ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΝΟΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΧΕΤΙΚΟΥ ΜΕ ΤΙΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΚΟΙΝΩΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Τ.Ε.Ε.Α.Π.Η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗΣ ΤΩΝ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΝΟΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΧΕΤΙΚΟΥ ΜΕ ΤΙΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ ΟΝΟΜΑ: ΠΑΝΑΓΙΩΤΟΥ ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ_419 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: κος ΚΟΛΙΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Τ.Ε.Ε.Α.Π.Η ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: «ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΩΝ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ: ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ, ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ»

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ολοκληρώνοντας την ερευνητική αυτή εργασία θα ήθελα να ευχαριστήσω κάποιους ανθρώπους. Αρχικά, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ. Δημήτρη Κολιόπουλο, Καθηγητή στο ΤΕΕΑΠΗ του Πανεπιστημίου Πατρών, υπό την επίβλεψη του οποίου πραγματοποιήθηκε αυτή η έρευνα. Η υποδειγματική του θεωρητική κατάρτιση, η ουσιαστική θέλησή του και οι σημαντικές υποδείξεις του σε θέματα σχεδιασμού μεθοδολογίας συντέλεσαν στην πραγμάτωση προσωπικών και επαγγελματικών στόχων. Όχι μόνο σαν επιστήμονα αλλά τον ευχαριστώ και σαν άνθρωπο, ο οποίος έδειξε υπομονή, κατανόηση και ενδεχομένως ανοχή σε κάποια σημεία και με βοήθησε ουσιαστικά ούσα μητέρα ενός μωρού να μην εγκαταλείψω τους στόχους μου και να ολοκληρώσω επάξια την προσπάθειά μου. Ακόμα, οφείλω να ευχαριστήσω τον κ. Ραβάνη, Καθηγητή στο ΤΕΕΑΠΗ του Πανεπιστημίου Πατρών, ο οποίος υπήρξε σημαντικός σύμβουλος και ήταν πάντα διαθέσιμος από τις προπτυχιακές μου, ήδη, σπουδές στο Τμήμα για συζητήσεις επιστημονικών ζητημάτων και προτάσεις ερευνητικών καινοτόμων θεμάτων. Όχι μόνο ως επιστήμονα αλλά και ως άνθρωπο τον ευχαριστώ για τις πολύτιμες και εποικοδομητικές συζητήσεις μας. Επιπλέον, ευχαριστώ θερμά το διδακτικό προσωπικό του νηπιαγωγείου του Κάτω Καστριτσίου για την άψογη συνεργασία και ιδιαιτέρως την κα Φραγκιαδάκη. Επίσης, το ίδρυμα «Ανδρέας Μεντζελόπουλος» για την επιλογή μου στο πρόγραμμα υποτροφιών για μεταπτυχιακές σπουδές στο Πανεπιστήμιο Πατρών. Η οικονομική του αρωγή ήταν βασικός συντελεστής, για να ολοκληρώσω τις σπουδές μου, οι οποίες με βοήθησαν να διαμορφώσω μία πολυπράγμονα προσωπικότητα προς το βέλτιστο. Από αυτό το ταξίδι αποκόμισα στοιχεία, τα οποία καλυτέρευσαν την εικόνα μου ως επιστήμονα και ως άνθρωπο. Τέλος, ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω στα πρόσωπα της οικογένειάς μου και κυρίως στην κόρη μου, Ευτυχία-Σπυριδούλα, τη μητέρα μου, Μαρία, και το σύντροφό μου, Νίκο, στα οποία αφιερώνεται η δουλειά αυτή, για όσα τους στέρησα αυτό το διάστημα. 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... 2 ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 4 ABSTRACT... 5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ Η ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΩΝ Φ.Ε ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΚΑΙ Η ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ Η ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΕΝΝΟΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΟΙ ΝΟΗΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΩΝ ΝΗΠΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2o ΟΙ Π.Τ.Ε. ΣΤΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ : ΓΕΝΙΚΑ Η ΓΛΩΣΣΑ SCRATCH ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο Η ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ ΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΚΑΙ ΤΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟ ΔΕΙΓΜΑ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΑΥΤΟ; ΠΩΣ ΜΠΟΡΟΥΜΕ ΝΑ ΑΝΑΨΟΥΜΕ ΤΗ ΛΑΜΠΑ; ΕΞΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΙ ΣΥΝΕΒΗ ΚΑΙ ΑΝΑΨΕ Η ΛΑΜΠΑ; ΕΞΗΓΗΣΗ ΜΕ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΤΙΚΟΥΣ ΟΡΟΥΣ... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης ΣΥΝΔΕΣΗ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ ΜΕ ΤΟ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΟ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΈΧΕΤΕ ΔΕΙ ΚΑΠΟΥ ΝΑ ΓΥΡΙΖΕΙ ΠΤΕΡΗ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΥ; ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ

4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα εργασία, βασισμένη στην εποικοδομητική προσέγγιση της διδασκαλίας και μάθησης φυσικών επιστημών, στοχεύει στην περιγραφή μιας πειραματικής έρευνας αναφορικά με τη δυνατότητα οικοδόμησης από παιδιά προσχολικής ηλικίας ενός ποιοτικού εξηγητικού προτύπου σχετικού με τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας. Συμμετείχαν 18 νήπια από το Νηπιαγωγείο του Κάτω Καστριτσίου του Δήμου Πατρέων. Χωρίστηκαν σε ισάριθμες δύο ομάδες και εφαρμόστηκε στη μια ομάδα διδασκαλία χωρίς τη βοήθεια των ΤΠΕ και στην άλλη ομάδα διδασκαλία με τη βοήθεια των ΤΠΕ στο περιβάλλον της γλώσσας scratch, με σκοπό τη σύγκριση της γνωστικής προόδου των δύο ομάδων με ή χωρίς την προηγμένη τεχνολογική εφαρμογή. Ως εργαλείο άντλησης των δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν δύο ημιδομημένες συνεντεύξεις πριν και μετά τις διδασκαλίες. Για την ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό N-vivo. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν ότι όλα τα παιδιά οικοδόμησαν ένα πρόδρομο ενεργειακό πρότυπο για τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας. Παρατηρήθηκαν, επίσης, διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων στο post-test όσον αφορά στο χειρισμό των εργαστηριακών συσκευών για την ολοκλήρωση των συνδεσμολογιών των φυσικών συστημάτων. Η ομάδα που αλληλεπέδρασε με το συμβατικό υλικό ανέπτυξε περισσότερες δεξιότητες από την ομάδα που χειρίστηκε το ψηφιακό κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας. Λέξεις-κλειδιά: Προσχολική εκπαίδευση, ανεμογεννήτρια, πρόδρομο μοντέλο, εποικοδομητική προσέγγιση, γραμμικός αιτιακός συλλογισμός, αναλογική σκέψη, γλώσσα προγραμματισμού scratch. 4

5 ABSTRACT This work, based on a constructive approach to teaching and learning science, aims to describe an experimental research regarding the possible construction by preschool children of a qualitative explanatory model concerning the operation of a wind turbine. 18 children of preschool age from Kato Kastritsi kindergarten attended the proposed teaching intervention. They were divided into two groups of equal number. The one group attended a teaching program with the help of conventional educational material (laboratory equipment) whereas the other group attended an equivalent teaching program by means of ICT tools (the environment of scratch language). The main research aim was the comparison of the cognitive progress of the two groups. A pre- test and a post- test were used in order to collect data about the learning outcomes of the children. For the data analysis the N-vivo software was used. The results demonstrated that all children have constructed a precursor energy model about the operation of the wind turbine. Differences between the two groups have been also noted with regard to the handling of laboratory equipment. It seems that the group interacted with the conventional material have developed more skills from the group handled the ICT material. Keywords: Preschool education, wind turbine, precursor model, constructive approach, linear causal reasoning, analogical reasoning, programming language scratch. 5

6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η έννοια της ενέργειας είναι από τις πιο θεμελιώδεις στη διδασκαλία των Φυσικών Επιστημών και από τις πλέον αφηρημένες. Η δεκαετία του 1970 υπήρξε το χρονικό σημείο, το οποίο αποτέλεσε έναυσμα, ώστε διεθνείς οργανισμοί και εκπαιδευτικά συστήματα να προάγουν το θέμα της ενεργειακής εκπαίδευσης. Τόνισαν τη σημαντικότητα του πλαισίου λόγω των σοβαρών περιβαλλοντικών προβλημάτων που προκλήθηκαν από την ενέργεια και την απρόσκοπτη, την αλόγιστη και συστηματική διαχείριση των πόρων του πλανήτη μας. Την δεκαετία του 80 η εισαγωγή ενεργειακών εννοιών στις μικρές εκπαιδευτικές βαθμίδες θα αποτελούσε μεγάλο σημείο διαμάχης, καθώς πίστευαν ότι το ενεργειακό πλαίσιο δεν μπορεί να διδαχθεί στις χαμηλότερες βαθμίδες της εκπαίδευσης. Στο πέρασμα, όμως, των δεκαετιών, αναπτύχθηκαν σχετικά εκπαιδευτικά προγράμματα (π.χ., ένα ευρωπαϊκό πλαίσιο στα πλαίσια του οποίου αναπτύχθηκαν εκπαιδευτικά προγράμματα που απευθυνόταν σε παιδιά προσχολικής και δημοτικής εκπαίδευσης ήταν και το Intelligent Energy), ενώ αποδείχθηκε ότι η εισαγωγή της επιστημονικής έννοιας της ενέργειας είναι εφικτή ήδη από την προσχολική ηλικία. (Solomon, 1992 ; Κολιόπουλος, 2004 ; 2006 ; Koliopoulos, 2012). Παράλληλα, στην Ελλάδα υπάρχει ένα σύγχρονο αναπτυξιακό ρεύμα της Διδακτικής των Φυσικών Επιστημών, το οποίο διερευνά τις στάσεις και τις αντιλήψεις που διαμορφώνουν για την έννοια της ενέργειας μέσα από το σχεδιασμό, την εφαρμογή και την αξιολόγηση διδακτικών παρεμβάσεων με στόχο τη γνωστική πρόοδο των μαθητών και την υιοθέτηση οικολογικών συμπεριφορών σχετικά με την κοινωνική χρήση της έννοιας, όπως εξοικονόμηση ενέργειας (Κολιόπουλος, 2006 ; 2014 ; Οι «παιδαγωγικές εφαρμογές των ΤΠΕ» και οι Φυσικές Επιστήμες είναι άρρηκτα συνδεδεμένες μέσα στη σύγχρονη κοινωνία της πληροφορίας. Η δυναμική αυτής της σχέσης επέδρασε στην εκπαιδευτική πραγματικότητα, η οποία έχει διαμορφωθεί τελείως διαφορετικά. Οι εκπαιδευτικοί και οι μαθητές πρέπει να αντιληφθούν ότι οι συνθήκες διδασκαλίας και μάθησης έχουν μετασχηματιστεί. Τα νέα τεχνολογικά εργαλεία δημιούργησαν ψηφιακά περιβάλλοντα, τα οποία αναδεικνύονται σε σημαντικό αρωγό και διανοητικό συνεργάτη του μαθητή αλλά και ισχυρό εργαλείο 6

