και ιδιότητες και δ) να είναι αποδεκτό από αρκετές κοινωνικές ομάδες. Τέλος, οι Schwarz και White (2005) όρισαν το μοντέλο ως ένα σύμπλεγμα αναπαραστάσεων, κανόνων και επεξηγηματικών δομών οι οποίες επιτρέπουν τη δημιουργία προβλέψεων, παρέχουν τη βάση για διερμηνεία διαφόρων πλαισίων εργασίας και εξυπηρετούν ως πλατφόρμα για να εκφραστούν οι επιστημονικές θεωρίες. Η γνωστική διαδικασία, η οποία χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό των αρχών μιας θεωρίας με σκοπό την παραγωγή ενός μοντέλου που να αναπαριστά ένα φυσικό αντικείμενο ή διαδικασία, ονομάζεται ανάπτυξη μοντέλου ή απλά μοντελοποίηση 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 376

4 (Hestenes 1987). Η μοντελοποίηση αφορά στην παραγωγή και αναθεώρηση μοντέλων (Justi & Gilbert, 2002) και αποτελεί μια συστηματική δραστηριότητα για την ανάπτυξη και υιοθέτηση της επιστημονικής γνώσης τόσο στις φυσικές επιστήμες όσο και στις άλλες επιστήμες (Halloun, 1996). Επιπρόσθετα, η μοντελοποίηση περιλαμβάνει δραστηριότητες κατασκευής, χρήσης, αξιολόγησης και βελτίωσης του μοντέλου (Schwarz, 2002). Κατά την κατασκευή του μοντέλου γίνονται αρκετές εργασίες όπως η αναγνώριση των μεταβλητών, οι συσχετίσεις τους και η επιβεβαίωση της εγκυρότητας του μοντέλου (Harrison & Treagust, 2000). Οι πτυχές της ικανότητας μοντελοποίησης, με βάση την εργασία των Papaevripidou et al. (submitted) αναλύονται σε α) δεξιότητες μοντελοποίησης, β) μεταγνώση (metacognitive knowledge) της διαδικασίας της μοντελοποίησης και γ) επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τα μοντέλα και τη μοντελοποίηση (metamodeling knowledge). Οι δεξιότητες μοντελοποίησης αποτελούνται α) από την κατασκευή μοντέλου, β) την αναγνώριση των συστατικών του μοντέλου (αντικείμενα, μεταβλητές, διαδικασίες και αλληλεπιδράσεις), γ) τη σύγκριση και αντιπαράθεση διαφορετικών μοντέλων του ίδιου φαινομένου με στόχο την αναγνώριση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους και δ) τη βελτίωση του μοντέλου αντιπαραθέτοντας το με το φυσικό φαινόμενο. Η μεταγνώση του μανθάνοντα για τη διαδικασία της μοντελοποίησης αφορά στην ικανότητα του μανθάνοντα να περιγράφει με σαφήνεια και να αναστοχάζεται όλα τα βήματα του μαθησιακού κύκλου μοντελοποίησης. Τέλος, η επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τα μοντέλα και τη μοντελοποίηση αναφέρεται α) στη φύση των μοντέλων (π.χ. τι είναι ένα μοντέλο), β) στη φύση ή τη διαδικασία της μοντελοποίησης (πώς κατασκευάζονται τα μοντέλα και αν οι επιστήμονες αλλάζουν ποτέ τα μοντέλα τους), γ) την αξιολόγηση των μοντέλων (π.χ. αν υπάρχει τρόπος να αποφασίσουμε αν ένα μοντέλο υπερέχει κάποιου άλλου) και δ) ο σκοπός ή χρήση των μοντέλων (Papaevripidou et al., submitted). Τα τελευταία χρόνια αρκετοί ερευνητές έχουν αναπτύξει αρκετά υπολογιστικά εργαλεία μοντελοποίησης, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν τους μαθητές δημοτικού και γυμνασίου κατά την εμπλοκή τους σε δραστηριότητες μοντελοποίησης. Η μοντελοποίηση μέσω υπολογιστών διευκολύνει τους μαθητές στoν αποτελεσματικό μετασχηματισμό μεταξύ των διαφόρων ειδών μοντέλων (Zhang et al., 2006). Διάφορα προγράμματα τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία μοντέλων και να υποστηρίξουν τη διδασκαλία μέσω μοντελοποίησης είναι το Stagecast Creator, το Microworlds, το Hands, το Model-It, το Stella, η Logo, η Visual Basic και άλλα (Riley, 1990; Louca et al., 2003; Lin et al. 2005; Fretz et al., 2002). Η Martin (1999) αναφέρει πως το λογισμικό Stagecast Creator, είναι το καταλληλότερο λογισμικό για να διδαχθούν οι μαθητές τις έννοιες των φυσικών επιστημών με τη βοήθεια των υπολογιστών. Τα περισσότερα λογισμικά απαιτούν συγκεκριμένη σύνταξη, όπως επίσης και την απομνημόνευση συγκεκριμένων κανόνων οι οποίοι μπορεί να παρεμποδίσουν την εννοιολογική ανάπτυξη. Η Lin et al. (2005), αναφέρουν πως το λογισμικό Stagecast Creator είναι ένα πρόγραμμα κατασκευής προσομοιώσεων και παιγνιδιών το οποίο δεν απαιτεί τη χρήση γλώσσας προγραμματισμού, αφού η ίδια η κατασκευή του προγράμματος δεν στηρίζεται στη χρήση συντακτικής γλώσσας. Ο προγραμματισμός με το Stagecast Creator περιλαμβάνει τη δημιουργία χαρακτήρων και την ενσωμάτωση μιας σειράς από οπτικούς κανόνες σε κάθε χαρακτήρα. Αυτοί οι κανόνες επιτρέπουν στο χρήστη να επιδείξει στον υπολογιστή πως μπορεί ο 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 377

