ΠΕΡΙΛΗΨΗ. 1. Εισαγωγή

Transcript

1 ιδασκαλία του Kύκλου του Nερού µε τη Xρήση Iστοεξερευνήσεων ΜΙΑ ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Ι ΑΚΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΓΙΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΛΟΓΙΚΗΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΣΕ ΠΑΙ ΙΑ ΗΛΙΚΙΑΣ ΧΡΟΝΩΝ ΣΤΟ ΣΥΓΚΕΙΜΕΝΟ ΤΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΙΣΤΟΕΞΕΡΕΥΝΗΣΕΩΝ Νίκη Καλυφόµµατου, Κωνσταντίνος Κωνσταντίνου, Κωνσταντίνος Κορφιάτης Ερευνητική Οµάδα Μάθησης στις Φυσικές και Περιβαλλοντικές Επιστήµες, Πανεπιστήµιο Κύπρου ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα έρευνα διερεύνησε την αποτελεσµατικότητα ενός ειδικά αναπτυγµένου µαθησιακού περιβάλλοντος που επιδίωκε ταυτόχρονα την ανάπτυξη επιστηµολογικής επάρκειας, την καλλιέργεια δεξιοτήτων µοντελοποίησης και την κατανόηση βασικών εννοιών οικολογίας που αφορούν στον κύκλο του νερού σε συνεργασία µε παιδιά ηλικίας χρόνων. Επιπλέον, διερεύνησε πώς µπορεί η εφαρµογή και η αξιολόγηση της παρέµβασης να λειτουργήσει ως µηχανισµός βελτιωτικής ρύθµισής της, ώστε να γίνεται πιο αποτελεσµατική ως προς τις δεδηλωµένες επιδιώξεις. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι βελτιώθηκαν δύο πτυχές της επιστηµολογικής επάρκειας και συγκεκριµένα, η τεκµηρίωση της γνώσης µέσα από δεδοµένα και ο ορισµός της υπόθεσης. Το βασικό συµπέρασµα που προκύπτει από τα αποτελέσµατα της έρευνας είναι ότι η ανάπτυξη αξιόπιστου και αποτελεσµατικού διδακτικού υλικού πρέπει να στηρίζεται σε έρευνα και να ακολουθεί µια κυκλική διεργασία η οποία να προϋποθέτει πολλές επαναλήψεις και βελτιωτικές ρυθµίσεις για να φτάσει στην τελική του µορφή. 1. Εισαγωγή Τα σύγχρονα τεχνολογικά επιτεύγµατα και οι νέες κοινωνικές προτεραιότητες επιβάλλουν την ανανέωση της εκπαίδευσης, ώστε να ανταποκρίνεται καλύτερα στις πραγµατικές ανάγκες των νέων ανθρώπων. Τις τελευταίες δεκαετίες αποδίδεται µεγάλη σηµασία στην παιδαγωγική αξιοποίηση της πληροφορικής τεχνολογίας και στη δυνατότητά της να συµβάλει στην ανανέωση της εκπαίδευσης και στον καλύτερο συντονισµό της µε νέες κοινωνικές προτεραιότητες (De Jong et al, 1999). Σήµερα, η τεχνολογία αντιµετωπίζεται ως µέσο για την οικοδόµηση νοήµατος από µέρους των µαθητών και περιλαµβάνει σχεδιασµό, µεθόδους ή στρατηγικές, τα οποία εµπλέκουν τους µαθητές σε οικοδοµιστκές, αυθεντικές και συνεργατικές διεργασίες µάθησης (Jonassen et al. 1999). 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 377

2 Ν. Καλυφόµµατου κ.ά. Επιπρόσθετα, ενώ ο ρόλος του πολίτη αναδεικνύεται ως καθοριστικός στη διαχείριση και εκµετάλλευση των φυσικών πόρων και στην αντιµετώπιση περιβαλλοντικών ζητηµάτων, έρευνες δείχνουν ότι η πλειονότητα των πολιτών χαρακτηρίζεται από έλλειψη γνώσεων για το περιβάλλον. Στο πλαίσιο αυτό, διαµορφώνεται η ανάγκη για ανάπτυξη της περιβαλλοντικής εκπαίδευσης, η οποία θα επιδιώκει τη διάπλαση των πολιτών που θα είναι γνώστες του βιοφυσικού περιβάλλοντος και των προβληµάτων του και ενηµερωµένοι για τους τρόπους µε τους οποίους θα µπορούν αυτόβουλα να εργαστούν για τη λύση των προβληµάτων αυτών (Καλαϊτζίδης και Ουζούνης 2000). Η εργασία αυτή επιδιώκει να περιγράψει τη µεθοδολογία ανάπτυξης διδακτικού υλικού για καλλιέργεια επιστηµολογικής επάρκειας στο συγκείµενο του κύκλου του νερού και να παρουσιάσει τα αποτελέσµατα αξιολόγησης µιας ειδικά σχεδιασµένης διδακτικής παρέµβασης µε τη χρήση ιστοεξερευνήσεων. Το ερώτηµα στο οποίο θα επιχειρήσουµε να δώσουµε µια αρχική απάντηση µέσα από αυτή τη µελέτη είναι το εξής: Πώς µπορεί η εφαρµογή και αξιολόγηση να λειτουργήσει ως µηχανισµός βελτιωτικής ρύθµισης του διδακτικού υλικού, ώστε αυτό να γίνεται πιο αποτελεσµατικό ως προς τις δεδηλωµένες επιδιώξεις. 