7 στα χέρια του εκπαιδευτικού καθώς εμπλουτίζει τις διδακτικές επιλογές του για την εκμάθηση διαφόρων εννοιών (Κόμης, 2004 ; Νικολός & Κόμης, 2010). Ένα εργαλείο που θεωρείται κατάλληλο για τη δημιουργία ψηφιακών παιδαγωγικών περιβαλλόντων είναι η γλώσσα προγραμματισμού scratch, η οποία στηρίζεται στη φιλοσοφία της Logo. Το πρόγραμμα scratch αναπτύχθηκε στο ΜΙΤ και έχει σχεδιαστεί ειδικά για τομέα της εκπαίδευσης, ενώ οι απαιτήσεις υλικού δεν είναι υψηλές (Papert, 1980). Τα περιβάλλοντα αυτά ευνοούν και ενισχύουν τη διατύπωση υποθέσεων, τον πειραματισμό, τη διερεύνηση και την ανακάλυψη. Αυτά τα χαρακτηριστικά αποτελούν και τους βασικούς πυλώνες της Διδακτικής. Η κατάκτηση της γνώσης τόσο σε μια συμβατική σχολική αίθουσα ή σε ένα τυποποιημένο εργαστήριο όσο και σε ένα ψηφιακό περιβάλλον μάθησης και διδασκαλίας προϋποθέτει εντοπισμό και συστηματική επεξεργασία των εννοιολογικών, μεθοδολογικών και πολιτισμικών παρανοήσεων στην παιδική σκέψη. Η συγκεκριμένη εργασία αποτελεί μία προέκταση άλλης έρευνας, η οποία πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Θετικών Επιστημών του ΤΕΕΑΠΗ του Πανεπιστημίου Πατρών (Τζαμαρία, 2010 ; Τζαμαρία & Κολιόπουλος, 2013). Στα πλαίσια αυτής της έρευνας επιχειρήθηκε να διερευνηθεί η αλλαγή των νοητικών παραστάσεων παιδιών προσχολικής ηλικίας κατά τη διάρκεια μιας διδακτικής παρέμβασης σχετικά με την περιγραφή, τη λειτουργία και τη χρήση της ανεμογεννήτριας. Το βασικό ερώτημά της ήταν, αν τα παιδιά της προσχολικής ηλικίας είναι σε θέση να οικοδομήσουν έναν προ-ενεργειακό συλλογισμό με τον οποίον να εξηγούν τη λειτουργία ενός μοντέλου ανεμογεννήτριας ως αλυσίδα αντικειμένων από την άποψη της λειτουργίας τους ή από την άποψη της μεταφοράς μιας δράσης από ένα αντικείμενο σε ένα άλλο αντικείμενο (Lemeignan-Weil-Barais, 1997). Η παρούσα έρευνα αποτελεί συνέχεια της προηγουμένης και έχει ως στόχο αφ ενός να επιβεβαιώσει ή διαψεύσει τα ευρήματα της προηγούμενης έρευνας σε περιβάλλον διδασκαλίας με συμβατικά διδακτικά μέσα (πραγματικά αντικείμενα) και αφ' ετέρου να διερευνηθεί, αν τα νήπια μπορούν να οικοδομήσουν ένα πρόδρομο ενεργειακό μοντέλο όχι μόνο σε περιβάλλον διδασκαλίας με συμβατικά μέσα αλλά και εντός ενός τεχνολογικού περιβάλλοντος με τη βοήθεια της γλώσσας προγραμματισμού scratch. Το προσδοκώμενο, δηλαδή, αποτέλεσμα είναι να διαπιστωθεί, αν υπάρχουν 7

8 διαφορές ή όχι ανάμεσα στη διδασκαλία του συγκεκριμένου αντικειμένου με παιδαγωγικές εφαρμογές των ΤΠΕ και τη συμβατική. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια. Το πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται στην εποικοδομητική προσέγγιση της διδασκαλίας και μάθησης των εννοιών των φυσικών επιστημών, η οποία χαρακτηρίζεται από τη διερεύνηση των νοητικών παραστάσεων των νηπίων για την ενέργεια εν γένει και για το μοντέλο της ανεμογεννήτριας ειδικά μέσα από προγράμματα διδασκαλίας. Το δεύτερο κεφάλαιο αφορά στη συμβολή των παιδαγωγικών εφαρμογών των ΤΠΕ στην εκμάθηση φυσικών εννοιών στην προσχολική ηλικία, που έχουν σχεδιαστεί βάσει των θεωριών του εποικοδομισμού και του κοινωνικού εποικοδομισμού, όπως η γλώσσα προγραμματισμού scratch. Το τρίτο κεφάλαιο αναδεικνύει τους στόχους και το περιεχόμενο της διδακτικής παρέμβασης και την αναλυτική παρουσίαση του συμβατικού και ψηφιακού υλικού που χρησιμοποιήθηκε. Το τέταρτο κεφάλαιο περιέχει τα μεθοδολογικά ζητήματα που ανακύπτουν από την υλοποίηση της έρευνας. Εισάγεται η στρατηγική της έρευνας, το δείγμα, οι τεχνικές και τα ερευνητικά ερωτήματα. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται και συζητούνται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την ανάλυση των απαντήσεων των μαθητών σε ερωτήσεις που σχετίζονταν με μία σειρά πειραματικών διατάξεων, οι οποίες συμβάλλουν στον εντοπισμό της γνωστική προόδου, πριν και μετά τη διδακτική παρέμβαση με τη βοήθεια ή όχι των Π.Τ.Ε Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της έρευνας σε σχέση με τα ερευνητικά ερωτήματα. 8

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ 1.1 Η ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΩΝ Φ.Ε ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΚΑΙ Η ΕΠΟΙΚΟΔΟΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ Η Διδακτική των φυσικών επιστημών είναι ένα σύγχρονο και αυτόνομο ερευνητικό πεδίο, το οποίο έχει συσταθεί σε άμεση συνάφεια με τη φύση και τα χαρακτηριστικά της επιστημονικής γνώσης. Βασικός αρμός της εφαρμογής του είναι υιοθέτηση στρατηγικών που συνδέονται στενά με την διδασκαλία των φυσικών επιστημών, η οποία δεν λαμβάνεται υπόψιν ως γενική παιδαγωγική κατασκευή, αλλά ως μετασχηματισμό της επιστημονικής γνώσης αναφοράς (Ραβάνης, 1999 ; 2003). Μέσα στο πλαίσιο αυτό αναδύονται τρεις μορφές γνώσης: η επιστημονική, η βιωματική και η σχολική. Η επιστημονική γνώση παράγεται σε εξειδικευμένα επιστημονικά κέντρα φυσικών επιστημών και προβάλλεται σε επιστημονικά συνέδρια και συγγράμματα. Για το πεδίο της Διδακτικής αυτή η γνώση επέχει θέση αναφοράς, σύμφωνα με την οποία μπορούν να αξιολογηθούν τόσο οι δύο άλλες γνώσεις όσο και τα αναδυόμενα χαρακτηριστικά από τις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα σε αυτές κατά τη διάρκεια της διδασκαλίας των φυσικών επιστημών (Κολιόπουλος, 2006). Η βιωματική γνώση μπορεί να χαρακτηριστεί ως πρότερα γνώση. Είναι αυτή που αποκτάται από την καθημερινή επαφή με το φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον. Η συστηματική επεξεργασία της είναι σημαντικός αρωγός για τον εντοπισμό των παρανοήσεων στη σκέψη των μαθητών. Τα εμπόδια αυτά προσδιορίζουν τους σκοπούς και τους στόχους της διδασκαλίας. Τέλος, η σχολική γνώση οικοδομείται στα στενά πλαίσια του εκπαιδευτικού συστήματος και βρίσκεται διάχυτη στα αναλυτικά προγράμματα και στα σχολικά εγχειρίδια στενά συνδεδεμένη με τη γνώση των φυσικών επιστημών (Κολιόπουλος, 2006). Σύμφωνα με τα παραπάνω, η οικοδόμηση της επιστημονικής γνώσης σε ένα σχολικό περιβάλλον είναι μία σύνθετη διαδικασία, που μπορεί να χαρακτηριστεί ως τρίπτυχο υπέρβασης εννοιολογικών, μεθοδολογικών και πολιτισμικών εμποδίων. 9

10 Στην παρούσα εργασία δίδεται έμφαση στην εννοιολογική και πολιτισμική διάσταση της επιστημονικής γνώσης. Στην προσχολική εκπαίδευση, η εννοιολογική συνιστώσα αναδεικνύεται μέσω της οικοδόμησης των λεγόμενων πρόδρομων μοντέλων φυσικών επιστημών. Τα πρόδρομα μοντέλα προετοιμάζουν την επεξεργασία άλλων μοντέλων, όπως προδίδει και η ετυμολογική ανάλυση του όρου. Πρόκειται για διδακτικές κατασκευές, οι οποίες δημιουργήθηκαν, για να διευκολύνουν τους μαθητές να προσεγγίσουν τα επιστημονικά μοντέλα. Πιο συγκεκριμένα, αφορούν νοητικές οντότητες, οι οποίες διαθέτουν κάποια κύρια χαρακτηριστικά των επιστημονικών μοντέλων, και δημιουργούν τον προθάλαμο για να προετοιμαστεί η παιδική νόηση για τη σχολική γνώση. Οι παραστάσεις των παιδιών συνήθως απέχουν πολύ από τα επιστημονικά μοντέλα. Χρειάζεται να κατασκευαστούν ενδιάμεσες νοητικές οντότητες, οι οποίες θα γεφυρώσουν το χάσμα και θα δημιουργήσουν τις συνθήκες εκείνες, οι οποίες θα επιτρέψουν την οικοδόμηση των πραγματικών μοντέλων (Καμπεζά & Ραβάνης, 2004). Οι παραστάσεις των παιδιών είναι αυθόρμητες, προέρχονται από την καθημερινή αλληλεπίδραση τους με το φυσικό τους περιβάλλον και συνήθως είναι ασυνείδητες. Σε αντίθεση, οι επιστημονικές παραστάσεις είναι κυρίως συνειδητές. Οι τρόποι ερμηνείας των φυσικών φαινομένων που βασίζονται σε αυθόρμητες διαδικασίες είναι προϊόν κοινής γνώσης και βρίσκονται σε τεράστια απόσταση από τους τρόπους ερμηνείας που επιτάσσει η επιστημονική σκέψη. Ως διδακτική διευθέτηση μεταξύ των δύο ερμηνειών προτείνονται τα πρόδρομα μοντέλα. Αυτά, λοιπόν, είναι γνωστικές κατασκευές, οι οποίες έχουν δημιουργηθεί μέσω ειδικά σχεδιασμένων διδακτικών παρεμβάσεων και διαθέτουν χαρακτηριστικά συμβατά με αυτά των επιστημονικών μοντέλων. Εγκαθίστανται ενδιάμεσα των προσωπικών νοήσεων για την πραγματικότητα και της επιστημονικής γνώσης. Επίσης, έχουν περιορισμένο εύρος εφαρμογής, αφού δημιουργούνται στη βάση ορισμένων στοιχείων που εμπεριέχονται στα επιστημονικά μοντέλα. (Καμπεζά & Ραβάνης, 2004 ; Τάνταρος, Κολιόπουλος, Παπανδρέου & Ραβάνης 2004 ; Ραβάνης & Κολιόπουλος, 2006 ; Ravanis, Koliopoulos & Boilevin, 2008 ; Σκαμάγκα, Ραβάνης & Κολιόπουλος, 2008). Εάν τα πρόδρομα μοντέλα δομηθούν με επιτυχία και καθιερωθούν στη σκέψη των νηπίων ως ενδιάμεσες οντότητες μεταξύ της καθημερινής και της επιστημονικής 10