5 χαρακτήρας να ενεργήσει σε διάφορες συνθήκες. Ο υπολογιστής αρχειοθετεί τις ενέργειες του χρήστη και στη συνέχεια τις επανεκτελεί σε διάφορες συνθήκες και καταστάσεις. Η κατανόηση βιολογικών φαινομένων, όπως το κυκλοφορικό σύστημα, καθίσταται δύσκολη λόγω της πολύπλοκης δομής του, καθώς επίσης λόγω του ότι είναι μη ορατό και παρατηρήσιμο, τόσο οπτικά όσο και λειτουργικά. Το κυκλοφορικό σύστημα δομικά αποτελεί ένα περίπλοκο σύστημα με πολλές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συστατικών του μερών και μεταξύ αυτού και άλλων συστημάτων στον ανθρώπινο οργανισμό (π.χ. αναπνευστικό, ουροποιητικό). Το σύστημα αυτό αποτελείται από την καρδιά και τα αιμοφόρα αγγεία (αρτηρίες και φλέβες οι οποίες είναι κάποιες φορές ορατές) και τα αιμοφόρα τριχοειδή αγγεία τα οποία είναι πολύ μικρότερα απ ότι μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι. Το μεγαλύτερο μέρος του συστήματος αυτού είναι μη ορατό, ενώ μη παρατηρήσιμη είναι και η λειτουργία του. Για αυτό το λόγο τα παιδιά προσπαθώντας να κατανοήσουν το τι συμβαίνει μέσα στο σώμα τους έχουν αναπτύξει αρκετές παρανοήσεις για το κυκλοφορικό σύστημα και την όλη λειτουργία του (Buckley, 2000). Η έρευνα των Windschitl & Andre (1998) έχει προσφέρει αρκετά παραδείγματα παρανοήσεων των μαθητών γύρω από το κυκλοφορικό σύστημα. Συγκεκριμένα, μια ομάδα παιδιών στην ερώτηση για την κυκλοφορία και πορεία του αίματος στον ανθρώπινο οργανισμό υιοθετεί την άποψη πως το αίμα ταξιδεύει μέχρι και τα πόδια και μετά μένει εκεί, ενώ ένα άλλο σημαντικό ποσοστό υιοθετεί την άποψη πως μετά τα πόδια το αίμα κατευθύνεται απευθείας στους πνεύμονες, παρακάμπτοντας την καρδιά. Μόνο το 46% των μαθητών συμφώνησε με την επιστημονική άποψη για την κίνηση του αίματος (η οποία είναι καρδιά-όργανα-καρδιά-πνεύμονες). Όσον αφορά με το τι συμβαίνει με το οξυγόνο όταν φτάσει στους πνεύμονες εμφανίστηκαν τρεις παρανοήσεις: α) σωλήνες αέρα μεταφέρουν το οξυγόνο από τους πνεύμονες στο σώμα, β) σωλήνες αέρα μεταφέρουν το οξυγόνο από τους πνεύμονες στην καρδιά και γ) το οξυγόνο μεταφέρεται από τα αιμοφόρα αγγεία, απευθείας στο σώμα. Εξετάζοντας τις γνώσεις των μαθητών για το σχήμα της καρδιάς, παρατηρήθηκε ότι μόνο ένα ποσοστό των μαθητών μπορεί να αναγνωρίσει το σχήμα της καρδιάς, αναγνωρίζοντας σε δοσμένα σχήματα επιλογής την καρδιά με τους τέσσερις θαλάμους (κόλποι και κοιλίες). Επιπρόσθετα, ελάχιστοι μαθητές γνώριζαν πως η καρδιά εκτός από τη λειτουργία της ως αντλία αίματος, μπορεί να καθαρίσει, να φτιάξει, να φιλτράρει και να αποθηκεύσει αίμα. Η Buckley (2000) αναφέρει πως όταν οι μανθάνοντες δεν μπορούν να παρατηρήσουν ή να έχουν εμπειρίες από φαινόμενα άμεσα, τότε θα ήταν καλό να χρησιμοποιηθούν αναπαραστάσεις, οι οποίες θα διαδραματίσουν κρίσιμο ρόλο στην κατανόηση αυτού του φαινομένου. Φυσικά, η πολυπλοκότητα και τα πολλαπλά επίπεδα οργάνωσης του κυκλοφορικού συστήματος είναι δύσκολο να αναπαρασταθούν χωρίς απλοποίηση. Για να ξεπεραστούν όλα αυτά τα προβλήματα στην κατανόηση του κυκλοφορικού συστήματος αρκετοί ερευνητές και εκπαιδευτικοί ενσωμάτωσαν στις διδακτικές τους παρεμβάσεις διάφορα πληροφορικά εργαλεία, όπως υπερμέσα (hypermedia) περιβαλλόντων (Azevedo et al., 2002). Τα περιβάλλοντα αυτά επιτρέπουν το συνυπολογισμό και την ενσωμάτωση διαφόρων ειδών αναπαράστασης τα οποία συνδέονται και δομούνται με πολλαπλούς τρόπους, έτσι ώστε να βοηθηθούν όλοι οι τύποι μαθητών (Buckley, 2000). 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 378

6 Σύμφωνα με έρευνες, η ρητή (explicit) παιδαγωγική προσέγγιση, η οποία βασίζεται στη διερώτηση, είναι περισσότερο αποδοτική παρά η άδηλη (implicit) παιδαγωγική προσέγγιση, η οποία βασίζεται στη διερώτηση, στην ανάπτυξη της εννοιολογικής κατανόησης των μαθητών για τη Φύση της Επιστήμης (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000; Khishfe & Abd-El-Khalick, 2002). Τα αποτελέσματα μπορεί να είναι ακόμη αποδοτικότερα, αν συνδυαστεί αναστοχαστική διδασκαλία για τη Φύση της Επιστήμης σε συνδυασμό με διδασκαλία βασιζόμενη στην εννοιολογική αλλαγή (Akerson et. al, 2000). Οι ερευνητές οι οποίοι υιοθέτησαν ρητή προσέγγιση χρησιμοποίησαν κυρίως στοιχεία από την ιστορία και φιλοσοφία της επιστήμης και η διδασκαλία τους εφοδιάστηκε με τις απόψεις για τη Φύση της Επιστήμης. Οι επιστήμονες οι οποίοι υιοθέτησαν άδηλη προσέγγιση χρησιμοποίησαν κυρίως διδασκαλία με επιστημονικές διαδικασίες και δραστηριότητες της επιστημονικής διερώτησης (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000). Σε μια άδηλη παιδαγωγική προσέγγιση, η οποία βασίζεται στη διερώτηση, πρέπει να απουσιάζει η σαφής αναφορά στη Φύση της Επιστήμης (NOS). Σε αντίθεση, σε μια ρητή παιδαγωγική προσέγγιση, η οποία βασίζεται στη διερώτηση, πρέπει να δίνονται επιπρόσθετα διδακτικά στοιχεία τα οποία να είναι σαφή με τη Φύση της Επιστήμης (Schwartz et al., 2004). Σύμφωνα με τους Khishfe & Abd-El-Khalick (2002), οι ερευνητές οι οποίοι δίδαξαν τη Φύση της Επιστήμης με ρητή γνώση με μέθοδο αναστοχαστικής διερώτησης, πρώτα έδιναν με σαφήνεια δηλωτικά τις αντίστοιχες πτυχές της Φύσης της Επιστήμης και στη συνέχεια προχωρούσαν στις δραστηριότητες οι οποίες θα επέφεραν τη λειτουργική κατανόηση των μαθητών. Αντίθετα η διδασκαλία με άδηλη γνώση ακολουθούσε συνήθως την αντίθετη σειρά διδασκαλίας. Οι ερευνητές της άδηλης προσέγγισης υποστηρίζουν πως με τη χρήση δραστηριοτήτων διερώτησης και με τη χρήση επιστημονικών διαδικασιών (στα οποία θα απουσιάζει η σαφής αναφορά στη Φύση της Επιστήμης) θα εμπλουτίσουν τις αντιλήψεις των μαθητών για τη Φύση της Επιστήμης. Οι Khishfe & Abd-El-Khalick (2002) αναφέρουν πως κάποιες έρευνες έδειξαν πως η άδηλη προσέγγιση δεν είναι τόσο αποδοτική στο να βοηθηθούν οι μαθητές να κατανοήσουν τις πτυχές της Φύσης της Επιστήμης, ενώ κάποιες άλλες έρευνες έδειξαν πως η άδηλη προσέγγιση με τη χρήση της διερώτησης είναι το ίδιο αποδοτική. 3. Μεθοδολογία Δείγμα Το δείγμα της έρευνας αποτέλεσαν 35 μαθητές έκτης τάξης (2 τάξεις αποτελούμενες από 17 αγόρια και 18 κορίτσια συνολικά) ενός δημοτικού σχολείου της επαρχίας Αμμοχώστου. Η επιλογή της διδακτικής παρέμβασης (ρητή και άδηλη διδασκαλία στις επιστημολογικές πτυχές της ικανότητας μοντελοποίησης) για κάθε τάξη έγινε τυχαία. Η τάξη που επιλέχθηκε να διδαχθεί με ρητή διδασκαλία αποτελούνταν από 19 μαθητές (9 αγόρια και 10 κορίτσια), ενώ η τάξη η οποία διδάχθηκε με άδηλη γνώση αποτελούνταν από 16 μαθητές (8 αγόρια και 8 κορίτσια). Μια τρίτη έκτη τάξη (του ίδιου σχολείου) αποτελούμενη από 16 μαθητές (8 αγόρια και 8 κορίτσια) αποτέλεσε την ομάδα ελέγχου για την εννοιολογική κατανόηση του κυκλοφορικού συστήματος. Η τάξη αυτή διδάχθηκε το κυκλοφορικό σύστημα με παραδοσιακή διδασκαλία. 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 379