2. Θεωρητικό υπόβαθρο Ιστοεξερεύνηση Οι ιστοεξερευνήσεις αποτελούν είδος µαθησιακού περιβάλλοντος που υποστηρίζει την αξιοποίηση των νέων δυνατοτήτων συλλογικής και διαπροσωπικής επικοινωνίας που παρέχει το διαδίκτυο για καλλιέργεια δεξιοτήτων διερεύνησης και επεξεργασίας πληροφοριών, καθώς και για ενεργό εξοικείωση των µαθητών µε διαδικασίες λήψης απόφασης. Το περιβάλλον αυτό στηρίζεται σε διερεύνηση και µερικές ή όλες οι πληροφορίες µε τις οποίες αλληλεπιδρούν οι µανθάνοντες προέρχονται από πηγές στο διαδίκτυο. Σε µια ιτοεξερεύνηση τα παιδιά εργάζονται συνεργατικά και εστιάζουν την προσοχή τους στη µελέτη ενός ζητήµατος. Ο Dodge (1995) ορίζει την ιστοεξερεύνηση ως µια διερευνητική δραστηριότητα, η οποία χρησιµοποιείται, ώστε οι µαθητές να αξιοποιούν πληροφορίες παρά να ψάχνουν για αυτές και να υποστηρίζεται η σκέψη τους στο επίπεδο της ανάλυσης, σύνθεσης και αξιολόγησης. Ο Fisher (2002) συµπληρώνει ότι στην ιστοεξερεύνηση δίνεται πρώτα µια εισαγωγή, η οποία προσανατολίζει τους µαθητές για το θέµα που θα διερευνηθεί και στη συνέχεια υπάρχει µια ξεκάθαρη δοµή, την οποία πρέπει να ακολουθήσουν έχοντας πάντα την απαιτούµενη καθοδήγηση. Στην ιστοεξερεύνηση που αναπτύχθηκε και εφαρµόσθηκε στα πλαίσια της έρευνας αυτής, τα παιδιά καλούνται να λύσουν ένα πρόβληµα που προέκυψε, από την προοπτική ενός πουλιού, στην αλυκή Ακρωτηρίου. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 378

3 ιδασκαλία του Kύκλου του Nερού µε τη Xρήση Iστοεξερευνήσεων Αρχικές ιδέες για τον κύκλο του νερού Οι Osborne και Cosgrove (1983) µελέτησαν την κατανόηση µαθητών ηλικίας 8-17 χρονών για τις αλλαγές φάσης του νερού και κατέληξαν στο συµπέρασµα ότι οι µαθητές έχουν επιφανειακή κατανόηση των φαινοµένων αυτών. Παρόλα αυτά για το φαινόµενο της εξάτµισης προκύπτει ότι παιδιά 10 χρόνων και µεγαλύτερα κατανοούν ότι το νερό εξατµίζεται και διαχέεται στον αέρα (Bar and Travis 1991; Bar and Galili 1994; Osborne and Cosgrove 1983). Αντίθετα αποτελέσµατα προκύπτουν για το φαινόµενο της υγροποίησης. Όταν τα παιδιά καλούνται να εξηγήσουν πώς βρέθηκαν σταγόνες στο εξωτερικό µέρος ενός δοχείου που περιείχε πάγο, δεν δίνουν ορθή απάντηση, αλλά υποστηρίζουν ότι το νερό διαπερνά το δοχείο ή ο πάγος λιώνει ή το δοχείο ιδρώνει (Osborne and Cosgrove 1983; Dibar and Colinuaux 1989; Bar and Travis 1991). Όσον αφορά τη δηµιουργία συννέφων, τα µεγαλύτερα παιδιά ηλικίας 9 15 χρόνων εξηγούν ότι τα σύννεφα δηµιουργούνται από υδρατµούς οι οποίοι προέρχονται από διάφορες πηγές νερού όπως η θάλασσα. Αντίθετα, πολύ λίγοι µπορούν να εξηγήσουν το µηχανισµό της βροχής, αφού συνήθως υποστηρίζουν ότι η βροχή ξεκινά όταν συγκρούονται τα σύννεφα (Taiwo 1999 et al; Bar 1989). Επιστηµολογική Επάρκεια Eπιστηµολογία είναι η επιστήµη η οποία µελετά τον τρόπο µε τον οποίο αναπτύσσεται και εγκυροποιείται η επιστηµονική γνώση. Η επιστηµολογική επάρκεια αναφέρεται στον βαθµό στον οποίο οι µαθητές κατανοούν βασικά