11 γνώσης είναι δυνατό να τους προσφέρουν νέες δυνατότητες, όπως αναγνώριση και κατανόηση απλών αιτιακών σχέσεων, προσδιορισμό μεταβλητών και απρόσκοπτη έκφραση προσωπικών αναπαραστάσεων (Ravanis, Koliopoulos & Boilevin, 2008). Ορισμένες φορές, η οικοδόμηση των πρόδρομων μοντέλων επιτυγχάνεται μέσω της ενεργοποίησης του λεγόμενου αιτιακού συλλογισμού. Η συντακτική δομή του, ιδιαίτερα στις μικρές ηλικίες είναι γραμμική. Αυτό βοηθάει τους μαθητές να αναγνωρίσουν αυθόρμητα έναν διαμεσολαβητή που αποκαλούν δύναμη ή ηλεκτρισμό ή θερμότητα ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του φυσικού συστήματος που μελετάνε. Ο γραμμικός αυτός αιτιακός συλλογισμός ενεργοποιείται ήδη από την προσχολική ηλικία και τα νήπια πολλές φορές δίνουν μία φυσική εξήγηση για το εκάστοτε υπό μελέτη φαινόμενο και όχι τελεολογική όπως είθισται (Πιαζέ, 2001). Επίσης, είναι συμβατός με το πρότυπο των ενεργειακών αλυσίδων. Δηλαδή, μία γραφική αναπαράσταση, η οποία διευκολύνει την παραγωγή ποιοτικών παραστάσεων για τις αλλαγές των φυσικών συστημάτων. Αυτή αποτελείται από ορθογώνια κουτιά, τα οποία περιέχουν αντικείμενα-μορφές ενέργειας (αποθήκες, μετατροπείς) και βέλη, τα οποία δηλώνουν τη ροή της ενέργειας. Η συμβολική αυτή απεικόνιση έχει αποδειχθεί αποτελεσματική για την περιγραφή των συστημάτων από άποψη της λειτουργίας και της διανομής τους, κύρια χαρακτηριστικά των πρόδρομων επιστημονικών μοντέλων (Κολιόπουλος, 2006 ; Κολιόπουλος & Αργυροπούλου, 2010 ; Papadouris & Constantinou, 2012). 11

12 1.2 Η ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΕΝΝΟΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΟΙ ΝΟΗΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΕΙΣ ΤΩΝ ΝΗΠΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ Πριν από οποιαδήποτε επίσημη διδασκαλία στη φυσική, έχει διαπιστωθεί ότι οι μαθητές κατέχουν επιστημονικά λανθασμένες πεποιθήσεις σχετικά με τις έννοιες της φυσικής γενικά και για την έννοια της ενέργειας ειδικότερα. Οι νοητικές παρανοήσεις που μπορεί να εντοπισθούν είναι (Gilbert & Watts, 1983 ; Viglietta, 1990 ; Solomon, 1992 ; Trumper, 1993 ; Colonnese, Heron, Michelini, Santi & Stefanel, 2012): α) η ενέργεια έχει να κάνει με πράγματα που ζουν και κινούνται, β) η ενέργεια κάνει πράγματα να δουλεύουν και γ) η ενέργεια αλλάζει από τη μια μορφή στην άλλη. Συνοπτικά έχουν την τάση να συσχετίζουν την ενέργεια με την κίνηση. Οι νοητικές παραστάσεις αντικατοπτρίζουν ένα σώμα γνώσεων, το οποίο έχει συντεθεί από άτυπες διαδικασίες διδασκαλίας και μάθησης, οι οποίες εφαρμόζονται κατά τη διάρκεια των αλληλεπιδράσεων των υποκειμένων με το οικογενειακό ή φιλικό περιβάλλον, με τα μέσα μαζικής επικοινωνίας, και δημιουργούν επεξηγηματικά πλαίσια, τα οποία δεν είναι συμβατά με αυτά των ειδικών (Ραβάνης, 1999 ; Δελέγκος, 2012). Η δυσκολία για τη διδασκαλία της ενέργειας επιτείνεται από το γεγονός ότι οι ιδέες σχετικά με αυτήν που συναντώνται στην καθημερινή ζωή είναι συχνά διαφορετικές από τις τυπικές επιστημονικές έννοιες (Conforto & Mayer, 2006). Τα παιδιά εν γένει έχουν δύο οπτικές για το φυσικό περιβάλλον. Η μία είναι αυτή που διαμορφώνεται εκτός σχολείου και η άλλη είναι αυτή που αναπτύσσεται μέσα στην τυπική εκπαίδευση. Δεν έχουν, όμως, την ικανότητα να διακρίνουν τη διαφορά των εννοιών της ενέργειας μέσα σε αυτά τα δύο πλαίσια. Συνοπτικά, η διδασκαλία της ενέργειας επιβαρύνεται από μία πληθώρα προβλημάτων. Πολλά από αυτά, μάλιστα, είναι δύσκολο να επιλυθούν εξαιτίας της ίδιας της φύσης τους. Επομένως, τα νήπια κατασκευάζουν αντιλήψεις και αναπαραστάσεις βάσει της αλληλεπίδρασής τους με το φυσικό, κοινωνικό και πολιτιστικό περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσονται (Solomon, 1992 ; Κουλαϊδής, 1994 ; Devi, Tiberghien, Baker & Brna, 1996 ; Koliopoulos, 2012). Η αφηρημένη και η ποσοτική φύση της ενέργειας καθιστά δύσκολη τη διδασκαλία της στο σχολείο. Για αυτό και ο κατάλληλος μετασχηματισμός των εννοιών ενισχύει 12

13 την αντιμετώπιση των γνωστικών παρανοήσεων και αποφαίνεται κατάλληλος για την εις βάθος επεξεργασία τους. Η παραγωγική αυτή διαδικασία αποδεικνύεται αποτελεσματική, και στον τομέα της ενέργειας καθώς τα παιδιά φαίνεται ότι είναι δυνατόν να οικοδομήσουν μία ποιοτική αντίληψη για την έννοια της ενέργειας ακόμη και από πολύ μικρή ηλικία (Κολιόπουλος & Αργυροπούλου, 2010 ; Koliopoulos, 2012 ; Papadouris & Konstantinou, 2012). Διάφοροι ερευνητές (Devi, Tiberghien, Baker & Brna, 1996 ; Milar, 1996 ; Constantinou & Papadouris, 2012 ; Koliopoulos, 2012 ; Papadouris & Constantinou, 2013 ; Duit, 2014) έχουν προτείνει μία δομή σύμφωνα με την οποία μπορεί να διερευνηθούν οι νοητικές παραστάσεις για την ενέργεια. Η διδακτική παρέμβαση μπορεί να επικεντρωθεί σε τέσσερις βασικές πτυχές: μεταφορά, μετατροπή, διατήρηση και υποβάθμιση της ενέργειας. Η παρούσα έρευνα εστιάζει στη μεταφορά. Μπορεί να ανιχνευθούν οι συγκεκριμένες παρανοήσεις στη σκέψη των μικρών παιδιών και τα κενά στις γνώσεις τους και να σχεδιαστεί μία διδασκαλία με στόχους τα εμπόδια αυτά. Οι έρευνες που διερευνούν το ζήτημα της ενέργειας στην προσχολική εκπαίδευση είναι λίγες. Πτυχές του ζητήματος έχουν προσεγγιστεί από το εργαστήριο Διδακτικής των Θετικών Επιστημών και την ομάδα έρευνας και εκπαίδευσης Ενέργεια στην εκπαίδευση του Τμήματος Επιστημών της Εκπαίδευσης και της Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία του Πανεπιστημίου Πατρών. Τα μέλη της έχουν ως σκοπό την ανίχνευση των νοητικών παραστάσεων των παιδιών, τον αξιόπιστο σχεδιασμό, τη συστηματική αξιολόγηση και την έγκυρη διάδοση εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων σχετικών με τη διδασκαλία της έννοιας της ενέργειας και των κοινωνικών της χρήσεων στην προσχολική ηλικία. Τα αποτελέσματα των ερευνών έχουν επιδείξει ότι τα νήπια είναι σε θέση να οικοδομούν επεξηγηματικά σχήματα, να διατυπώνουν υποθέσεις προς διερεύνηση μέσω του πειραματισμού και να αιτιολογούν τα εμπειρικά δεδομένα νατουραλιστικά και όχι ανιμιστικά ή τελεολογικά και μπορούν να αναπτύξουν πρόδρομα ενεργειακά μοντέλα (Koliopoulos & Ravanis, 2001 ; Κολιόπουλος, 2002 ; Koliopoulos, Christidou, Symidala & Koutsoumba, 2009 ; Συμιδαλά & Κολιόπουλος, 2010 ; Τζαμαρία & Κολιόπουλος, 2013). Η έρευνα των Koliopoulos, Christidou, Symidala & Koutsiouba (2009) διερεύνησε τις νοητικές παραστάσεις παιδιών προσχολικής εκπαίδευσης σχετικά με δύο 13

14 διαφορετικές φαινομενολογικές καταστάσεις που θεωρούνται σημαντικές για την οικοδόμηση ενός προ-ενεργειακού συλλογισμού, τη κίνηση ενός αυτοκινήτου (παιχνίδι) με τη βοήθεια μιας μπαταρίας και τη κίνηση ενός αυτοκινήτου με τη χρήση ενός ελατηρίου. Τα νήπια δεν μπορούν να αποδώσουν ολοκληρωμένα την ενεργειακή κατάσταση των φυσικών συστημάτων, αλλά τα μοντέλα της λειτουργίας και της διανομής που χρησιμοποιούν για να εξηγήσουν τη λειτουργία των συστημάτων αυτών μπορεί να θεωρηθούν ένα είδος προ-ενεργειακού συλλογισμού. Η ανάλυση των εξηγήσεων των νηπίων αποδεικνύουν ότι έχουν την τάση να εξηγούν νατουραλιστικά την κίνηση του αυτοκινήτου και στις δύο καταστάσεις. Διαπιστώθηκε από τις ερμηνείες των παιδιών ότι θεωρούν τον εξωτερικό παράγοντα, την μπαταρία και το ελατήριο αντίστοιχα, κύρια αιτία κίνησης του αυτοκινήτου. Οι απαντήσεις τους καταδεικνύουν μία αναπτυξιακή κατανόηση της φυσικής αιτιότητας και ένα προενεργειακό χαρακτήρα στο συλλογισμό τους δεδομένου ότι αναπαριστούν και τις δύο καταστάσεις ως μία αλυσίδα αντικειμένων. Το εύρημα αυτό μπορεί να ενθαρρύνει τις προσπάθειες για εισαγωγή του θέματος της μεταφοράς της ενέργειας στην προσχολική εκπαίδευση. Επίσης, έχει διαπιστωθεί ότι τα νήπια είναι σε θέση να περιγράψουν τεχνολογικά συστήματα που αποτελούνται από ζεύγη αντικειμένων, όπως μπαταρία-αυτοκινητάκι, μπαταρία-λάμπα, ελατήριο-αυτοκινητάκι ή μπαταρία-μοτέρ, είτε ως μία γραμμική αλυσίδα αντικειμένων από την άποψη της λειτουργίας τους (η λάμπα ανάβει γιατί υπάρχει η μπαταρία), είτε από την άποψη της διανομής τους, δηλαδή τη μεταφορά δράσης από το ένα αντικείμενο στο άλλο (η λάμπα ανάβει γιατί δίνει ρεύμα η μπαταρία) (Συμιδαλά, Κουτσιούμπα, Χρηστίδου & Κολιόπουλος, 2006 ; Koliopoulos et al, 2009 ; Κοντογιαννάτου, 2009). Η έρευνα των Κολιόπουλου & Αργυροπούλου (2010) επιβεβαιώνει τα συμπεράσματα των άνωθεν ερευνών και καταδεικνύει ότι τα μικρά παιδιά μπορούν να ενεργοποιήσουν ένα είδος σκέψης που βασίζεται στην γραμμική αιτιότητα στα πλαίσια μίας κατάλληλα σχεδιασμένης διδακτικής παρέμβασης και να οικοδομήσουν ένα πρόδρομο ενεργειακό πρότυπο σύμφωνα με το οποίο θα περιγράφουν και θα εξηγούν τη λειτουργία φυσικών συστημάτων όπως την περιστροφή ενός κινητήρα με τη βοήθεια μιας μπαταρίας ή ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου. 14