7 Σχεδιασμός της Έρευνας Η διεξαγωγή της έρευνας ολοκληρώθηκε σε τρεις φάσεις (βλέπε Διάγραμμα 1). Στο πρώτο στάδιο έγινε η κατάρτιση και χορήγηση των δοκιμιών αρχικής αξιολόγησης α) της ικανότητας μοντελοποίησης (βλέπε Πίνακα 1) και β) της εννοιολογικής κατανόησης των μαθητών για το κυκλοφορικό σύστημα (βλέπε Πίνακα 2). Στη συνέχεια έγινε η χορήγηση των δοκιμίων, η οποία διήρκησε περίπου τρεις βδομάδες. Η δεύτερη φάση περιλάμβανε τη διδακτική παρέμβαση με τη χρήση του αντίστοιχου διδακτικού υλικού το οποίο είχε σχεδιαστεί για τους σκοπούς της έρευνας. Με τυχαία επιλογή της τάξης εφαρμόστηκε διδακτική παρέμβαση με α) ρητή διδασκαλία που περιλάμβανε δηλωμένη (explicit) γνώση σε επιστημολογικές πτυχές που αφορούν στη διαδικασία μοντελοποίησης β) με διδασκαλία που περιλάμβανε άδηλη (implicit) γνώση σε επιστημολογικές πτυχές που αφορούν στη διαδικασία μοντελοποίησης. Η τρίτη τάξη διδάχθηκε το κυκλοφορικό σύστημα με τον παραδοσιακό τρόπο (πιστή εφαρμογή του σχολικού εγχειριδίου) και αποτέλεσε την ομάδα ελέγχου για την εννοιολογική κατανόηση των μαθητών. Η συνολική διάρκεια της διδακτικής παρέμβασης ήταν 2,5 μήνες, με μέσο όρο διδασκαλίας 4 περιόδους την κάθε βδομάδα. Μετά την ολοκλήρωση της διδακτικής παρέμβασης, ακολούθησε η τρίτη και τελική φάση, στην οποία χορηγήθηκαν στους μαθητές τα μεταπειραματικά δοκίμια αξιολόγησης. Τα δοκίμια αυτά ήταν ακριβώς τα ίδια με τα προπειραματικά, εκτός από α) ένα επιπρόσθετο μεταπειραματικό δοκίμιο το οποίο εξέταζε την εννοιολογική κατανόηση των μαθητών για τη μεγάλη και μικρή κυκλοφορία του αίματος και β) ένα επιπρόσθετο μεταπειραματικό δοκίμιο το οποίο εξέταζε την ανάπτυξη της επιστημολογικής επάρκειας των μαθητών για τη Φύση των Μοντέλων. 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 380 Διάγραμμα 1. Σχεδιασμός της έρευνας

8 Πίνακας 1. Πτυχή μοντελοποίησης που εξετάζεται μέσα από το κάθε δοκίμιο Πτυχή της ικανότητας μοντελοποίησης 1) Κατασκευή του μοντέλου 2) Αναγνώριση των συστατικών του μοντέλου (αντικείμενα, μεταβλητές, διαδικασίες και αλληλεπιδράσεις) 3) Αξιολόγηση-βελτίωση μοντέλου μέσω της σύγκρισής του με το φυσικό φαινόμενο που αναπαριστά και ιδέες για βελτίωση του 4) Σύγκριση και αντιπαράθεση διαφορετικών μοντέλων που αναπαριστούν το ίδιο φαινόμενο με την αναγνώριση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους 5) Μεταγνώση της διαδικασίας της μοντελοποίησης 6) Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με την αξία και χρήση των μοντέλων και τη μοντελοποίηση 7) Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τη Φύση των Μοντέλων ΔΟΚΙΜΙΟ 1 ο Δοκίμιο: Κυκλοφοριακό σύστημα 2 ο Δοκίμιο: Αγώνας Ποδοσφαίρου 3 ο Δοκίμιο: Πρίσματα 4 ο Δοκίμιο: Βαρύτητα 5 ο Δοκίμιο: Σχέδιο Αγώνα Ποδοσφαίρου 6 ο Δοκίμιο: Άναμμα φωτιάς 7 ο Δοκίμιο: Μοντέλα Αγκώνων 8 ο Δοκίμιο: Μοντέλα Αναπνευστικού 9 ο Δοκίμιο: Ζωή στο βυθό (Stagecast model) 10 ο Δοκίμιο: Μυρμήγκια (Stagecast model) 11 ο Δοκίμιο: Μοντέλο μυωπίας ματιού 12 ο Δοκίμιο: Μοντέλο ηλεκτρικού κυκλώματος σε υπολογιστή 13 ο Μεταπειραματικό Δοκίμιο: Φύση των Μοντέλων Πίνακας 2. Στόχοι εννοιολογικής κατανόησης του κυκλοφορικού ανά δοκίμιο ΣΤΟΧΟΙ ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΚΟΥ ΔΟΚΙΜΙΟ 1) Η δομή, τα μέρη και η κυκλοφορία του αίματος 1 ο Δοκίμιο 2 ο Δοκίμιο 2) Η δομή και η λειτουργία της καρδιάς 3 ο Δοκίμιο 3) Η κυκλοφορία του αίματος- Συνεργασία οργάνων, καρδιάς και πνευμόνων 4 ο Δοκίμιο 4) Γενικές γνώσεις για το κυκλοφορικό σύστημα 5 ο Δοκίμιο 5) Το εννοιολογικό μοντέλο (αναπαράσταση) το οποίο υιοθετεί ο κάθε μαθητής για το κυκλοφορικό σύστημα 6 ο Δοκίμιο 6) Αξία και λειτουργία της μικρής και μεγάλης κυκλοφορίας του αίματος 7 ο Μεταπειραματικό Δοκίμιο 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 381