χαρακτηριστικά της φύσης της επιστήµης (Nature of Science, NOS) (Smith et al, 2000; Lederman et al, 2002; Lederman & O Malley, 1990; Abd-El-Khalick & Lederman, 2000). Ο Sandoval (2003) υποστηρίζει ότι δεν υπάρχει συναίνεση ανάµεσα στους επιστήµονες, φιλόσοφους και ιστορικούς για το τι είναι η επιστηµολογία. Παρόλα αυτά οι επιστήµονες (Science for all Americans, AAAS 1990; National Science Education Standards, NRC, 1996; Sandoval, 2003) συµφωνούν για κάποιες πτυχές της φύσης της επιστηµονικής γνώσης, οι οποίες θα πρέπει να διδάσκονται όπως ότι η επιστηµονική γνώση είναι ανθρώπινο κατασκεύασµα το οποίο περιγράφει, εξηγεί και προβλέπει τη λειτουργία φυσικού συστηµάτων (και όχι γεγονότα τα οποία ανακαλύφθηκαν), η επιστηµονική γνώση είναι αβέβαιη, δηµόσια, επιβεβαιώσιµη, πιθανοκεντρική, ανθρωπιστική, ιστορική, µοναδική, ολιστική και εµπειρική, ο κόσµος αντιµετωπίζεται σαν κατανοήσιµος, αλλά η επιστήµη δεν µπορεί να δώσει απαντήσεις σε όλα τα ερωτήµατα, η γνώση είναι αβέβαιη και η ανάπτυξή της απαιτεί δηµιουργικότητα και φαντασία και η επιστήµη είναι κοινωνικά προσδιορισµένη και εµπεδώνεται µέσα σε κοινωνικές, πολιτιστικές και ιστορικές αξίες. Για την έρευνα αυτή θα διερευνηθεί η κατανόηση των παιδιών για µερικές από τις πτυχές της φύσης της επιστήµης που αναφέρθηκαν πιο πάνω και συγκεκριµένα για τον ρόλο των πειραµάτων στην επιστήµη, τη διάκριση παρατήρησης και ερµηνείας παρατήρησης, διάκριση υπόθεσης και πρόβλεψης και την τεκµηρίωση γνώσης µέσα από δεδοµένα. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 379

4 Ν. Καλυφόµµατου κ.ά. Σύµφωνα µε τους Smith et al (2000) πολλές έρευνες έχουν δείξει ότι τα παιδιά της δηµοτικής και µέσης εκπαίδευσης έχουν πολύ περιορισµένες αντιλήψεις για τη φύση της επιστήµης, αφού θεωρούν ότι η γνώση είναι απλή και σίγουρη. O Lederman (1992) προσθέτει ότι ακόµα και οι καθηγητές έχουν ανεπαρκείς αντιλήψεις για τη φύση της επιστήµης, αφού αποτυγχάνουν να αναγνωρίσουν τον αβέβαιο χαρακτήρα της επιστηµονικής (tentative) γνώσης. Γενικά έχει παρατηρηθεί ότι οι µαθητές έχουν µια πολύ «στατική» εικόνα για την επιστήµη ως µια σταθερή συγκέντρωση γεγονότων για τον κόσµο (Songer & Linn, 1991; Tao, 2003; Sandoval & Morrison, 2003), ενώ υποστηρίζουν ότι η επιστηµονική γνώση είναι αποδεδειγµένη (Lederman, 2002). 3. Μεθοδολογία Μεθοδολογία ανάπτυξης διδακτικού υλικού Ο σχεδιασµός και η ανάπτυξη διδακτικού υλικού που να αφορά σε θέµατα οικολογίας, όπως στο φαινόµενο του κύκλου του νερού είναι µια πολύπλοκη διαδικασία η οποία πρέπει να στηρίζεται σε έρευνα. Στο ιάγραµµα 1 φαίνονται όλα τα στάδια της διαδικασίας αυτής τα οποία και ακολουθήθηκαν στην έρευνα αυτή. ιατύπωση ενιαίων µαθησιακών επιδιώξεων Επιστηµολογική ανάλυση των µαθησιακών επιδιώξεων Επιλογή στρατηγικών διδασκαλίας και µάθησης Επιλογή εργαλείων και ανάλυση των δυνατοτήτων τους Έρευνα για τις δυσκολίες και αρχικές ιδέες των µαθητών Αξιολόγηση σε πραγµατικά περιβάλλον τα µάθησης Σχεδιασµός ακολουθιών διδακτικών δραστηριοτήτων ιάγραµµα 1 Μεθοδολογία ανάπτυξης διδακτικού υλικού 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 380