15 Η Δημαρέλου (2012) περιγράφει μία εμπειρική έρευνα αναφορικά με την δυνατότητα οικοδόμησης ενός ποιοτικού προτύπου για την έννοια «ενέργεια» από παιδιά προσχολικής ηλικίας, με το οποίο μπορούν να περιγράφουν διάφορες διαφαινομενολογικές καταστάσεις όπως το άναμμα μιας λάμπας και τη λειτουργία ενός μικρού ανεμιστήρα με τη βοήθεια μιας μπαταρίας και ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου. Τα ερευνητικά ερωτήματα της συγκεκριμένης ερευνητικής εργασίας είναι: α) αν τα νήπια γνωρίζουν τα ονόματα και τις χρήσεις των συσκευών που θα χρησιμοποιήσουν στη διδακτική παρέμβαση, β) αν μπορούν να συνδέουν τις διάφορες συσκευές σχηματίζοντας το διπολικό μοντέλο (δηλαδή, για να ανάψει το λαμπάκι πρέπει να συνδεθεί με τα καλώδια ο ένας πόλος της μπαταρίας ή της πτέρης με τον ένα πόλο από το λαμπάκι και ο άλλος πόλος της μπαταρίας ή της πτέρης με τον άλλο πόλο από το λαμπάκι), γ) ποιες εξηγήσεις δίνουν για να αιτιολογήσουν τη λειτουργία των άνωθεν φυσικών συστημάτων, δ) αν μπορούν να κατασκευάσουν μία λογική αναπαράσταση αλυσίδας αντικειμένων από άποψη διανομής, η οποία αφορά την μεταφορά δράσης από ένα αντικείμενο σε ένα άλλο, ε) αν αντιλαμβάνονται τον έλεγχο των υποθέσεων και στ) αν αντιλαμβάνονται την έννοια των «ανανεώσιμων πηγών ενέργειας» και αν γνωρίζουν ότι οι ηλεκτρικές συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν με αυτές. Τα αποτελέσματα της έρευνας κατέδειξαν ότι όλα τα νήπια κατάφεραν να οικοδομήσουν ένα πρόδρομο ενεργειακό μοντέλο. Η Ζάβρα (2010) επιχείρησε τη διερεύνηση των αρχικών ιδεών των νηπίων μέσα από την εφαρμογή πειραματικών διατάξεων για φαινόμενα σχετικά με την ενέργεια. Εξετάστηκαν τρία ξεχωριστά φαινόμενα. Το πρώτο φαινόμενο αφορούσε το άναμμα της λάμπας από τη ΔΕΗ, το δεύτερο το άναμμα της λάμπας από μπαταρία και το τρίτο το άναμμα της λάμπας με τη μεσολάβηση ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου. Διαπίστωσε ότι τα νήπια είναι ικανά να περιγράψουν, να ερμηνεύσουν και να αναπαραστήσουν συμβολικά τη λειτουργία φυσικών συστημάτων ενεργοποιώντας ένα είδος γραμμικού αιτιακού συλλογισμού. Προσεγγίζουν τα διάφορα φαινόμενα με όρους λειτουργίας και διανομής και οι εξηγήσεις τους από τελεολογικές, ανιμιστικές ή οποιοδήποτε άλλο είδος μετασχηματίζονται σε νατουραλιστικές. Η έρευνα των Τζαμαρία & Κολιόπουλου (2013) διερεύνησε τις νοητικές παραστάσεις παιδιών προσχολικής ηλικίας πριν και μετά από την εφαρμογή κατάλληλης διδακτικής παρέμβασης, η οποία σχετιζόταν με την περιγραφή, την λειτουργία και τη 15

16 χρήση ενός μοντέλου ανεμογεννήτριας. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν ότι στην πλειοψηφία τους τα νήπια μετασχημάτισαν τις αρχικές τους αντιλήψεις και οικοδόμησαν ένα προ-ενεργειακό μοντέλο για την ανεμογεννήτρια, το οποίο στηρίζεται σε μία αλυσίδα αντικειμένων από άποψη της λειτουργίας τους ή της μεταφοράς μιας δράσης. Το ερώτημα της παρούσης έρευνας είναι, αν μπορούν τα παιδιά προσχολικής ηλικίας να οικοδομήσουν ένα ανάλογο πρότυπο και να χρησιμοποιήσουν τον γραμμικό αιτιακό συλλογισμό, για να κατασκευάσουν μία λογική αναπαράσταση αλυσίδας αντικειμένων από άποψη λειτουργίας και διανομής για το μοντέλο της ανεμογεννήτριας με τη βοήθεια των Π.Τ.Ε Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, τα παιδιά προσχολικής και πρώτης σχολικής ηλικίας φαίνεται ότι είναι ικανά να κατασκευάζουν μια γνωστική δομή, η οποία αναφέρεται ως «μεταβατική σκέψη» (Ραβάνης & Παπαμιχαήλ, 1994 ; Koliopoulos, 2012 ; Κολιόπουλος, 2014). Η δομή αυτή διαθέτει έναν ενδιάμεσο αιτιώδη παράγοντα που είναι συνδεόμενος και όχι πάντα ταυτιζόμενος με την αρχική αιτία του φαινομένου. Σύμφωνα με τον Κολιόπουλο (2004), οι ερμηνείες των παιδιών αποδίδονται σε μία γραμμική συντακτική μορφή που υπάρχει μία ενεργός πηγή-αίτιο, ένας διαμεσολαβητής και ένας παθητικός δέκτης. Αυτή είναι συμβατή με την εσωτερική δομή ενός εννοιολογικού προτύπου (των ενεργειακών αλυσίδων) που φαίνεται ότι είναι οικοδομήσιμο και από παιδιά πολύ μικρής ηλικίας όπως θα δούμε σε επόμενη ενότητα. 16

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2o ΟΙ Τ.Π.Ε. ΣΤΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ 2.1: ΓΕΝΙΚΑ Οι ραγδαίες εξελίξεις στην τεχνολογία επηρέασαν την κοινωνία σε πολλούς τομείς. Δεν άφησαν ανεπηρέαστο τον τομέα της εκπαίδευσης. Εισήχθησαν σε αυτόν μία πληθώρα νέων τεχνολογικών εργαλείων. Η κοινωνία της πληροφορικής ήταν πλέον γεγονός. Σταδιακά εμφανίστηκαν και τα λογισμικά, τα οποία εντάχθηκαν αβίαστα στην εκπαίδευση, καθώς εμφάνιζαν χαρακτηριστικά θετικά διακείμενα προς το χρήστη. Όλα αυτά σηματοδοτούσαν την έλευση μίας νέα εποχής, στην οποία η πληροφορική έμελλε να σταθεί ορόσημο και βασικός αρωγός στην παιδαγωγική ανανέωση. Στη συνέχεια, τις τελευταίες δεκαετίες, έχει σημειωθεί ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον για τα υπολογιστικά περιβάλλοντα μάθησης, τα οποία ευνοούν την ατομική ή την συνεργατική μάθηση. Παρατηρήθηκε η ανάγκη για πιο ανοικτά και ευέλικτα περιβάλλοντα μάθησης μέσω των οποίων οι συλλογιστικές διαδικασίες υποστηρίζονται και αναπτύσσονται καλύτερα. Τα τεχνολογικά περιβάλλοντα διδασκαλίας και μάθησης καταδεικνύουν θετικά αποτελέσματα στη γνωστική ανάπτυξη του παιδιού κάτω από κατάλληλες συνθήκες. Η Φυσική είναι μία ευρεία επιστημονική περιοχή που προσφέρεται για νέες μεθόδους διδασκαλίας. Σε αυτήν έχει αναπτυχθεί και εφαρμοστεί μία ποικιλία υπολογιστικών εφαρμογών, όπως προσομοίωση, πολυμέσα, διερευνητικά περιβάλλοντα, η οποία ενισχύει τον εκπαιδευτικό σχεδιασμό (Κόμης, 1996 ; Jimoyiannis & Komis, 2001 ; Dimitracopoulou & Komis, 2005 ; Siozou, Tselios & Komis, 2008). Ένα είδος υπολογιστικών εφαρμογών είναι και οι γλώσσες προγραμματισμού που θεωρούνται ένας διανοητικός συνεργάτης του μαθητή, ο οποίος ενισχύει τα αποτελέσματα της μάθησης. Από παιδαγωγική άποψη, θεωρούνται βασικός αρμός για γνωστικές λειτουργίες ανωτέρου επιπέδου, οι οποίες αναπτύσσονται στα πλαίσια διαδικασιών επίλυσης προβλήματος. Από διδακτική άποψη, η γλώσσα προγραμματισμού είναι ένα τεχνολογικό εργαλείο που επιτρέπει στους μαθητές να εμβαθύνουν την κατανόησή τους σε μαθησιακά αντικείμενα διαφόρων γνωστικών 17

18 πεδίων. Τα περιβάλλοντα προγραμματισμού θεωρούνται ένα ισχυρό εποικοδομητικό μέσο που ευνοεί τους μαθητές για ανάλυση, οργάνωση, έκφραση και αξιολόγηση των σκέψεων τους με τρόπο σαφή και συνοπτικό κατά τη διαδικασία επίλυσης του προβλήματος. Ο υπολογιστής, ως δάσκαλος και ως συνοδοιπόρος, δίνει τη δυνατότητα στα παιδιά να πειραματιστούν, να διερευνήσουν, να ανακαλύψουν και να λάβουν ανατροφοδότηση, πράγμα που δεν ενισχύει μόνο την επίλυση προβλήματος αλλά και την ανάπτυξη μεταγνωστικών δεξιοτήτων (Fessakis, Gouli & Mavroudi, 2013 ; Παπαδάκης, Ορφανάκης, Καλογιαννάκης & Ζαράνης, 2014). O Resnic (οπ. αναφ. στο Παναγιώτου, 2014) αναφέρει ότι στη σύγχρονη κοινωνία της πληροφορίας και των τεχνολογιών τα «δώρα» του Froebel απέκτησαν ψηφιακή μορφή και η ονομασία τους στη διεθνή βιβλιογραφία είναι digital manipulatives. Αυτά προσφέρονται μέσα από το σχεδιασμό αλληλεπιδραστικών σεναρίων, τα οποία ευνοούν την ενεργή συμμετοχή των υποκειμένων μέσα από ψηφιακές δραστηριότητες, που ενισχύουν την κριτική σκέψη και τα γνωσιακά αποτελέσματα. Οι δραστηριότητες που σχεδιάζονται πάνω σε αυτόν τον άξονα στηρίζονται σε μία εποικοδομητική διαδικασία. Η τελευταία συνέβαλε στην ανάπτυξη νέων τεχνολογικών εργαλείων κατάλληλα για εκπαιδευτικούς χωρίς προηγούμενη εμπειρία, τα οποία μπορούν να εντάξουν στη μαθησιακή διαδικασία. Ένα από αυτά είναι και η γλώσσα προγραμματισμού scratch, που στηρίζεται στη φιλοσοφία της Logo. Σήμερα, ως επί το πλείστο, οι περισσότερες υπολογιστικές εφαρμογές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν και στην εκπαίδευση έχουν ως στόχο την ενεργή εμπλοκή του μαθητή, τον πειραματισμό, την ανακάλυψη και τη διερεύνηση (Alimisis, 2013). Με αυτά δημιουργήθηκαν οι κατάλληλες συνθήκες για την πραγματοποίηση και παρατήρηση φυσικών φαινομένων από το μαθητή, τα οποία θα ήταν πολύ δύσκολο σε μία σχολική αίθουσα ή σε ένα τυπικό περιβάλλον ενός εργαστηρίου να λάβουν χώρα. Τα νέα τεχνολογικά εργαλεία στην εκπαίδευση δημιούργησαν ένα νέο πεδίο ερευνών, εφόσον τα πλαίσια μέσα στα οποία γίνονται κατανοητές και εφαρμόζονται οι φυσικές έννοιες έχουν μετασχηματιστεί (Jimoyiannis & Komis, 2001 ; Dimitracopoulou & Komis, 2005). Η σχέση της διδακτικής και της παιδαγωγικής χρήσης του υπολογιστή εμφανίστηκε μετά την κατασκευή των πρώτων υπολογιστών. Η διαδικασία για την απόκτηση της 18