9 Διαφορές στις δραστηριότητες για τις δυο διδασκαλίες Τόσο οι μαθητές ρητής διδασκαλίας στις επιστημολογικές πτυχές που αφορούσαν στη διαδικασία μοντελοποίησης, όσο και οι μαθητές διδασκαλίας που περιλάμβανε άδηλη γνώση διδάχθηκαν έννοιες που αφορούσαν το κυκλοφορικό σύστημα μέσω της προσέγγισης της μοντελοποίησης. Οι γενικές δραστηριότητες που ακολουθήθηκαν ήταν οι ίδιες και για τις δύο ομάδες. Η διδασκαλία στο εννοιολογικό περιεχόμενο (κατανόηση του κυκλοφορικού συστήματος) ήταν ακριβώς η ίδια και για τις δυο ομάδες. Οι μαθητές, οι οποίοι διδάχθηκαν με δηλωμένη γνώση, διδάχθηκαν τις περισσότερες έννοιες πρώτα με ρητή-δηλωμένη γνώση (δηλωτική-εννοιολογική κατανόηση) και μετά προχώρησαν στις δραστηριότητες οι οποίες περιλάμβαναν ανάλογες πρακτικές εφαρμογές (λειτουργική κατανόηση). Αντίθετα, οι μαθητές διδασκαλίας με άδηλη γνώση, διδάχθηκαν πρώτα τις διάφορες επιστημολογικές πτυχές της μοντελοποίησης άδηλα (πρώτα λειτουργικά) και στο τέλος κατέληξαν στους δικούς τους άδηλους εννοιολογικούς ορισμούς και λειτουργίες-κανόνες. Με την ολοκλήρωση κάθε δραστηριότητας οι μαθητές ρητής διδασκαλίας έκαναν επανάληψη βασιζόμενοι στους δηλωτικούς ορισμούς και έννοιες τις οποίες είχαν διδαχθεί. Δέχονταν ερωτήσεις τόσο δηλωτικού όσο και λειτουργικού περιεχομένου. Από την άλλη, οι μαθητές άδηλης διδασκαλίας έκαναν επανάληψη με βάση τις άδηλες έννοιες της μοντελοποίησης τις οποίες είχαν ορίσει οι ίδιοι. Οι Πίνακες 3 και 4 που ακολουθούν παρουσιάζουν συγκεντρωτικά τις διαφορές στη διδασκαλία μεταξύ των ομάδων ανά πτυχή της ικανότητας μοντελοποίησης. Πίνακας 3. Ρητή διδασκαλία: Χαρακτηριστικά δραστηριοτήτων προώθησης της ικανότητας μοντελοποίησης Πτυχές της ικανότητας μοντελοποίησης Κατασκευή Μοντέλου Αναγνώριση των συστατικών του μοντέλου Αξιολόγηση-βελτίωση μοντέλου μέσω της σύγκρισής του με το φυσικό φαινόμενο που αναπαριστά και ιδέες για βελτίωση του Σύγκριση και αντιπαράθεση διαφορετικών μοντέλων που αναπαριστούν το ίδιο φαινόμενο με την αναγνώριση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους Ρητή Διδασκαλία Οι μαθητές διδάχθηκαν τους όρους αντικείμενα, αλληλεπιδράσεις, διαδικασίες και μεταβλητές. Μπορούσαν στην κατασκευή ενός μοντέλου να αναφέρουν ονομαστικά τα τέσσερα συστατικά του και να τα ονομάσουν. Μπορούσαν να αναγνωρίσουν ονομαστικά τα τέσσερα συστατικά ενός μοντέλου και να αναφέρουν αντίστοιχα παραδείγματα. Οι μαθητές μπορούσαν να αξιολογήσουν-βελτιώσουν ένα μοντέλο συγκρίνοντας το με το φυσικό φαινόμενο προσθέτοντας αντικείμενα, αλληλεπιδράσεις, διαδικασίες και μεταβλητές. Οι μαθητές συγκρίνανε τα διαφορετικά μοντέλα τα οποία κατασκεύασαν ανά ομάδα, βρίσκοντας τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τους. Δεν έγινε ρητή διδασκαλία στην οποία οι μαθητές να διδάχθηκαν το τι ελέγχεται στη σύγκριση μεταξύ διαφορετικών μοντέλων. 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 382

10 Μεταγνώση της διαδικασίας της μοντελοποίησης Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με την αξία και χρήση των μοντέλων και τη μοντελοποίηση Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τη Φύση των Μοντέλων Οι μαθητές διδάχθηκαν ρητά μετά από συζήτηση να α) επιστρέφουν πίσω στο πραγματικό φαινόμενο για νέες παρατηρήσεις και συλλογή περισσότερων πληροφοριών, β) επιστρέφουν στο μοντέλο και να το βελτιώνουν αν οι παρατηρήσεις αυτές δε συνάδουν με το μοντέλο, γ) προσθέτουν επιπρόσθετα στοιχείασχέσεις-κανόνες και δ) εκτελούν συνεχείς συγκρίσεις με το πραγματικό φαινόμενο. Οι μαθητές διδάχθηκαν ρητά και μετά από συζήτηση πως τα μοντέλα κυρίως α) επιτρέπουν την αναπαράσταση του φαινομένου, β) βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση του φαινομένου, γ) βοηθούν στον έλεγχο προβλέψεων για το φαινόμενο. Οι μαθητές διδάχθηκαν με δηλωτική γνώση και μέσα από διάφορα παραδείγματα εκτός του κυκλοφορικού συστήματος να αναγνωρίζουν το μοντέλο ως α) ανθρώπινη κατασκευή η οποία βοηθάει κάποιο να κατανοήσει ένα περίπλοκο φαινόμενο, β) είναι κατασκευασμένο με τη χρήση δεδομένων τα οποία συλλέγηκαν με τη μελέτη του, γ) αποτελείται από αντικείμενα, διαδικασίες, αλληλεπιδράσεις και μεταβλητές και δ) μπορεί να αναθεωρηθεί και να αλλαχθεί. Πίνακας 7. Άδηλη διδασκαλία: Χαρακτηριστικά δραστηριοτήτων προώθησης της ικανότητας μοντελοποίησης Πτυχές της ικανότητας μοντελοποίησης Κατασκευή Μοντέλου Αναγνώριση των συστατικών του μοντέλου Άδηλη Διδασκαλία Οι μαθητές άδηλα έμαθαν να εντοπίζουν τα μέρη (αντικείμενα), αλλά και τις αλληλεπιδράσεις και διαδικασίες του μοντέλου τους που υπήρχαν στην κατασκευή (μοντέλο τους). Παρόλα αυτά, τις αντιλαμβάνονταν και τις γνώριζαν ως λειτουργίες, εντολές κτλ. οι οποίες υπήρχαν στο μοντέλο τους. Γνώριζαν τη λέξη μεταβλητή, λόγω της ενασχόλησής τους με το λειτουργικό Πρόγραμμα Stagecast. Μπορούσαν στην κατασκευή ενός μοντέλου να αναφέρουν άδηλα τα μέρη του, τις εντολέςλειτουργίες του και τις μεταβλητές του. Μπορούσαν στην κατασκευή ενός μοντέλου να αναφέρουν άδηλα τα μέρη του, τις εντολέςλειτουργίες του και τις μεταβλητές του. 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 383