5 ιδασκαλία του Kύκλου του Nερού µε τη Xρήση Iστοεξερευνήσεων Σε πρώτο στάδιο διατυπώθηκαν ενιαίες επιδιώξεις, οι οποίες περιλάµβαναν εκτός από εννοιολογική κατανόηση για τα φαινόµενα της εξάτµισης και της υγροποίησης, και καλλιέργεια δεξιοτήτων συλλογισµού και συγκεκριµένα των δεξιότητων διερεύνησης και µοντελοποίησης. Επιπλέον, επιδιώχθηκε η ανάπτυξη επιστηµολογικής επάρκειας, όπως η κατανόηση του ρόλου των πειραµάτων στην ανάπτυξη επιστηµονικής γνώσης και η καλλιέργεια δεξιοτήτων επιστηµονικής µεθόδου, όπως η δεξιότητα µέτρησης. Επίσης, παράλληλα µε τα πιο πάνω, επιδιώχθηκε η απόκτηση εµπειριών για υδροβιότοπους της Κύπρου όπως είναι η αλυκή Ακρωτηρίου στη συγκεκριµένη περίπτωση, καθώς και η ανάπτυξη στάσεων, όπως η ανάγκη για προστασία της αλυκής Ακρωτηρίου ως υδροβιότοπου που φιλοξενεί αποδηµητικά πουλιά. Στο επόµενο στάδιο έγινε επιστηµολογική ανάλυση για κάθε µαθησιακή επιδίωξη. Η ανάλυση αυτή περιλαµβάνει µια σειρά από στάδια, τα οποία παρουσιάζουν τις προαπαιτούµενες έννοιες και δεξιότητες µέσα από τις οποίες οι µαθητές προχωρούν προς τη µαθησιακή επιδίωξη. Είναι σηµαντικό να διασφαλιστεί ότι η σειρά που θα κατασκευαστεί είναι επιστηµολογικά ορθή, δηλαδή είναι συνεπής µε την επιστηµολογική δοµή του θέµατος και µε τη φύση της επιστήµης γενικά. Οι επιστηµολογικές αναλύσεις χρησιµοποιούνται ως βάση για σχεδιασµό της ακολουθίας των δραστηριοτήτων. Στη συνέχεια της διαδικασίας, έγινε επιλογή της στρατηγικής που αξιοποιήθηκε στο διδακτικό υλικό και εντοπίστηκαν τεχνολογικά εργαλεία για επίτευξη των στόχων. Στο διδακτικό υλικό που περιγράφεται επιλέγηκε να αξιοποιηθεί η προσέγγιση της διερώτησης και οι ιστοεξερευνήσεις. Ακολούθως, πραγµατοποιήθηκε έρευνα για να εντοπιστούν ή να επιβεβαιωθούν οι αρχικές ιδέες των παιδιών για τον κύκλο του νερού καθώς και οι δυσκολίες που αντιµετωπίζουν κατά την προσπάθεια τους να αναπτύξουν κατανόηση. Οι αρχικές ιδέες των παιδιών λειτουργούν ως αφετηριακό πλαίσιο για το διδακτικό υλικό και οι δυσκολίες είναι χρήσιµες για να σχεδιαστούν δραστηριότητες οι οποίες θα τους βοηθήσουν να τις υπερβούν. Μετά την έρευνα, σχεδιάστηκαν οι ακολουθίες δραστηριοτήτων οι οποίες προέκυψαν από την επιστηµολογική ανάλυση και την έρευνα για τις ιδέες και τις δυσκολίες των παιδιών. Στο τελευταίο στάδιο έγινε η αξιολόγηση της αποτελεσµατικότητας του διδακτικού υλικού µε στόχο να εντοπιστούν τρόποι βελτίωσής του. Η αξιολόγηση έγινε µε διαγνωστικά δοκίµια, τα οποία δόθηκαν στην αρχή και στο τέλος της παρέµβασης και αφορούσαν στις πτυχές της επιστηµολογίας που αναφέρθηκαν προηγουµένως. Πρέπει να τονιστεί ότι η διαδικασία ανάπτυξης διδακτικού υλικού είναι κυκλική και προϋποθέτει πολλές επαναλήψεις και βελτιωτικές ρυθµίσεις για να φτάσει στην τελική του µορφή. Έτσι, µετά τα αποτελέσµατα που προέκυψαν από την αξιολόγηση, έγινε προσπάθεια για βελτίωση του διδακτικού υλικού. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 381

6 Ν. Καλυφόµµατου κ.ά. 4. Αποτελέσµατα Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι αν και υπήρχε βελτίωση από το αρχικό στο τελικό διαγνωστικό δοκίµιο, εντούτοις η διαφορά αυτή δεν ήταν στατιστικά σηµαντική σε όλες τις ερωτήσεις. Συγκεκριµένα, θα παρουσιαστούν τα αποτελέσµατα σε δύο ερωτήσεις που αφορούν τη διάκριση πρόβλεψης και υπόθεσης. Ζητήθηκε από τα παιδιά να εξηγήσουν αν δύο δηλώσεις επιστηµόνων είναι υποθέσεις ή προβλέψεις και να εξηγήσουν την απάντησή τους. Για την πρώτη δήλωση (Πίνακας 1), τρία παιδιά µετά την παρέµβαση δίνουν ορθή απάντηση, υποστηρίζοντας ότι η δήλωση είναι υπόθεση, αφού αποτελεί εξήγηση κάποιου