19 γνώσης αναπτύχθηκε και εξελίχθηκε στα πλαίσια του τρίπτυχου άτομο-υπολογιστήςσχολείο. Η διδασκαλία διαμορφώθηκε σύμφωνα με τις διάφορες ψυχολογικές προσεγγίσεις με απόληξη τις εξής κατηγορίες εκπαιδευτικών λογισμικών (Κόμης, Ράπτης, Πολίτης & Δημητρακοπούλου, 2011): α) Συστήματα Μάθησης μέσω Ανακάλυψης, Διερεύνησης και Οικοδόμησης (Θεωρίες του εποικοδομισμού και του κοινωνικού εποικοδομισμού), β) Συστήματα Καθοδήγησης και Διδασκαλίας (Θεωρίες του Συμπεριφορισμού) και γ) Συστήματα Έκφρασης, Αναζήτησης και Επικοινωνίας της Πληροφορίας (Κοινωνικοπολιτισμικές θεωρίες), Στην πρώτη κατηγορία συμπεριλαμβάνονται και τα προγραμματιστικά περιβάλλοντα (τύπου Logo) Η ΓΛΩΣΣΑ SCRATCH Η γλώσσα προγραμματισμού scratch διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην διδασκαλία και εκμάθηση φυσικών εννοιών. Οι προσομοιώσεις, τα εκπαιδευτικά παιχνίδια ή τα αλληλεπιδραστικά σενάρια που προσφέρονται στο περιβάλλον της, άμεσα ή για δημιουργία από τον εκάστοτε χρήστη, αποτελούν τη γέφυρα μεταξύ των προϋπαρχουσών και μετασχηματισμένων γνώσεων αναπτύσσοντας οι μαθητές επιστημονική κατανόηση μέσω της ενεργής αναδιατύπωσης των παρανοήσεων της. Το περιβάλλον της scratch με την πληθώρα πολυμέσων ενισχύει την διατύπωση των προβλέψεων, τον έλεγχό τους, την λήψη αποφάσεων και την κατανόηση εννοιών και διαδικασιών (Dimitracopoulou & Komis, 2005 ; Ntalakoura & Ravanis, 2014). Η γλώσσα προγραμματισμού scratch ανήκει στην κατηγορία «Συστήματα Μάθησης μέσω Ανακάλυψης, Διερεύνησης και Οικοδόμησης», η οποία προσφέρει αυθεντικές δραστηριότητες μάθησης που οδηγούν τους μαθητές στη διαδικασία επίλυσης προβλήματος μέσα από την οποία αναδύονται ο πειραματισμός, η ανακάλυψη και η διερεύνηση. Αυτοί είναι βασικοί πυλώνες της Διδακτικής της Φυσικής για το μετασχηματισμό της επιστημονικής γνώσης σε σχολική, γεγονός που υποδεικνύει την οργανική σχέση που υπάρχει ανάμεσα στις φυσικές έννοιες και στα προγραμματιστικά περιβάλλοντα διδασκαλίας και μάθησης. Πολλές έρευνες έχουν καταδείξει θετική επίδραση της γλώσσας προγραμματισμού στη διαδικασία της μάθησης και στην γνωστική ανάπτυξη των παιδιών (Siozou, Tselios & Komis, 2008 ; Brennan & Resnick, 2012 ; Fessakis, Gouli & Mavroudi, 19

20 2012). Υπάρχουν πολλά περιβάλλοντα προγραμματισμού ειδικά σχεδιασμένα για μικρά παιδιά που στηρίζονται στη φιλοσοφία της Logo, όπως η Scratch. Τα ειδικά χαρακτηριστικά της την καθιστούν αναπτυξιακά κατάλληλη για παιδιά. Είναι μία σχετικά νέα γλώσσα προγραμματισμού, σχεδιασμένη για την εκπαίδευση, και ευνοεί τη δημιουργία αλληλεπιδραστικών μαθησιακών περιβαλλόντων. Βρίσκεται ελεύθερα στο διαδίκτυο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα ( Με τη scratch δημιουργούνται σενάρια που έχουν τη μορφή προσομοιώσεων, παιχνιδιών και ιστοριών κινούμενων σχεδίων. Όπως φαίνεται και στην εικόνα 1, ο προγραμματισμός γίνεται μέσω εντολών, που βρίσκονται σε πολύχρωμα μπλοκ, για τον έλεγχο γραφικών αντικειμένων, τα οποία διακινούνται σε φόντο που ονομάζεται σκηνικό. Την scratch μπορούν να τη χρησιμοποιήσουν μαθητές, γιατί ενισχύει τη φαντασία και τη δημιουργικότητα, αφού τα υποκείμενα μετασχηματίζονται σε ενεργητικοί δέκτες του ψηφιακού υλικού και το μετατρέπουν ανάλογα με τα ενδιαφέροντά τους. Ακόμα, η συγκεκριμένη γλώσσα προγραμματισμού αναδεικνύεται ως δυναμικό εργαλείο των εκπαιδευτικών για το σχεδιασμό ψηφιακών μαθησιακών περιβαλλόντων των περισσοτέρων διδακτικών αντικειμένων, γεγονός που εμπλουτίζει τις διδακτικές τους επιλογές (Νικολός, Μισιρλή, Δαβράζος, Μπακόπουλος & Κόμης, 2011 ; Παναγιώτου, 2014 ; Παπαδάκης, Ορφανάκης, Καλογιαννάκης & Ζαράνης, 2014). Εικόνα 1: Το περιβάλλον της γλώσσας scratch 20

21 Οι έρευνες στο πεδίο της Διδακτικής της Φυσικής δεν έχουν μόνο ως στόχο τη διερεύνηση των νοητικών παραστάσεων και παρανοήσεων των μαθητών αλλά και την ανεύρεση νέων μεθόδων και τεχνικών για την επίτευξη των διδακτικών στόχων. Παράλληλα, οι εκπαιδευτικοί, για να κατανοήσουν οι μαθητές τα διάφορα φυσικά συστήματα, οδηγούνται στην κατασκευή συμβολικών αναπαραστάσεων που ευνοούν την αλληλεπίδραση και την αυτενέργεια. Αυτά ονομάζονται μοντέλα. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο όρος μοντέλο έχει διττό νόημα, καθώς μπορεί να χωριστεί σε «εννοιολογικό μοντέλο», κάτι που αντιστοιχεί σε ένα πλαίσιο εννοιών, και σε αναπαραστατικό εργαλείο, όπου πραγματοποιείται η αναπαράσταση μιας σύνθετης φυσικής πραγματικότητας με τη συμβολή κάποιου απλοποιητικού συμβολικού συστήματος. Στη δεύτερη περίπτωση, ο εκπαιδευτικός μπορεί να τα δημιουργήσει με τη γλώσσα προγραμματισμού scratch ή να τα χρησιμοποιήσει από τα έτοιμα σενάρια που βρίσκονται στο περιβάλλον της. Κατ επέκταση, η scratch μπορεί να χρησιμοποιηθεί, μέσω των αναπαραστατικών μοντέλων στην προσέγγιση αντίστοιχων εννοιολογικών μοντέλων (Κόμης, Ράπτης, Πολίτης & Δημητρακοπούλου, 2011). Πρόκειται για ένα ελκυστικό περιβάλλον, που μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί από αρχάριους εν δυνάμει εκπαιδευτικούς προγραμματιστές για τη δημιουργία παιδαγωγικού ψηφιακού υλικού, αφού πρόκειται (Νικολός & Κόμης,2010 ; Νικολός, Μισιρλή, Δαβράζος, Μπακόπουλος & Κόμης, 2011): - για οπτικό προγραμματισμό. Οι εντολές είναι ψηφίδες που εκτελούνται μόνο, αν έχουν συνταχθεί με το σωστό τρόπο. - Ο χειρισμός των πολυμέσων είναι εύκολος και - η ελληνική έκδοση της scratch τόσο στο περιβάλλον όσο και στις εντολές διευκολύνει τη χρήση της. Στην προσχολική ηλικία οι έρευνες που έχουν διεξαχθεί στον τομέα των Φυσικών Επιστημών με τη χρήση αυτής της σχετικά νέας γλώσσας προγραμματισμού είναι ελάχιστες. Κατόπιν σχετικής επισκόπησης της ελληνικής και διεθνής βιβλιογραφίας, είναι κανείς δύσκολο να συναντήσει την εφαρμογή της σε σχεδιασμό δραστηριοτήτων για τη διδασκαλία φυσικών εννοιών, όπως η ενέργεια, στο νηπιαγωγείο. Πρόσφατα, οι Ntalakoura & Ravani (2014) πραγματεύτηκαν το φαινόμενο του φωτός και επιχείρησαν να οργανώσουν και να υλοποιήσουν σε 21

22 πραγματικές συνθήκες σχολικής αίθουσας διδακτικές δραστηριότητες στο περιβάλλον της scratch με τη χρήση του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Ένα από τα ερευνητικά τους ερωτήματα ήταν αν δύναται μία τεχνολογική εφαρμογή να αποτελέσει διαμεσολαβητικό μέσο που θα άγει την σκέψη των νηπίων στην οικοδόμηση ενός πρόδρομου μοντέλου για το φαινόμενο του φωτός. Επιχείρησαν να διερευνήσουν, αν τα παιδιά αντιλαμβάνονται και σε ποιο βαθμό την ύπαρξη του φωτός σε πραγματικές (συμβατικό περιβάλλον τάξης) και τεχνητές (περιβάλλον της scratch) συνθήκες. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε δύο νηπιαγωγεία της Κεφαλονιάς και συμμετείχαν 30 παιδιά προσχολικής ηλικίας. Εκ των αποτελεσμάτων συμπέραναν ότι η εν λόγω γλώσσα προγραμματισμού μπορεί να συμβάλλει στην οικοδόμηση νοητικών παραστάσεων συμβατών με τα περιγραφικά χαρακτηριστικά των μοντέλων των φυσικών επιστημών στην προσχολική ηλικία. 22

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο Η ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗ 3.1. ΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΚΑΙ ΤΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗΣ Σχεδιάστηκαν δύο ισοδύναμες διδακτικές παρεμβάσεις όσον αφορά στους επιδιωκόμενους διδακτικούς στόχους. Η μια παρέμβαση αποτελείται από ομάδα διδακτικών δραστηριοτήτων (ομάδα δραστηριοτήτων Α) οι οποίες υλοποιούνται με τη βοήθεια συμβατικού εκπαιδευτικού υλικού που χρησιμοποιείται σε σχολικά εργαστήρια, ενώ η άλλη αποτελείται από αντίστοιχη ομάδα διδακτικών δραστηριοτήτων (ομάδα δραστηριοτήτων Β) οι οποίες υλοποιούνται από εκπαιδευτικό υλικό σχετιζόμενο με τις ΤΠΕ. Οι προτεινόμενες διδακτικές παρεμβάσεις έχουν ως κοινούς στόχους αφ ενός την οικοδόμηση εκ μέρους των παιδιών ενός πρόδρομου ενεργειακού μοντέλου σχετικού με την λειτουργία της ανεμογεννήτριας (εννοιολογικός στόχος) και αφ ετέρου τη κατανόηση εκ μέρους τους της λειτουργίας της ανεμογεννήτριας στο κοινωνικό επίπεδο (πολιτισμικός στόχος). Οι ειδικοί διδακτικοί στόχοι εξειδικεύονται στην παρακάτω περιγραφή των συγκεκριμένων δραστηριοτήτων. Ομάδα δραστηριοτήτων Α Δραστηριότητα 1 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η γνωριμία των παιδιών με τα αντικείμενα που θα χρησιμοποιηθούν σε αυτή τη διδακτική παρέμβαση, 2. Η ανάπτυξη της ικανότητας συναρμολόγησης συσκευών με σκοπό τη λειτουργία ενός φυσικού συστήματος, όπως είναι το άναμμα της λάμπας με τη βοήθεια της μπαταρίας. Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός καλεί τα παιδιά σε ολομέλεια και τους ενημερώνει για τη συμμετοχή τους στο πρόγραμμα και τους κανόνες που πρέπει να ακολουθήσουν. (β) Η εκπαιδευτικός καλεί τα παιδιά να αναγνωρίσουν τις συσκευές που θα χρησιμοποιήσουν κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας. 23