11 Αξιολόγηση-βελτίωση μοντέλου μέσω της σύγκρισής του με το φυσικό φαινόμενο που αναπαριστά και ιδέες για βελτίωση του Σύγκριση και αντιπαράθεση διαφορετικών μοντέλων που αναπαριστούν το ίδιο φαινόμενο με την αναγνώριση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους Μεταγνώση της διαδικασίας της μοντελοποίησης Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με την αξία και χρήση των μοντέλων και τη μοντελοποίηση Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τη Φύση των Μοντέλων Οι μαθητές μπορούσαν να αξιολογήσουν-βελτιώσουν ένα μοντέλο συγκρίνοντας το με το φυσικό φαινόμενο προσθέτοντας άδηλα τα συστατικά στο μοντέλο. Οι μαθητές σύγκριναν τα διαφορετικά μοντέλα τα οποία κατασκεύασαν ανά ομάδα, βρίσκοντας τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τους. Η σύγκριση, γινόταν άδηλα. Οι μαθητές έμαθαν άδηλα, αναφέροντας τις ενέργειες αυτές με δικά τους λόγια μετά από συζήτηση να α) επιστρέφουν πίσω στο πραγματικό φαινόμενο για νέες παρατηρήσεις και συλλογή περισσότερων πληροφοριών, β) επιστρέφουν στο μοντέλο και να το βελτιώνουν αν οι παρατηρήσεις αυτές δε συνάδουν με το μοντέλο, γ) προσθέτουν επιπρόσθετα στοιχείασχέσεις-κανόνες και δ) εκτελούν συνεχείς συγκρίσεις με το πραγματικό φαινόμενο Οι μαθητές άδηλα ανέφεραν τις δικές τους απόψεις για την αξία και χρήση των μοντέλων και της μοντελοποίησης. Δεν έγινε καμιά ρητή διδασκαλία για τη Φύση των Μοντέλων. Ανάλυση δεδομένων Για την ανάλυση των δεδομένων τα οποία συλλέχθηκαν μέσα από τα διαγνωστικά δοκίμια (προπειραματικά και μεταπειραματικά) χρησιμοποιήθηκε η φαινομενογραφική μέθοδος ανάλυσης (βλέπε Marton & Booth, 1997 για λεπτομέρειες). Όλες οι απαντήσεις των μαθητών σε κάθε ερώτημα ή ομάδα ερωτημάτων που αφορούσαν στο ίδιο θέμα διαβάστηκαν και στη συνέχεια καταρτίστηκε ένας ιεραρχημένος κατάλογος με τις απαντήσεις που προσέγγιζαν 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 είτε της απάντησης είτε του συλλογισμού που χρησιμοποίησε ο κάθε μαθητής για να δικαιολογήσει την απάντησή του και τους δόθηκε ανάλογη βαθμολογία σε κάθε κατηγορία απάντησης. Χρησιμοποιήθηκε η στατιστική μέθοδος της ανάλυσης συνδιακύμανσης (Ancova) τόσο στην ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης ανά ζεύγος δοκιμίων αξιολόγησης (κάθε ζεύγος δοκιμίων εξέταζε διαφορετική πτυχή ικανότητας μοντελοποίησης), όσο και στην ανάπτυξη της εννοιολογικής κατανόησης των 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 384

12 μαθητών. Ο στατιστικός έλεγχος έγινε τόσο ανά πτυχή μοντελοποίησης η οποία εξετάστηκε ή εννοιολογικό στόχο, όσο και στη συνολική εικόνα (επίδοση) του κάθε μαθητή στην ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης και στη συνολική εννοιολογική του κατανόηση. Ως ομάδα ελέγχου (μόνο για την εννοιολογική κατανόηση) χρησιμοποιήθηκε επιπρόσθετα η τρίτη ομάδα μαθητών Στ τάξης, οι οποίοι διδάχθηκαν το κυκλοφορικό σύστημα με την παραδοσιακή μέθοδο διδασκαλίας. Για την απάντηση του τελευταίου ερωτήματος της έρευνας που αφορά στην πιθανότητα ύπαρξης αλληλεξάρτησης μεταξύ της ικανότητας μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα, χρησιμοποιήθηκε ο συντελεστής συσχέτισης Pearson, σε αμφίπλευρο έλεγχο και αφού πρώτα έγινε έλεγχος του γραφήματος διασποράς των τιμών. Λόγω των περιορισμών στην έκταση του άρθρου, παρουσιάζονται παρακάτω τα συγκεντρωτικά 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 (Φελλάς, 2008). 4. Αποτελέσματα Στους Πίνακες στατιστικής ανάλυσης οι οποίοι ακολουθούν οι Μ.Ο. και η Τ.Α. αφορούν τους αρχικούς Μέσους Όρους και την αντίστοιχη Τυπική Απόκλιση των Μεταπειραματικών Δοκιμίων, ενώ οι Μ.Ο.* και η Τ.Α.* αφορούν τους Μέσους Όρους και την αντίστοιχη Τυπική Απόκλιση μετά την αφαίρεση της συνδιακύμανσης της επίδρασης των προπειραματικών δοκιμίων. Η Ομάδα Α ορίστηκε η ομάδα η οποία διδάχθηκε με ρητή διδασκαλία, Ομάδα Β η ομάδα η οποία διδάχθηκε με άδηλη διδασκαλία και ομάδα Γ ορίστηκε η ομάδα ελέγχου (μόνο για την εννοιολογική κατανόηση). Ο Πίνακας 8 παρουσιάζει συνοπτικά τα αποτελέσματα από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων που αφορούν στην ικανότητα μοντελοποίησης τόσο ανά επιστημολογική πτυχή, όσο και τη συνολική βαθμολογία της ικανότητας μοντελοποίησης (με τη χρήση της απλής Ancova). Ο Πίνακας 9 παρουσιάζει το Συσχετισμένο Έλεγχο t-test για την Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τη Φύση των Μοντέλων, αφού το δοκίμιο αυτό δόθηκε μόνο Μεταπειραματικά. 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 385

13 Πίνακας 8. Συνοπτικά Αποτελέσματα Ικανότητας Μοντελοποίησης 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 386