φαινοµένου. Άλλα έξι παιδιά µετά την παρέµβαση υποστηρίζουν ορθά ότι η δήλωση είναι υπόθεση, δίνοντας όµως διαφορετική εξήγηση. Μια µαθήτρια της Α γυµνασίου ανέφερε συγκεκριµένα στο προδιαγνωστικό ότι «Είναι υπόθεση, γιατί στη γη δεν έπεσε µετεωρίτης.», ενώ στο µεταδιαγνωστικό βελτίωσε την απάντησή της λέγοντας ότι «Είναι υπόθεση, γιατί µας λέει το λόγο της εξαφάνισης των δεινοσαύρων.» Πινακας 1 Κατηγορίες απαντήσεων στην ερώτηση: «Οι επιστήµονες πιστεύουν ότι 65 εκατοµµύρια χρόνια πριν οι δεινόσαυροι εξαφανίστηκαν από τη γη. ύο επιστήµονες έκαναν κάποια σχόλια για το γεγονός αυτό: Επιστήµονας Α : «Ένας µεγάλος µετεωρίτης κτύπησε τη γη πριν 65 εκατοµµύρια χρόνια και οδήγησε σε µια σειρά γεγονότων που προκάλεσε την εξαφάνιση.» Επιστήµονας Β : «Πολλές και βίαιες εκρήξεις ηφαιστείων ήταν υπεύθυνες για την εξαφάνιση.» Η δήλωση του πρώτου επιστήµονα είναι πρόβλεψη ή υπόθεση; Εξήγησε την απάντησή του.» Συχνότητα απαντήσεων Ν=14 Κατηγορίες απαντήσεων Πριν Μετά ηµ. Γυµν. ηµ. Γυµν. Είναι υπόθεση γιατί: 1. είναι εξήγηση του τι γίνεται είναι κάτι για το οποίο δεν είµαστε σίγουροι δεν µπορεί να είναι πρόβλεψη. Για να προβλέψω κάτι πρέπει να µην έχει συµβεί. 4. είναι κάτι που συµβαίνει στην πραγµατικότητα είναι κάτι που δεν συµβαίνει στην πραγµατικότητα κάτι το οποίο προκύπτει µετά από µελέτη είναι ένα γεγονός που συνέβηκε στο παρελθόν Άλλη εξήγηση Χωρίς εξήγηση Είναι πρόβλεψη γιατί: 1. είναι κάτι που πρόκειται να συµβεί στο µέλλον δεν είναι εξήγηση για το λόγο που συµβαίνει κάτι ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 382

7 ιδασκαλία του Kύκλου του Nερού µε τη Xρήση Iστοεξερευνήσεων 3. είναι κάτι που µπορεί να συνέβηκε είναι κάτι για το οποίο δεν είµαστε σίγουροι είναι κάτι για το οποίο είµαστε σίγουροι Χωρίς εξήγηση Άλλη απάντηση Καµία απάντηση Όσον αφορά στη δεύτερη δήλωση φαίνεται και πάλι ότι ο αριθµός των παιδιών που δίνουν ορθή απάντηση αυξάνεται µετά τη διδασκαλία. Όπως φαίνεται 5 παιδιά στο µεταδιαγνωστικό αναφέρουν ότι η δήλωση είναι υπόθεση, αφού αποτελεί εξήγηση του τι συµβαίνει. Πίνακας 2 Κατηγορίες απαντήσεων στην ερώτηση: «Η δήλωση του δεύτερου επιστήµονα είναι πρόβλεψη ή υπόθεση; Εξήγησε την απάντησή σου.» Συχνότητα απαντήσεων Ν=14 Κατηγορίες απαντήσεων Πριν Μετά ηµ. Γυµν. ηµ. Γυµν. Είναι υπόθεση γιατί: 1. είναι εξήγηση του τι γίνεται γιατί δεν µπορεί να είναι πρόβλεψη. Για να προβλέψω κάτι πρέπει να µην έχει συµβεί. 3. είναι κάτι που µπορεί να συνέβηκε είναι ένα γεγονός που συνέβηκε στο παρελθόν είναι κάτι για το οποίο όλοι οι άνθρωποι συµφωνούν Χωρίς εξήγηση Είναι πρόβλεψη γιατί: 1. δεν µπορεί να είναι υπόθεση. Υπόθεση είναι εξήγηση της απάντησής του είναι κάτι που µπορεί να µην ισχύει ή είναι κάτι για το οποίο δεν είµαστε σίγουροι. 3. είναι κάτι που δεν ισχύει είναι κάτι για το οποίο είµαστε σίγουροι είναι κάτι το οποίο προέκυψε από παρατηρήσεις Άλλη εξήγηση Χωρίς εξήγηση Καµία απάντηση Για να εκτιµηθούν οι διαφορές των µαθητών πριν και µετά την παρέµβαση για την επίδοση στο διαγνωστικό δοκίµιο για την επιστηµολογική επάρκεια εφαρµόστηκε Πολυµεταβλητή Ανάλυση ιακύµανσης ανάµεσα στα υποκείµενα (within subjects) (MANOVA, General 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 383