24 (γ) Στη συνέχεια επιδεικνύει τις συσκευές μέσα από την αφήγηση μίας μικρής ιστορίας την οποία διακόπτει και παροτρύνει τα νήπια να κάνουν την σύνδεση έτσι ώστε να ανάψει η λάμπα. «Είστε σε ένα νησί διακοπές με τους γονείς σας και είναι νύχτα. Ξαφνικά κάνει μια τρομακτική καλοκαιρινή μπόρα και κόβεται το ρεύμα σε όλο το νησί. Και δε βλέπεται τίποτα και δυστυχώς έχετε ξεχάσει στο ξενοδοχείο σας και το φακό και τα σπίρτα. Τα μόνα αντικείμενα που έχετε στο αυτοκίνητο είναι αυτή η μπαταρία, αυτά τα καλώδια και αυτή η λάμπα. Τι κάνετε». (δ) Τα νήπια προσπαθούν να συναρμολογήσουν τα αντικείμενα και να επιτύχουν τις κατάλληλες συνδέσεις, ώστε να ανάψει η λάμπα (εικόνα 2). (ε) Η εκπαιδευτικός διευκολύνει τα νήπια, όπου και αν δυσκολεύονται, για να ολοκληρώσουν με επιτυχία τη συνδεσμολογία. Εικόνα 2: Τεχνολογικό σύστημα 1: μπαταρία-λάμπα Δραστηριότητα 2 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η ανάπτυξη της ικανότητας της οικοδόμηση μιας πρώτης προ-ενεργειακής εξήγησης (βλ. σχήμα 1). ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΛΑΜΠΑ Σχήμα 1: Aιτιακή γραμμική αλυσίδα (μπαταρία-λάμπα) 24

25 Περιγραφή δραστηριότητας : (α) Η εκπαιδευτικός δίνει τις καρτέλες στα νήπια και τα καλεί να αναγνωρίσουν τα αντικείμενα. (β) Στη συνέχεια τους ζητάει να τοποθετήσουν τις καρτέλες με τέτοια σειρά, ώστε να ανάψει η λάμπα (εικόνα 3). (γ) Στη συνέχεια τους ρωτάει «γιατί έβαλες τις καρτέλες με τέτοια σειρά;» και ακολουθεί η πραγματοποίηση συζήτησης. Η εκπαιδευτικός συζητά με τα παιδιά τις απαντήσεις τους και οδηγεί τη συζήτηση προς τις κατάλληλες εκείνες φυσικές εξηγήσεις, οι οποίες λεκτικά βασίζονται στον γραμμικό αιτιακό συλλογισμό. Εικόνα 3: Συμβολική αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 1 (μπαταρία-λάμπα) Δραστηριότητα 3 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η γνωριμία των παιδιών με τα αντικείμενα που θα χρησιμοποιηθούν σε αυτή τη διδακτική παρέμβαση. 2. Η ανάπτυξη της ικανότητας της συναρμολόγησης συσκευών με σκοπό τη λειτουργία του φυσικού συστήματος άναμμα της λάμπας με τη βοήθεια της πτέρης, χρησιμοποιώντας πιστολάκι ως πηγή ρεύματος αέρα. 25

26 Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός συνεχίζει την αφήγηση: «Δυστυχώς, όμως, η μπαταρία που έχουμε ήταν πολύ χρησιμοποιημένη και μετά από λίγο δεν είχαμε πάλι φως. Μήπως να ψάξουμε στο αυτοκίνητο; Ίσως βρούμε κάτι άλλο, για να ανάψουμε τη λάμπα». (β) Η εκπαιδευτικός επιδεικνύει τα υπόλοιπα αντικείμενα στα παιδιά (σεσουάρ, πτέρη, λάμπα) και καλεί να τα αναγνωρίσουν. Στη συνέχεια ρωτά «πιστεύετε ότι με αυτά μπορείτε να ανάψετε τη λάμπα;» (γ) Τα παιδιά πειραματίζονται και επιχειρούν τη συνδεσμολογία (εικόνα 4). Εικόνα 4: Λειτουργία φυσικού συστήματος 2 (σεσουάρ-πτέρη-δυναμό-λάμπα) (δ) Η εκπαιδευτικός παρεμβαίνει και διευκολύνει τα νήπια να ολοκληρώσουν με επιτυχία τη συνδεσμολογία. Στη συνέχεια γίνεται προσπάθεια αποσαφήνισης της έννοιας του δυναμό. Ρωτάει «τι είναι αυτό;», ώστε να οδηγήσει τους μαθητές σε πραγματοποίηση συζήτησης. Η εκπαιδευτικός θέτει ερωτήσεις που μπορεί να οδηγήσουν στη χρήση νοητικών παραστάσεων για τη σημασία του δυναμό στη λειτουργία της πτέρης. (ε) Μετά την ολοκλήρωση της συνδεσμολογίας η εκπαιδευτικός ρωτά «έχετε ξαναδεί κάπου κάτι τέτοιο (σύστημα);». Η εκπαιδευτικός δημιουργεί μέσω της συζήτησης το κατάλληλο πλαίσιο που μπορεί να οδηγήσει στην ενεργοποίηση της αναλογικής σκέψης για τη σύνδεση του μικρο-επίπεδου (εργαστηριακές συσκευές) με το μακρο-επίπεδο (πραγματικό τεχνολογικό κατασκεύασμα). Δραστηριότητα 4 η : 26

27 Διδακτικοί στόχοι: 1. Η ανάπτυξη της ικανότητας της οικοδόμηση μιας προ-ενεργειακής εξήγησης (βλ. σχήμα 2). ΣΕΣΟΥΑΡ ΠΤΕΡΗ ΔΥΝΑΜΟ ΛΑΜΠΑ Σχήμα 2: Συμβολική αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 2 (σεσουάρ-πτέρη-δυναμό-λάμπα) Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός δίνει τις καρτέλες στα νήπια και τα καλεί να αναγνωρίσουν τα αντικείμενα. (β) Στη συνέχεια τους ζητάει να τοποθετήσουν τις καρτέλες με τέτοια σειρά, ώστε να ανάψει η λάμπα (εικόνα 5). Η εκπαιδευτικός θέτει ερωτήματα: «Τι πιστεύετε ότι είναι τα βελάκια;». Ακολουθεί συζήτηση. Η εκπαιδευτικός συζητά με τα παιδιά τις απαντήσεις τους και οδηγεί τη συζήτηση προς τις κατάλληλες εκείνες φυσικές εξηγήσεις, οι οποίες λεκτικά βασίζονται στον γραμμικό αιτιακό συλλογισμό. Εικόνα 5: Συμβολική αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 2 (σεσουάρ-πτέρη-δυναμόλάμπα) 27

28 Δραστηριότητα 5 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Να αναγνωρίσουν τα φαινομενολογικά χαρακτηριστικά και να γνωρίσουν τα παιδιά το μοντέλο της ανεμογεννήτριας ως προς τη δομή της. 2. Η ανάπτυξη της ικανότητας των παιδιών να διατυπώνουν υποθέσεις που σχετίζονται με τη χρήση και τη λειτουργία του μοντέλου της ανεμογεννήτριας. Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός από το πείραμα επιχειρεί την επαφή με τις πραγματικές ανεμογεννήτριες και δείχνει στα παιδιά έναν πίνακα ζωγραφικής και τους ζητάει να τον επεξεργαστούν και να τον περιγράψουν (Εικόνα 6). (β) Στη συνέχεια θέτει ερωτήματα, για να διατυπώσουν τα παιδιά υποθέσεις για τη χρήση και τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας. «Τι είναι αυτό; Το έχεις ξαναδεί; Που τις έχεις ξαναδεί; Τι κάνουμε με αυτές; Τι περιέχει μέσα της; Τι τις χρειαζόμαστε; Ξέρεις πως λειτουργούν;». Εικόνα 6: Οι κόρες του ανέμου 28

29 Δραστηριότητα 6 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η ανάπτυξη της ικανότητας της οικοδόμηση μιας προ-ενεργειακής αντίληψης φυσάει αέρας γυρνάει η ανεμογεννήτρια ανάβει η λάμπα (βλ. σχήμα 3). Αέρας Ανεμογεννήτρια Φως Σχήμα 3: Ενεργειακή αλυσίδα του τεχνολογικού συστήματος της ανεμογεννήτριας Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός δίνει τις καρτέλες στα νήπια και τους ζητάει να τις βάλουν με τέτοια σειρά, ώστε να ανάψει η λάμπα (εικόνα 7). (β) Στη συνέχεια τους ζητάει να εξηγήσουν, γιατί έβαλαν τις καρτέλες με αυτήν τη σειρά. Προσπαθεί να καθοδηγήσει τη συζήτηση, ώστε τα νήπια να διατυπώσουν λεκτικά σχήματα που αρμόζουν σε ένα πρόδρομο ποιοτικό μοντέλο για την ενέργεια. Εικόνα 7: Συμβολική αναπαράσταση της τεχνολογικής κατασκευής (ανεμογεννήτρια) 29

30 Δραστηριότητα 7 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η κατανόηση ότι ο αέρας είναι ισοδύναμη πηγή με το πιστολάκι για τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας 2. Η ανάπτυξη της ικανότητας να μπορούν να χρησιμοποιήσουν το γραμμικό αιτιακό συλλογισμό για την αιτιολόγηση των φαινομένων 3. Η αναγνώριση της σημασίας του δυναμό για τη χρήση της ανεμογεννήτριας 4. Η ευαισθητοποίηση στα θέματα που σχετίζονται με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Περιγραφή δραστηριότητας: (α) τα νήπια καλούνται από την εκπαιδευτικό να περιγράψουν το αιολικό πάρκο, να διατυπώσουν υποθέσεις στα ερωτήματα που θα τους τεθούν και να προβούν στον έλεγχο αυτών. «Γιατί νομίζεις ότι βρίσκονται σε αυτήν τη θέση οι ανεμογεννήτριες; τι θα συμβεί, αν φυσήξει ο αέρας; αν βγάλω το δυναμό μέσα από την ανεμογεννήτρια τι νομίζετε ότι θα συμβεί;». (γ) Στο τέλος η εκπαιδευτικός ζητάει από τα παιδιά να συγκρίνουν την ανεμογεννήτρια με την μπαταρία, ώστε να αντιληφθούν την κοινωνική της χρήση. «Ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος, για να ανάβουμε τις λάμπες; Ο άνεμος ή οι μπαταρίες και γιατί;». Ομάδα δραστηριοτήτων Β ( Δραστηριότητα 1 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η γνωριμία των παιδιών με τα αντικείμενα που θα χρησιμοποιηθούν σε αυτή τη διδακτική παρέμβαση. 30