14 Πίνακας 9. Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τη Φύση των Μοντέλων Μέσος Όρος Σύγκριση Διδασκαλίας Άδηλης και Δηλωμένης Γνώσης 26,06 31,95 Τυπική Απόκλιση ,075 t df Σημαντικότητα (Siq) -2, ,019 Από τα αποτελέσματα στους Πίνακες 8 και 9 προκύπτει ότι οι μαθητές ρητής διδασκαλίας παρουσίασαν στατιστικά σημαντική διαφορά στους Μέσους Όρους σε σχέση με τους μαθητές άδηλης διδασκαλίας: Στο ένα από τα δύο δοκίμια τα οποία εξέταζαν την Ικανότητα Κατασκευής Μοντέλου. Στο ένα από τα δύο δοκίμια τα οποία εξέταζαν την Ικανότητα Αναγνώρισης των Συστατικών ενός Μοντέλου. Και στα δύο δοκίμια τα οποία εξέταζαν την Επιστημολογική Επάρκεια σε σχέση με την Αξία και Χρήση των μοντέλων και τη μοντελοποίηση. Και στα δύο δοκίμια τα οποία εξέταζαν την Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με τη Φύση των Μοντέλων. Στη Συνολική Ικανότητα Μοντελοποίησης των μαθητών. Η συνολική αυτή βαθμολογία προέκυψε με αναγωγική πρόσθεση όλων των πτυχών μοντελοποίησης εκτός από τη βαθμολογία Επιστημολογικής Επάρκειας σε σχέση με τη Φύση των Μοντέλων. Ο Πίνακας 10 παρουσιάζει συνοπτικά τα αποτελέσματα από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων που αφορούν στην εννοιολογική κατανόηση των μαθητών στο συγκείμενο του κυκλοφορικού συστήματος, τόσο ανά εννοιολογικό στόχο, όσο και τις δύο συνολικές βαθμολογίες της εννοιολογικής κατανόησης. Το 7 ο Δοκίμιο το οποίο εξέταζε την Αξία και Λειτουργία της Μικρής και Μεγάλης Κυκλοφορίας του Αίματος, δόθηκε μόνο Μεταπειραματικά. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκε η απλή μη συσχετισμένη ανάλυση διακύμανσης (Anova) με τους ελέγχους Tuckey HSD, Duncan και Scheffe. Η ανάλυση έδειξε πως η μέθοδος διδασκαλίας είχε σημαντική επίδραση (F=6,712, p=0,03) των δύο ομάδων μοντελοποίησης (ρητής και άδηλης 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 387

15 Πίνακας 10. Συνοπτικά Αποτελέσματα Εννοιολογικής Κατανόησης διδασκαλίας) σε σχέση με την ομάδα παραδοσιακής διδασκαλίας. Με βάση τα αποτελέσματα, οι μαθητές ρητής διδασκαλίας δεν παρουσίασαν σημαντική στατιστική διαφορά στους Μέσους Όρους σε σχέση με τους μαθητές άδηλης διδασκαλίας. Οι μαθητές διδασκαλίας με τη χρήση μοντελοποίησης παρουσίασαν σημαντική στατιστική διαφορά σε σχέση με την ομάδα παραδοσιακής διδασκαλίας στη: Δομή, μέρη και κυκλοφορία του αίματος. Κυκλοφορία του αίματος Συνεργασία οργάνων, καρδιάς και πνευμόνων Αξία και Λειτουργία της Μικρής και Μεγάλης Κυκλοφορίας του Αίματος 1 η Συνολική Βαθμολογία στην Εννοιολογική Κατανόηση (αναγωγική άθροιση των πρώτων 6 δοκιμίων εννοιολογικής κατανόησης). 2 η Συνολική Βαθμολογία στην Εννοιολογική Κατανόησης (αναγωγική άθροιση και των 7 δοκιμίων εννοιολογικής κατανόησης). 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 388

16 Ολοκληρώνοντας με τους συνοπτικούς πίνακες αποτελεσμάτων, ο Πίνακας 11 εξετάζει την αλληλεξάρτηση μεταξύ της ικανότητας μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα, χρησιμοποιώντας το συντελεστή συσχέτιση Pearson. Με βάση τα αποτελέσματα αυτά, υπάρχει σημαντική συσχέτιση μεταξύ της ικανότητας μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης των μαθητών στο κυκλοφορικό σύστημα (r=0,672, DF= 33, p<0,001 και r=0,687, DF= 33, p<0,001 αντίστοιχα). Πίνακας 11. Αλληλεξάρτηση μεταξύ της ικανότητας μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα Συσχέτιση R Siq N Ικανότητας Μοντελοποίησης - Βαθμολογία Εννοιολογικής Κατανόησης χωρίς το 7 ο Μεταπειραματικό Δοκίμιο 0,672 0, Ικανότητας Μοντελοποίησης - Βαθμολογία Εννοιολογικής Κατανόησης με το 7 ο Μεταπειραματικό Δοκίμιο 0,687 0, Συμπεράσματα-Συζήτηση Με βάση τα αποτελέσματα, η συνολική ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης των μαθητών που δέχθηκαν ρητή διδασκαλία στις επιστημολογικές πτυχές που αφορούσαν στη διαδικασία μοντελοποίησης ήταν σημαντικά μεγαλύτερη σε σχέση με την ανάπτυξη της ικανότητας μοντελοποίησης των μαθητών άδηλης διδασκαλίας. Τα ευρήματα αυτά επιβεβαίωσαν τα αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών, τα οποία αφορούσαν τη διερεύνηση της ανάπτυξης της κατανόησης των μανθανόντων για τη Φύση της Επιστήμης (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000; N.G Khishfe & Abd-El- Khalick, 2002; Matkins et al.; Schwartz et al., 2004). Περαιτέρω, αναλύοντας την κάθε πτυχή της μοντελοποίησης ξεχωριστά, παρατηρήθηκε πως η επίδραση της διδασκαλίας δηλωμένης γνώσης στην ικανότητα μοντελοποίησης δεν ήταν στατιστικά σημαντική σε σχέση με τη διδασκαλία άδηλης γνώσης σε όλες τις πτυχές της. Δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ της επίδρασης των διδασκαλιών στην ικανότητα μοντελοποίησης στην α) Αξιολόγηση-Βελτίωση του μοντέλου μέσω της σύγκρισής του με το φυσικό φαινόμενο που αναπαριστά και ιδέες για βελτίωση του, β) Σύγκριση και αντιπαράθεση διαφορετικών μοντέλων που αναπαριστούν το ίδιο φαινόμενο με την αναγνώριση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους. Όπως αναφέρουν οι Sins et al. (2005) μια από τις συλλογιστικές στρατηγικές η οποία συσχετίζεται με τη μοντελοποίηση είναι και η αξιολόγηση του μοντέλου, σύμφωνα με την οποία γίνεται ο έλεγχος συμφωνίας του μοντέλου με τα διάφορα υπάρχοντα δεδομένα. Από τα αποτελέσματα φαίνεται πως αναπτύχθηκε και στις δυο ομάδες το ίδιο η ικανότητα αυτή. Οι μαθητές μπορούν να αξιολογήσουν τα μοντέλα και να τα αναθεωρήσουν (Lehrer & Schauble, 2000). Ακόμα και μαθητές της πρώτης τάξης του Δημοτικού κατανοούν (άδηλα) την ανάγκη αναθεώρησης στη μοντελοποίηση, συγκρίνοντας και αντιπαραθέτοντας διαφορετικά μοντέλα τα οποία αναπαριστούν το ίδιο φαινόμενο (Penner et al., 1997). Επιπρόσθετα, δεν βρέθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ της επίδρασης των διδασκαλιών στην ικανότητα μοντελοποίησης για τη Μεταγνώση της διαδικασίας της μοντελοποίησης. Οι μαθητές με άδηλη διδασκαλία έμαθαν άδηλα μέσα από την ενεργή εμπλοκή τους στις διάφορες δραστηριότητες να εφαρμόζουν τα πιο πάνω 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 389