8 Ν. Καλυφόµµατου κ.ά. Linear Model: Repeated Measures,). Το κριτήριο Wilks δείχνει αν οι επιδόσεις των µαθητών επηρεάζονται στατιστικώς σηµαντικά από την παρέµβαση. Πίνακας 3 Συνοπτικός πίνακας αποτελεσµάτων Πολυµεταβλητής Ανάλυσης ιακύµανσης (κριτήριο Wilks' Lambda) για την επιστηµολογική επάρκεια Hypothesis Value F df/error df Sig. η2 Ερώτηση 1: ιάκριση υπόθεσης και πρόβλεψης 0,614 8,163 1/13 0,013 0,386 Ερώτηση 2: ιάκριση υπόθεσης και πρόβλεψης 0,833 2,600 1/13 0,131 0,167 Όπως φαίνεται στον πιο πάνω πίνακα είχαµε στατιστικά σηµαντικές διαφορές από το προδιαγνωστικό και το µεταδιαγνωστικό δοκίµιο µόνο στην πρώτη ερώτηση. Ακολούθως, διενεργήθηκε στατιστικός έλεγχος Paired-Samples T-Test για έλεγχο της επίδοσης των φοιτητών σε κάθε κριτήριο σε σχέση µε ερωτήσεις πριν και µετά από τη διδασκαλία. Τα αποτελέσµατα φαίνονται στον πίνακα 4. Πίνακας 4 Συνοπτικός πίνακας αποτελεσµάτων Paired-Samples Test: Paired Differences για την επιστηµολογική επάρκεια mean t df Sig Ερώτηση 1: ιάκριση υπόθεσης και πρόβλεψης Είναι υπόθεση. -0,2143-1, ,272 Υπόθεση είναι η διατύπωση µιας πιθανής εξήγησης ή -0,3571-2, ,019 θεωρίας για ένα γεγονός ή φαινόµενο µε τρόπο που αυτή να µπορεί να διερευνηθεί αργότερα. Αντίθετα, η πρόβλεψη δηλώνει τι πρόκειται ή µπορεί να 0,0000 0, ,000 συµβεί στο µέλλον αν τηρηθούν κάποιες προϋποθέσεις. Η πρόβλεψη διαφοροποιείται από την υπόθεση, γιατί δεν -0,0714-1, ,336 αποβλέπει στην εξήγηση φαινοµένων. Ερώτηση 2: ιάκριση υπόθεσης και πρόβλεψης Είναι υπόθεση. -0,1429-0, ,500 Υπόθεση είναι η διατύπωση µιας πιθανής εξήγησης ή -0,4286-2, ,028 θεωρίας για ένα γεγονός ή φαινόµενο µε τρόπο που αυτή να µπορεί να διερευνηθεί αργότερα. Αντίθετα, η πρόβλεψη δηλώνει τι πρόκειται ή µπορεί να 0,0714 1, ,336 συµβεί στο µέλλον αν τηρηθούν κάποιες προϋποθέσεις. Η πρόβλεψη διαφοροποιείται από την υπόθεση, γιατί δεν αποβλέπει στην εξήγηση φαινοµένων. Το κριτήριο αυτό δεν αναφέρθηκε ούτε πριν ούτε µετά τη διδασκαλία. 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 384

9 ιδασκαλία του Kύκλου του Nερού µε τη Xρήση Iστοεξερευνήσεων Από τον πιο πάνω πίνακα φαίνεται ότι και στις 2 ερωτήσεις σε ένα από τα κριτήρια υπήρχαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές, κάτι που δείχνει ότι η παρέµβαση βοήθησε την ανάπτυξη κατανόησης από µέρους των παιδιών στο ότι η υπόθεση αποτελεί εξήγηση ενός φαινοµένου. Παρόλα αυτά, στα υπόλοιπα κριτήρια δεν υπήρχαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές πριν και µετά την παρέµβαση. 5. Συζήτηση Όπως αναφέρθηκε, η διαδικασία ανάπτυξης διδακτικού υλικού είναι κυκλική και προϋποθέτει πολλές επαναλήψεις και βελτιωτικές ρυθµίσεις για να φτάσει στην τελική του µορφή. Ένα πολύ σηµαντικό στάδιο στη διαδικασία αυτή είναι αξιοποίηση των αποτελεσµάτων που προκύπτουν από την πρώτη εφαρµογή ως µηχανισµού βελτιωτικής ρύθµισης του διδακτικού υλικού, ώστε αυτό να γίνεται πιο αποτελεσµατικό ως προς τις µαθησιακές επιδιώξεις. Η πρώτη εφαρµογή της συγκεκριµένης ιστοεξερεύνησης έδειξε ότι κάποια σηµεία χρειάζονται βελτίωση. Ένα πρώτο στοιχείο που προέκυψε από το σύνολο των δεδοµένων είναι ότι οι δύο βασικές επιδιώξεις του διδακτικού υλικού που είναι η δεξιότητα της µοντελοποίησης και η επιστηµολογία, πρέπει να διδάσκονται χωριστά. Φάνηκε ότι το εξελικτικό επίπεδο των παιδιών δεν επέτρεπε την ταυτόχρονη συζήτηση δύο τόσο απαιτητικών θεµάτων. Κατά συνέπεια, δεν µπόρεσαν να εστιάσουν στο καθένα από αυτά και να το εµπεδώσουν, αλλά κράτησαν µόνο κάποια