31 2. Η ανάπτυξη της ικανότητας της συναρμολόγησης συσκευών σε ψηφιακό περιβάλλον με σκοπό τη λειτουργία ενός φυσικού συστήματος, όπως είναι το άναμμα της λάμπας με τη βοήθεια της μπαταρίας. Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός, για να εφαρμόσει τη διδασκαλία με τη βοήθεια των Π.Τ.Ε χωρίζει τα νήπια σε 3άδες για πρακτικούς λόγους. Στη συνέχεια, τα ενημερώνει για τη συμμετοχή τους στη διδακτική παρέμβαση με τη βοήθεια του ηλεκτρονικού υπολογιστή και τους κανόνες που πρέπει να ακολουθήσουν (δεν πειράζουμε την οθόνη, δεν χρησιμοποιούμε το πληκτρολόγιο και περιμένουμε τη σειρά μας, για να χρησιμοποιήσουμε το ποντίκι). (β) Η εκπαιδευτικός καλεί τα παιδιά να αναγνωρίσουν τα ψηφιακά αντικείμενα που θα χρησιμοποιήσουν κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας, για να διασφαλιστεί ότι αναγνωρίζουν την ψηφιακή εκδοχή των αντικειμένων (π.χ Τι είναι αυτό;). (γ) Στη συνέχεια αφηγείται μία μικρή ιστορία την οποία διακόπτει και παροτρύνει τα νήπια να κάνουν την ψηφιακή σύνδεση (δηλαδή, με τη βοήθεια του ποντικιού να μετακινήσουν τα ψηφιακά αντικείμενα και να τα τοποθετήσουν σωστά, ώστε να ανάψει η λάμπα). Η εκπαιδευτικός αφηγείται: «Είστε σε ένα νησί διακοπές με τους γονείς σας και είναι νύχτα. Ξαφνικά κάνει μια τρομακτική καλοκαιρινή μπόρα και κόβεται το ρεύμα σε όλο το νησί. Και δε βλέπεται τίποτα και δυστυχώς έχετε ξεχάσει στο ξενοδοχείο σας και το φακό και τα σπίρτα. Τα μόνα αντικείμενα που έχετε στο αυτοκίνητο είναι αυτή η μπαταρία, αυτά τα καλώδια και αυτή η λάμπα. Τι κάνετε;». (δ) Τα νήπια προσπαθούν να μετακινήσουν τα ψηφιακά αντικείμενα και να επιτύχουν τη σωστή σύνδεση, ώστε να ανάψει η λάμπα (εικόνα 8). Για την πειραματική διάταξη του φυσικού συστήματος 1 εισήχθησαν από το Google images (δυνατότητα του περιβάλλοντος της scratch) οι εικόνες της μπαταρίας και της λάμπας και επιλέχθηκαν οι συγκεκριμένες, ώστε να προσιδιάζουν στα αντικείμενα που βρίσκονται στην καθημερινότητα των νηπίων και να μπορέσουν να ανταπεξέλθουν στους διδακτικούς στόχους της παρέμβασης καλύτερα. Τα καλώδια σχεδιάστηκαν με την επιλογή 31

32 προγράμματος ζωγραφικής που προσφέρει η scratch, ώστε η ψηφιακή μορφή να είναι εύκολα αντιληπτή και περισσότερο κατανοητή από τα νήπια, γιατί οι εικόνες που ευρέθησαν στον παγκόσμιο ιστό δεν απεικόνιζαν ξεκάθαρα το αντικείμενο. Τα ψηφιακά στοιχεία βρίσκονται διάσπαρτα στο σκηνικό της scratch και μπορεί να μετακινηθούν. Ο χρήστης πατώντας μόνιμα το αριστερό κλικ μπορεί να τα τοποθετήσει όπου τον εξυπηρετεί στο περιβάλλον. Για να επιτύχει τη σύνδεση και να ανάψει η λάμπα, αρκεί το ένα αντικείμενο να ακουμπάει το άλλο. Ο προγραμματιστής-εκπαιδευτικός, για να επιτευχθεί αυτό, χρησιμοποιεί τις εντολές ελέγχου στη scratch και δημιουργεί μία συνθήκη (π.χ εάν τα καλώδια αγγίξουν και τη μπαταρία και τη λάμπα), η οποία εάν είναι αληθής, θα γίνει μία ενέργεια (π.χ θα ανάψει η λάμπα). Αν τα αντικείμενα τοποθετηθούν κάπως διαφορετικά, η λάμπα δεν θα ανάψει. Αφού, ο χρήστης έχει ολοκληρώσει την ενότητα, μπορεί να πατήσει αριστερό κλικ στη μορφή back, για να συνεχίσει με την επόμενη δραστηριότητα. Εικόνα 8: Τεχνολογικό σύστημα 1: μπαταρία-λάμπα Δραστηριότητα 2 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η ανάπτυξη της ικανότητας της οικοδόμηση μιας πρώτης προ-ενεργειακής εξήγησης στο ψηφιακό περιβάλλον (φαινόμενο 1: μπαταρία-λάμπα) (βλέπε εικόνα 9). Περιγραφή δραστηριότητας : (α) Η εκπαιδευτικός καλεί τα νήπια να αναγνωρίσουν τα ψηφιακά αντικείμενα. 32

33 (β) Στη συνέχεια τους ζητάει να τοποθετήσουν τις καρτέλες με τέτοια σειρά, ώστε να ανάψει η λάμπα (εικόνα 9). (γ) Στη συνέχεια τους ρωτάει «γιατί έβαλες τις καρτέλες με τέτοια σειρά;». Η εκπαιδευτικός συζητά με τα παιδιά τις απαντήσεις τους και οδηγεί τη συζήτηση προς τις κατάλληλες εκείνες φυσικές εξηγήσεις, οι οποίες λεκτικά βασίζονται στον γραμμικό αιτιακό συλλογισμό. Εικόνα 9: Συμβολική αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 1 (μπαταρία-λάμπα) Δραστηριότητα 3 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η γνωριμία των παιδιών με τα ψηφιακά αντικείμενα που θα χρησιμοποιηθούν σε αυτή τη διδακτική παρέμβαση. 2. Η ανάπτυξη της ικανότητας της συναρμολόγησης ψηφιακών συσκευών με σκοπό τη λειτουργία του φυσικού συστήματος άναμμα της λάμπας με τη βοήθεια της πτέρης, χρησιμοποιώντας πιστολάκι ως ισοδύναμη πηγή του αέρα. Περιγραφή δραστηριότητας: 33

34 (α) Η εκπαιδευτικός συνεχίζει την αφήγηση «Δυστυχώς, όμως, η μπαταρία που έχουμε ήταν πολύ χρησιμοποιημένη και μετά από λίγο δεν είχαμε πάλι φως. Μήπως να ψάξουμε στο αυτοκίνητο; Ίσως βρούμε κάτι άλλο, για να ανάψουμε τη λάμπα». (β) Η εκπαιδευτικός καλεί τα παιδιά να αναγνωρίσουν τα υπόλοιπα ψηφιακά αντικείμενα (σεσουάρ, πτέρη, λάμπα). Στη συνέχεια ρωτά «πιστεύετε ότι με αυτά μπορείτε να ανάψετε τη λάμπα;». (γ) Τα παιδιά πειραματίζονται και επιχειρούν τη συνδεσμολογία (εικόνα 10). ( Όλες οι μορφές μετακινούνται πατώντας σταθερά αριστερό κλικ στο ποντίκι. Τα ψηφιακά αντικείμενα που χρησιμοποιήθηκαν στο τεχνολογικό σύστημα 2 (πιστολάκι για τα μαλλιά, πτέρη, δυναμό, λάμπα) ομοίως εισήχθησαν από το Google images. Το κριτήριο επιλογής ήταν, πάλι, οι ψηφιακές μορφές να απαντώνται στην καθημερινότητα των νηπίων. Η μόνη διαφορά με το συμβατικό υλικό είναι ότι το δυναμό απεικονίζεται ξεχωριστά από την ψηφιακή πτέρη. Αυτή η διαφοροποίηση είναι αναγκαία, γιατί στην ηλεκτρονική μορφή της δεν διακρίνεται το δυναμό, όπως συμβαίνει με το συμβατικό αντικείμενο. Οπότε, είναι απαραίτητο να προσφερθεί στα νήπια η δυνατότητα επεξεργασίας του, για να κατανοήσουν τη δομή της ανεμογεννήτριας, αφού το δυναμό είναι το κύριο συστατικό της λειτουργίας της. Επιπλέον, τα καλώδια σχεδιάστηκαν με το πρόγραμμα ζωγραφικής της scratch. Τέλος, οι εντολές «μετάδωσε» και «όταν λάβω» φροντίζουν για το συγχρονισμό διαφορετικών αντικειμένων μέσα σε ένα σκηνικό. Δηλαδή, αν πατήσεις αριστερό κλικ πάνω στον πιστολάκι ακούγεται πραγματικός ήχος (το πρόγραμμα δίνει τη δυνατότητα να εισάγονται ήχοι από το youtube σε μορφή mp3). Ταυτόχρονα, αποστέλλεται ένα μήνυμα στην πτέρη για να γυρίσει και αυτή, με τη σειρά της, στέλνει ένα μήνυμα στην λάμπα, για να ανάψει. Αν δεν τεθεί σε λειτουργία το πιστολάκι, δεν λειτουργεί το φυσικό σύστημα 2. Το κουμπί back μπορεί να οδηγήσει τον χρήστη στην επόμενη διδακτική ενότητα. 34

35 Εικόνα 10: Λειτουργία φυσικού συστήματος 2 (σεσουάρ-πτέρη-δυναμό-λάμπα) (δ) Η εκπαιδευτικός παρεμβαίνει και διευκολύνει τα νήπια να θέσουν σε λειτουργία το ψηφιακό πιστολάκι, για να ολοκληρώσουν τη σύνδεση. Στη συνέχεια γίνεται προσπάθεια αποσαφήνισης της έννοιας του δυναμό. Ρωτάει «τι είναι αυτό;». «Τι πιστεύτε ότι κάνει το δυναμό;» και δημιουργεί τις κατάλληλες συνθήκες που μπορεί να οδηγήσουν στη χρήση νοητικών παραστάσεων για τη σημασία του δυναμό στη λειτουργία της πτέρης. (ε) Μετά την ολοκλήρωση της συνδεσμολογίας η εκπαιδευτικός ρωτά «έχετε ξαναδεί κάπου κάτι τέτοιο (σύστημα);». Η εκπαιδευτικός δημιουργεί μέσω της συζήτησης το κατάλληλο πλαίσιο που μπορεί να οδηγήσει στην ενεργοποίηση της αναλογικής σκέψης για τη σύνδεση του μικρο-επίπεδου (ψηφιακές συσκευές) με το μακροεπίπεδο (πραγματικό τεχνολογικό κατασκεύασμα). Δραστηριότητα 4 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η ανάπτυξη της ικανότητας της οικοδόμηση μιας προ-ενεργειακής εξήγησης (σεσουάρ πτέρη δυναμό λάμπα) (βλ. εικόνα 11). Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός καλεί τα νήπια να αναγνωρίσουν τα ψηφιακά αντικείμενα. 35

36 (β) Στη συνέχεια τους ζητάει να τοποθετήσουν τα ψηφιακά αντικείμενα με τέτοια σειρά, ώστε να ανάψει η λάμπα (εικόνα 11). Ομοίως με τη δραστηριότητα 2. Εικόνα 11: Συμβολική αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 2 (σεσουάρ-πτέρη-δυναμόλάμπα) (γ) Στη συνέχεια τους ρωτάει «γιατί έβαλες τα ψηφιακά αντικείμενα με τέτοια σειρά;». Η εκπαιδευτικός συζητά με τα παιδιά τις απαντήσεις τους και οδηγεί τη συζήτηση προς τις κατάλληλες εκείνες φυσικές εξηγήσεις, οι οποίες λεκτικά βασίζονται στον γραμμικό αιτιακό συλλογισμό. Δραστηριότητα 5 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Να αναγνωρίσουν τα φαινομενολογικά χαρακτηριστικά και να γνωρίσουν τα παιδιά το μοντέλο της ανεμογεννήτριας ως προς τη δομή της μέσω της απεικόνισής της στο ψηφιακό περιβάλλον. 2. Η ανάπτυξη της ικανότητας να μπορούν να διατυπώσουν υποθέσεις σχετικά με τη χρήση και τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας. Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός από το πείραμα επιχειρεί την επαφή με τις πραγματικές ανεμογεννήτριες και δείχνει στα παιδιά στο περιβάλλον της scratch έναν πίνακα ζωγραφικής (εικόνα 12) και τους ζητάει να τον επεξεργαστούν και να τον περιγράψουν. (β) Στη συνέχεια θέτει ερωτήματα, για να διατυπώσουν τα παιδιά υποθέσεις για τη χρήση και τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας. «Τι είναι αυτό; Το έχεις ξαναδεί; Που 36