17 στάδια. Οι μαθητές άδηλης γνώσης, διδάχθηκαν με τη μέθοδο από κάτω προς τα πάνω (bottom-up), ενώ οι μαθητές δηλωμένης γνώσης πάνω προς τα κάτω. Τα αποτελέσματα αυτά συμφωνούν με άλλες έρευνες, σύμφωνα με τις οποίες υπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ της δηλωμένης και άδηλης γνώσης και μπορεί να επιφέρει τα ίδια αποτελέσματα (Sun et al., 2005). Αυτό οφείλεται στο ότι η ικανότητα μοντελοποίησης για τη μεταγνώση της διαδικασίας της μοντελοποίησης κυρίως έχει να κάνει με μεταγνωστικές δεξιότητες διερώτησης οι οποίες αναπτύχθηκαν το ίδιο και στις δυο ομάδες με την εμπλοκή σε δραστηριότητες μοντελοποίησης σε δυναμικά περιβάλλοντα (Stratford et al., 1998; Buckley et al., 2004). Όπως αναφέρουν οι Windschitl et al. (2008), η διδασκαλία με τη μέθοδο διερώτησης η οποία βασίζεται στη μοντελοποίηση, μπορεί να αναπτύξει τα πέντε επιστημονικά χαρακτηριστικά της επιστημονικής γνώσης τα οποία είναι ο έλεγχος, η αναθεώρηση, η επεξήγηση, η υπόθεση και η δημιουργία-παραγωγή. Οι μαθητές ρητής διδασκαλίας είχαν σημαντική διαφορά στην Επιστημολογική επάρκεια σε σχέση με την αξία και χρήση των μοντέλων σε σχέση με τους μαθητές άδηλης διδασκαλίας. Τα αποτελέσματα αυτά συμφώνησαν με τα αντίστοιχα ευρήματα άλλων ερευνών για την επιστημολογία-φύση της Επιστήμης (Akerson et al., 2000; Khishfe & Abd-El-Khalick, 2002). Όσο αφορά τη Φύση των Μοντέλων, θεωρήθηκε δεδομένη η υπεροχή των μαθητών δηλωμένης διδασκαλίας και για αυτό το λόγο δεν προστέθηκε στη συνολική ικανότητα μοντελοποίησης των μαθητών (Schwarz & White, 2005; Khishfe & Lederman, 2006). Δεύτερος στόχος της έρευνας ήταν η απάντηση στο κατά πόσο η μοντελοποίηση ως διδακτική προσέγγιση μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο καλλιέργειας εννοιολογικής κατανόησης εννοιών που αφορούν το κυκλοφορικό σύστημα. Με βάση τα αποτελέσματα, οι μαθητές οι οποίοι διδάχθηκαν με τη μέθοδο της μοντελοποίησης (είτε με ρητή είτε με άδηλη διδασκαλία) είχαν σημαντικά μεγαλύτερη (συνολική) εννοιολογική κατανόηση σε σχέση με τους μαθητές (ομάδα ελέγχου) οι οποίοι διδάχθηκαν με παραδοσιακή διδασκαλία (Cartier, 2000; Penner et al., 1997; Windschitl & Andre, 1998). Η κατασκευή μοντέλων βοηθάει στην κατανόηση των φυσικών φαινομένων αλλά και των σύνθετων συστημάτων (Gilbert & Rutherford, 1998). Επιπρόσθετα τα δυναμικά λογισμικά μοντελοποίησης (χρήση του Stagecast στη συγκεκριμένη έρευνα) συμβάλουν στην επίτευξη της εννοιολογικής κατανόησης (Hennessy et al., 2006; Schwarz, 2002; Riley, 1993). Αναλυτικότερα, οι μαθητές οι οποίοι διδάχθηκαν με τη μέθοδο της μοντελοποίησης είχαν σημαντικά μεγαλύτερη εννοιολογική κατανόηση σε σχέση με τους μαθητές οι οποίοι διδάχθηκαν με παραδοσιακή διδασκαλία α) στη δομή, τα μέρη και την κυκλοφορία του αίματος (1 ο και 2 ο Δοκίμιο), β) συνεργασία οργάνων, καρδιάς και πνευμόνων (4 ο Δοκίμιο), γ) μικρή και μεγάλη κυκλοφορία του αίματος (7 ο Δοκίμιο). Τέλος, παρατηρήθηκε αλληλεξάρτηση-συσχέτιση μεταξύ της ικανότητας μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα. Αρκετές έρευνες έδειξαν πως η διδασκαλία με τη μέθοδο της μοντελοποίησης βοηθάει στην ανάπτυξη της εννοιολογικής κατανόησης (Buckley, 2000; Cartier, 2000). Με τη δημιουργία δυναμικών μοντέλων, οι μαθητές εμπλέκονται στη δημιουργία συμπαγούς και σταθερής γνώσης για δύσκολες έννοιες (Stratford et al.). Με εξαίρεση τα αποτελέσματα της έρευνας των Schwarz & White (2005) τα καταδεικνύουν την επίδραση της κατανόησης της διαδικασίας της μοντελοποίησης στην επίδοση των μαθητών στις φυσικές επιστήμες δεν προηγήθηκαν άλλες έρευνες 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 390

18 που να εξέτασαν την ύπαρξη της αλληλεξάρτησης της ικανότητας μοντελοποίησης (όπως εξετάστηκε στην έρευνα αυτή) και της εννοιολογικής κατανόησης των μαθητών. Βιβλιογραφία Φελλάς, Χ. (2008). Διερεύνηση της ανάπτυξης της ικανότητας μοντελοποίησης και της εννοιολογικής κατανόησης για το κυκλοφορικό σύστημα δωδεκάχρονων μαθητών μέσω δύο διαφορετικών παρεμβάσεων, Αδημοσίευτη Μεταπτυχιακή Διατριβή, Πανεπιστήμιο Κύπρου, Τμήμα Επιστημών της Αγωγής, Λευκωσία. Abd-El-Khalick, F., & Lederman, N.G. (2000). The Influence of History of Science Courses on Students' Views of Nature of Science, Journal Of Research In Science Teaching, 37(10), Azevedo, R., Seibert, D., Guthrie, J.T., & Gromley, J. G. (2002). How do students regulate their learning of complex systems with hypermedia. Paper presented at the annual meeting of the American Educational Research Association. New Orleans, L.A., USA. Azevedo, R. & Gromley, J. G. (2003).The Role of Self-Regulated Learning in Fostering Students Understanding of Complex Systems with Hypermedia. Paper presented at the annual meeting of the American Educational Research Association. Chicago, IL, USA. Buckley, B. C. (2000). Interactive multimedia and model-based learning in biology. International Journal of Science Education, 22(9), Buckley, B. C., Gobert, J. D., Kindfield, A. C. H., Horwitz, P, Tinker, R. E., Gerlits, B., Wilensky, U., Dede, C., Willett, J. (2004). Model-Based Teaching and Learning With Biologica: What Do They Learn? How Do They Learn? How Do We Know? Journal of Science Education and Technology, 13(1), Cartier, J. (2000). Using a modeling approach to explore scientific epistemology with high school biology students The National Center for Improving Student. Learning and Achievement in Mathematics and Science (NCISLA). Chi, M. T. H., De Leeuw, N., Chiu, M., & La Vancher, C. (1994). Eliciting Self- Explanations Improves Understanding. Cognitive Science, 18, Constantinou, C. P. (1999). The Cocoa Microworld as an Environment for Modeling Physical Phenomena. International Journal of Continuing Education and Life- Long Learning, 8(2), Fretz, E. B., Wu, H., Zhang, B., Davis, E., Krajcik, J. S., & Soloway, E (2002). An Investigation of Software Scaffolds Supporting Modeling Practices. Research in Science Education, 32, Gilbert, J. (1995). The role of models and modelling in some narratives in science learning. Presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association, April San Francisco, CA, USA. Gilbert, J. K., & Boutler, C. (1998). Learning science through models and modeling. In B. Fraser & K. Tobin (Eds.), International handbook of science education, Dordrecht, The Netherlands: Kluwer. Gilbert, J. K., Boulter, C. & Rutherford, M. (1998). Models in explanations, part 1: horses for courses? International Journal of Science Education, 20, Gilbert, J. K., & Rutherford, M. (1998). Models in explanations, Part 1: Horses for courses? International Journal of Science Education, 20, Gobert, J. D. & Buckley, B. C. (2000). Introduction to model-based teaching and learning in science education. International Journal of Science Education, 22(9), o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 391