σκόρπια στοιχεία από το καθένα. Τα αποτελέσµατα στο µεταδιαγνωστικό δοκίµιο που αφορούσαν στην επιστηµολογία έδειξαν ότι οι µαθητές δεν εµπέδωσαν τα θέµατα αυτά και το διδακτικό υλικό επιδέχεται αρκετή βελτίωση. Γι αυτό το λόγο στα φύλλα εργασίας ενσωµατώθηκαν περισσότερες δραστηριότητες για την επιστηµολογία. Για παράδειγµα, δίνονται στα παιδιά συγκεκριµένες δηλώσεις και καλούνται να αποφασίσουν αν είναι υπόθεση ή πρόβλεψη και να εξηγήσουν γιατί, ζητείται από τα παιδιά να απαντήσουν πώς ξέρουν ότι µια υπόθεσή τους είναι ορθή και πώς το ξέρουν. Στην πρώτη εφαρµογή της ιστοεξερεύνησης δόθηκαν στα παιδιά δύο ιστορίες που αφορούσαν σε θέµατα επιστηµολογίας. Από παρατηρήσεις που έγιναν στην τάξη, φάνηκε ότι τα παιδιά τις βρήκαν πολύ ενδιαφέρουσες και αντέδρασαν θετικά σε αυτές. Παρόλα αυτά στο µεταδιαγνωστικό δοκίµιο δεν παρουσίασαν τα αναµενόµενα θετικά αποτελέσµατα. Γι αυτό το λόγο αποφασίστηκε να κρατηθούν οι ιστορίες στο διδακτικό υλικό, αλλά να γίνει µια προσπάθεια να συνδεθούν περισσότερο µε την υπόλοιπη ιστοεξερεύνηση. Συγκεκριµένα, ενσωµατώθηκε µια τρίτη ιστορία στο τέλος της ιστοεξερεύνησης στην οποία δύο παιδιά συζητούν για την πορεία που ακολούθησαν µέχρι να φτιάξουν το τελικό τους µοντέλο. Κατά τη διάρκεια της συζήτησής τους τα δύο παιδιά υποβάλουν διάφορες ερωτήσεις όπως ποιος είναι ο ρόλος των πειραµάτων που 9 ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 385

10 Ν. Καλυφόµµατου κ.ά. πραγµατοποίησαν την ιστοεξερεύνηση, γιατί οι προβλέψεις, οι υποθέσεις, οι παρατηρήσεις και οι ερµηνείες παρατηρήσεων είναι απαραίτητες στη διαδικασία πειραµατισµού και πότε χρειάζεται να αλλάζουµε ένα συµπέρασµα. Αυτή η ιστορία είναι αναστοχαστική και στοχεύει οι µαθητές να ανακαλέσουν στην µνήµη τους την πορεία που ακολούθησαν και να συνειδητοποιήσουν έτσι την επιστηµονική διαδικασία µέσα από την οποία προκύπτει νέα γνώση. Όπως προκύπτει από τα πιο πάνω, τα αποτελέσµατα που παίρνουµε από την εφαρµογή του διδακτικού υλικού µπορούν να δώσουν χρήσιµες πληροφορίες για περαιτέρω βελτίωση του διδακτικού υλικού, ώστε αυτό να γίνεται πιο αποτελεσµατικό. Συµπεραίνουµε έτσι ότι για την ανάπτυξη αξιόπιστου και αποτελεσµατικού διδακτικού υλικού απαιτείται η συγκεκριµένη µεθοδολογία που περιγράφεται στο διάγραµµα 1. Η διαδικασία αυτή είναι κυκλική και πρέπει να στηρίζεται σε έρευνα, ενώ απαιτεί πολλές επαναλήψεις και βελτιωτικές ρυθµίσεις για να φτάσει το υλικό στην τελική του µορφή. Η έρευνα έχει διπλό ρόλο και συγκεκριµένα εξυπηρετεί την εξαγωγή αρχικών ιδεών και δυσκολιών των µαθητών, ενώ τα ερευνητικά αποτελέσµατα που προκύπτουν από την πρώτη εφαρµογή αποτελούν µηχανισµό βελτιωτικής ρύθµισης του διδακτικού υλικού, ώστε αυτό να γίνεται πιο αποτελεσµατικό ως προς τις µαθησιακές επιδιώξεις. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Καλαϊτζίδης,. και Ουζούνης, Κ. (2000), Περιβαλλοντική Εκπαίδευση-Θεωρία και Πράξη, Ξάνθη: Εκδόσεις Σπανίδη Κωνσταντίνου, Κ., Π. (in press), ιδασκαλία και Μάθηση σε µια Σύγχρονη Κοινωνία, στο Σ. Ρετάλης (εκ.), Οι Προηγµένες Τεχνολογίες ιαδικτύου στην Υπηρεσία της Μάθησης, (AAAS) American Association for the Advancement of Science, (1990). Science for all Americans. New York: Oxford University Press. Abd-El-Khalick, F., & Lederman, N., G. (2000). Improving science teachers conceptions of nature of science: a critical review of the literature, International Journal of Science Education, 22 (7), Bar, V. (1989), Children s Views about the Water Cycle, Science Education, 73(4), Bar, V. and Travis, A.S. (1991), Children s views concerning phase change, Journal of Research in Science Teaching, 28(4), ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 386