37 τις έχεις ξαναδεί; Τι κάνουμε με αυτές; Τι περιέχει μέσα της; Τι τις χρειαζόμαστε; Ξέρεις πως λειτουργούν;». Εικόνα 12: Οι κόρες του ανέμου Δραστηριότητα 6 η : Διδακτικοί στόχοι: 1. Η ανάπτυξη της ικανότητας της οικοδόμησης αιτιακής αλυσίδας διανομής φυσάει αέρας γυρνάει η ανεμογεννήτρια ανάβει η λάμπα στο ψηφιακό περιβάλλον (σχήμα 4). ΑΕΡΑΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΛΑΜΠΑ Σχήμα 4: Ενεργειακή αλυσίδα της πραγματικής τεχνολογικής κατασκευής Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Η εκπαιδευτικός ζητάει από τα νήπια να βάλουν με τέτοια σειρά τα ψηφιακά αντικείμενα, ώστε να ανάψει η λάμπα (εικόνα 13). 37

38 Εικόνα 13: Συμβολική αναπαράσταση της τεχνολογικής κατασκευής (ανεμογεννήτρια) (β) Στη συνέχεια τους ζητάει να εξηγήσουν, γιατί έβαλαν τα ψηφιακά αντικείμενα με αυτήν τη σειρά. Προσπαθεί να καθοδηγήσει τη συζήτηση, ώστε τα νήπια να διατυπώσουν λεκτικά σχήματα που αρμόζουν σε ένα πρόδρομο ποιοτικό μοντέλο για την ενέργεια. Ομοίως με τη δραστηριότητα 2 και 4. Δραστηριότητα 7 η : Στόχοι: 1. Η κατανόηση ότι ο αέρας είναι ισοδύναμη πηγή με το πιστολάκι για τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας. 2. Η χρήση του γραμμικού αιτιακού συλλογισμού για την αιτιολόγηση των φαινομένων. 3. Να μπορούν να αναγνωρίσουν τη σημασία του δυναμό για τη χρήση της ανεμογεννήτριας. 4. Να ευαισθητοποιηθούν τα παιδιά στα θέματα που σχετίζονται με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Περιγραφή δραστηριότητας: (α) Τα νήπια καλούνται από την εκπαιδευτικό να περιγράψουν το ψηφιακό τύπου αιολικό πάρκο, να διατυπώσουν υποθέσεις στα ερωτήματα που θα τους τεθούν και να προβούν στον έλεγχο αυτών (εικόνα 14). «Γιατί νομίζεις ότι βρίσκονται σε αυτήν τη θέση οι ανεμογεννήτριες; τι θα συμβεί, αν φυσήξει ο αέρας; αν βγάλω το δυναμό μέσα από την ανεμογεννήτρια τι νομίζετε ότι θα συμβεί;». Επιλέχθηκε από τη βιβλιοθήκη (δυνατότητα του προγράμματος που προσφέρει μορφές, ήχους, φόντο) 38

39 της scratch ένα υπόβαθρο-φόντο, το οποίο να μοιάζει με νησί, αφού η ιστορίαεπικοινωνιακό πλαίσιο, κατά τη διάρκεια της διδακτικής παρέμβασης, εξελισσόταν στην Κέρκυρα. Επίσης, ομοίως εισήχθη και το φανάρι-δρόμου. Τέλος, οι ανεμογεννήτριες και το σύννεφο που φυσάει είναι graphic animation, το οποίο εισήχθη κατόπιν αναζήτησης από τον παγκόσμιο ιστό. Όταν ενσωματώνεται στο περιβάλλον της scratch διασπάται σε πολλαπλές ενδυμασίες. Η επιλογή στον προγραμματισμό «άλλαξε στην επόμενη ενδυμασία» δίνει την αίσθηση της κίνησης. Το σκηνικό δημιουργήθηκε με αυτόν τον τρόπο, για να δίνει την εντύπωση ενός αιολικού πάρκου. Ο χρήστης πατώντας αριστερό κλικ πάνω στο σύννεφο αλλάζει όψη σε σύννεφο που φυσάει. Η εντολή «μετάδωσε» εξασφαλίζει το συγχρονισμό των μορφών. Για αυτό και οι ανεμογεννήτριες με την εντολή «όταν λάβω» αλλάζουν ενδυμασίες δίνοντας την αίσθηση της κίνησης, όπως στα κινούμενα σχέδια. Τέλος, τα μηνύματα που έχουν προγραμματιστεί μεταξύ της ανεμογεννήτριας και του φαναριού έχουν ως αποτέλεσμα το άναμμα της λάμπας με τη μέθοδο της εναλλαγής της ενδυμασίας. Εικόνα 14: Προσομοίωση αιολικού πάρκου (β) Στο τέλος η εκπαιδευτικός ζητάει από τα παιδιά να συγκρίνουν την ανεμογεννήτρια με την μπαταρία, ώστε να αντιληφθούν την κοινωνική της χρήση. «Ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος, για να ανάβουμε τις λάμπες; Ο άνεμος ή μπαταρίες και γιατί;». 39

40 3.2. Το εκπαιδευτικό υλικό Συμβατικό υλικό Σε αυτήν την ενότητα θα παρουσιαστεί το συμβατικό υλικό της ομάδας δραστηριοτήτων Α. Τα συγκεκριμένα αντικείμενα στις τεχνολογικές διατάξεις επιλέχθηκαν γιατί από προηγούμενες έρευνες γνωρίζουμε ότι ορισμένα από αυτά είναι ήδη οικεία στα παιδιά ενώ με άλλα (μοντέλο ανεμογεννήτριας) τα παιδιά εξοικειώνονται εύκολα. Επίσης, οι καρτέλες, με τις οποίες οι μαθητές αναπαράστησαν τα τεχνολογικά συστήματα 1 και 2 και τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας, απεικόνιζαν όσο το δυνατόν καλύτερα τα πραγματικά αντικείμενα. Επιπλέον, το έργο τέχνης επιλέχθηκε, γιατί κάποιες φορές η τέχνη αντικατοπτρίζει και αναδεικνύει αντικείμενα και τεχνολογικά κατασκευάσματα από την καθημερινότητα του ανθρώπου, αφού είναι μία ανθρώπινη δραστηριότητα που βασίζεται στην εμπειρία. Τέλος, η μακέτα του αιολικού πάρκου χρησιμοποιήθηκε, γιατί αυτή μπορεί να θεωρηθεί ένα μικρό προσχέδιο ενός αρχιτεκτονήματος αντανακλώντας σε μεγάλο ποσοστό το πραγματικό. Αναλυτικότερα: 1 η δραστηριότητα Για τη λειτουργία του φυσικού συστήματος 1 χρησιμοποιήθηκε: μπαταρία πλακέ 9V, καλώδια, λαμπάκι. 2 η δραστηριότητα Για την αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 1 χρησιμοποιήθηκε 1 σετ καρτελών: μπαταρία, λάμπα, βελάκι. 40

41 3 η δραστηριότητα Για τη λειτουργία του φυσικού συστήματος 2 χρησιμοποιήθηκε: πιστολάκι για τα μαλλιά (ως ισοδύναμη πηγή αέρα), πτέρη (μέσα στην οποία υπήρχε δυναμό εύκολα αποσπώμενο για επεξεργασία από τα νήπια), καλώδια, λάμπα. 4 η δραστηριότητα Για την αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 2 χρησιμοποιήθηκε 1 σετ καρτελών: πιστολάκι για τα μαλλιά, πτέρη, δυναμό, λάμπα, βελάκια 5 η δραστηριότητα Για τη σύνδεση των πειραματικών διατάξεων με το πραγματικό τεχνολογικό κατασκεύασμα χρησιμοποιήθηκε ένας πίνακας ζωγραφικής «Οι κόρες του ανέμου». 6 η δραστηριότητα Για την αναπαράσταση του φυσικού συστήματος της ανεμογεννήτριας χρησιμοποιήθηκε 1 σετ καρτελών: σύννεφο που φυσάει, ανεμογεννήτρια, λάμπα, βελάκια. 41

42 7 η δραστηριότητα Για την αξιολόγηση των αποκτηθεισών γνώσεων χρησιμοποιήθηκε μία μακέτα ενός αιολικού πάρκου Υλικό Π.Τ.Ε Σε αυτήν την ενότητα παρουσιάζεται το ψηφιακό υλικό της ομάδας δραστηριοτήτων B. 1 η δραστηριότητα Για τη λειτουργία του φυσικού συστήματος 1 χρησιμοποιήθηκαν τα εξής ψηφιακά αντικείμενα που εισήχθησαν από το Google Images: μπαταρία πλακέ 9V, λαμπάκι. Τα καλώδια σχεδιάστηκαν με το πρόγραμμα ζωγραφικής που διαθέτει η scratch. 2 η δραστηριότητα Για την αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 1 χρησιμοποιήθηκε 1 ψηφιακό σετ καρτελών: μπαταρία, λάμπα, (εισήχθησαν από το Google Images), βέλη (από τη βιβλιοθήκη της scratch) και τετράγωνα (σχεδιάστηκαν με το πρόγραμμα ζωγραφικής της scratch). 42

43 3 η δραστηριότητα Για τη λειτουργία του φυσικού συστήματος 2 χρησιμοποιήθηκε: πιστολάκι για τα μαλλιά (ως ισοδύναμη πηγή αέρα), πτέρη (graphic animation), δυναμό, λάμπα (εισήχθησαν από το Google Images), καλώδια (σχεδιάστηκαν με το πρόγραμμα ζωγραφικής της scratch) και ήχος από πιστολάκι (mp3 αρχείο). 4 η δραστηριότητα Για την αναπαράσταση του φυσικού συστήματος 2 χρησιμοποιήθηκε 1 ψηφιακό σετ καρτελών: πιστολάκι, λάμπα, πτέρη, δυναμό (εισήχθησαν από το Google Images), βέλη (από τη βιβλιοθήκη της scratch) και τετράγωνα (σχεδιάστηκαν με το πρόγραμμα ζωγραφικής της scratch). 5 η δραστηριότητα Για τη σύνδεση των πειραματικών διατάξεων με το πραγματικό τεχνολογικό κατασκεύασμα χρησιμοποιήθηκε ένας πίνακας ζωγραφικής «Οι κόρες του ανέμου». Εισήχθη με μορφή εικόνας. 43

44 6 η δραστηριότητα Για την αναπαράσταση του φυσικού συστήματος της ανεμογεννήτριας χρησιμοποιήθηκε 1 ψηφιακό σετ καρτελών: σύννεφο που φυσάει, ανεμογεννήτρια, λάμπα, δυναμό (εισήχθησαν από το Google Images)και βελάκια (από τη βιβλιοθήκη της scratch).τα τετράγωνα σχεδιάστηκαν με το πρόγραμμα ζωγραφικής της scratch. 7 η δραστηριότητα Για την αξιολόγηση των αποκτηθεισών γνώσεων χρησιμοποιήθηκε ένα ψηφιακό- τύπου- αιολικού πάρκου. Το σύννεφο και οι ανεμογεννήτριες είναι graphic animation. Το φανάρι και το φόντο εισήχθησαν από τη βιβλιοθήκη της scratch. 44