19 Grosslight, L., Unger, C., Jay, E., & Smith, C. (1991). Understanding models and their use in science: Conceptions of middle and high school students and experts. Journal of Research in Science Teaching, 28, Gutwill, J. P., Frederiksen, J. P., & White, B. Y. (1999). Making Their Own Connections: Students Understanding of Multiple Models in Basic Electricity. Cognition and Instruction, 17(3), Halloun, I. (1996). Schematic Modeling for Meaningful Learning of Physics. Journal of Research in Science Teaching, 33(9), Harrison, A. G., & Treagust, D. F. (2000). A typology of school science models. International Journal of Science Education, 22(9), Hennesy, S., Rosemary, D., & Ruthven, K. (2006). Situated Expertise in Intergrating Use of Multimedia Simulation into Secontary Science Teaching. International Journal of Science Education, 28(7), Hestenes, D. (1987). Toward a modeling theory of physics instruction. American Journal of Physics, 55(5), Ingham, A. M. & Gilbert J. K. (1991). The use of analogue models by students of chemistry at higher education level. International Journal of Science Education, 13, Justi, R. S., & Gilbert, J. K. (2002). Teachers views on the nature of models. International Journal of Science Education, 24(4), Justi, R. S., & Gilbert, J. K. (2002). Science teachers knowledge about and attitudes towards the use of models and modeling in learning science. International Journal of Science Education, 24(12), Justi, R. S., & Gilbert, J. K. (2003). Teachers views on the nature of models. International Journal of Science Education, 25(11), Khishfe, R. & Abd-El-Khalick F. (2002) Influence of Explicit and Reflective versus Implicit Inquiry-Oriented Instruction on Sixth Graders Views of Nature of Science. Journal of Research In Science Teaching, 39(7), Khishfe, R. & Lederman N.(2006) Teaching Nature of Science within a Controversial Topic:Integrated versus Nonintegrated. Journal of Research in Science Teaching, 43(4), Lederman, N.G. (1992). Students' and teachers' conceptions of the nature of science: A review of the research. Journal of Research in Science Teaching, 29(4), Lehrer, R. & Schauble, L. (2000). Developing Model-Based Reasoning in Mathematics and Science. Journal of Applied Developmental Psychology, 21(1), Louca, L., Druin, A., Hammer, D., & Dreher, D. (2003). Students' collaborative use of computer-based programming tools in science: A Descriptive Study. In B. Wasson, St. Ludvigsen, & Ul. Hoppe (Eds.). Designing for Change in Networked Learning Environments: Proceedings of the International Conference on Computer Support for Collaborative Learning 2003 (CSCL) (pp ). The Netherlands: Kluwer Academic Publishers. Marton, F. & Booth, W. (1997). Learning and Awareness. N.Y.: Lawrence Erlbaum. Matkins, J. J., Bell, R. L. Irving, K. E., & McNall, R. L. (2002). Impacts of contextual and explicit instruction on preservice elementary teachers understandings of the nature of science. A paper presented at the annual meeting of the Association of the Education for Teachers in Science, Charlotte, NC. Metcalf, S. J., Krajcik, J., & Soloway, E. (2000). Model-It: A Design Retrospective. In M. J. Jacobson & R. B. Kozma (Eds.), Innovations in Science and 10 o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 392

20 Mathematics Education: Advanced Designs, for Technologies of Learning (pp ). Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Assoc. Papaevripidou, M., Constantinou, C. P., & Zacharia, Z. C. (submitted). Enacting a framework for the development and assessment of the modeling ability in the elementary grades. Journal of the Learning Sciences. 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), Riley, D. (1990). Learning about systems by making models. Computers Education, 15(1-3), Schwartz, R. S., Lederman N. G., & Crawford B. A. (2004). Developing views of nature of science in an authentic context: An explicit approach to bridging the gap between nature of science and scientific inquiry. Science Teacher Education, 88(4), Schwartz, R., Akom, G., Skjold, B., Hong, H., Kagumba, R., & Huang, F. (2008). Case Studies of Future Science Teacher Educators' Learning about Nature of Science. Paper presented at the Case studies of learning NOS AERA, New York, March 24-28, Schwarz, C. V. (2002). Using Model-Centered Science Instruction to Foster Students Epistemologies In Learning with Models. Paper presented at the Annual Meeting of the American Educational Research Association, Schwarz, C. V., White, B. Y. (2005). Metamodeling Knowledge: Developing Students Understanding of Scientific Modeling. Cognition and Instruction, 23(2), Sins, P. H., Savelsbergh, E. R., & van Joolingen, W. R. (2005). The Difficult Process of Scientific Modelling: An analysis pf novices reasoning during computerbased modeling. International Journal of Science Education, 27(14), Smith, D., C. & Cypher, Al. (1999). Making programming easier for children. In A. Druin (Ed.). The Design of Children s Technology. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, Inc. Stratford, S., Krajcik, J., & Soloway, E. (1998). Secondary Students Dynamic Modeling Processes: Analyzing, Reasoning About, Synthezing, and Testing Models of Stream Ecosystems. Journal of Science Education and Technology, 7(3), Sun, R., Slusarz, P., & Terry, C. (2005). The Interaction of the Explicit and the Implicit in Skill Learning:A Dual-Process Approach. Psychological Review, 112(1), Vick, J. E., Azevedo, R., & Hofman, N. (2005). Expert-novice differences in the understanding and detection of self-regulated learning with hypermedia. Paper presented at the annual meeting of the American Educational Research Association. Monteal,Quebec, Canada. Wells, M., Hestenes, D.& Swackhamer G. (1995). A modeling method for high school physics instruction. American Journal of Physics, 63(7), White, & Frederiksen (1998). Inquiry, Modeling, and Metacognition: Making Science Accessible to All Students. Cognition and Instruction, 16(1), Windschitl, M., & Andre, T. (1998). Using Computer Simulations to Enhance Conceptual Change: The Roles of Constructivist Instruction and Student Epistemological Beliefs. Journal of Research in Science Teaching, 35(2), o Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 393