11 ιδασκαλία του Kύκλου του Nερού µε τη Xρήση Iστοεξερευνήσεων Bar, V. & Galili, I. (1994), Stages of children s views about evaporation, International Journal of Science Education, 6(2), Constantinou, P. C. (1999), The Cocoa Microworld as an Environment for Developing Modeling Skills in Physical Science, International Journal of Continuing Education and Life-Long Learning, 9(2), Dibar Ure, M., C. and Colinuaux, D. (1989), Developing adults views on the phenomenon of change of physical state in water, International Journal of Science Education, 11(2), Dodge, B. (1995) Some Thoughts About WebQuests (available online at Fisher, T. (2002). Webquests in Geography. Sheffield: Geographical Association. Jonassen, D., Peck, K. and Wilson, B. (1999), Learning With Technology: A Constructivist Perspective, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. 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), Lederman, N., G., Abd-El Khalick, F, Bell, R., L. & Schwartz R., S. (2002). Views of Nature of Science Questionnaire: Toward Valid and Meaningful Assessment of Learners Conceptions of Nature of Science. Journal of Research in Science Teaching, 39 (6), Lederman, N.G., & O Malley, M. (1990). Students perceptions of tentativeness in science: Development, use, and sources of change. Science Education, 74, (NRC) National Research Council, (1996). National Science Education Standards. Washington, DC: National Academic Press. Osborne, R. J. and Cosgrove, M. M. (1983), Children s conceptions of the change of water, Journal of Research in Science Teaching, 20(9), Sandoval, W. (2003). The inquiry paradox: Why doing science doesn t necessary change ideas about science. Ιn C. P. Constantinou and Z. Zacharia (Eds). New Technologies and Their Applications in Education. The Proceedings of the Computer Based Learning in Science, , Nicosia: Department of Educational Sciences, University of Cyprus. Sandoval, W., & Morrison, K. (2003). High School Students Ideas about Theories and Theory Change after a Biological Inquiry Unit. Journal of research in science teaching, 40 (4), ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 387

12 Ν. Καλυφόµµατου κ.ά. Smith, C., L., Maclin, D., Houghton C., & Hennessey (2000). Sixth-Grade Students Epistemologies of Science: The impact of School Science Experiences on Epistemological Development. Cognition and Instruction, 18 (3), Songer, N. B., & Linn, M. C. (1991). How do students' views of science influence knowledge integration? Journal of Research in Science Teaching, 28(9), Taiwo, A.A. et al. (1999), Perceptions of the water cycle among primary school children in Botswana, International Journal of Science Education, 21(4), Tao, P. (2003). Eliciting and developing junior secondary students understanding of the nature of science through a peer collaboration instruction in science stories. International Journal of Science Education, 25 (2) ο Συνέδριο Παιδαγωγικής Εταιρείας Κύπρου 388